高校生物基礎 食物網—生産者と消費者と分解者を食べる関係で結ぶ｜武蔵野個別指導塾

草地の関係図で食べられる側から矢印をたどり、餌によって変わる栄養段階と分解者へのつながりを読み取ります。

よくあるのは、定期テスト前の高校生が、分解者は食物網の外にいると考える場面です。草を食べる昆虫や、それを捕らえる鳥は線で結べても、枯れ葉や死骸を利用する菌類は図の余白に置いて終わりにしてしまいます。しかし、生き物の体や排出物も、別の生き物に利用されます。何が何を利用するかをたどると、分解者も生態系のつながりの中に位置づけられます。

問われる形をつかむ

食物網の問題では、まず生産者、消費者、分解者を、それぞれの栄養の得方から区別します。名前だけを覚えるより、無機物から有機物をつくるのか、他の生物がつくった有機物を利用するのかに注目してください。菌類を植物と混同すると、分解者の役割も取り違えます。

次に、食べる関係を表や矢印の図から読みます。矢印の向きは問題によって説明を確認する必要がありますが、ここでは食べられる側から食べる側へ向けます。矢印をたどると、どの生物の有機物がどの生物へ移るかを追えます。矢印が接する生物を片方ずつ言葉にすると、逆向きの読み違いを防げます。

さらに、ある生物が減ったときの影響を、与えられた関係に沿って説明する問題があります。直接の餌や捕食者を確認し、間接的な影響と区別します。関係図だけでは変化の大きさや実際の個体数を決定できないことも、判断の一部です。

生物の役割と矢印の意味

生態系では、植物などの生産者が、光エネルギーを利用して二酸化炭素などの無機物から有機物をつくります。消費者は、植物や他の動物などを食べて有機物を得ます。生産者を直接食べるものを一次消費者、それを食べるものを二次消費者と呼びます。さらにその上の段階もあり、これらの位置を栄養段階といいます。

図1のように、草から昆虫へ、昆虫から鳥へ矢印を引くと、食べられる側から食べる側への向きになります。矢印は生物が移動する向きではなく、有機物を含む餌が利用される関係を表す模式的な印です。実際に草のすべてが昆虫に食べられるという意味でもありません。

図1では草、昆虫、鳥の遺体や排出物が分解者に利用されることをまとめて示しています。菌類や細菌類などの分解者は、遺体や排出物に含まれる有機物を分解し、無機物に変えるはたらきを担います。分解者自身も有機物を利用して生きており、生産者とは栄養の得方が異なります。生産者はその無機物を再び利用できますが、この図の矢印は食べる関係を示すため、無機物から生産者への矢印は描いていません。

生産者も呼吸を行い、自身がつくった有機物を利用します。分解者は特定の1段階の生物の遺体だけを受け取るのではなく、さまざまな段階に由来する有機物を利用します。図の線の数は模式的な表現で、分解の量を示していません。

草から昆虫、昆虫から鳥へという1本のつながりを食物連鎖といいます。実際には1種類の生物が複数の餌を利用し、複数の生物に食べられることがあるため、連鎖が交差して食物網になります。同じ生物が、何を食べたかによって異なる栄養段階に位置することもあります。役割を生物名に固定せず、指定された経路で判断することが大切です。

基本例題：草地の関係を線で追う

次は学習用に作った草地の資料です。この資料に挙げた食べる関係だけを用いて答えてください。草は生産者、バッタとネズミとヘビは消費者とします。草をバッタとネズミが食べ、バッタをネズミが食べ、ネズミをヘビが食べます。

1. 草からヘビまでの食物連鎖を、矢印で結んで2通り書いてください。
2. 草、バッタ、ネズミ、ヘビの順にたどるとき、ネズミの栄養段階を一次消費者、二次消費者から選んでください。
3. 草、ネズミ、ヘビの順にたどるとき、ネズミの栄養段階を同じ選択肢から選んでください。

図2のように、まず「草をバッタが食べる」を草からバッタへの矢印にします。「草をネズミが食べる」も草からネズミへ引きます。続いてバッタからネズミ、ネズミからヘビへ引けば、資料にある4本の関係がそろいます。

