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中学生の学習ノート教科書をもう一段くわしく

種子をつくらない植物 ── シダ植物とコケ植物

タンポポやマツのように 種子 でふえる植物(種子植物)を見てきました。でも、植物の世界はそれだけではありません。校庭のすみのジメッとした場所や、神社の石の上には、種子をつくらず 胞子(ほうし) でふえる植物が静かに広がっています。代表選手は シダ植物 と コケ植物。この2つの違いを、体のつくりから整理します。

胞子でふえる植物 ── 種子植物以外の世界

これまで見てきた被子植物・裸子植物は、まとめて 種子植物 と呼ばれます。種子(タネ)の中に赤ちゃん(胚)と栄養がパックされていて、地面に落ちて芽を出します。

ところが、植物にはもう一段階あります。種子をつくらず、胞子という小さな粒でふえる植物です。代表が次の2グループ:

  • シダ植物:イヌワラビ・ゼンマイ・スギナ(つくしの親)など
  • コケ植物:ゼニゴケ・スギゴケなど

進化の順で言うと、コケ植物 → シダ植物 → 種子植物 の順に陸上の生活に適応してきたと考えられています。コケはまだ水分にたよりっぱなしで、シダは少し陸に進出し、種子植物は乾いた場所でも繁栄できる、というイメージです。

シダ植物の特徴

シダ植物は、見た目は種子植物にかなり近いのですが、ふえ方がちがいます。

特徴1:体のつくり
葉・茎・根の区別がはっきりある
種子植物と同じく、葉・茎・根の3つに分かれています。地面の中に茎(地下茎)が走っていて、そこから葉や根を出しているものも多いです。
特徴2:水を運ぶ管
維管束(いかんそく)がある
体の中に 水や栄養分を運ぶ管(維管束)が通っています。だから、根から吸った水を体のすみずみまで届けられます。これが、コケより少し背が高くなれる理由です。
特徴3:ふえ方
胞子でふえる ── 葉の裏に胞子のう
花も種子もつくりません。葉の裏に 胞子のう(胞子の入った袋)がならんでいて、熟すと胞子を散らします。胞子は風に乗って湿った場所に落ち、芽を出します。
シダ植物の例
  • イヌワラビ:教科書の代表選手。葉の裏に茶色いつぶつぶ(胞子のう)が並ぶ。
  • ゼンマイ・ワラビ:山菜としても食べられる。
  • スギナ:春に出る「つくし」はスギナの胞子をつくる枝。
  • ノキシノブ・ヘゴ:木や岩にくっつくものもある。

共通点は、湿った日陰を好むこと。胞子が芽を出すときに水が必要なので、乾いた場所には進出しにくいのです。

コケ植物の特徴

コケ植物はもっとシンプルな体のつくりをしています。よく見るとシダとは別物だとわかります。

特徴1:体のつくり
葉・茎・根の区別がない
コケには本当の意味の根・茎・葉はありません。根のように見える部分は 仮根(かこん) といって、体を地面や石に固定する役目だけ。水を吸う仕事はしていません。
特徴2:水を運ぶ管
維管束がない
体の中に水を運ぶパイプ(維管束)がありません。そのかわり、体の表面全体から直接水を吸収します。だから雨や霧の多い、湿った場所でよく見られます。
特徴3:ふえ方
胞子でふえる ── 雌株と雄株
シダと同じく胞子でふえますが、コケは 雌株(めかぶ)と雄株(おかぶ) に分かれているものが多いのが特徴。雌株の上に胞子のうがついて、そこから胞子が出ます(ゼニゴケでは傘のような雌器托(めがさ)・雄器托(おがさ)としてよく観察でき、傘の内部にある雌器(造卵器)・雄器(造精器)が実際の生殖器官で、胞子のうは雌器托の下面にできます)。
コケ植物の例
  • ゼニゴケ:地面にぺたっと広がる平たいコケ。雌器が傘のような形。
  • スギゴケ:細い葉っぱのような姿で立ち上がる。林の中でよく見る。
  • ミズゴケ:湿原に大量にある。園芸用にも使う。

「コケが生えている=じめじめしている」のは、コケが 水を運ぶ管を持たない から。湿気がないと生きていけないという、体のしくみがそのまま住み場所を決めているのです。

