English内容をスキップ現在,ふりがな・翻訳表示の調整中です。gkt-horizontal-line※このウェブページは中学校理科3年の学習内容です。生物を有機物の集まりととらえ,ある範囲内で生きている生産者と消費者の生物量(生物の集まりを質量などで表した値)を比べてみる。すると,図11のように,一次消費者の生物量は生産者よりはるかに小さく,二次消費者の生物量は一次消費者より小さいことがわかる。このとき,それぞれの段階の生物量を食物連鎖の順に重ねていくと,全体の形はピラミッドのようになる(図12)。沼地の調査の例で,数値は,1m2当たりに換算したときの生産者・消費者の質量(水分をのぞいたときの質量)である。図12のように,生産者(土中では落ち葉など)が非常に多くあり,森も海も土中も,ピラミッドのようになる点は共通しています。生物量のピラミッド生産者の量が減ってしまったら,消費者はどうなるのかな。2004※このウェブページは中学校理科3年の学習内容です。生物量のつり合い自然の状態で,生物量は時間とともに変動している(図13)。これは,食物の量や,その生物を食べる動物,気候や病気など,生物量を増やしたり減らしたりする環境の要素が影響するためである。,「食べる・食べられる」の関係を考えると,食べる生物の生物量が多ければ,食べられる生物の生物量は減る。食べられる生物の生物量が少ないと,食べる生物の食物が減ってしまうため,食べる生物の生物量は減る(図14)。このように,生物量は常に変動しているものの,長い時間でみるとつり合いは保たれていることがわかる。動物のある種類について考えます。食物の量が十分にあると,個体がどんどん増えていくことが考えられます。すると,今度は食物が足りなくなり,同じ種類の個体の間で食物のうばい合いが生じます。個体が少なければ,食物が十分にあることになり,今度は増えやすくなります。このように,動物の食物1つとっても,生物量が増減することが考えられます。動物の個体数は,さまざまな環境の要素のため変動している。このように,個体数からでもおおまかな生物量の変動を知ることができる。個体数が変動する例❶グラフの単位は千頭。カナダオオヤマネコの食物はカンジキウサギであり,それぞれの個体数の関係によりグラフのような変動が現れる。1937gkt-horizontal-line※このウェブページは中学校理科3年の学習内容です。<3年p.111>生態系では,ある生物が大発生したり,大きく減ったりすることもあるが,そのような場合でも,図15のように生物量が増減して,再びつり合いのとれた状態になる❶。一般に,ある生物の生物量が増え続けたり,まったくなくなったりすることはなく,多くの種類の生物がたがいに影響し合いながら,1つの地域に共存している。生物量のピラミッドの頂点にあたる肉食動物(たとえば,ワシ,オオカミ,シャチ)は,成長すると,その競争相手は同種だけになる。強い動物のように思えるが,見方を変えるとそうではない。図12のように,生物量のピラミッドの段階が上がるにつれて,各段階の生物量は急激に小さくなる。これらの動物は非常に多くの下位の生物によって支えられていて,それを考こう慮りょすると,必要とする土地や海域はとても広い。世界中のこうした肉食動物のほとんどは絶ぜつ滅めつ(→p.216側注❶)が心配される種類である。人間の活動によって,このつり合いがくずれることが問題になっている。くわしくは最終章であつかう。gkt-horizontal-line※このウェブページは中学校理科3年の学習内容です。光合成の原料(水や二酸化炭素を構成する水素,酸素,炭素)は,地球上に無尽蔵にあるわけではありません。これらの物質は,生物が地球上に発生して以降,生物や大地の変動などのはたらきによって地球上を循環しながら,生物に何度も使われているといえます。炭素に注目すると,地層ができるような長い時間の中では,その一部は地球表層にたくわえられます。石炭は植物に由来し,石油のもととなる原油は,海底に積もった生物の死がいに由来します。炭素が循環の途中で地層にとどまっていることになります。炭素循環の途中で地層中にとどまっていた太古の有機物を,私たちはエネルギー資源(化石燃料)として大量消費し,二酸化炭素として大気中に排出しています。