05浜松湖東高_江間龍汰

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なおゆきしげ
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1 < 第 59 回静岡県学生科学賞県科学教育振興委員会賞 > 5. 水生植物オオフサモの研究静岡県立浜松湖東高等学校天文生物部 2 年江間龍汰加茂隼斗 1 年青嶋恭也秋永大介佐藤勇太 1 はじめに私たちは以前から外来種に興味を持ち陸上植物のタカサゴユリやメリケントキンソウの研究を行ってきた今回は池などで繁殖し在来種の生育を阻害している水生植物のオオフサモを研究対象とした 2 研究内容と方法および結果と考察生育分布学校周辺ではビニルハウス脇に置いてある容器の中佐鳴湖では佐鳴湖西岸の 2 つの池静岡県立森林公園ではうぐいす谷東屋付近の池および下流の川において生育していた私たちの調査により冬でも枯れないで残っている個体が見られたこのことから浜松程度の寒さでは越冬できると考えられる水質調査 (1) 方法 ( 調査期間 :2012 年 8 月 9 日 ~2013 年 4 月 29 日 ) 佐鳴湖公園西岸の 2 つの池と森林公園の池と川において水温 ph を測定したまた COD アンモニウム態窒素硝酸態窒素リン酸態リンをパックテストにより調べた (2) 結果佐鳴湖の 2 つの池森林公園の池と川は同じ傾向を示し COD は 4~8 で汚染が多いアンモニウム態窒素は 0.2~0.5 でやや汚れている ~ 汚れている硝酸態窒素は 0.2~1 できれいな水 ~ ふつうリン酸態リンは 0.02~0.1 で少し汚染がある ~ 汚染があるであった (3) 考察どの地点も COD が比較的高く有機物が多いことがわかったまた食物のかすや肥料などが分解してできるアンモニウム態窒素やリン酸態リンの値も高かったことからオオフサモが生育している場所の水質は富栄養化していると考えられる気中葉と地下茎の茎における節の有無による再生実験 (1) 方法 ( 実験期間 :2012 年 6 月 25 日 ~8 月 31 日 ) 気中葉と地下茎の茎において両端に節を含むものと含まないものを各々 30 個ずつ用意した ( 図 1) 水道水の入ったバットに入れ生物室に置き変化を調べた (2) 結果両端に節を含む場合は気中葉および地下茎の茎から葉や根が再生された ( 図 2) 節を含まない場合は気中葉の茎において何も生えなかったものが 30 個地下茎において何も生えなかったものが 28 個であった ( 図 3)

図 1 実験材料図 2 節を含む茎図 3 節を含まない茎 (3) 考察節を含む場合は大部分の気中葉および地下茎の茎から葉や根が再生された一方節を含まない場合は大部分の気中葉および地下茎の茎から何も生えなかったこのことから再生には節が必要だと考えられるオオフサモでは花は咲くが種子はできず

日 ~2014 年 7 月 17 日 2014 年 7 月 23 日 ~2014 年 9 月 1 日 2015 年 7 月 7 日 ~2015 年 8 月 31 日 ) 気中葉と地下茎の茎において両端に節を含むものを各々 5 個ずつ用意した植物体の先端に近い節 ( 上部節 ) がある方 ( 上 ) を青い糸で植物体の根に近い節

1つの節から葉と根の両方が再生した個体は気中葉の茎で 3 個地下茎の茎で 5 個あった ( 表 1) 以下 1 つの節を 1 個と数えた図 4 再生の様子下部節から葉が再生した個体は気中葉の茎で 4 個地下茎の茎で 6 個あった根が再生した個体は気中葉の茎で 4 個地下茎の茎で 3 個あった

2 図 1 実験材料図 2 節を含む茎図 3 節を含まない茎 (3) 考察節を含む場合は大部分の気中葉および地下茎の茎から葉や根が再生された一方節を含まない場合は大部分の気中葉および地下茎の茎から何も生えなかったこのことから再生には節が必要だと考えられるオオフサモでは花は咲くが種子はできず栄養生殖により増えることが知られている ( 引用文献 2) この実験の結果からオオフサモは茎の節の部分で葉や根を再生し新たな個体を作り繁殖していくと考えられる気中葉と地下茎の茎の節における極性実験 Ⅰ (1) 方法 ( 実験期間 :2013 年 11 月 18 日 ~2014 年 4 月 30 日 2014 年 6 月 23 日 ~2014 年 7 月 17 日 2014 年 7 月 23 日 ~2014 年 9 月 1 日 2015 年 7 月 7 日 ~2015 年 8 月 31 日 ) 気中葉と地下茎の茎において両端に節を含むものを各々 5 個ずつ用意した植物体の先端に近い節 ( 上部節 ) がある方 ( 上 ) を青い糸で植物体の根に近い節 ( 下部節 ) がある方 ( 下 ) を白い糸で結び区別をした各々を個々の水の入ったビーカーに入れ生物室に置き変化を調べた (2) 結果上部節から葉が再生した個体は気中葉の茎で 22 個地下茎の茎で 12 個あった根が再生した個体は気中葉の茎で 3 個地下茎の茎で 7 個あった 1つの節から葉と根の両方が再生した個体は気中葉の茎で 3 個地下茎の茎で 5 個あった ( 表 1) 以下 1 つの節を 1 個と数えた図 4 再生の様子下部節から葉が再生した個体は気中葉の茎で 4 個地下茎の茎で 6 個あった根が再生した個体は気中葉の茎で 4 個地下茎の茎で 3 個あった 1つの節から葉と根の両方が再生した個体は地下茎の茎で 2 個あった ( 表 1) 表 1 節からの再生結果気中葉の茎上部節下部節上部節下部節地下茎葉根葉根葉根葉根合計合計 (3) 考察気中葉および地下茎の茎において葉が再生した個体は上部節から 34 個下部節から 10 個合計 44 個であった一方根が再生した個体は上部節から 10 個下部節から 7 個合計 17

