【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
標識再捕法について講義します。

●標識再捕法（ひょうしきさいほほう）：1回目に捕獲した全個体に標識をつけてから放す。
標識した個体と標識していない個体が混ざりあった後に、再び捕獲（2回目の捕獲）し、捕獲した個体数に対する標識個体数の割合から、全体の個体数を求める。移動性の高い動物などの個体数の調査に適している。

（1回目に標識した個体数）/（そのエリアにいる全個体数）
＝（２回目に捕獲した時に標識されていた個体数）/（２回目に捕獲した個体数）

の式に当てはめて、（そのエリアにいる全個体数）を求める。

式を暗記するより、動画でイメージを理解しておくとよい。

●移動性の低い生物の数を推定する場合は、調べたいエリアを区画で区切り、いくつかの区画内の数を数え、その平均値を区画の数に掛けます。これを区画法といいます。

0:00 標識再捕法
3:51 発展問題

#高校生物
#標識再捕法
#生態学

BIOLOGY

標識再捕法　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
マッカーサーとウィルソンの島の生物地理学理論（島の平衡モデル）について説明します。
ポイントは以下の通りです。
1 島に存在する種の数は、大陸からの新たな種の移入・定着と、島にいる種のランダムな絶滅の平衡関係で決まる。島にすでに生物種がいるほど移入速度は小さくなり、絶滅速度は大きくなる。
2 島が小さいほど種の絶滅速度は大きい。
（動画ではその原因を個体群の減少と説明しているが、もちろん、環境の多様性の低下、競争的排除の増加、遺伝的多様性の低下、近交弱勢なども原因になり得る）
島が大きければ、個体群も大きくなるし、様々な環境が島内にあるので、絶滅を避けることができる。
3 大陸から遠い島ほど種の移入・定着速度は小さい。逆に近い島ほど大きい。

●黒板には書いていないが、一般に、
小さい島では移入速度が低くなること（たとえば、とても小さい島に植物の種が運ばれてきて、偶然その小さい島に落ちるのは稀である）、
近い島では消失速度が小さくなること（島で消失した種が陸から再侵入することがあるので）
も知られている。
●もちろん、このモデルでは、撹乱、進化的適応などの他の要因を無視している。
しかし、このモデルは、島でなくとも、島のように孤立した生息地に当てはまる。たとえば、我々人の影響で分断化された森林や公園などの環境が、どのくらい多くの種を保存できるかという、重要な予測を可能にする。

#高校生物
#島の平衡モデル
#生態系

島の生物地理学理論　高校生物基礎発展

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
窒素循環について講義します。
窒素固定細菌の語呂「こんなに苦労して念じた！あっそ、馬鹿だね（根粒菌、クロストリジウム、ネンジュモ、アゾトバクター）」
窒素同化→   • 窒素同化　高校生物  
●生体に含まれるアミノ酸（したがってタンパク質）や塩基（したがってATP、DNA、RNA）、クロロフィルなどの有機物には窒素が含まれている。
●窒素循環のイメージ
＊土壌中の有機物は微生物の働きによって分解され、アンモニアに変化する。
①大気中の窒素（N2）は窒素固定細菌の窒素固定によって（あるいは土壌中の有機物が分解されることによって）アンモニウムイオンに変わる。
②アンモニウムイオンは硝化細菌の硝化作用によって硝酸イオンに変わる。
③硝酸イオンやアンモニウムイオンは、植物の根に吸収され、窒素同化（アミノ酸の合成）に利用される。硝酸イオンは脱窒素細菌の脱窒により窒素（N2）となり、大気中に放出される（①にもどる）。
●硝酸やアンモニアは、簡単に言えば、肥料である。これらの栄養を植物は根から吸収する。根に設置された輸送タンパク質により、吸収している。
我々動物にはできないことである。我々動物は、植物が一生懸命合成したアミノ酸やタンパク質を、強奪している。即ち摂食により手に入れる。（この、動物が、窒素源を摂食によって手に入れいるということは、入試で問われた。これは当たり前の話である。これを見ている人の中で、土に埋まって肥料を手に入れている人はいないと思う。あなたは、植物や動物を食べることで、窒素源を得ている。）
●窒素固定とは？
・・・生物が空気中の不活性な分子状窒素をアンモニアに還元すること。窒素固定ができる窒素固定細菌には、単独で窒素固定をする生物は好気性細菌であるアゾトバクター、嫌気性細菌であるクロストリジウムや、シアノバクテリアであるネンジュモがある。また、根粒菌はマメ科植物と（また、ある種の放線菌がハンノキやヤマモモと）共生しながら窒素固定を行う。
●根粒菌とは？
・・・マメ科植物の根に侵入して根粒を作る窒素固定細菌の一群。好気性従属栄養細菌である。土壌中での独立した生活では窒素固定を行わないが、根粒中では運動性を失う。根粒中では、宿主のマメ科植物から供給された光合成産物をエネルギー源として受け取り、大気中の窒素をアンモニアに変換し、窒素源として宿主へと供給する。つまりマメ科植物と相利共生の関係を結び、窒素固定を行う。
●雷が多い年は豊作になる、という言い伝えがある。稲妻、空中放電によってもいくらかの窒素が固定される。もしかしたら、雷が多い年は、窒素ガスが硝酸イオンに変化しがちな年（つまり、たくさん植物の栄養ができる年）なのかもしれない。
●ＤＮＡやタンパク質は多量のＮを含んでいる。窒素は、生態系において多くの形態で存在している。大気には、大量の[容積比で７８％]分子状窒素[Ｎ2]が含まれる。大気中の窒素の獲得には、Ｎ同士をつなぐきわめて安定な三重結合を切断する必要がある。工業的な『窒素固定』法であるハーバー・ボッシュ法では、２００～４００気圧の条件下で鉄を触媒としてＨ２とＮ２を４００～６５０℃に加熱して反応を進める。一部の細菌（窒素固定細菌）はＡＴＰとニトロゲナーゼという酵素を用いて、常温・常圧下で同様の反応を推し進める。ニトロゲナーゼを人工合成したいところだが、現在でもこの酵素の構造は完全にはわかっていない。
●ニトロゲナーゼは酸素があるとうまく働かない。マメ科植物は、根粒内の酸素濃度を非常に低く維持している。根粒内には、レグヘモグロビン（久保秀雄が発見）という酸素と結合しやすいヘムタンパク質がある（根粒中の感染細胞内で合成される）。レグヘモグロビンは、酸素と結合することによって、酸素によって阻害されるニトロゲナーゼ周辺の酸素分圧を下げていると考えられている。
シアノバクテリアであるアナベナは、異質細胞という酸素濃度の少ない細胞をつくり、そこで窒素固定を行うことが知られている。
●　NH4＋は、土壌中の硝化細菌（しょうかさいきん。硝化菌ともいう。硝酸菌と亜硝酸菌が含まれる）のはたらきによってNO3− に変えられる。これを硝化作用（しょうかさよう。硝化ともいう）という。
●硝化細菌（亜硝酸菌と硝酸菌）は、化学合成細菌というグループの細菌で、無機物の酸化により化学エネルギーを得て、その化学エネルギーで二酸化炭素から有機物を合成している。 光合成では有機物の合成に光エネルギーを用いるが、化学合成では化学エネルギーを用いる。アンモニアは酸化され亜硝酸に、亜硝酸は酸化され硝酸になる。無機物の酸化によって、エネルギーが取り出される（紙が燃えると光エネルギーや熱エネルギーが放出されるのと似ている。ただし、有機物の酸化と異なり、無機物の酸化によって取り出せるエネルギーは、非常に少ない。一般に、化学合成細菌の増殖スピードは遅い）。
亜硝酸菌はアンモニウムイオン（NH4＋）を亜硝酸イオン（NO2−）に変える。硝酸菌は亜硝酸イオン（NO2−）を硝酸イオン（NO3−）に変える。亜硝酸菌と硝酸菌は化学合成細菌である。これらの細菌は無機物を酸化して得た化学エネルギーを使って炭水化物を合成し生育している。
●土壌中の硝酸イオンの一部は脱窒素細菌によってN2 に変えられて、大気中に戻る。これを脱窒（だっちつ。脱窒素作用ともいう）という。
●脱窒素細菌は硝酸呼吸という呼吸を行っている（硝酸イオンは最も一般的な酸素の代わりになる電子受容体であり、硝酸呼吸を行う微生物はたくさんいる）。硝酸呼吸は酸素の代わりに硝酸イオンを用いる呼吸であり、窒素（N2）が排出される。
●硝化は好気的な条件で起こりやすい（硝化の反応にO[酸素]を用いていることに注目せよ）が、脱窒は嫌気的な条件で起こりやすい。


