技能一覧 › 高校生物 生物の進化と系統(知識)

生物の分類の階層と系統樹

種を基本とする分類の階層(界・門・綱・目・科・属・種)、二名法による学名、分子(DNA の塩基配列やタンパク質のアミノ酸配列)の違いにもとづく系統樹の読み方について、正しい記述を選べる

前提

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説明

中学では、セキツイ動物を 5 つのなかまに分けたり、植物を種子植物・シダ植物・コケ植物に分けたりしました。高校では、こうしたなかま分けを「種」を基本とした階層(界・門・綱・目・科・属・種)として整理し、世界共通の名前である学名(二名法)の書き方を学びます。さらに、DNA の塩基配列やタンパク質のアミノ酸配列の違いから描かれた系統樹を読み、どの生物どうしが近縁かを判断します。これらについての正しい記述を選ぶ問題で使います。

なぜそうしてよいのか

分類の基本の単位は種です。種は、同じ形態などの特徴をもち、自然の状態で交配して生殖能力のある子孫を残せる個体の集まりと考えられます。よく似た種をまとめたものが属、よく似た属をまとめたものが科、というように、近いものどうしを順にまとめていくと、小さいほうから 種 → 属 → 科 → 目 → 綱 → 門 → 界 という階層ができます。たとえば中学で学んだ「ホニュウ類」は綱の段階、その中の「霊長類(サル目)」は目の段階のまとまりです。下の階層ほど共通する特徴が多く、より近いなかまどうしが集まっています。

生物の名前は国や言語によって違うので、世界共通の名前として学名が使われます。リンネが広めた二名法では、学名を「属名」と「種小名」の 2 語を並べてラテン語で表し、属名の最初の文字は大文字にします。ヒトは Homo sapiens で、Homo が属名、sapiens が種小名です。属名が同じなら同じ属に属するので、学名を見るだけで近いなかまかどうかがある程度わかります。

生物は共通の祖先から枝分かれして進化してきたので、その道すじを木の枝のように表したものが系統樹です。分子時計の考えにより、DNA やアミノ酸の配列の違いが少ない生物どうしほど、最近まで共通の祖先をもっていた(近縁である)と考えられます。系統樹では、2 つの生物の枝をたどって合流する点(分岐点)がその 2 つの共通の祖先にあたり、合流点が新しい(枝先に近い)ほど近縁です。枝の左右の並び順を入れかえても系統関係は変わらないので、隣に描かれているかどうかではなく、どこで合流するかで判断します。

手順

  1. 選択肢が「分類の階層」「学名(二名法)」「系統樹の読み方」のどれについて述べているかを見分ける

  2. 階層の記述では、大きいほうから 界・門・綱・目・科・属・種 の順になっているか、基本の単位が種になっているかを確かめる

  3. 学名の記述では、「属名+種小名」の 2 語で表すこと、属名の頭文字は大文字であることと合っているかを確かめる

  4. 系統樹の記述では、2 つの生物の枝が合流する点が新しいほど近縁で、配列の違いが少ないほど近縁であるという読み方と合っているかを確かめる

  5. 正しいと判断した選択肢を 1 つに絞って答える

例題

生物の分類と学名に関する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 学名は属名と種小名の 2 語を並べて表す方法で書かれ、ヒトの学名は Homo sapiens である。

イ 学名は科名と種小名の 2 語を並べて表す方法で書かれる。

ウ 同じ属に分類される異なる種は、必ず同じ種小名をもつ。

エ 分類の階層は、大きいほうから順に 界・綱・門・目・科・属・種 である。

例題の解答

手順 1: アとイとウは学名(二名法)、エは分類の階層についての記述である。

手順 2: エは、大きいほうから 界・門・綱・目・科・属・種 の順が正しく、門と綱が逆になっているので誤り。

手順 3: アは、学名を属名と種小名の 2 語で表すことと、ヒトの学名 Homo sapiens(属名 Homo、種小名 sapiens)がどちらも正しい。イは、2 語のうち 1 語目は科名ではなく属名なので誤り。ウは、同じ属の種が共通にもつのは属名であり、種小名は種ごとに異なるので誤り。

手順 4: この問題では系統樹についての選択肢はない。

手順 5: 正しいのはアだけである。

答え:

ア

よくある誤り

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。

入口の問題

この技能の次に学べること