ある湖で、水中に含まれていた有機水銀の濃度はごくわずかであったが、その湖にすむ生物の体内の濃度を調べたところ、次の表のようになった。
| 生物 | 体内の有機水銀の濃度(水中の濃度を 1 としたときの値) |
|---|---|
| 植物プランクトン | 約 |
| 動物プランクトン | 約 |
| 小形の魚 | 約 |
| 大形の魚 | 約 |
このように、体内で分解されにくく体外に排出されにくい物質が、生物の体内にとり込まれて蓄積し、食物連鎖を通じて上位の栄養段階の生物ほど体内の濃度が高くなる現象を何というか。
富栄養化(アオコ・赤潮と酸素不足)、生物濃縮が起こる物質の性質、外来生物が在来生物に与える影響(捕食・競争・交雑)について、正しい記述を選べる
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右端(太枠)がこの技能です。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。
人間の活動は、生態系の復元力を超える変化をもたらすことがあります。この技能では、栄養塩類が増えすぎて起こる富栄養化(アオコ・赤潮とそれに続く酸素不足)、分解・排出されにくい物質が食物連鎖を通して高い濃度にたまる生物濃縮、人間が持ち込んだ外来生物が在来生物に与える影響(捕食・競争・交雑)について、しくみを理解し、正しい記述を選べるようになります。
富栄養化:前提の技能で学んだように、生態系には自然浄化のはたらきがありますが、生活排水・工場排水・農地の肥料などで窒素やリンを含む栄養塩類が大量に流れ込むと、湖や内湾の栄養塩類の濃度が高くなります。これを富栄養化といいます。栄養塩類は植物プランクトンの増殖に必要なので、富栄養化が進むと植物プランクトンが異常に増え、淡水ではシアノバクテリアなどが水面を覆うアオコ(水の華)、海では赤潮が発生します。増えたプランクトンが死ぬと、その遺体を分解者が呼吸によって分解する際に水中の酸素が大量に消費されるため、水中が酸素不足になり、魚や貝などが大量に死ぬことがあります。つまり、酸素不足の主な原因は、プランクトンの増加そのものではなく、遺体の分解で酸素が使われることです。
生物濃縮:ある物質が、周囲の環境よりも高い濃度で生物の体内にたまることを生物濃縮といいます。生物濃縮が起こるのは、DDT(殺虫剤)・PCB・有機水銀のように、①体内で分解されにくく、②体外に排出されにくい(脂肪に溶けやすく水に溶けにくい)物質です。こうした物質は、食べた分がほとんど体内に残ります。前提の技能で学んだ生態ピラミッドのように、上の栄養段階の生物は、下の段階の生物を大量に食べて生きているので、取り込まれた物質がしだいに積み重なり、栄養段階が上がるほど体内の濃度が高くなります。水に溶けやすく排出されやすい物質や、分解されやすい物質は、たまらないので濃縮されません。
外来生物:人間の活動によって本来の生息場所から別の場所に持ち込まれ、そこに定着した生物を外来生物といいます(もともとその地域にいた生物を在来生物といいます)。外来生物は、在来生物を食べる(捕食:オオクチバスやブルーギルが在来の魚などを、マングースがヤンバルクイナなどを食べる)、食物や生活場所を奪い合う(競争:セイヨウオオマルハナバチが在来のマルハナバチと花をめぐって競争する)、近縁の在来生物と交配して雑種をつくる(交雑:タイワンザルとニホンザル)といった形で在来生物を減らします。持ち込まれた場所には天敵がいなかったり、在来生物がその外来生物への対抗手段をもっていなかったりするため、影響が大きくなりやすいのです。
記述が、富栄養化・生物濃縮・外来生物のどれについての話かを見分ける
富栄養化なら、因果の順序を確かめる:栄養塩類(窒素・リン)の増加 → 植物プランクトンの異常増殖(淡水でアオコ、海で赤潮)→ 遺体の分解で酸素消費 → 酸素不足 → 魚などの死
生物濃縮なら、物質の性質(分解されにくい・排出されにくい・脂肪に溶けやすい)と、「栄養段階が上がるほど濃度が高い」という向きを確かめる
外来生物なら、在来生物への影響が捕食・競争・交雑のどれにあたるかを確かめ、例と影響の組み合わせが合っているかを見る
手順 2〜4 のどれかと食い違う部分(原因と結果の逆転、向きの逆転、例の取り違え)があれば誤りと判定する
人間の活動が生態系に与える影響についての記述として最も適当なものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。
ア 湖に窒素やリンを含む排水が大量に流れ込むと、植物プランクトンが光合成で大量の酸素を放出するので、湖の深い所でも酸素が豊富になる。
イ 生物濃縮は、水に溶けやすく体外に排出されやすい物質で起こりやすい。
ウ DDT のような分解されにくい物質は、食物連鎖の栄養段階が上の生物ほど、体内の濃度が高くなる傾向がある。
エ 外来生物が在来生物に与える影響は捕食によるものに限られ、競争や交雑によって在来生物が減ることはない。
手順 1:アは富栄養化、イ・ウは生物濃縮、エは外来生物の話である。
手順 2(ア):栄養塩類の増加で植物プランクトンが異常に増えると、その遺体が分解者に分解される際に大量の酸素が消費され、酸素不足が起こる。酸素が豊富になるのではないので、誤り。
手順 3(イ・ウ):生物濃縮が起こるのは、分解されにくく、体外に排出されにくい物質である。水に溶けやすく排出されやすい物質ではたまらないので、イは誤り。DDT は分解されにくく体内にたまるので、栄養段階が上がるほど濃度が高くなる。ウは正しい。
手順 4(エ):外来生物の影響には、捕食のほか、競争(セイヨウオオマルハナバチ)や交雑(タイワンザルとニホンザル)もある。誤り。
手順 5:正しいのはウだけである。よって、答えはウ。
答え: ウ
アオコや赤潮で酸素不足になるのは、プランクトンが生きたまま酸素を吸うからだけだとしてしまう誤り。正しくは、主な原因は 大量のプランクトンの遺体 → 分解者の呼吸で分解 → 酸素の大量消費 という流れである。
生物濃縮は、水に溶けやすい物質ほど起こりやすいとしてしまう誤り。正しくは、分解されにくく、脂肪に溶けやすく体外に排出されにくい物質(DDT・PCB・有機水銀など)で起こる。
生物濃縮で、栄養段階の下の生物ほど濃度が高いとしてしまう誤り。正しくは、生産者 → 一次消費者 → 二次消費者 → … と栄養段階が上がるほど、体内の濃度は高くなる。
外来生物の影響は捕食だけだとしてしまう誤り。正しくは、捕食(オオクチバス・マングース)のほか、競争(セイヨウオオマルハナバチと在来のマルハナバチ)や交雑(タイワンザルとニホンザル)によっても在来生物は減る。
この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。
人間の活動が生態系に与える影響について述べた文として正しいものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。
人間の活動が生態系に与える影響や、生物多様性の保全について述べた文として最も適当なものを、次のア〜オから 1 つ選べ。