草を出発して矢印をたどります。草から直接ネズミに進めば、次はヘビです。したがって1通りは「草 → ネズミ → ヘビ」です。もう一方は草からバッタ、バッタからネズミ、ネズミからヘビへとたどる「草 → バッタ → ネズミ → ヘビ」です。草から始まる矢印は2本で、それぞれの先を最後まで追ったので、資料にある経路を取りこぼしていません。

2の経路では、草を直接食べるバッタが一次消費者です。ネズミはそのバッタを食べるため、二次消費者です。3の経路では、ネズミが草を直接食べているので一次消費者です。同じネズミでも、選んだ餌との関係によって位置が変わります。ヘビを数える場合も、最初の経路では二次消費者、バッタを経る経路では三次消費者になります。

答えを資料に戻して確認しましょう。2つの経路に含まれる隣同士の組は、草とネズミ、ネズミとヘビ、草とバッタ、バッタとネズミです。いずれも資料に明記された関係です。反対に、バッタからヘビへの直接の矢印は資料にないので、その間を省いてはいけません。図にない関係が自然界に絶対ないという意味ではなく、この問題の条件からは使えないという判断です。

条件が変わると、どこまで言えるか

次の自作資料を考えます。池の植物を巻貝と小魚が食べ、小魚を大型魚が食べます。大型魚は巻貝も食べます。植物、巻貝、小魚、大型魚以外の餌や捕食者は、この問題では考えません。巻貝が減ったとき、大型魚が利用できる餌について、資料から言えることを1文で書いてください。また、大型魚の個体数が必ず減ると言えるか、理由を添えて答えてください。

大型魚に入る矢印は巻貝からのものと小魚からのものです。巻貝が減れば、大型魚が利用する餌のうち巻貝は減ります。一方で、小魚という別の餌も資料にあります。したがって解答は「大型魚が利用する巻貝は減るが、小魚も餌として残る」です。

大型魚の個体数が必ず減るとは言えません。餌の量や大型魚がそれぞれをどれだけ利用するか、他の条件がどう変わるかは示されていないためです。小魚が餌として残ることも、大型魚の個体数が必ず維持される証拠にはなりません。関係の有無と個体数の増減を分けて読むことが、この例の分かれ目です。

答えを条件に戻すと、大型魚へ入る2本は巻貝と小魚からでした。植物から大型魚への直接の関係は指定されていないので、植物が大型魚のもう1つの餌だと加えることはできません。また、巻貝が減る原因も与えられていません。原因を推測して説明に混ぜると、資料から言える範囲が曖昧になります。

誤答を手直しする

誤答の例は「鳥が昆虫を食べるので、鳥から昆虫に矢印を引く」です。原因は、鳥の行動の向きをそのまま矢印にしたことです。この教材の矢印は食べられる側から食べる側なので、図3のように昆虫から鳥へ直します。「昆虫は鳥に食べられる」と受け身にすると、始点と終点を確かめやすくなります。

図3の上段は誤り、下段は修正後です。矢印だけを眺めるのではなく、両端を「何が」「何に食べられる」の順に読んでください。問題文が別の向きを定義している場合は、その定義を優先します。

別の誤答に「分解者は死んだ生物だけを分解するので、食物網とは無関係」があります。排出物も分解の対象になり、遺体や排出物を通じて生産者や消費者とつながっています。分解者を捕食者と同じ場所に無理に並べる必要はありませんが、つながりを図から消してはいけません。

「植物を食べるネズミは、どの経路でも一次消費者」という答えも注意が必要です。植物を食べる経路では一次消費者ですが、植物を食べた動物を食べる経路では二次消費者です。生物名だけに印をつけず、問題で指定された経路をたどってから位置を決めます。

自分で確かめる問題

以下はすべて学習用の自作資料です。食べる関係は各問に書かれたものに限り、矢印は食べられる側から食べる側へ向けます。記号の組や短い文で答えてください。

問1

海藻をウニが食べ、ウニを魚が食べます。海藻から魚までの食物連鎖を、3つの生物名と矢印で書いてください。ウニを一次消費者、二次消費者のどちらにするかも答えてください。