3 個と葉に比べて少なかったまた上部節から葉のみ下部節から根のみ再生した個体は 4 個しかなかったこのことから上部の節から葉が再生し下部の節から根が再生するという極性があるとはいえないと考えられる気中葉および地下茎の茎において 1 つの節から葉と根の両方が再生した個体が全部で 10 個あったこのことから極性によって節から再生する器官が決まるのではなくどの節からも葉と根を再生することができると考えられるそして観察の様子から最初に葉が再生されその後に根が再生されるのではないかと推測した気中葉と地下茎の茎の節における極性実験 Ⅲ (Ⅱ は省略 ) (1) 方法 ( 実験期間 :2013 年 11 月 18 日 ~2014 年 4 月 30 日 2014 年 6 月 23 日 ~7 月 17 日 2014 年 7 月 23 日 ~9 月 1 日 ) 気中葉と地下茎の茎において両端に節を含むものを各々 10 個ずつ用意した各々 5 個ずつ 2 つに分け 5 個は茎の上部の節が上に下部の節が下にくるように発泡スチロール板に糸で止めた残りの 5 個は逆にし茎の上部の節が下に下部の節が上にくるように糸で止めた発泡スチロール板を水の入ったケースに垂直に立て変化を調べた ( 図 5) (2) 結果気中葉の茎では発泡スチロール板の上に配置した上部節から葉が再生した個体は 5 個根が再生した個体は 1 個であった下に配置した下部節から葉が再生した個体は 5 個根が再生した個体は 2 個であった ( 図 7) 上下を逆にした場合では上に配置した下部節から葉が再生した個体は 4 個根が再生した個体は 3 個であった下に配置した上部節から葉が再生した個体は 6 個根が再生した個体は 3 個であった ( 図 8) また 1 つの節から葉と根の両方が再生した個体は 5 個であった地下茎の茎では発泡スチロール板の上に配置した上部節から葉が再生した個体は 6 個根が再生した個体は 3 個であった下に配置した下部節から葉が再生した個体は 3 個根が再生した個体は 4 個であった ( 図 7) 上下を逆にした場合では上に配置した下部節から葉が再生した個体は 6 個根が再生した個体は 3 個であった下に配置した上部節から葉が再生した個体は 6 個根が再生した個体は 3 個であった ( 図 8) また 1 つの節から葉と根の両方が再生した個体は 10 個であった (3) 考察図 7 および図 8 は結果をまとめたものである気中葉および地下茎の茎において上部節だけでなく下部節からも葉が再生した個体が多く ( 合計 19 個 ) 根が再生した個体は少なかった ( 合計 10 個 ) 上下を逆にした実験でも気中葉および地下茎において下に位置した上部節だけでなく上に位置した下部節からも葉が再生した個体が多く ( 合計 22 個 ) 根が再生した個体は少なかった ( 合計 12 個 ) 図 5 実験装置図 6 葉や根が再生する様子

上上部節葉 5 根 1 葉 6 根 3 下上下下部節図 7 葉 5 根 2 葉 3 根 4 は極性により再生が予想される器官上下部節葉 4 根 3 葉 6 根 3 下上は極性により再生が予想される器官下上部節図 8 葉 6 根 3 葉 6 根 3 また気中葉および地下茎の茎において発泡スチロール板にとめた上下の配置に関わらず上部節から葉下部節から根