問題：窒素固定を行う生物例を答えよ。
答え：ネンジュモ、アゾトバクター、クロストリジウム、根粒菌

問題：上記のような、窒素固定を行う細菌を何というか。
答え：窒素固定細菌

問題：硝化作用を持つ細菌を何というか。
答え：硝化菌（硝化細菌）

問題：硝酸菌などの細菌は、無機物の酸化で得た化学エネルギーを利用して炭水化物を合成する（化学合成を行う）。このような化学合成を行う細菌をなんというか。
答え：化学合成細菌

問題（発展）：脱窒素細菌は呼吸における電子受容体として酸素の代わりに硝酸を用いてエネルギーの調達を行っていると考えられている。この細菌は、そのような呼吸で、『あるガス』を排出している。そのガスとは何か。
答え：Ｎ２（窒素ガス）




#生物基礎
#生態系 
#窒素循環

窒素循環　高校生物基礎

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
血縁度について講義します。
●血縁度は、２個体間の遺伝的な近縁度を示す尺度である。
●一般に、血縁度は、祖先を共有するために同じ遺伝子をもつ確率で表される（個体１から見た個体２の血縁度は、ランダムに決めた個体１の遺伝子が、個体２にもある確率として考えてよい）。
●血縁度は、より厳密には、社会的パートナーとの間の遺伝的類似性を、個体群の他個体に対する場合と比較した測定値として「統計的に」定義される（まず、個体群の平均的個体と、個体１を見た時に、どの程度の割合で遺伝子が共通しているかを調べる。次に、個体２が、個体１と共通する遺伝子を、どの程度多く持っているかを調べる。個体群の平均的個体より高い頻度で共通する遺伝子を持っている場合、血縁度は正となり、低い頻度で持っている場合、血縁度は負となる）。


#高校生物
#生態学
#血縁度

血縁度①（基本編）高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】
生産構造図および層別刈取法について講義します。
広葉型の生産構造図となる草原に優占する植物の例：オナモミ、ダイズ、アカザ、ミゾソバ　　
語呂「耳赤くなって高揚しちゃう、大好き（耳でオナモ"ミ"、"ミ"ゾソバ。赤でアカザ。高揚で広葉。大好きでダイズ。）」
イネ科型の生産構造図となる草原に優占する植物の例：ススキ、イネ、チカラシバ、チガヤ

問題：光が下部まで届き、物質生産に有利なのはイネ科型か。広葉型か。
答え：イネ科型

問題：生産構造図は何という方法で作成するか。
答え：層別刈取法

＊動画中の１ｍと２０ｃｍの縮尺がおかしいですが、イメージだけつかんでください。資料集で実際に実験をしている写真を見てください。
＊「生産構造」や「層別刈取法」の語について、今回は説明のために詳しく解説しましたが、高校教科書・資料集ではふつうもっとアバウトに書かれています。必ず教科書の記述も確認しておきましょう。

●　植物群落（同一の環境内に生活する植物の集団）内の同化器官と非同化器官の空間的な分布状態を生産構造という。
●　植物群落の生産構造を解明するための技法を層別刈取法といい、層別刈取法を行って植物群落の生産構造を図に示したものを生産構造図という。
＊生産構造図：植物群落の同化器官と非同化器官の量的関係を、一定間隔に分け、垂直的に表したもの。
●　層別刈取法の詳細
①まず光強度の垂直分布を測定する。
②次に、一定面積を地上に定め、その内部に含まれる植物を一定の厚さの層ごとに切り分け、各層ごとに同化器官（葉）と非同化器官（光合成を行わない茎など）の質量を測定する。その結果を表した図を生産構造図という。
●　草本植物の生産構造は広葉型とイネ科型大別される。
①広葉型：葉が水平に茎の上部につく広葉型では、光が上層でさえぎられて、群落の内部にほとんど光が届かない。また、一般に同化器官に比べて非同化器官の割合が高く、有機物生産に有利とはいえない。
しかし、他の植物より丈が高ければ、おおいかぶさって光をうばい取ることができる。

②イネ科型：細長い葉が斜めに立ち上がるイネ科型では、群落の内部まで光がよく届く（したがって葉が多く存在できる）。同化器官に比べて非同化器官の割合が低いので『有機物の生産に有利である』。（よく問われる）。

●　層別刈取法は、門司正三らが提唱した、植物群落の生産構造を解明するための技法である。一定の時間間隔で経時的に調査を行うことにより、その群落構造の変化を物質生産と結び付けて解析することもできる。なかなか実際にできない実験かもしれないが、資料集で写真は見ておくと良い（高校生のころ、大学で簡易的にやらせていただいたことがある。滅茶苦茶大変だったことを覚えている）。