種子植物との比較表(テスト頻出)

3グループの違いを表にまとめると、テスト前の見直しに便利です。

項目 種子植物 シダ植物 コケ植物 ふえ方 種子 胞子 胞子 葉・茎・根 区別あり 区別あり 区別なし(仮根) 維管束 あり あり なし 水の吸収 根から 根から 体の表面全体から
図1:3グループの比較表。色がそろっているところが「同じ」、赤いところが「ちがう」ポイント。
覚え方のコツ
  • シダとコケの最大のちがいは「維管束の有無」。これだけは絶対に押さえる。
  • シダは「種子植物の手前」のレベル ── ふえ方だけが胞子で、体のつくりはほぼ種子植物と同じ。
  • コケは「もう一段シンプル」── 葉茎根の区別もなく、水の管もなく、体全体で水を吸う。

シダ植物・コケ植物のすがた

図でイメージをつかんでおきましょう。

シダ植物(イヌワラビ) 胞子のう (葉の裏に  ならぶ) 根(地下茎から出る) コケ植物(ゼニゴケ) 雌株(傘形) 仮根で地面に固定 雄株(皿形) 仮根で地面に固定 ※雌株の上に胞子のうができる
図2:シダ植物(イヌワラビ)の葉と胞子のう、コケ植物(ゼニゴケ)の雌株・雄株

植物の分類のまとめ図

ここまでの単元1で見てきた植物の分類を、1枚の図にまとめます。テスト前にこの形で頭に入れておくと、どんな問題が来ても整理して答えられます。

植物の分類フロー(単元1のまとめ)

植物

├─ 種子をつくる(種子植物)

│ ├─ 胚珠が子房に包まれる → 被子植物

│ │ ├─ 子葉1枚 → 単子葉類(イネ・ユリ・トウモロコシ)

│ │ └─ 子葉2枚 → 双子葉類

│ │   ├─ 花びらがくっつく → 合弁花類(タンポポ・アサガオ)

│ │   └─ 花びらが分かれる → 離弁花類(サクラ・アブラナ)

│ └─ 胚珠がむき出し → 裸子植物(マツ・スギ・イチョウ)

└─ 種子をつくらない(胞子でふえる)

  ├─ 維管束あり、葉茎根の区別あり → シダ植物(イヌワラビ・スギナ)

  └─ 維管束なし、葉茎根の区別なし → コケ植物(ゼニゴケ・スギゴケ)

このフローは 「YESかNOか」を順番に聞いていく 形になっています。「種子をつくる?」→「子房がある?」→「子葉は何枚?」と、上から順にたどっていけば、どんな植物も置き場所が決まります。

この章でつまずきやすいところ

シダとコケは、見た目が地味なので「同じようなもの」と一括りにしがちな単元です。でも本文を読み進めると、維管束の有無や仮根の役目など、似ているようで意外と引っかかる場面が出てきます。読みながら迷いやすい4つの場面(仮根のはたらき、胞子でふえる仲間のグループ化、胞子のうと胞子の区別、名前にだまされやすい分類)を整理します。

コケの仮根を「根」と思い込んでしまう

  • つまずく場面:本文で「コケ植物には根のように見える部分があり、仮根という」と読んで、「結局これも根の一種でしょ」と流してしまう場面。後の問題で「仮根のはたらきを答えよ」と聞かれて、つい「水を吸う」と書きたくなって迷う。
  • 克服のコツ:はたらきで見分けるのがコツ。形が根に似ていても、コケの仮根は体を地面や石に固定するだけ。水は体の表面全体から直接吸収する。「見た目は根、仕事は固定係」と役割で区別すれば、シダの本物の根と混同しなくなる。
  • ミニ例:ゼニゴケを石からそっとはがすと、糸のような仮根でくっついているだけ。水は雨や霧が体の表面に当たって直接しみこむので、仮根は吸水していない。