4 上上部節葉 5 根 1 葉 6 根 3 下上下下部節図 7 葉 5 根 2 葉 3 根 4 は極性により再生が予想される器官上下部節葉 4 根 3 葉 6 根 3 下上は極性により再生が予想される器官下上部節図 8 葉 6 根 3 葉 6 根 3 また気中葉および地下茎の茎において発泡スチロール板にとめた上下の配置に関わらず上部節から葉下部節から根を再生した個体は全くなかった以上のことから仮説茎の上部の節から葉が再生し下部の節から根が再生するという極性があることを実証することができなかった両茎において配置に関わらず節から葉が再生する個体が多く根が再生する個体は少なかったまた 1つの節から葉と根の両方を再生する個体も見られたそして観察を継続していくと節から最初に葉が再生し遅れて根が再生する様子も見られたこのことからも極性実験 Ⅰの考察同様極性によって節から再生する器官が決まるのではなくどの節からも葉と根を再生することができると考えられるそして最初に葉が再生されその後に根が再生されるのではないかと推測されるオオフサモの茎が何らかの原因で切れたときその切れた茎の節から最初に葉が再生するこの個体は再生した葉で光合成を行い得た栄養も使い根を作るその根を土壌に下ろし新たに必要な栄養を吸収し成長する日本には雌株しか帰化しなかったため花を咲かせても種子をつけることができないオオフサモはこのような形で繁殖していくのではないかと考えられる 4 オオフサモの除去作業 (1) 日時 :2012 年 11 月 4 日 ( 日 ) 2013 年 11 月 4 日 ( 月 ) 作業開始 13:30~15:30 (2) 場所 : 静岡県立森林公園うぐいす谷東屋の下流側の池 (3) 感想ア 2012 年 11 月 4 日 ( 日 ) 現 2 年生除去作業を行うまで野生のオオフサモがどういうものか全く想像もつきませんでしたオオフサモは根が長く互いに絡み合っていたため根から抜くのがとても大変でしたかな図 9 作業の様子

5 りに除去したつもりでしたが参加した方々とは除去した時はきれいになっても少し経つとまた増え始める切れた根や茎が流れてその場で生え始めるためオオフサモの生育地が拡大してしまうとおっしゃっていましたオオフサモを全てなくすことはとても難しいと実感しましたイ 2013 年 11 月 4 日 ( 月 ) 現 1 年生部活動の研究で僕はオオフサモ班だったのでオオフサモについて大まかには分かっていたのですが実際に繁茂していたものは研究材料とは大違いでした根や伸びた茎が絡み合い土壌に深く根を下ろしていましたそんな生命力の強い種こそ自然界に生きるのに相応しい未来の種だとも思いますが固有種の存続という面ではそういうわけにはいきません僕は今回の作業に精を尽くしました作業を始めるとやはりオオフサモの強さを感じます手で引き抜こうも抜けず鍬で抜こうにも千切れ完全な除去は不可能かもしれないと思いました池を出てから見渡すと池の底が見えるようになり改めて今回の作業の成果を実感しました 5 まとめ (1) 水質オオフサモが生育する場所の水質は富栄養化しているといえる (2) 再生再生には節が必要であり茎の節の部分で葉や根を再生し新たな個体を作っていくと考えられる (3) 極性茎の上部節から葉が再生し下部節から根が再生するすなわち茎の方向 ( 下 ) により節における再生に極性があると言うことはできない両茎の上部節および下部節では最初に葉が再生しその後根が再生するその結果節には葉と根の両方が存在するという傾向であったこのことからオオフサモが新個体を作るときには節から最初に葉を作って光合成を行い得た栄養も使い根をつくりその後根を土壌に下ろし新たに必要な栄養を吸収して成長していくという形をとっていると考えられる (4) オオフサモの除去作業根が長く互いに絡み合っており除去するときに抜くのがとても大変だったがこれ以上繁殖させないためには継続的な除去が必要だと思った 6 反省と今後の課題 (1) 極性について実験を行ってサンプル数を増やしはっきりとした結論を得たい (2) 再生について顕微鏡を用いて細胞レベルでの違いを調べたい (3) 除去作業について継続していくことが大切なので今後も参加したいそして部活動の一環として後輩達に引き継ぎたい 7 引用文献 1) 清水矩宏ら日本帰化植物写真図鑑. 全国農村教育協会. 東京 2) 角野康郎日本水草図鑑. 文一総合出版. 3) 村中孝司石井潤宮脇成生鷲谷いづみ特定外来生物に指定すべき外来植物種とその優先度に関する保全生態学的視点からの検討. 保全生態学研究 10: ) 環境省 HP, 外来生物法 5) 石川統ら生物学辞典. 東京化学同人. 東京

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< F2D B4C8ED294AD955C8E9197BF C> 泡の主な原因は植物プランクトンたかやまあわじょう ~ 下流で発生した泡状物質の詳細な調査結果 ~ 平成 24 年 2 月 7 日 8 日 24 日淀川水系の淀川木津川及び下流で泡状物質が確認されたため簡易パックテスト及び水質試験を実施した結果水質に異常は認められなかったことまた泡の発生原因は不明であるが泡状物質については自然由来のものと考えられるという内容が淀川水系水質汚濁防止連絡協議会から公表