生物の進化と系統(知識)の問題
異なる生物の器官を比べると、見かけやはたらきが違っていても、発生の起源や基本的な構造が同じ器官がある。一方で、見かけやはたらきが似ていても、発生の起源が異なる器官もある。後者のような器官を相似器官という。
次の器官の組み合わせのうち、相似器官の組み合わせとして最も適当なものを、次のア〜オから 1 つ選べ。
- ア ヒトの腕とクジラの胸びれ
- イ ヒトの腕とコウモリの翼
- ウ ネコの前あしとモグラの前あし
- エ チョウのはねとスズメの翼
- オ ウマの前あしとクジラの胸びれ
この問題で使うもの
- 相同器官・相似器官と収束進化(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(7 技能)
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ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
相似器官と相同器官のちがいを思い出そう。ポイントは、はたらきが似ているかどうかではなく、発生の起源が同じかどうかである。
ヒント 2
脊椎動物の前肢(腕・前あし・胸びれ・翼)は、はたらきが違っても基本的な骨格の構造が共通しており、発生の起源が同じである。
ヒント 3
選択肢のうち、ア・イ・ウ・オはどれも哺乳類の前肢どうしの組み合わせである。残る選択肢で、2 つの器官がそれぞれ何からできているかを考えよう。
答えと解説
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エ
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解説を読む
相似器官は、はたらきや形が似ていても、発生の起源が異なる器官である。異なる系統の生物が似た環境に適応して、似た形やはたらきをもつようになること(収束進化)によって生じる。これに対して、相同器官は、見かけやはたらきが違っていても、発生の起源や基本的な構造が同じ器官であり、共通の祖先から受け継いだものと考えられる。
- エ:チョウのはねは昆虫の体表(外骨格)が変化したもので、骨を含まない。スズメの翼は脊椎動物の前肢が変化したもので、内部に骨がある。どちらも空を飛ぶはたらきをもつが、発生の起源が異なるので相似器官である。正しい。
ほかの選択肢は、いずれも脊椎動物(哺乳類)の前肢どうしの組み合わせである。脊椎動物の前肢は、上腕に 1 本、前腕に 2 本の骨があるなど基本的な骨格の構造が共通しており、発生の起源が同じ相同器官である。
- ア:ヒトの腕(ものをつかむ)とクジラの胸びれ(泳ぐ)は、はたらきが違うが、どちらも前肢なので相同器官である。誤り。
- イ:ヒトの腕とコウモリの翼(飛ぶ)は、どちらも前肢なので相同器官である。誤り。
- ウ:ネコの前あし(歩く)とモグラの前あし(土を掘る)は、どちらも前肢なので相同器官である。誤り。
- オ:ウマの前あし(走る)とクジラの胸びれ(泳ぐ)は、どちらも前肢なので相同器官である。誤り。
別解
相似器官は、はたらきや見かけが似ているが、発生の起源が異なる器官。
ア:ヒトの腕とクジラの胸びれは、どちらも哺乳類の前肢が変化したもので起源が同じ。相同器官なので誤り。
イ:ヒトの腕とコウモリの翼も、どちらも哺乳類の前肢が変化したもので相同器官。誤り。
ウ:ネコの前あしとモグラの前あしも、どちらも哺乳類の前肢で相同器官。誤り。
エ:チョウのはねは昆虫の体表(外骨格)がのびたもの、スズメの翼は脊椎動物の前肢が変化したもので起源が異なる。どちらも飛ぶはたらきをもつので相似器官。正しい。
オ:ウマの前あしとクジラの胸びれは、どちらも哺乳類の前肢で相同器官。誤り。
よって答えはエ。