「種子をつくらない=花も実もない仲間」と一気にまとめてしまう

  • つまずく場面:本文で「シダ植物とコケ植物は種子をつくらず胞子でふえる」と読んだ瞬間、「じゃあこの2つは体のつくりもだいたい同じ」と決めつけてしまう場面。次の段落でシダには維管束があると出てきて、「あれ、コケと同じグループじゃないの?」と混乱する。
  • 克服のコツ:進化の順で整理するとよい。教科書ではコケ → シダ → 種子植物の順に陸上に適応してきたと考えられている。ふえ方(胞子)が同じでも、体のつくりはシダの方が種子植物に近い。「ふえ方」と「体のつくり」は別の軸で見る、と意識して読み進める。
  • ミニ例:イヌワラビは胞子でふえるが、葉・茎・根の区別がはっきりあり、地下茎から根を出す。一方ゼニゴケは仮根しかなく、体は地面にぺたっと広がるだけ。ふえ方は同じでも体の段階がちがう。

「胞子のう」と「胞子」を同じものとして読み流してしまう

  • つまずく場面:本文の「葉の裏に胞子のうがならび、熟すと胞子を散らす」を読むときに、「胞子のう=胞子のこと」とざっくり受け取ってしまう場面。図2でシダの葉の裏の茶色いつぶつぶを見て、「これが胞子か」と思い込み、後で「袋なのか中身なのか」が分からなくなる。
  • 克服のコツ:本文で「胞子のうがならび、熟すと胞子を散らす」と来たら、動詞に注目して読み分けるのがコツ。〈ならぶ=袋(胞子のう)がならぶ〉、〈散る=中身(胞子)が出る〉と動詞ごとに主語を切り替えながら読み進めると、「袋の話なのか中身の話なのか」を取り違えずにすむ。
  • ミニ例:イヌワラビの葉の裏に並ぶ茶色いつぶつぶは胞子のう。熟したものをルーペで見ると、中から小さな粒(胞子)が出てくる様子が観察できる。

名前に「スギ」がつくから同じ仲間と思い込んでしまう

  • つまずく場面:問題2の分類でスギナ・スギゴケ・スギ(樹木)が並んでいるのを見て、「名前が似ているから同じグループだろう」と思ってしまう場面。本文の分類フローを読むと「種子か胞子か」「維管束はあるか」で分けると書いてあるのに、つい名前で判断したくなり、つくしの正体も分からなくなる。
  • 克服のコツ:名前ではなく体のつくりで分類するのが鉄則。教科書では、スギナはシダ植物(春に出るつくしは胞子をつくる枝)、スギゴケはコケ植物、スギは裸子植物と整理する。「種子か胞子か」「維管束はあるか」を順に聞いていけば名前に惑わされない。
  • ミニ例:春に道ばたに出てくるつくしは、スギナというシダ植物の胞子をつくる枝。一方、林の地面に立ち上がるスギゴケは仮根しかないコケ植物で、まったく別グループ。

練習問題

問題1(穴埋め)
次の文の( )に入る言葉を答えなさい。
  1. シダ植物とコケ植物は、種子ではなく( ① )でふえる。
  2. シダ植物の葉の裏には、胞子の入った袋である( ② )がついている。
  3. コケ植物には水を運ぶ管である( ③ )がない。
  4. コケ植物の根のように見える部分は( ④ )といい、体を地面に固定する役目しか持たない。
  5. コケ植物は、雌株と( ⑤ )に分かれているものが多い。
答えを見る

① 胞子

② 胞子のう

③ 維管束

④ 仮根

⑤ 雄株

問題2(分類)
次の植物を、ア「種子植物」イ「シダ植物」ウ「コケ植物」のいずれかに分類しなさい。
  1. イヌワラビ
  2. ゼニゴケ
  3. タンポポ
  4. マツ
  5. スギゴケ
  6. スギナ
答えを見る

(1) イヌワラビ → イ(シダ植物)

(2) ゼニゴケ → ウ(コケ植物)

(3) タンポポ → ア(種子植物:被子・双子葉・合弁花類)

(4) マツ → ア(種子植物:裸子植物)

(5) スギゴケ → ウ(コケ植物)

(6) スギナ → イ(シダ植物。春に出るつくしはスギナの胞子をつくる枝)

※「スギ」と名前がついていても、スギナはシダ植物、スギゴケはコケ植物、スギ(樹木)は裸子植物。名前にだまされないこと。

問題3(記述)
次の問いに、それぞれ1〜2文で答えなさい。
  1. シダ植物とコケ植物の最大のちがいは何か。
  2. 胞子と種子のちがいを簡単に説明しなさい。
  3. コケ植物が湿った場所でよく見られるのはなぜか。
答えを見る