Ｑ．生産構造図なんて作らなくても写真を撮ればよくない？…植物のどの高さに葉が多くついているか、図にすると見やすくなる。見た目を数値化することも大切である。

Ｑ．生産構造図がなんとなくしっくりこない。…見慣れない形にびっくりするだろうが、難しい図ではない。相対照度は、光の当たる強さのこと。上の方の葉ほど明るい光を受けるのは当たり前で、地面に近づくほど暗くなる。左右に突き出たグラフは、左右で分けて考える。どうして葉とそれ以外の重さを区別して別のグラフに描くかと言うと、葉は、光合成を行う特別な器官だからである。どの明るさの位置に、どのくらいの量、どのような形の葉をつけるかは、植物にとって、非常に重大な、生存に関わる選択である。

＊森林の層別刈取法では、一部の木だけ伐採して、そのデータをもとに、区画内の伐採しなかった木についての値を推定するなどして生産構造図をつくる。



0:00 層別刈取法
1:22 生産構造図

#層別刈取法
#生産構造図
#高校生物

生産構造図・層別刈取法　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
生活環について講義します。
語呂「俺をコケにしやがって！俳句にして本にしてやる！（コケ植物は配偶体が本体）」
語呂「全曜日体育は廃（はい）止だ（しだ）！（前葉体は、配　偶体。シダ　植物。）」

問題：シダ植物の配偶体は何と呼ばれるか。
答え：前葉体

問題：種子植物、シダ植物、コケ植物の胞子体の核相はいくつか。
答え：２ｎ


●実物ははこちらです。
高校生物　シダ植物の胞子体（本体です）    • シダ植物の胞子体（本体です）【生活環】　高校生物　#Shorts  
高校生物　コケ植物の配偶体と胞子体　    • コケ植物の配偶体と胞子体【生活環】　高校生物　#Shorts  

●生物が生きて死ぬ過程を生活史という。生活史を、世代および核相の交代、受精および減数分裂、からだ及び生殖細胞の発達段階の繰返しに着目して表現する方法を生活環という。むずかしいが、はじめは「生物が生きて死ぬまでを、核相に注目し、生殖細胞で世代を繋いで輪っかの形の図にしたもの」くらいに思っておけば良い。
●植物の生活環についてのポイント
①　胞子体は減数分裂で胞子をつくる！（胞子は成長して配偶体になる。）
＊動物とは異なる。動物は減数分裂で配偶子をつくる。
＊動物の配偶子が減数分裂を経て作られるのに対し、配偶子は単相（n)の配偶体が体細胞分裂することにより形成される。植物は動物と違い、減数分裂により配偶子を直接作り出すのではなく、減数分裂を経て単独で栄養成長する胞子を産生する。単相の胞子は、体細胞分裂を経て多細胞の配偶体を形成する。
②　配偶体は配偶子をつくる！（配偶子は合体して受精卵になる。）
③　受精卵は発生・成長して胞子体となる！

●陸上植物の生活史は、単複相世代交代型と呼ばれる（複相の体である胞子体が減数分裂で胞子をつくる。胞子は成長し、単相の体である配偶体になる。配偶体は体細胞分裂で配偶子をつくる）。後生動物の生活史は、複相単世代型と呼ばれる（複相世代にのみ多細胞体を形成する。減数分裂で精子や卵などの配偶子をつくる）。
●コケ植物では、皆んながよく見る、目立つ緑色の体は、実は配偶体であり、核相nである。体細胞が2nの我々動物から見れば、核相nの体など信じられないことだが、事実だからしょうがない。
●コケ植物は、配偶体（n）が本体である。そこがシダ植物と異なる。コケ植物の胞子体は、配偶体に寄生している（ただ、実際には、胞子体から配偶体への物質の輸送も知られており[配偶体と胞子体の間で、水分や栄養のやり取りが行われている]、「寄生」という語を使うのは望ましくない。「半寄生」「なかば寄生している」と言うほうがまだ適切である。高校生は気にしなくてよい）。
資料集でスギゴケの胞子体を見てほしい。茶色である。茶色ということは、つまり葉緑体を持たず、自分で栄養を作れない。どのように生活しているかと言うと、配偶体の上に寄生し、配偶体から栄養をもらっているのである。
胞子体はシダ植物や被子植物では目立つ体、我々がよく見る本体なので、コケ植物のこの胞子体の弱々しい生活スタイルは目を引くものがある。やがて、陸上化に適応するにつれて、胞子体は独立生活するようになり、頑丈な胞子をばら撒くために巨大化していったとされる。
●動物の配偶子が減数分裂を経て作られるのに対し、コケ植物やシダ植物の配偶子は単相の配偶体が体細胞分裂することにより形成される。植物は動物と違い、減数分裂により配偶子を直接作り出すのではなく、減数分裂を経て単独で栄養成長する胞子を産生する。単相の胞子は、体細胞分裂を経て多細胞の配偶体を形成する。配偶子は、配偶体の体細胞分裂により形成される。
●陸上植物の祖先と言われるシャジクモでは、ほぼ配偶体の時期しか存在しない。
もしかしたら、そこから、新たに小さな胞子体が作られ、コケ植物となっていったのかもしれない。
この仮説に立てば、コケ植物の生活環はシダ植物のそれより祖先的であることになる。
一方、胞子体が、配偶体のもつ発生システムを転用し、同じ大きさの胞子体と配偶体がはじめに生じたとする説がある。このような生活環をもつ現生陸上植物は見られないが、可能性は否定できない。
●花粉四分子を小胞子、胚のう細胞を大胞子と呼ぶこともある。高校生は知らなくて良い。
●配偶体から配偶子ができるときに、体細胞分裂は必ずしも必要ではない。たとえば被子植物において、配偶体を胚のうと見なせば、すでに配偶子である卵細胞が生じている。
生活環の考え方には、精密な定義があるわけではない。本番では問題文の定義に従えばよい。
●前葉体とは、シダ植物の配偶体のことである。種子植物の花粉や花粉管を伸長中の花粉、および胚嚢に相当する。光合成によって独立生活を行う。
●シダ植物の胞子体は光合成機能を発達させている。維管束系や、頂端分裂組織を獲得しており、理論上無限に成長、分枝、器官形成することができる。胞子体の生理的独立と優位性は維管束植物の最も重要な特徴のひとつである。
●最も原始的な植物化石のひとつとして知られるクックソニアは、シルル紀からデボン紀前期の地層から見つかっている。体は二股分岐していて、軸の先端に胞子のうが見られる。
クックソニアの茎には通道組織が見られるが、細胞壁の肥厚はなく、維管束植物ではない。
●植物の進化的な順序は確定していない。シダ植物とコケ植物の系統樹の根もとがどうなっているのかについては未解明である。

