ゾウリムシの個体群

質問

センター試験の過去問を解いていたんですが、解説を読んでも納得いかなかったので質問させて下さい。

問題の概略〕ある水槽にゾウリムシ５個体とその餌となる細菌を入れた。そのとき個体数は、実験期間の初期には加速しながら増えたが、その後増加が次第にゆるやかになり、さらに後には一定の上限値に達した。

　問題〕最初に入れる餌を２倍にしたとき、ゾウリムシの個体数と初期増加量はどうなるか。
　１）初期増加率と上限値がともにほぼ２倍に上昇する。
　２）初期増加率はほぼ２倍に上昇するが、上限値はあまり変わらない。
　３）初期増加率はあまり変わらないが、上限値がほぼ２倍に上昇する。
　４）初期増加率、上限値ともにあまり変わらない。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　答）３
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
　で、上限値に達するのは環境抵抗が理由なことはわかるんですが、“食物不足・生活空間の減少・排泄物の蓄積”の３要素であることを考慮すると、答えに納得がいきません。
　個体数が２倍になれば当然排泄物も２倍蓄積するでしょうし、一定容積の水槽での実験だから生活空間は当然半分になると思います。そう考えれば、選択肢の“ほぼ２倍”という表現にかなりの曖昧さが生じます。排泄物と生活空間の影響で、１,５倍くらいにしかならないかも知れない。あるいはほとんど個体数は変わらないかも知れない。

　この問題を解いたとき、“選択肢の中から選べ”という指示にしたがって、一応正解を得ましたが、やっぱり納得いかないので、どなたか説明できる方解答お願いします。

回答No.2

noname#53364 · ベストアンサー

河合塾のＨＰより探してきました。

問３のことですよね
問題に餌を含む培養液の量を２倍とありますので、
環境も２倍になるわけです。
環境と餌が２倍になるわけですから、
排泄物の濃度も個体数が２倍になっても、もとと変わらないわけです。
もちろん厳密なことを言えば、エアレーションが悪くなるとか
いろいろありますが、少なくともCake0530さんがあげられた要因は
クリアしていると思います。

なおCake0530さんがあげられている
＞個体数が２倍になれば当然排泄物も２倍蓄積するでしょうし（以下省略）
はとても大切な考え方です。
一つの条件を変えたときにおこるそれ以外の
要因を常に頭に入れておくことは、とても大事です。
その姿勢を忘れないように。

高校生なのであんまり時間がないと思いますが。

http://village.infoweb.ne.jp/~hispider/biology/ecology.htm

になかなか詳しいことがかかれています。
最近の高校生はこんなレベルまでやるのですね。

なお、この問題や、後半の問題（ロトカ・ボルテラの式）は
微分方程式を導入して導かれたものです。
微分方程式はこんなところにも使い道があります。
お時間があれば「ロトカ　ボルテラ　」あたりで検索を
してみるとおもしろいかもしれません。

参考URL：

http://www.kawai-juku.ac.jp/nyushi/center/00/problem/image/bio-1b/15.pdf

お礼

あっ・・・問題文が読めてなかったのか・・・。

　レスありがとうございましたっ！参考ＵＲＬも時間を見つけて見たいと思います。

回答No.1

NowThinking

「食物不足・生活空間の減少・排泄物の蓄積」ですか？
この問題の場合、生活空間の減少と排泄物の蓄積については、無視してしまって良いのではないでしょうか？
その餌だけで一体どのくらいゾウリムシが増加するのかは分かりませんが、微生物が何千匹、何万匹に増えても、水槽と言えるほど容器が大きければほとんど問題無いでしょうし。
センター試験ですから、そこまで厳密に考えなくても良いと思いますよ。

環境について制限が無ければ、あとは最初の個体数で初期増加率が決まり、餌の量で上限値が決まりますから、答えは３）になると思います。