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高校受験の理科生物の進化—共通する体のつくりと化石から変化の証拠を読む｜武蔵野個別指導塾

公開 2026.11.11更新 2026.11.12武蔵野個別指導塾の特徴高校受験の理科生物と地学単元別

前あしの骨の対応と地層中の化石を比べ、共通の祖先や世代を重ねた変化について資料から言える範囲を吟味します。

よくあるのは、中学生が「水中で泳ぐ必要があったから、ある動物の前あしがひれに変わった」と説明する場面です。現在の姿に役立つ働きが見えると、その働きが先に必要になり、体が望みどおりに変化したように考えがちです。しかし、今の働きだけから過去の変化の道筋は決まりません。骨の並びや化石という、調べられる証拠に目を向けてみましょう。

何を手掛かりに答えるか

生物の進化とは、生物が長い時間の中で世代を重ね、形質が変化していくことです。1個体が練習したり、生活中に体を変えたりすることと区別します。進化には枝分かれがあり、現在の生物が一直線に並んで別の現在の生物へ変わったと考える必要はありません。

問題の型の1つは、異なる動物の前あしの図を比べ、共通する骨の並びとそれぞれの働きを答えるものです。外形が違っても、内部のつくりに対応があるかを探します。もう1つは、化石の見つかった地層の前後関係と形の特徴から、どんな変化が考えられるかを述べるものです。地層の上下関係を使うときは、地層が逆転していないという条件を確認します。

さらに、根拠として言えることと、資料だけでは決められないことを分ける問いもあります。似た形があれば何でも共通の祖先の証拠になるわけではなく、化石が1つ見つかればその生物が別の生物の直接の祖先だと決まるわけでもありません。答えには、観察した事実と、そこから考えられることを順につなげます。

骨の対応と化石の位置

ヒトの腕、クジラのひれ、コウモリの翼は、外から見る形や主な働きが異なります。それでも、体に近い側から先へ、対応する骨の基本的な並びが見られます。このように、もとになったつくりが共通で、異なる形や働きをもつ器官を相同器官といいます。共通の祖先から枝分かれしてきたことを考える手掛かりです。

図1のように、対応する部分を同じ順序でたどります。図は骨の配置を簡略化した模式図で、長さや形の実寸を表していません。実際の骨の形は動物ごとに異なりますが、体に近い側から先端へ対応を追うことが重要です。

図1では左が体に近い側です。1本の骨に続く2本の骨と、その先の骨の集まりを比べます。ヒトの腕は物を扱い、クジラのひれは水中での運動に使われ、コウモリの翼は飛ぶときに働きます。働きが異なることと、基本的なつくりに共通性があることは両立します。

反対に、働きが似ているという情報だけでは相同器官とは判断できません。鳥の翼と昆虫の翅はどちらも飛ぶ働きをもちますが、基本的なつくりは異なります。似た働きという観察と、共通のつくりという観察を混ぜないようにします。

化石は、過去に生きていた生物の体や生活の跡などが地層中に残ったものです。現在の生物とは違う特徴を調べる手掛かりになります。化石を含む地層が逆転していなければ、重なった地層は一般に下の方が先に堆積しています。ただし、これは地層の前後関係であり、化石から生物同士の直接の親子関係まで自動的に決まるという意味ではありません。

共通点から推論へ

骨の数や並びに対応が見つかったとき、答えは「共通の祖先をもつと考えられる」まで進められます。ただし、対応があること自体は観察であり、祖先についてはその観察に基づく推論です。この2つを同じ文に書くときは、「骨の並びが共通するので」という根拠を添えると、考えの道筋が伝わります。

現在の生物を比べる場合、片方をもう片方の祖先とみなす必要はありません。共通の祖先から分かれたそれぞれの系統が、世代を重ねて現在に至ったと考えます。系統の枝をたどるときは、枝の先に並んだ生物の優劣を決める図として読まないことも大切です。

化石の比較では、形の違いを見つけた後に、どの地層から見つかったかを確認します。地層が乱されている場合や、化石の見つかった層の位置がわからない場合には、見た目だけで古い順に並べることはできません。資料に欠けている条件を指摘し、結論を保留するのも適切な答えです。

基本例題: 前あしを照合する

次の自作資料では、動物Aと動物Bの前あしを模式的に比べます。Aは物をつかむ前あし、Bは水中で動くためのひれをもちます。両者とも、体に近い側から、1本の骨、2本の骨、複数の先端の骨が順に対応しています。これらの前あしを何というか用語で答え、共通の祖先との関係を「骨の並び」を使って1文で説明してください。図2はこの資料を表します。

図2の左端から順に、1本、2本、先端の複数の骨を見ます。まず、使い方はつかむことと水中で動くことで異なります。次に、基本的な骨の並びに対応があると読み取ります。働きの違いではなく、この対応を共通の祖先を考える根拠にします。

答えは「相同器官」です。説明は「基本的な骨の並びが共通していることから、共通の祖先から枝分かれしたと考えられます」です。問題に戻ると、AとBはいずれも1本の骨の次に2本の骨があり、その先に複数の骨があります。したがって、答えで挙げた並びの共通性は、与えられた両方の資料に対応します。

ここで「同じ働きだから相同器官」と答えると、資料の条件に合いません。AとBの働きは異なると書かれています。逆に「働きが違うから無関係」としても、共通する骨の並びが説明から消えてしまいます。図に示された対応を言葉にすることで、どちらの誤りも避けられます。

