BI-HUMAN-ECO-03|生物 対策問題
海水のCO₂濃度だけを変えた反復水槽実験で、CO₂が高いほどpHが低下し、ある石灰化生物の殻の成長速度も低下した。最も適切な解釈はどれか。
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正解: 4
解き方
問題文の数値・実験操作・比較対象を整理し、CO₂濃度だけを操作した反復水槽でCO₂上昇・pH低下・殻成長低下が対応する結果から、海水化学を介した可能性と一般化の限界を分けるという手順で判定する。
正解の根拠
「この条件ではCO₂増加に伴う海水化学の変化が殻形成を抑えた可能性がある」
本実験条件ではCO₂増加に伴うpHなど海水化学の変化が殻形成を抑えた可能性がある。CO₂だけを操作したことは因果推論を強めるが、媒介経路は追加検証が必要である。
誤答の理由
- 「pH低下では殻の材料となる炭酸イオンが増えるため、成長低下は海水化学と逆の変化である」:CO₂+H₂Oから炭酸を経てH⁺が増えると、H⁺+CO₃²⁻→HCO₃⁻の方向へ平衡が移り、殻材料となる炭酸イオンCO₃²⁻は一般に減少する。
- 「CO₂が殻を直接抑えたと断定でき、同時に測ったpH変化は作用経路の検討に使えない」:同時にpHが低下しているので、CO₂が生物へ直接だけ作用したと断定できない。pH・炭酸イオンなどを別に操作・測定すれば媒介経路を検討できる。
- 「対象種で得た低下率を、調べていない石灰化生物や野外環境にもそのまま適用できる」:対象はある一種の実験室水槽であり、種ごとの耐性や野外の温度・餌・適応を調べていない。他種や野外へ同じ低下率をそのまま適用できない。
覚えるポイント
必ず覚える:CO₂濃度だけを操作した反復水槽でCO₂上昇・pH低下・殻成長低下が対応する結果から、海水化学を介した可能性と一般化の限界を分ける。用語だけでなく因果関係まで説明できるようにする。
共通テストでの解き方
共通テストの注意:海洋酸性化はCO₂増加→H⁺増加→pH低下・CO₃²⁻減少と整理する。操作した要因、媒介変数、対象範囲を分け、因果と外的妥当性を区別する。