#植物
#高校生物
#生活環

生活環　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
ハチの血縁度について講義します。どうして子供を残さない生物がいるのか、ダーウィン論者が悩んだという謎の解明に挑みます。
●母から見た娘の血縁度の式は
（1/2×1/2)　+ （1/2×1/2)=1/4
です。板書の×が＋みたいになってます。7:52の所です。計算結果は変わりません。ごめんなさい。
● ドーキンス博士は著書『利己的な遺伝子』の中で、不妊のカーストを持つハチについて、次のように述べている。
「動物の体は遺伝子の生存を確保するために子作りや、あるいは、同じ遺伝子を共有する他個体の世話に励むように仕向けられている。この場合、他個体を保護するために、自殺行為をするようでは将来自分の子供を作ることができなくなる。自殺的な自己犠牲がほとんど進化し得ないのはこのためだ。しかし働き蜂は自分の子供をつくりはしない 。彼らは子供ではなく血縁者を世話することに全力を注いで、自らの遺伝子を保存しようとする。
不妊の働き蜂が1匹死ぬのは、その遺伝子にとってごく些細なことだ。それは木の遺伝子にとって、秋に葉を1枚落とすのが些細なことなのと同じようなものだ 。社会性昆虫を神秘的な存在に仕立てようとする誘惑があるが、実際にはそんな必要は全くない 」ドーキンス著（ (翻訳)日髙敏隆、 岸 由二 、 羽田節子、 垂水雄二）『利己的な遺伝子 40周年記念版』（紀伊國屋書店）より
●社会性の進化については、様々な仮説が提唱されており、未知の部分も多い。今回紹介した3/4仮説について厳密に議論するには、以下のようなことも考慮しなければならない。
・ワーカーがオス（自身から見た血縁度1/4）も養育するという事実。オスとメスを同数ずつ養育するのなら、平均血縁度は（3/4×1/2）＋（1/4×1/2）＝1/2となり、ワーカーが進化しやすいという根拠はなくなる。
・オスとメスの存在比。
・１つのコロニーに女王が複数いる場合。
・１匹の女王が複数のオスとの間に子をつくる場合。
・膜翅目（ハチ目）と他の動物の性決定機構以外の違いの影響。
＊より詳しく知りたい人は、大学に行ったら、デイビスら著『デイビス・クレブス・ウェスト　行動生態学　原著大4版』（共立出版）、粕谷英一著『行動生態学入門』（東海大学出版）、伊藤嘉昭ら著『動物生態学』（蒼樹書房）などを読んでみるとよい。
●社会性昆虫とはなんだろうか ？
さまざまな定義が提唱されているが 生物学者ウィルソンは ３つの性質で 真社会性昆虫を特徴づけた 。
1つ目は、母親だけでなく多くの個体が共同で子供の世話をすること。
2つ目は、不妊のカーストがあること。
3つ目は、世代が重複していて、母と成長した子と、幼い子が、同時に生活を行うこと
である。

真社会性の主役はハチ目である。ほかのどんな分類群よりハチ目で真社会性が発生している、つまり不妊カーストが生じている。その特別な性質として、オスが未受精卵から育った1倍体であるのに対し、メスは人と同じく受精卵から育った２倍体になることがあげられる  。
オスは減数分裂をすることなく配偶子を作るので、そのオスの娘たちの染色体の半分は同一の遺伝子セットである。
つまりオスが1倍体であるために、姉妹同士は 通常の2倍体の生物における親子間よりもさらに近い血縁関係にあることになる。
だからメスの不妊ワーカーが（仮に彼女らが繁殖力を得たとして、）自分で娘を産むよりも、後から生まれてくる妹を育てるほうが、遺伝的には大きな利益を得るのである。 


#高校生物
#生態学
#血縁度

血縁度②（ハチ編）高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
生態系サービスについて講義します。
●人類は生態系からさまざまな恩恵（生態系サービス）を受けている。生態系サービスを生み出す源泉は、生物の多様性である。生態系サービスには以下の４種類がある。

①供給サービス：物の供給
より正確には「食料や建築資材など、有用な物質の供給」

②調整サービス：危険な変動の制御（環境条件を適切な範囲に保つ）
より正確には「気候調整や水の浄化など、環境条件を適切な範囲に保つ作用」

③文化的サービス：非物質的な価値の供給
より正確には「芸術的・宗教的影響など、精神面への作用」

④基盤サービス：生態系を維持し続けるために必要なサービス
より正確には「人間への影響は間接的だが、土壌形成や物質の循環のように、（上の①～③の直接的なサービスをもたらす）生態系を維持するために必要なサービス」

＊①～③は直接的なサービス、④は間接的なサービスである。

●供給サービスには、薬の成分の供給なども含まれる。
●調整サービス（調節サービス）には、土壌の流出の制御（植物の根が土壌の流出を防ぐ）、病害虫の蔓延の制御（多種の捕食者が害虫を食べてくれる）も含まれる。
●文化的サービスには、審美的・宗教的影響が精神に及ぼす効果も含まれる。
●基盤サービスには、光合成による有機物の生産（一次生産という）や栄養塩類の循環も含まれる。

（直感的な倫理観によって「自然を守らなければいけない」とする態度は、この講義とは別の次元で大切なものです。生態系サービスはその気持ちを否定する概念ではありません。念のため。）

（生態系サービスは、厳密な定義があるわけではありません。この講義は、基本的に高校教科書の定義に従っています。）

（動画中「森林があると洪水は起きにくい」と言ってしまっていますが、実際に、どの程度効果があるのかは、地域ごとに丁寧に検証を続けていく必要があります。）

0:00 生態系の復習
1:06 供給・調整・文化的サービス
4:56 基盤サービス
7:32 生物多様性

#生物基礎
#生態系
#生態系サービス

生態系サービス　高校生物基礎

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
生命表と生存曲線について講義します。
語呂「超ひどい！うざい都会のリツイート（鳥類、ヒドラ、ウサギ、トカゲ、死亡率一定。リツイートで率一定と読む）」無理がありますね、すみません。