問2

木の葉を毛虫と小鳥が食べ、毛虫を小鳥が食べ、小鳥をタカが食べます。木の葉からタカまでの経路をすべて矢印で書き、小鳥が二次消費者となる経路を1つ選んでください。

問3

落ち葉や動物の排出物を菌類が利用しています。この菌類の役割を生産者、消費者、分解者から選び、落ち葉と排出物の両方に触れて、他の生物とのつながりを1文で説明してください。

問4

水草を甲殻類とオタマジャクシが食べ、甲殻類をオタマジャクシが食べます。オタマジャクシを魚が食べます。この資料で甲殻類が減った場合、魚の餌として指定された生物は何ですか。また、魚の個体数が必ず減ると言えるか、条件を踏まえて1文で説明してください。

答えとたどり方

問1の答え

「海藻 → ウニ → 魚」で、ウニは一次消費者です。海藻を直接食べるのがウニで、そのウニを食べるのが魚です。矢印を逆から読むと「魚がウニを食べ、ウニが海藻を食べる」となり、両方とも条件に戻ります。魚を一次消費者とした場合は、魚の直前が生産者かどうかを見直してください。

問2の答え

経路は「木の葉 → 小鳥 → タカ」と「木の葉 → 毛虫 → 小鳥 → タカ」です。小鳥が二次消費者となるのは後者です。後者では毛虫が葉を直接食べる一次消費者で、小鳥は毛虫を食べます。前者では小鳥が葉を直接食べるため一次消費者です。

木の葉から出る矢印は小鳥と毛虫への2本で、どちらも小鳥を経てタカに届きます。各隣接部分を元の文に戻すと、指定された4つの関係に一致します。毛虫からタカへの直接の矢印は与えられていないので、毛虫の次にタカを書いた経路は採用できません。

問3の答え

分解者です。「菌類は落ち葉や動物の排出物に含まれる有機物を利用し、植物や動物とつながっています」と書けます。落ち葉は植物に由来し、排出物は動物に由来します。どちらも菌類が利用するという資料の条件を答えに戻せています。

菌類が光合成で自分の有機物をつくると考えた場合は、生産者の定義と見比べます。また、落ち葉が含まれるのに動物の排出物だけを書いた場合は、資料にあるもう一方のつながりを付け加えます。分解者が生きた生物を捕食すると決めつける必要はありません。

問4の答え

魚の餌として指定されているのはオタマジャクシです。魚の個体数が必ず減るとは言えません。甲殻類の減少によってオタマジャクシが利用する餌の1つは減りますが、オタマジャクシには水草も餌として示され、量や個体数の変化は与えられていないからです。

魚に直接入る関係を元の資料で確かめると、オタマジャクシからの矢印です。甲殻類はオタマジャクシの餌であって、この資料では魚の直接の餌として指定されていません。甲殻類の減少から魚への影響を考えるときは、その間にオタマジャクシを置いて、わかっていることと不明なことを分けます。

覚えておくこと

• 矢印は、定義を確認し、食べられる側から食べる側へ引きます。
• 食物連鎖が複雑につながると食物網になります。
• 栄養段階は、指定された経路の餌との関係で決まります。
• 分解者は遺体や排出物を通じて他の生物とつながります。
• 関係図だけで個体数の増減を断定しません。

つまずきを見分けるには

図を見て「この矢印は誰が誰を食べることか」を声に出して説明できるか試してください。向きが逆になるなら、生物の動きではなく、食べられる側を始点にするという定義に戻ります。正しく読めても栄養段階を間違える場合は、指定された経路で生産者から1段ずつ数えます。

個別指導では、まず自分で矢印を引き、その後に資料の文へ戻して両端を確認します。分解者が抜ける場合は、落ち葉、遺体、排出物がどの生物に利用されるかを問い直します。変化の問題では、直接の関係と間接の関係に印を分け、資料にない量まで言い切っていないかを確かめます。食物網の線は、生物どうしの栄養のつながりを読む手がかりです。