生態と環境（知識）の問題
水中で生活する 2 種の単細胞生物 X と Y を使って、次の実験を行った。
- X と Y は、どちらも同じ種類の細菌だけを食物にしており、X と Y が互いを食べることはない。
- 同じ大きさの容器に同じ培養液を入れ、食物の細菌を毎日同じ量ずつ加えながら、同じ温度で培養した。
- 容器 1 では X だけを、容器 2 では Y だけを、容器 3 では X と Y をいっしょに培養し、一定量の培養液中の個体数を数えた。
| 培養日数 | 0 日 | 4 日 | 8 日 | 12 日 | 16 日 |
|---|---|---|---|---|---|
| 容器 1 の X | 10 | 80 | 200 | 240 | 240 |
| 容器 2 の Y | 10 | 60 | 150 | 180 | 180 |
| 容器 3 の X | 10 | 60 | 160 | 220 | 235 |
| 容器 3 の Y | 10 | 40 | 50 | 20 | 0 |
この実験の結果からわかることとして最も適当なものを、次のア〜エから 1 つ選べ。
- ア X と Y は同じ食物をめぐって種間競争を行い、Y が容器から排除された。
- イ X と Y は相利共生の関係にあり、いっしょに培養すると両方の個体数が増えた。
- ウ Y は X がいなければ個体数を増やすことができず、単独では生活できない。
- エ X と Y は生態的地位が重ならないので、いっしょに培養しても共存できた。
この問題で使うもの
- 種間関係と生態的地位（説明と入口の問題）
この問題を解けるようになるまで（6 技能）
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右端（太枠）がこの問題で使う技能です。左へドラッグすると、さらに前の前提をさかのぼれます。技能を押すと、そこまでの道筋が光ります。
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
技能「種間関係と生態的地位」を使う。単独で培養したときと、いっしょに培養したときの個体数の変化を比べよう。
ヒント 2
生態的地位（食物や生活空間など）が大きく重なる 2 種を同じ場所で育てると、種間競争が起こり、一方が排除されることがある。
ヒント 3
容器 2 を見ると Y は単独で増えるので、ウは除ける。容器 3 で Y が最後にどうなったかを見ると、両方が増えたとするイと、共存できたとするエも確かめられる。
答えと解説
答えを見る
ア
どこでつまずきましたか？（選ぶと、戻る場所を案内します）
解説を読む
手順 1: 単独で培養した結果を読む
容器 1 の X も、容器 2 の Y も、単独では個体数が増えて、ある値（X は 240、Y は 180）で一定になっている。つまり、どちらの種も単独なら十分に生活できる。
手順 2: いっしょに培養した結果を読む
容器 3 では、X は単独のときとほぼ同じように増えて 235 になったが、Y ははじめ少し増えたあと減少し、16 日目には 0 になった。
手順 3: 種間関係を判断する
X と Y は同じ細菌を食物にしており、互いを食べることはない（捕食と被食の関係ではない）。食物や生活空間などの要求が似ている、つまり生態的地位が大きく重なる 2 種を同じ場所で育てると、食物をめぐる種間競争が起こる。競争に強い種（ここでは X）が残り、弱い種（Y）がその場所から排除される。これを競争的排除という。
手順 4: 選択肢を判定する
- ア 正しい。同じ食物をめぐる種間競争の結果、Y が排除された（競争的排除）。
- イ 誤り。相利共生なら両方が利益を受けて増えるはずだが、容器 3 の Y は 0 になり、X も単独のとき（240）より多くはなっていない。
- ウ 誤り。容器 2 で Y は単独でも 180 まで増えているので、単独で生活できる。
- エ 誤り。X と Y は同じ食物を利用するので生態的地位は重なっており、実際に容器 3 では共存できず Y がいなくなった。
よって、正解は ア である。
別解
X と Y は同じ細菌を食物とするので、食物をめぐる種間競争の関係にある。
ア: 単独培養では Y も増える（180 まで）が、混合培養では Y は 0 になり排除された。X は混合培養でも 235 に増えた。競争の結果 Y が排除されたので正しい（競争的排除）。
イ: 混合培養で Y の個体数は減少して 0 になっており、X も単独のときより少ない。相利共生ではないので誤り。
ウ: 容器 2 で Y は X なしで 180 まで増えているので誤り。
エ: 同じ食物を利用するので生態的地位が重なっており、Y は 0 になって共存できていないので誤り。
よって ア。