問題：（　　）という表をもとに生存曲線が作成される。空欄を埋めよ。
答え：生命表

問題：生存曲線において、死亡率が一定の動物を１つ選べ。
①人　②ヒドラ　③カキ
答え：②


●生まれた卵や子が、その後の時間経過とともにどれだけ生き残るかを示した表を生命表といい、これをグラフにしたものを生存曲線という。
●生存曲線は次の3つの型に分けられる。生物例が問われる。
(a) 晩死型：幼時期に親の保護が厚く、幼時期の死亡率は低い。多くのものは理想的条件下での寿命（生理的寿命）近くまで生きる。　
例　ヒト、サル、社会性昆虫など
(b) 平均型：一生を通じて死亡率がほぼ一定（死亡「数」一定ではない！！！）。
例　鳥類、小型の哺乳類、ヒドラなど
＊ヒドラは、出芽で増えるため、新個体が親個体に守られることになる。
(c) 早死型：産卵数は多いが、幼時期に親の保護がなく死亡率は高い。
例　多くの無脊椎動物（カキなど）・魚類
（魚類がものすごい数産卵することは有名ですね。）
●生命保険会社が生命保険というシステムを作った時、生命表のようなものが必要になり、人口学者がそれを考案した。1921年、生物学者がショウジョウバエで生命表をつくり、そのほかの生物についても現在様々な生命表が作られている。
●生存曲線について、少し詳しく見ておこう。
まず、Ｂ型には、小型の哺乳類やヒドラだけでなく、トカゲや鳥類（Ａ型の鳥類も知られている）なども含まれることが多い。しかしながら、Ｂのように、生涯を通じて死亡率が一定であるということはふつうあり得ない。少し歪む。
ミツバチやヨーロッパコマドリ（子供を守る）は、C型にはならないが、必ずＢ型に、もしくはＡ型になるという保証はない。実験をやる度に変動するだろう。あくまでも今回示した3タイプは理論上のものである。（本来これを決まっているかのように入試に出すのはおかしい）
C型にはナラの木などの植物も含まれる。ドングリから実生期は死にやすいが、一度成木になれば死ににくい。
生存曲線は、完全変態する昆虫では階段状になる。卵の時期、蛹の時期、短い成体の時期に死亡率が高くなり、グラフはガクッと落ちる。
●相対年齢は、平均年齢と書いたり、最高寿命の百分率と書いたりする。
●個体群の発育段階ごとの個体数を示したものを齢構成といい、それを図にしたものを齢ピラミッド（年齢ピラミッド）という。
若齢型（幼若層が広い）は今後個体数が増加し、安定型は個体数があまり変化せず、老齢型（幼若層が狭い）は個体数が減少する場合が多い。




#生存曲線
#生命表
#高校生物

生命表・生存曲線　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
生態ピラミッドの解説です。
覚え方「エネルギー保存則があるので、エネルギーピラミッドは逆転しない」

問題：生体量（現存量）ピラミッドの逆転例を答えよ。
答え：生産者が植物プランクトンで、一次消費者が動物消費者である場合。

問題：逆転しない生態ピラミッドを答えよ。
答え：エネルギーピラミッド

＊今回は高校の資料集に解釈を合わせ、生産力ピラミッドとエネルギーピラミッドは同じものであるとして講義を行った（厳密には、生産力は、単位空間・単位時間当たりの有機物生産量、すなわち有機物の生産速度を表すが、有機物量はエネルギー量に換算できるので、生産力ピラミッドとエネルギーピラミッドはほぼ同じ形になる。したがって生産力ピラミッドとエネルギーピラミッドは区別されないことが多い。参考：『新課程生物図録』（数研出版）、『生態の辞典』（東京堂出版）、『基礎生態学』（培風館）、『生態学入門　日本生態学会編』（東京化学同人））

●生産者によって生態系に取りこまれたエネルギーは栄養段階が上がるにつれて減少していく。一定期間内に獲得されたエネルギー量の棒グラフを下位のものから積み上げたものを生産力ピラミッド（またはエネルギーピラミッド）という。
●生産力ピラミッド（エネルギーピラミッド）は絶対に逆転しない（生物は代謝とともに熱エネルギーを宇宙に放射しているので、ピラミッド型になるのは当たり前。被食者が得たエネルギーより多くエネルギーを捕食者が得るなんて不可能[エネルギー保存則]）。
＊「今日までに知られているあらゆる自然現象を通じて、その全部にあてはまる事実—―法則といってもよい――が一つある。これまでわかっているところでは、この法則には一つの例外もなく、精確に成立する。これがすなわちエネルギー保存の法則である。その内容は次のとおりである。ここに、我々がエネルギーと名付けるある一つの量を考えると、自然界でどんな複雑な現象が起こっても、その量は変化しないというのである。」ファインマン『ファインマン物理学』より
●各栄養段階の個体数をピラミッド形に表したものを個体数ピラミッド、各栄養段階の生体量（重さ）をピラミッド形に表したものを生体量ピラミッドという。
●個体数ピラミッド・生体量ピラミッド・生産力ピラミッドをあわせて生態ピラミッドという。
●エネルギーは生態系内を循環しないが、当然『移動』はする（形態を変えて）。光エネルギーは光合成によって有機物の化学エネルギーに変えられ、その有機物を動物が食べ、分解することで、動物の運動エネルギーに変換されたりする。それらの反応すべての段階で熱エネルギーが放出される（無駄な熱エネルギーを放出せずにエネルギーを別の形態に変換することができない理由の背景には、実は、宇宙の熱力学法則が関わっている）。
●エネルギー効率が栄養段階が進むごとに高くなっているような発言をしているが、もちろん絶対とは限らない。浜島書店、数研出版の資料集の記述に従った。その段階の同化量を、一つ前の段階の同化量で割った値をエネルギー効率としている。
生産者のエネルギー効率は、総生産量を入射した太陽光の光エネルギーで割ったものとすることが多い。ものすごく小さい値になる（0.1%くらい）。

#生態ピラミッド
#高校生物
#生態系

生態ピラミッド　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
密度効果（成長曲線への影響・最終収量一定の法則・バッタの相変異）についてわかりやすく講義します。
語呂「そう？へん？茶色の軍手（相変異、茶色の群生相）」

「朝がくると東風はいなごを運んできた。いなごはエジプト全土を襲い、エジプトの領土全体にい坐った。これ程沢山のいなごはこれより先にもなかったし、これから以後もないであろう。いなごは全地の表面をおおい、地はそれで黒くなった。」『旧約聖書　出エジプト記』より


問題：バッタにおいて、褐色で、翅の相対的な長さが長く、脂肪含有量が多く、集合性が強く、卵の大きさが大きく、産卵数が少ないのは、（　X　）相である。Xに入る語を「孤独」か「群生」から選んで答えよ。
答え：群生
（脂肪が多い方が、長距離の飛行に有利。たくさんいる子供の中で生き残るには、卵にたくさん栄養を含ませることが大事。卵はでかくなるが、数は少なくなる）