(1) 解答例:シダ植物には維管束(水や栄養分を運ぶ管)があり、葉・茎・根の区別もはっきりしているが、コケ植物には維管束がなく、葉・茎・根の区別もない。

(2) 解答例:種子は、植物の赤ちゃん(胚)と栄養分が殻に包まれたもので、種子植物がふえるときに使う。胞子は、もっと小さな1個の細胞で、シダ植物・コケ植物がふえるときに使う。胞子は栄養を持たず、風や水でとばされて、湿った場所に落ちると芽を出す。

(3) 解答例:コケ植物には水を運ぶ維管束がなく、根のかわりの仮根は水を吸わないので、体の表面全体から直接水を吸収するしかないから。乾いた場所では水が不足してしまい生きていけない。

まとめ

  • 植物には、種子でふえる 種子植物 と、胞子でふえる シダ植物・コケ植物 がある。
  • シダ植物:葉・茎・根の区別 あり、維管束 あり、葉の裏の 胞子のう から胞子が出る(イヌワラビ・スギナなど)。
  • コケ植物:葉・茎・根の区別 なし(仮根のみ)、維管束 なし、雌株と雄株に分かれているものが多い(ゼニゴケ・スギゴケなど)。
  • シダとコケの 最大のちがい は「維管束の有無」と「葉茎根の区別の有無」。これがそのまま住める場所のちがいにつながる。
  • コケ → シダ → 種子植物 と、植物は徐々に乾いた陸上に進出してきた。コケが湿った場所に多いのは、体のつくりがそうさせている。

もっと知る ── 発展・実生活(出典つき)

※ 教科書の内容に、信頼できる出典をもとにした発展・実生活・時事の話題を補足しています(教科書そのものではありません)。

シダ植物の大繁栄が「石炭」をつくった発展

今からおよそ3億6000万年前~2億8600万年前の「石炭紀」には、リンボクやロボク、フウインボクといった大きなシダ植物のなかまが地球上に大森林をつくっていました。それらが枯れて地中に積もり、長い年月をかけて固まったものが、いま私たちが燃料に使う石炭の主なもとになっています。

出典:東北大学総合学術博物館「地球生命の進化/石炭紀」

ミズゴケがためこむ「泥炭」と地球温暖化実生活

ミズゴケなどのコケが枯れても、水につかった場所では分解されにくく、厚く積み重なって「泥炭(でいたん)」という土になります。泥炭は大量の炭素をためこんでいるため、そのまま保全することが地球温暖化を防ぐ上で大切だと考えられています。

出典:森林研究・整備機構 森林総合研究所「自然探訪2017年4月 泥炭」

コケはなぜ乾燥に強い? 干からびても水でよみがえる発展

コケ植物のなかには、細胞がほとんど水分を失うほど干からびても死なず、ふたたび水を与えると生長を再開できるものがあります。これは「脱水耐性」というしくみで、植物ホルモンのアブシジン酸(ABA)などがはたらいて細胞を守っていることが研究で分かってきました。

出典:東京農業大学「先端研究プロジェクト報告(中)コケ植物の乾燥耐性機構を究明」

水を運ぶ細胞のひみつと、植物が陸へ上がった理由発展

奈良先端科学技術大学院大学などの研究で、コケが体の中で水を運ぶ「通水細胞」をつくるとき、自分の細胞をわざと死なせて残った構造を利用していることが分かりました。こうして水を運ぶしくみを手に入れたことが、植物が水中から乾いた陸上へ進出する鍵になったと考えられています。

出典:基礎生物学研究所 プレスリリース「自己細胞死を促すシステムの獲得が植物陸上化の鍵を握っていた!」

園芸で活躍するミズゴケと泥炭(ピートモス)実生活

ミズゴケは水をたくさん含む性質があり、洋ランなどを育てる用土として園芸でよく使われます。また泥炭を加工した「ピートモス」も、保水性を高める土として植物の栽培に広く利用されています。

出典:農林水産省「日本の花の生産・流通に関する資料(屋外植物・用土)」