J. of Taroten

ペンギンを試験問題にしてみた (C4面：大学教育，初稿2019.1.22，末尾に授業の感想を追加2019.1.23)

「生物の科学 遺伝」という雑誌の2019年新年号の特集がペンギンだったので

　「生態学」の授業の試験問題でペンギンを題材にして作問しました。別に，ペンギンについて知ってほしいというのではなくて，ペンギンを例に 生態学 の基本的な考え方を試験したいという意図です。きっかけは「生物の科学 遺伝」という雑誌の特集記事です。寒い場所で一夫一妻の関係を築き，味もわからず生き抜くペンギンの姿に共感しました。以下の設問の第三段落の空欄(12)が「一夫一妻」(もしくは単婚)なのですが，多くの学生が，「卵生」とか「有性生殖」とかを回答していました。「卵生」や「有性生殖」も一つ目の空欄には悪くないけど，二つ目の空欄で矛盾をきたします。たろてんの共感を回答してほしかったです。

次の空欄(1)～(25)に入る適切な語句を答えなさい。[25点]

　（前略）

　「海を自由に泳ぐ動物が魚」「空を飛ぶ動物が鳥」という分類は実用的だ。ところが，ペンギンは，鳥綱(Class: Aves)に分類されるにもかかわらず，空を飛べないし，水中を自由に移動する。生物の分類では，「いまどこに棲んでいるか」や，「いま何ができるか」が重要ではなく，　(5)　が重要であるので，ペンギンは鳥となる。また，羽毛と翼を持つという　(6)　特徴からも，ペンギンは鳥である。ペンギンと人は，門(Phylum)レベルの分類では，背骨に相当するものを持っているという意味で，ともに　(7)　門に分類される。人類の祖先とペンギンの祖先との進化系統樹が分岐するのは，　(8)　年前のことである。最古のペンギンの化石は，ニュージーランドで発見されたもので，6160万年前の地層から発見されたものである。

　「種(Species)」とは，生物学的種概念，つまり，「　(9)　を同じ種とする」と定義するのが普通なので，生息場所が異なっていて形態が少しだけ異なるものを別種とするか同種とするか迷ってしまうが，国際鳥類学委員会やコーネル大学のクレメンツリストにしたがうと，ペンギンは，コウテイペンギン(Aptenodytes)属，アデリーペンギン(Pygoscelis)属，フンボルトペンギン(Spheniscus)属など，6属18種で構成される。ここまでの記述から，ペンギン全体を指す分類グループが存在するとすると，それは，ペンギン界(Kingdom)，ペンギン門(Phylum)，ペンギン綱(Class)，ペンギン目(Order)，ペンギン科(Family)，ペンギン属(Genera)，ペンギン種(Species)のうち，　(10)　 and/or 　(11)　ということになる。

　ペンギンの配偶行動は，他の多くの鳥類と同じで，　(12)　である。アルゼンチンのパタゴニア沿岸で16年間もの長期にわたり添いとげたマゼランペンギンのカップルが観察されている。ただし，　(12)　とはいっても，アデリーペンギンの巣の中のヒナとその巣のオスの　(13)　を調査した例では，親子関係が認められないヒナ個体が10%ほどいたという。

　ペンギンは，ニュージーランド や南極など南半球にのみ生息する(水族館などに飼育されている個体を除く)。また，(ii)ペンギンの暮らす地域の陸地面積あたり純生産量は小さい場所が多いが，その周辺の海域の海面面積あたりの純生産量は大きい地域となる。ここで，「純生産量」とは，「光合成量」から「生産者自身の　(14)　」を差し引いた概念である。また，(iii)ペンギンは，水中では機敏に動くが，陸上での動きはにぶく，キツネや猫がいれば「あっ」という間に捕食されてしまう。

　人間が感じることのできる味は，甘味，　(15)　，苦味，酸味，塩味であるが，このうち，ペンギンでは，　(15)　と苦味を感じるための遺伝子が偽遺伝子化，もしくは，欠損している。アデリーペンギンは甘味も感じることができない。寒いところにいると，味がわからないことが　(16)　に不利ではなく，長い年月の進化の過程でこうした遺伝子の機能が個体群から失われてしまったのだろう。なんとも味気ない人生，いや，ペンギン生だ。

　ペンギンは肉食であって，同化効率は草食動物に比較して，　(17)　と考えられる。摂食したエネルギー(A)は，体に吸収されず　(18)　される部分(B)と，　(19)　によって消費される部分(C)と自分の体が大きくなりやがて遺骸となる(または捕食される)部分(D)にわかれる(A=B+C+D)が，Aを用いずにB, C, Dを用いて同化効率を式であらわすと　(20)　となる。

　(後略)

問[1]の下線部(ii)，(iii)に関して，

　下線部(ii)，(iii)をふまえて，ペンギンの生息ニッチが南極とニュージーランドなどに限定された理由を推定しなさい。[5点]

　下線部(iii)も参考に，ある孤島のペンギンが，人為的な影響で絶滅する場合，どのようなシナリオが考えられるか，説明せよ。ただし，解答には，「個体数の減少」「遺伝的浮動」「ホモ接合(体)」の用語を必ず含み，それらの語に下線を引きなさい。[5点]

授業アンケート学生自由記述

　動画を見たりしながらの授業だったのでわかりやすかったです/毎回の〇〇先生の雑談を楽しみに受けていました/とても理解しやすかったです/まあまあ楽しい授業でした/僕も スカイリフト に乗りたいです。一緒に作りましょう/先生の授業は、説明が丁寧で全体的にわかりやすかったです。たまにでる口の悪さがとてもとても面白く、授業を楽しく受けられました。前・後期の中で一番面白い授業でした/指名するときの基準/先生の解説が独特で印象的でした/もうちょっとテストの問題の難易度を下げて欲しいです/替え歌 が面白かった/毎授業楽しく受講できました。来年度の実験で是非お話出来れば…！と思っております/先生が可愛いかった。授業が面白かった/授業に興味を持ってもらうために、様々な事と関連付けしていて面白く、話を聞くことが出来た/教科書の内容だけでなく、替え歌なども紹介されていて分かりやすかった/とても楽しい授業でした。また、こんな先生もいるんだなと思い新鮮な気持ちで授業を受けることができました。ありがとうございます/飽きさせないような授業の工夫がたくさんあり講義を受けていて楽しかった/ともかく難しかったです/歌の歌詞 や写真がたくさん出てきてわかりやすかった/授業に関係ない話はとても面白かった/先生のゆるふわな雰囲気で和んだ。方向性の読めない独特な雑談が面白かった