理科概論

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資料紹介

「生物は環境の変化の中で常にその環境に適応しながら生きている。ある条件下では生物の数は増加したりまた減少する事について述べよ。」
多くの生物は互いに関係しあって生きているが、ある空間に生きている生物(有機物)が環境(無機物)にはたらきかけて、環境を変えることを環境形成作用という。また、環境が生物に与える影響を環境反作用という。反作用によって変化した環境は、再び生物に作用して環境反作用が起こる。生物と環境は、常に作用と反作用を繰り返している。これら相互に関係しあう一つの系を生態系といい、これらは時間とともに変化していく。ある空間とは、地球という巨大な空間であったり、森林、草原、湿原、湖、河川などのひとまとまりの空間であったりする。
ある地域の生物を見たとき、そこには動物、植物、菌類その他、様々な生物が生息している。これを生物群集というが、その種の組み合わせは、でたらめなものではなく、同じような環境ならば、ある程度共通な組み合わせが存在する。それらの間には捕食被食、一方の種が他の種の増殖をおさえて絶滅させてしまう”競争”、異種の固体による共同生活である”共生”、寄生者が宿主の体に付着侵入して宿主から栄養を摂取する”寄生”、その他様々な関係がある。ある動物は緑色植物を食べ、別の動物は小形で弱い動物をえさにする。このような生物の食の関係を鎖として考え、食物連鎖という。実際の自然界の食の関係は大変複雑であり、多種の生物が多種のえさを食べ、また食べられていることから、近年では食物網(food web)という言葉が用いられることが多い。食物網を細かく見ると、植物、それを食べる植食者、さらにそれを食べる肉食者というように生きたものを起点とする食物網がある。これに対して、生物の遺体や排出物を起点として微生物がこれを利用し、さらにそれを他の生き物が利用する食物網がある。前者を生食食物網(grazing food web)、後者を腐食食物網(detrital food web)と呼ぶ。実際には両者はあちこちでつながっており、完全に独立したものではない。どちらの食物網においても植物による光合成を起点として、エネルギーが何段階もの生物を経由していく。これらを生産者、一次消費者、二次消費者あるいは一次分解者、二次分解者というように呼び、このような段階を栄養段階(trophic level)と呼ぶ。
生物が生活するためにはいろいろと多くの環境要因が関係しており、これらの要因の一定の限度内で生存している。しかし、一方で生物体の構造や機能を変えることにより、環境の変化に対応する場合もある。生物が本来の姿・性質に基づきながら、その環境に調和して生活したり、種族を維持したりする状態を適応という。生物の適応能力は種によって異なるが、各々の条件に多くの種類の生物が生活しているのは、その環境に適応する能力を持っているからである。環境の変化に適応しない場合は、生き残ることはできない。
　生態系において、それを構成する各要素のつりあいがバランスよく保たれている状態を生態系の平衡という。生産者による総生産量と全生物による呼吸量が等しいとき、生態系は最も安定し平衡している。これは極相状態の生態系に当てはまる。一般に安定した生態系ほど、各栄養段階の構成種が多くこれは、生物の種類が多いと幾重にも重なった複雑な相互干渉の網を作ることになり、ある種の生物に起こった変化は、他の種類に影響を与えながら逆に緩和され、もとに戻りやすい。
　ここで、環境の変化に伴う生物群集の変動について例を挙げてみる。新しく形成