●個体群密度が個体（の形態や生理・行動など）に影響を及ぼすことを密度効果という。
＊厳密には、密度効果は個体群（の成長曲線・増殖率への影響）に対しても、その個体群に属する個体（の相変異・体重等発育の程度・生態・形態・生理上の機能への影響）に対しても使う言葉である。
●密度効果の例
①ショウジョウバエなどでは、個体群密度が高くなると、雌1匹あたりの産卵数が減少する。
②ダイズなどをいろいろな密度で育てると、密度が高いほど光や栄養などをめぐる個体間の競い合い（種内競争）が激しくなる。結果、個体の成長は悪くなる。→最初の密度（まばらに植えるか密に植えるか）にかかわらず個体群全体の重量は最終的にほぼ一定になる（最終収量一定の法則）。
③相変異（そうへんい）：ある種の昆虫は、幼虫時などの個体群密度によって形態・生理・行動などが変化する。この現象を相変異という。
＊バッタの相変異が有名である。低密度の時出現する型を孤独相、高密度の時出現する型を群生相という。
●最終収量一定の法則は、「種を蒔く時の密度や、苗木を植える密度を変えても、十分生育が進んだ時の単位面積当たりの植物体の現存量が、初めの、密度に関わりなく一定になるという密度効果の法則」である（文字通り「最終」の「収量」が「一定」になる法則）。なお、厳密には「収量」は植物体全体の現存量を表しており、穂や種子などの実用部分のみを指すわけではない。
●相変異の原因は、視覚・匂い、物理的な他個体との接触・他個体の体表に存在する化学物質との接触など、さまざまな原因が考えられてきたが、現在では、主に他個体の体表面にある化学物質との接触、そして視覚により個体群密度を認識していると考えられている。（その後、体内におけるホルモン分泌の変化が、様々な形態や行動の変化、つまり相変異に繋がっていくとされる。）面白いことに、その体表面に存在する化学物質は、種を超えた共通性があるらしい。
●相変異がどの程度の時間で起きるのかについても研究が進んでいる。かつては数世代にわたり、少しずつ何らかの生理物質の蓄積が起こると考えられていたが、現在では、一世代で相変異が起こることが知られている。
●オンブバッタやショウリョウバッタは相変異を基本的に起こさないので、本来「イナゴ」と呼ぶべきである。
●表現型可塑性［phenotypic plasticity］とは、生物個体が環境に応答して一連の異なる表現型を示す性質のこと。単一の遺伝子型が示す表現型の変化を指し、個体間の遺伝的変異による表現型変異とは明確に区別される。動画の中では、可塑性を、変化したり元に戻ること、と言ってしまっているが、本来、可塑性とは、粘土のように、外から力が加わって変化し、すぐに元には戻らないことを指す。今回は、孤独相、群生相の間で、柔軟に相変異が起こることを表現したくてそう表現してしまっている。ご理解いただきたい。
●相変異［phase variation］とは、同一種の個体の形態、色彩、生理、行動などの変化が、個体群密度に応じて引き起こされる現象のことである。主に昆虫類にみられる。B.P.Uvarov(1921,1928)はワタリバッタ類について、それまで別種とされていた大発生時にみられる群移動性の個体と、平年にみられる非集合性の定住的な個体とが、同種であることを明らかにした。そして、それぞれを群生相、孤独相と名付け、孤独相から群生相への相の転換(phase transformation)が大発生と大移動の機構を解く鍵である、との説を提唱した。
●バッタにおいて、群生相の個体の子供はお互いに惹かれ合い、群れを成す。この高密度による正のフィードバックを介して、さらに群生相の特徴が増幅される（群生相は2～3世代にわたって維持される）。。
このように、密度効果における相変異は、歴史的に、昆虫類をはじめとした動物に対して使用する用語である。たとえば植物が密度効果によって成長に差が出るような現象を指して「植物の相変異」などという用語は使うべきではない。

＊「表現型（ひょうげんがた）の可塑性」は「表現型可塑性（ひょうげんけいかそせい）」と言うこともある。高校生は気にしなくてよい。

#高校生物
#密度効果
#生態学

0:00 密度効果とは
0:32 成長曲線
2:13 最終収量一定の法則
4:58 バッタの相変異

【密度効果】最終収量一定の法則・相変異　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】
ニッチ（生態的地位）や、食いわけ・すみわけ、形質置換などについて簡単に講義します。
＊この単元に出てくる用語は定義があいまいで、少し概念が複雑である。入試で説明を求められた時は、教科書・資料集の用語の使い方をそのまま真似すれば良い（食いわけやすみわけの例も確認しておくこと）。
＊種間競争が実際に起っていることを実験的に証明することは容易ではない（ある種が絶滅した時、天候でも天敵でも疾病でもなく、「資源をめぐる相手の種との競争」こそが個体数減少の原因であると証明することは、決して容易ではない）。なお、今回のゾウリムシAとBの種間競争を確かめる実験では、事前に二種のゾウリムシを単独で培養し、ゾウリムシAもBも単独では環境収容力のレベルにまで増殖を続けることを前もって確かめておく必要がある。
＊資源利用曲線のスライドにおいて、はじめ①のようだったものが、②のように変化する場合がある。知らなくてよいが、そのような現象を「ニッチシフト」という（なお、資源利用曲線の横軸には、たとえば食物の大きさなどが入る[種子を食べる鳥だったら、食べる種子の大きさなど]）。

