「アカハライモリを使った発生の観察」

はじめに
高校1年生の生物で「生殖と発生」を教える中で、「ヒトの受精はどこで起こるか」と生徒に質問しました。正解したのは29％でした。女性である生徒にとって自分の身体に関わる内容でもあるため、理解しているだろうと期待していましたが、そうではありませんでした。
正解した生徒に情報源を尋ねると、「中学校の保健体育」という答えが返ってきました。そこで中学校の教科書を確認すると、「膣内に一度に射精される精子の量は2～4ml、その中の精子の数は約2～6億。このうち、子宮を通り、たった1つの精子だけが卵管で卵子と合体する。これを受精という」といった記載とともに、排卵から受精、着床までを示した図が掲載されていました（東京書籍『新編保健体育』）。これを見ると、生徒が「中学校で習った」と答えるのも理解できます。
しかしながら、約70％の生徒に「受精は卵管で起こる」という基本事項が十分に定着していないのも事実です。不正解だった生徒の中には「きちんと教えてもらった記憶がない」と話す者もいました。もし、受精から発生を経て成体へと変化していく過程を、自分の身体にも起こり得る生命現象として実感できていれば、より自然に理解できたのではないかと感じました。
性についての学習は、複数の教科が関わり合いながら実を結ぶものです。その中で、さまざまな生物を材料に生命現象を科学的に理解させる理科の役割は大きいと考えています。

生物の発生過程を学ぶことの大切さ
小学校段階では、「選ばれた1つの精子が卵子と受精する」といった擬人的な表現で生命の尊厳を教える指導が行われることがあります。しかし、理科教育においては、まず生命現象を科学的に正しく理解させることが重要だと考えています。
高校生物では、発生の教材としてウニやカエルが扱われます。これらは単精受精であり、ヒトと同様に1つの精子しか卵に侵入できません。しかし、イモリでは複数の精子が卵内に侵入する多精受精が起こります。精子の侵入の仕組みは種によって異なるのです。
性教育では「受精」に焦点が当てられがちですが、より重要なのは受精後の発生過程の理解です。1つの受精卵が分裂を繰り返し、やがて器官が形成されていく過程を学ぶことこそが、生命の連続性を理解することにつながります。
また、胎児初期では外見上の性差は認められません。アンドロゲン・シャワーによって男性化が進むことを学ぶことで、「ヒトの基本形は女性型であり、発生の方向づけによって男性が形成される」という科学的理解が可能になります。これは性の違いについて考える上でも重要な視点です。
現在、私は高校2年生を対象に「生命」という授業を開講していますが、その基礎となる知識は「生物」の授業にあります。本稿では、生物の発生過程を楽しく学ばせ、考えさせるための教材開発の実践を紹介します。

アカハライモリを用いた初期発生の観察
教材にはアカハライモリを用いました。アカハライモリは北海道と沖縄を除く日本各地に分布する代表的な有尾類です。体外受精を行い、透明なゼリーの中で孵化まで成長するため、器官形成の様子が観察しやすいという利点があります。また、卵の直径は約2mmと大きく、扱いやすいことも特徴です。
イモリはゴナトロピン（絨毛性ゴナトロピン）を注射することで産卵を誘発できます。1匹から多いときには50個以上の受精卵を採取することが可能です。繁殖期の雌は貯精嚢に精子を保持しているため、産卵時を発生の開始時刻として観察できます。
孵化までの日数は水温に依存し、15℃で約35日、20℃で約20日です。初期胚は肉眼では変化が分かりにくいため、産卵直後から孵化までをタイムラプス撮影し、約15分に編集した映像教材を用意しました。

授業の展開
授業は以下の順で進めました。①アカハライモリの特徴と生態の理解（映像教材）、②初期胚の観察とスケッチ、③発生過程の理解（タイムラプス映像）、④結紮実験。
生きた胚を観察すると、固定標本では得られない細胞の立体感や透明感があり、生徒の感動は非常に大きいものでした。
結紮実験では、シュペーマンの実験を参考に絹糸を用いました。成功率は高くはありませんでしたが、放課後に再挑戦する生徒もおり、強い関心を引き出すことができました。

生徒アンケート
「卵割から器官分化までの過程が理解できた」「発生の仕組みに興味をもった」という回答はいずれも86％でした。技術的には結紮成功率は62％でしたが、「歴史的な実験を体験できて楽しかった」といった感想も多く見られました。

まとめ
発生教材としてカエルがよく用いられますが、受精率や観察のしやすさの点ではイモリは非常に優れています。透明なゼリー内で受精から孵化までを一貫して観察できることは大きな利点です。
結紮実験を通して発生初期の重要性を理解でき、一卵双生児ができる仕組みも説明できます。また、サリドマイド事件を例に、妊娠初期の薬物が発生に与える影響について考える機会にもなります。
21世紀は生命科学の時代といわれます。しかし、ヒト中心にすべてを考えるのではなく、人間も自然環境の一部であるという視点を持つことが重要です。動物の発生を学ぶことは、私たち自身の生命を理解することにつながると考えています。

この連載は、清心中学校清心女子高等学校　紀要　No.15　p29-33に掲載している教科では数学担当の橋岡源九郎「生命科学コースのホームルーム担任から始まった学び」を基盤に考えを紹介したものです。原文のダウンロードできます。 「生命」という授業が問い続けたこと ２年次の生命科学コースには、「生命」という学校設定科目がありました。この授業は、単に生物学的な知識を深めるためのものではありませんでした。…続きを見る

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