また、この資料からAがBに直接変化したとは言えません。AとBに共通する特徴は、両者が共通の祖先からそれぞれ枝分かれしたという考えと結び付きます。共通の祖先の具体的な姿や、その間の変化の細部は、この模式図だけでは決められません。

化石を比べるときの分かれ目

自作資料として、逆転していない連続した地層の下層と上層から、ある動物の仲間の化石PとQがそれぞれ見つかったとします。Pは尾が長く、Qは尾が短いものとします。ほかの特徴には共通点があります。PとQの前後関係を答え、尾の特徴の変化について資料から考えられることと、決められないことをそれぞれ1文で述べてください。

下層が先に堆積し、上層が後に堆積したので、Pを含む地層はQを含む地層より古いと考えます。この資料の範囲では、古い側のPが長い尾、新しい側のQが短い尾をもつので、この仲間に尾の長さの異なるものが時代を隔てて存在したと読めます。尾が短くなる方向の変化があった可能性も考えられます。

一方、PそのものがQの直接の祖先だったかどうかは決められません。見つかった化石は過去の生物の一部であり、同じ時代に別の形をもつ仲間がいた可能性もあります。2個の資料だけで、すべての世代の変化を復元することはできません。

答えを条件に戻すと、Pは下層で長い尾、Qは上層で短い尾です。古い側と新しい側を入れ替えていないので、説明と資料が一致します。もし地層が逆転しているか不明なら、上下だけから同じ順序を決めることはできません。順序の根拠となる条件があるかどうかが、解き方の分かれ目です。

化石が残るには条件が必要なので、過去の生物が残した記録は途切れています。ある特徴をもつ化石が見つからないことと、その特徴をもつ生物が過去に存在しなかったことは同じではありません。新たな化石が見つかれば、それまで考えていた変化の道筋を見直すこともあります。資料の限界を認めながら、手元の証拠から言える範囲を述べます。

誤った説明を直す

図3のように「泳ぐ必要が生じたので、個体が望んでひれをつくり、その変化を子に伝えた」という説明を考えます。この文は、現在のひれの働きから、個体が必要に応じて望みどおりに体を変えたと決めています。資料にない仕組みを付け足しているところが問題です。

図3の右側では、まず前あしの骨に共通する並びがあるという観察に戻ります。そのうえで、共通の祖先から世代を重ねる間に枝分かれし、異なる形や働きが見られるようになったと考えます。水中での働きを説明に含めることはできますが、「必要だったから個体の体が目的どおり変化した」とはしません。

もう1つの誤りは「翼として飛ぶから、鳥と昆虫の翼は相同器官」とする答えです。飛ぶという働きは共通ですが、それだけではもとのつくりの共通性を示せません。鳥の翼は骨をもつ前あしであり、昆虫の翅とは基本的なつくりが異なります。働きの比較とつくりの比較を別々に書き出すと、根拠を取り違えにくくなります。

化石でも、上の層の化石を見ただけで「必ず下の層の化石の子孫」と書くのは飛躍です。上と下のどちらが先かは、逆転していないなどの条件で判断します。直接の祖先かどうかには別の根拠が必要です。資料の不足を見つけることも、正しい読み取りの一部です。

練習: 資料に戻って説明する

次の4問は自作の資料です。説明を求める問題は、それぞれ1文で答えてください。

ネコの前あしとモグラの前あしは、歩くことと土を掘ることに主に使われます。基本的な骨の並びには対応があります。この2つの器官を何といいますか。用語で答えてください。
コウモリの翼とチョウの翅は飛ぶ働きをもちますが、基本的なつくりは異なります。働きが似ているという事実だけでは、共通の祖先に由来する器官だと判断できない理由を述べてください。
逆転していない地層の下層から化石R、上層から化石Sが見つかりました。Rには歯があり、Sには歯がありません。この2つの地層の前後関係を述べ、RがSの直接の祖先と決まるかどうかを理由とともに述べてください。
ある生物の化石と現在の仲間を比べると、共通する体のつくりと異なる部分が見つかりました。「現在の仲間は必要に応じて個体が体を変えた」とする説明の問題点を述べてください。

練習の答えと読み直し

答えは「相同器官」です。主な働きは歩くことと掘ることで異なりますが、基本的な骨の並びに対応があります。設問に戻ると、働きが異なり、並びが対応するという両方の条件が答えと合っています。名称だけでなく、どの観察に基づくかも説明できるようにします。
「飛ぶ働きが似ていても、基本的なつくりが異なるからです」と答えます。資料ではコウモリとチョウの両方に飛ぶ働きがあり、つくりは異なるとされています。したがって、働きの共通性をそのままつくりの共通性に置き換えることはできません。共通の祖先に由来するかを論じるには、つくりの対応を別に調べる必要があります。
「Rを含む下層はSを含む上層より先に堆積し、上下関係だけではRがSの直接の祖先と決まらない」と答えます。逆転していないという条件から、下層が古く上層が新しいと戻せます。歯の有無が違うことは読み取れますが、その違いだけでは直接の祖先と子孫の関係を示せません。古い化石が見つかったことと、直接つながったことを区別します。
「共通点と相違点だけから、個体が必要に応じて体を変えたとは言えないことが問題です」と答えます。与えられた資料にあるのは、化石と現在の仲間のつくりの比較です。個体が望みによって体を変えたという観察は与えられていません。資料の共通点は共通の祖先を考える手掛かりになり、違いは世代を重ねた変化を考える手掛かりになります。