この二酸化炭素が地球温暖化の一因となっているため,私たちは化石燃料にたよらない社会を模索しています。この図は,人間活動の影響がないとした場合の炭素の循環を表していて,矢印は炭素をふくむ物質の移動である。サンゴは炭酸カルシウムをつくる性質があり,その炭酸カルシウムは海水中に溶けている二酸化炭素とカルシウムからつくられている。サンゴの死がいなどは長い時間の間に積み重なってサンゴ礁になり,さらに時間が経つと,サンゴ礁は石灰岩になる。炭素が岩石となってとどまっているといえる。このような堆積物中(石灰岩をふくむ)に存在する炭素は非常に多い※。それ以外の炭素,たとえば大気中の炭素(二酸化炭素)の量は,地球規模からすればごくわずかであるが,それでも,わたしたちの生活への影響は大きい。(調整中)ニュース※科学ニュースの更新は2025年4月を目処にはじまります。2023年3月1日1987年,深海の探査を行っていた研究者が,深海の海底に沈んだクジラの骨と,それに群がる特異な生物群集を偶然発見し,「鯨骨生物群集」と名付けました。その後の研究で,クジラの死骸に腐肉を食べるサメなどの生物や,骨から栄養を取り出す貝類などが集まるのは最初の2年ほどで,その後はクジラの骨に含まれる油分などを栄養とする微生物から始まる特殊な生態系が成立し,数十年ほども続くことがわかりました。微生物がクジラの油を分解すると,副産物として硫化水素が発生します。このため,硫化水素をエネルギー源とできる特殊な生物しか生息できません。鯨骨生物群集の生物がどうやってこのような生態になったのかという謎は,まだ解明されていません。2023年3月1日クジラの骨を基盤として成り立つ「鯨骨生物群集」の生き物たちは,硫化水素をエネルギー源とするなど,特殊な生態をもちます。このような生物がどこから,どうやってクジラの骨にやってきたのかについて,二つの「飛び石仮説」が唱えられています。ひとつは「地理的『飛び石』仮説」。深海には,熱水噴出孔など,酸素の代わりに硫化水素をエネルギー源とした生態系が成立している環境があります。そのような場所は飛び飛びに存在するものの,世界中で共通した種が発見されます。その理由は,クジラの骨を「飛び石」,つまり中継地点として生息を広げているから,という仮説です。ひとつは「進化的『飛び石』仮説」。沿岸に生息する生物のなかから,鯨骨を「飛び石」として,深海の熱水噴出孔に適応した生物が進化した,という仮説です。この仮説には,熱水噴出孔に適応した生物の方がクジラより古い時代に出現した,という弱点がありましたが,近年,クビナガリュウの骨でも「竜骨生物群集」と呼ぶべき生態系ができていたということがわかり,進化の道筋が解き明かされつつあります。中学校理科でウサギと言えば,「カンジキウサギとオオヤマネコの個体数変動のグラフ」でしょう。カンジキウサギは,北アメリカの雪深い地域に暮らすウサギです。カンジキの名前の通り,雪に沈みにくい大きな足裏をもち,強い脚で一日約8キロも駆け回ることができます。いえ厳冬期には木々も葉を落とし,草は分厚い雪の下。厳しい冬を乗り切るため,カンジキウサギはなんと肉食をします。狩りをするのではなく死体の肉を食べる腐肉食ですが,ときには天敵のオオヤマネコの肉を食べることもあるそうです。近年の研究では,個体数が激増した後に減少する理由として,エサとなる植物の減少やオオヤマネコによる捕食に加えて,生息地に肉食獣が多いとストレスを感じてあまり繁殖しなくなるという説が唱えられています。氷に覆われた北極海の真ん中の海底は,ほとんど生物の食べられるものが存在しない場所です。そんな場所で,海底を覆い尽くすほどのカイメンの群れが発見されました。何を食べているのか分析を重ねた結果,このカイメンはかつて海底火山のまわりで繁栄したチューブワームの化石を,体内の共生細菌の力を借りて食べていることがわかりました。このように化石を食べる生物が発見されたのは,世界で初めてです。検定教科用図書を,ウェブページとして公開しております。教科書の写真・図版は,権利者の許諾のもとインターネットで公開しております。ご利用は,著作権法第35条ガイドラインの範囲内でお願いいたします。コンテンツは無料でご利用いただけます。通信料は利用者のご負担となります。教科書アドバイザー「理科マス!」は月ごとの使用回数制限があります。ご利用できない場合は,サイト内検索機能に切り替わります。