●　ニッチ（生態的地位[せいたいてきちい]）：ある特定の生物が野外において必要とする環境条件（生息空間や食物資源の状況）。
●　ニッチは時間的に変化していくことが知られているが、その変化には、次の２つのレベルがある。
（１）短期的なレベル（個体の一生[または、せいぜい数世代の期間]に起きる変化）
（２）長期的なレベル（進化史的な時間の規模で起きる変化）
●　ニッチの重なりが大きいほど種間競争は激しくなる。
＊ニッチという用語は、「ある生物種の環境要因や食物資源、つまりその生物種が生息する空間的、栄養的な条件」を指して使われることが多い。具体的には、ニッチは、生息場所を特徴づける環境要素（住んでいるのが木の上の方か、下の方かなど。生息空間）や、食べる餌のサイズ・種類（食物資源）などをもとにして表されることが多い（ニッチの定義はいくつかあるが、高校生はあまり気にしなくてよい）。
＊過去、ニッチについて、様々な定義が提唱されてきた。たとえば「生息場所の究極の単位」（Grinnellによる）、「有機的環境の中での位置、すなわち餌と天敵に対する関係」（Eltonによる）、「個体（または個体群）がすみ、永続してゆくことのできる諸条件の全範囲」（Hutchinsonによる）など。このことからもわかるように、ニッチは非常に定義が難しい語である。高校生は、今使っている教科書の定義に従えばよい。
●　小笠原諸島では、グリーンアノールというトカゲ（外来生物）が大増殖している。小笠原諸島でグリーンアノールが激増した理由として、以下の２つが考えられる。①グリーンアノールの天敵が小笠原諸島に存在しなかった。②小笠原諸島には、グリーンアノールと同じニッチを占める生物が存在しなかった（種間競争の相手となる生物が存在しなかった）。
●　アズマモグラとコウベモグラは、箱根山付近を境に、はっきり分布が分かれている（東側にアズマモグラ、西側にコウベモグラ）。これは、両者のニッチが近い（どちらも土の中に住み、ミミズや昆虫を餌としている）ため、同じ場所で共存できないからだと考えられている（このように、よく似た生活場所や餌を要求する生物は、多くの場合、同じ場所には生息しない。同じ場所に共存する場合には、餌を別にしたり、別な時間に活動したりする）。
●　種間競争は以下のような実験によって検証された（覚えなくてよいが、生態学者ガウゼが行った。ガウゼは、種間競争の数理モデルの予測を室内実験として最初に検証したと言われている）。
①　ゾウリムシとヒメゾウリムシは、それぞれ単独で培養すると環境収容力のレベルにまで増殖した。
②　しかし、ゾウリムシとヒメゾウリムシを一緒に混合して培養するとゾウリムシが絶滅レベルまで減少した（種間競争が起きたのである）。
③　一方、ゾウリムシとミドリゾウリムシは、一緒に培養することができた（ゾウリムシは培養液中のバクテリアを主に食べていたのに対し、ミドリゾウリムシは主に試験管の底の酵母菌を主に食べていた。餌という資源をめぐる種間競争の程度が弱かったので、２種が共存できたのである）。
この結果から、ガウゼは、「生態的に類似した2種（今回の場合は、ゾウリムシとヒメゾウリムシ）は、同じ場所では共存できない」と考えた（覚えなくてよいが、この考えを競争排除則という）。
＊競争排除則は、「同じニッチを利用する２種は共存できない」と表現されることもある。
＊ミドリゾウリムシは捕食能力をもつが、同時に、細胞内にクロレラを共生させている。ミドリゾウリムシはクロレラに二酸化炭素や窒素分を与え、クロレラは光合成で得た酸素や糖をミドリゾウリムシに与えていると考えられている（クロレラとミドリゾウリムシは、互いにメリットをもたらす相利共生の関係にあると考えられている）。
●　食いわけ（食物を違える）やすみわけ（空間的・時間的な生活の場を違える）により、競争関係にある種でも共存が可能となる。
＊すみわけとは、生息空間をめぐっての競争の結果で、個々の種のすみ場所が異なっている状況を指す。
＊食いわけは、食物資源をめぐっての競争の結果で、個々の種の食物内容が異なっている状況を指す。
＊食いわけやすみわけのプロセスは、「他種の影響を受けてニッチが変わっていくこと」と言ってよい。
●　すみわけは「生活様式の似た種は、空間的あるいは時間的に生息場所を分離する」とする概念である。すみわけの概念は、日本では生態学者・人類学者の今西錦司によって発展された。
「いろいろな生物が同一地域内に共存しているのが認められるといっても・・・生活の場の異なったもの同士であるならば、共存といっても実はその生活空間が異なるのであり、もっとわかりやすい言葉を用うるとすれば、要するに同一地域といっても、その地域を棲み分けることによって、いわばお互いの間の縄張り協定がすでに出でき上がっているものというようにも考えられる。」「同じ食物を求める動物はお互いに時間的に棲み分けている場合が少なくない」「一つのものから分化発展したいろいろな生物が、この地球上を、あるいはその一地域なり一局地なりを棲み分けることによって、お互いにお互いの生活を成り立たせている」今西錦司『生物の世界』より
●　似たような資源をめぐってA種とB種が競争関係にあるとする。時間が経つにつれ、（１）または（２）が起こっていく可能性がある。
（１）A種とB種のどちらか一方が競争的排除により絶滅する。
（２）食いわけ、すみわけが起き（ニッチが移動し）、A種とB種が共存する。
●　食いわけの例：ドジョウ科やハゼ科の川魚は、通常水生昆虫を食べるが、コイ科の底魚と共存すると、水生昆虫ではなく藻類を食べるようになる。
●　食いわけは、正確には「相似た食性を示す２種以上の動物のそれぞれの個体群が、種自身の要求からいえば同じものを食べられるのに、他種がいる場合、種間競争の結果、食物を分け合っている現象」を指す。
●　すみわけの例①：イワナは水温の低い上流に、ヤマメは水温の高い下流に生育することが多い。他種がいない場合、イワナは水温の高い下流にも分布し、ヤマメは水温の低い上流にも分布する。
●　すみわけの例②）リスは昼間に活動し、ムササビは夜活動する。
●　すみわけは、正確には「似た生活様式をもつ２種以上の生物において、各種単独で生活する場合の要求からいえば同じところにすむことができるのに、他種がいる場合は種間競争が生じ、その結果生息地を分け合う現象」を指す。
●　すみわけが起きているかどうかは、実験的に一方の種を除去することなどによって確かめられる。また、現時点では競争が起きていない場合でも、過去の競争の結果、生息地の異なるようになった状況を指してすみわけと言うこともある。
●　高校生はまったく気にしなくていいが「同一の資源をめぐる種間競争」が現実に起こっていることを証明することは、簡単ではない。２種の間で競争が起きていることを調べるには、生命表を用いて、個体群の変動に大きく影響する要因が、気候でも天候でも天敵による捕食でもなく、「資源の不足によるもの」だと明確に示す必要がある。また、同じ環境・資源のもとで、いずれか１種を排除する区画と、対照区画を設置し、個体数の変化を見る必要がある。様々な実験条件を慎重に設定する必要があり、種間競争のはたらきを実際にデータとして示すことは、非常に難しい。
●　異なる地域で、同じニッチを占有する種を生態的同位種（せいたいてきどういしゅ）という。
例①）オーストラリアのフクロアリクイと、アメリカのアリクイ
例②）アジアのトラと南アメリカのジャガー


0:00 ニッチと種間競争
2:13 資源利用曲線
2:59 食いわけとすみわけ
4:01 基本ニッチと実現ニッチ
5:03 形質置換




#高校生物 
#ニッチ 
#生態系

ニッチ（生態的地位）　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】
食物連鎖と捕食者・被食者の個体数の変化について講義します。

問題：網目状に絡み合った食うー食われるの関係のことを言うか。漢字３字で答えよ。
答え：食物網

問題：一次消費者を１つ選べ。
①ナナホシテントウ
②ジョロウグモ
③ウサギ
答え：③（①②は二次消費者。①はアブラムシなどを食う　②はチョウなどをを食う。）

●　被食者、捕食者の個体数は、周期的に変動（振動）する（ただし両者の位相はずれている）傾向があることが知られている。
＊実際に実験室でこの周期的に続く変動を再現するのは難しい（たとえば、安定な平衡状態になるか、振動のために捕食者または両者が全滅してしまう）。しかし、野外において、いくつか振動が起きた例は知られている（カナダにおけるオオヤマネコとカワリウサギの個体数の変動など。ただし、個体数の周期的振動が、捕食者と被食者の相互作用のみが原因である[他の要因は関係していない]とはっきり証明された例はない）。
●　高校生は「被食者の増減に少し遅れて捕食者が増減する」というイメージで捉えてよい。
●　捕食者と被食者の個体数の周期的な振動を細かく見ると、以下のような過程が繰り返されている。
①被食者が増え、それを食べる捕食者も増える。
②捕食者は増えていくが、被食者は食べられて減り始める。
③被食者の減少が続き、捕食者も減り始める。
④捕食者が減少し、被食者が増加を始める。
①へ戻る。
これを、動画のような丸いグラフで表現することができる（実際は、条件によってグラフの形は歪む。ふつうは綺麗な円にはならない）。
この現象は、以下のロトカ-ヴォルテラ式という微分方程式で表される（ロトカとヴォルテラが独立に導いた）。
dN1/dt=r1N1―c1N1N2　・・・式１
dN2/dt=c2N1N2―d2N2　・・・式２

被食者の個体数：N1
捕食者の個体数：N2
r1：被食者の内的自然増加率（正の定数）
d2：被食者のいない時の捕食者の減少率（正の定数）
c1：被食者が捕食者にとらえられることに関する正の定数
c2：捕食者が採餌によって増加することに関する正の定数
t：時間
dN1/dt、dN2/dt：それぞれ、被食者の個体数が変化する勢い、捕食者の個体数が変化する勢いのようなイメージ。
丸いグラフは、ロトカ-ヴォルテラ式のN１、N２について、その変化をグラフに表したものである。
＊被食者が捕食者に捕食され減少する影響が式１の（－c1N1N2）に現れ、捕食者が増加する影響が式２の（c2N1N2）に現れている。
＊捕食者によって被食者が食われる速度は、捕食者と被食者の両方に比例し、c1N1N2である（これは両者がランダムに出会った場合に、ある確率で食われるという仮定に基づく）。
＊c2N1N2は、「捕食者は被食者を食べるほど増える」ということを表す。
＊捕食者は、餌がない時は、飢えて死ぬので、減少率ｄ２で減少する。
＊式１、２の微分方程式について深く考える必要はないが、
「被食者がいないと（N１＝０）、捕食者は減少し続け、絶滅すること（式２について、dN2/dt=負となりN2は減少を続ける）」
また、
「捕食者がいないと（N２＝０）、被食者は増加し続けること（式１について、dN１/dt＝正となりN1は増加を続ける）」
ことはわかると思う。


0:00 食物連鎖（食物網）
1:27 捕食者と被食者の個体数の変化

#高校生物基礎
#生態系 
#食物連鎖

食物連鎖・捕食者と被食者の個体数の変化【生態系】　高校生物基礎

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】
湖の表層における植物プランクトン・光の強さ・水温・栄養塩類の季節変動について講義します。グラフは雑に描いているので、必ず資料集でも確認してください。

問題：春の終わりに植物プランクトンが減少する原因を、栄養塩類の消費以外に１つ考えて答えよ。
答え：捕食者による捕食。

●　光が当たると水温が上がる。水温よりも光量が先にピークに達する。
●　湖の表層における季節変動
①冬
・湖の底に４℃の水（水は4℃で最も密度が大きい）がある。表層の水は４℃以下で軽い。
・表層に栄養塩類が多いが、光量・水温が低く、植物プランクトンは増殖できない。
②春
・光量と水温の増加によって植物プランクトンは増殖する。（春の大増殖）
・栄養塩類は植物プランクトンによって消費される。
・やがて、植物プランクトンは、栄養塩類の減少と捕食者の増加によって減少する。
③夏
・表層の水は高温になり、密度が小さくなるため、水の上下の移動が起こらない。
・下層から栄養塩類が運ばれないため、植物プランクトンは増殖できない。（栄養塩類が限定要因となって増殖できない）
④秋
・表層の水温が冷やされて、下層に比べて密度が大きくなり、表層の水が下層に移動する。また、下層の水が表層に移動する。このときに、栄養塩類が表層に運ばれる。
・栄養塩類の増大により、植物プランクトンは増殖する。（秋の増殖）
・しだいに水温が低くなり、光が弱くなるので、植物プランクトンは減少する。植物プランクトンの減少によって、栄養塩類が使われなくなり、表層の栄養塩類が増える。
●　4℃の水が最も重いのはどうしてか。
まず、氷は水より軽い（だから、太古の地球において、地球の表面を氷が覆っても、その下の水中で生物は進化を続けることができた）。
氷は、隙間がとても多い構造である。そのため、氷の密度は比較的低い。
氷が解けて水になる時、結晶中の隙間を埋めるように水分子が入り込み、体積が減少する→密度が大きくなる（結晶格子は部分的に崩壊し、格子の空洞は水分子で占有される）。その結果、温度上昇に伴い密度は増加する。
0℃より高い温度でも水の中に部分的な氷の構造が残っているため、温度の上昇とともに体積が減少しようとする（密度が大きくなろうとする）。
②一方、温度が上がると熱運動が激しくなり、体積が増加しようとする→密度は小さくなろうとする（これは一般的な傾向である）。
①と②の兼ね合いにより、4℃で密度が最大になると考えられている。




生態系
高校生物
生物基礎

湖の表層における植物プランクトン等の季節変動　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
群れと縄張りのグラフについて講義します。

●同種の動物が集合し、統一的な行動をとる場合、そのような集団を群れという。
〔群れの利点〕
① 外敵に対する警戒や防衛能力の向上
② 食物確保の効率の上昇
③ 繁殖活動の容易化　
〔群れの欠点〕
① 資源をめぐる種内競争の激化
＊採餌の時間が最大となる群れの大きさが最適である。
●定住する動物が行動する範囲のことを行動圏という。
●行動圏のうち、動物が他の個体を排除し、食物や巣などの確保のために積極的に一定の空間を占有する範囲のことを縄張り（テリトリー）という。
例 　アユの縄張り
＊友釣りは、アユの縄張りを利用した釣りの方法。縄張りに侵入する相手に対して闘争を挑むアユの習性を利用する。釣糸につけたおとりのアユを泳がせ、攻撃を仕掛けてくるアユを釣り上げる。
●縄張りが大きいほど、侵入者の数も多くなり、それらを縄張りから追い払うコスト（侵入者との争い）が上昇する。
●縄張りから得られる利益（食物や繁殖の機会の増加）は、縄張りが大きいほど増加する。しかし、縄張りが大きすぎても、その大きい縄張りを十分に利用することはできなくなる（遠すぎる餌場には行けないので意味がない）。
●利益とコストの差（＝現実に餌を取るのに使える時間）が最も大きくなるところが最適な縄張りの大きさとなる。
●群れは攻撃のリスクを薄める。群れの目的の一つは危険の回避であろう（ある種のコイは、捕食者によって傷つけられた仲間の皮膚から出た化学物質を感知すると、より緊密な群れを作る。）。生物は、「自分ではなく他の誰かが攻撃を受けるだろう」という希望をもって群れる可能性がある。さて、群れることで得られる効果は全ての個体に対して平等だろうか？群れの中央にいる個体は端にいる個体より安全かもしれない。一方、群れの端にいる個体ほど餌を見つけやすくなることもあろう。つまり、群れの中での位置には、トレードオフの関係がある可能性がある。




#高校生物
#群れ
#縄張り

島の生物地理学理論　高校生物基礎発展

シリーズ

生態　高校生物 #10

説明

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