生物学における消費者とは？生産者と分解者や食物連鎖についても現役理系学生がわかりやすく解説

ライター／きき

大学生の頃は農学部に所属し植物のことを勉強した。現在は大学院に進学し植物のことを研究中。生物や植物の面白さを伝えられるライターを目指している。

消費者とは？

皆さんは消費者と言えば、どのような意味を思い浮かべますか？消費者には、お金を払って商品を購入し、使用する人のことなどの意味もありますが、今回、生物で学ぶ消費者は少し違う意味を持ちます。結論から言うと、生物学での消費者とは、「食物に含まれる有機物を摂取する生物のこと」を言うのです。これだけでは、消費者とは何なのかが分かりづらいので、より簡単に詳しく解説していきますね。

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食物連鎖とは？

消費者について学ぶ前に、食物連鎖について解説していきます。食物連鎖とは、地球上に存在する生物間における捕食（食う）と被食（食われる）の関係のこと。食物連鎖には、有機物をどのように利用するかによって、いくつかの段階に分類されます。この段階のことを「栄養段階」と呼び、栄養段階には「生産者」、「消費者」、「分解者」の3段階があるのです。それでは、ここから各栄養段階について解説していきます。

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1: 生産者

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生産者とは、植物や海藻、植物プランクトンなどのことです。これらが共通していることは何でしょうか。実はどれも光合成などで無機物から有機物を作ることができるのです。無機物とは水や二酸化炭素などの単純な物質のことでした。そして有機物とは、タンパク質や糖質、核酸など生体を構成する複雑な物質のことを言います。この生産者たちは光エネルギーなどを使って無機物から有機物を作ることができる生物なのです。

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2: 消費者

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今回の記事のテーマである消費者。消費者は生産者と異なり、自分でタンパク質や脂質、糖質などの有機物を作ることができません。有機物はどれも生物体を形成するために欠かせないものでした。自分で有機物を作れないのであれば、他の生物から摂取するしかないのです。そのため、消費者は生産者を捕食したり、自分より下位の消費者を摂取したりして、有機物を摂取します。消費者には、私たち人間はもちろん、シマウマなどの草食動物やライオンなどの肉食動物が含まれますね。シマウマとライオンを比較した場合、ライオンはシマウマを捕食するので、シマウマはライオンよりも下位の消費者であることになるのです。

3：分解者

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分解者とは、生産者や消費者の遺骸や老廃物に含まれている有機物を無機物に分解する際に生じるエネルギーを使って生活する生物のことを言います。分解者には菌類や細菌類が多く含まれているのです。分解された水や二酸化炭素などの無機物は、再び土壌や大気中に戻り、それらが生産者である植物に利用されます。このように、分解者がいることで無機物が自然界で循環することになるのです。

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食物連鎖と個体数

ここでは、食物連鎖と生物の個体数の関係について学んでいきましょう。地球上に存在する生物は、全て同じ個体数いるわけではありません。実は、食物連鎖と個体数は密接な関係にあるのです。それでは、個体数について詳しく見ていきましょう。

栄養段階が上がるほど個体数が減る！

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地球上に存在する生物の個体数は、上記の図のように、上位の消費者であるほど個体数が少なくなっているのです。逆に、緑色植物や植物プランクトンなどの生産者の個体数は最も多くなります。生産者は、どうしても有機物を自分で作れない消費者によって捕食されてしまいますね。そのため、子孫をできるだけ多く残すには大量の個体数が必要になるのです。

しかし、まれに、このピラミッドが逆転するという例外的なケースがあります。サクラの木で発生する「寄生連鎖」が最も有名な例です。

サクラの木には、それを食べるガの幼虫がたくさん生息しています。サクラの木は生産者で、幼虫は消費者です。この幼虫の体の表面に複数の寄生バチが卵を産み、さらに、そのハチにいくつものダニが寄生します。ここではダニが最も上位の消費者ですが、サクラの木、ガの幼虫、寄生バチよりも個体数が多いのです。このように、生態ピラミッドが逆転するケースがあるので、覚えておきましょう。

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個体数のつり合いが崩れるとどうなるの？

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生態ピラミッドは、常に綺麗なピラミッド型をしているわけではありません。まれに、自然界で何かしらの影響によって、生産者が急増する、消費者が激減するなどのことが起こります。その結果、一時的に個体数のピラミッドは崩れてしまいますが、最終的に元の綺麗なピラミッドに戻ることがあるのです。今回は、一次消費者が自然界で何かしらの影響を受けて増えてしまった場合のピラミッドの変化を見ていきましょう。

通常のピラミッド

自然界の何かしらの影響で一次消費者の個体数が急増する

一次消費者が増えたことで、そのエサとなる生産者がたくさん食べられ、個体数が激減する。一次消費者をエサとする二次消費者が急増する。

二次消費者が大量に一次消費者を摂取したことで、一次消費者の個体数が減る。

一次消費者が減ったことで、二次消費者の個体数も減り、元のピラミッドに戻る。

キーストーン種とは？

先ほど、個体数のピラミッドの形が崩れることがあると言うことを学びました。生態系の中には、その種なしでは、生物多様性に大きな影響を与えてしてしまうものも存在するのです。この種のことを「キーストーン種」と言います。キーストーン種の多くは食物連鎖の上位、つまり消費者に位置することが多いです。

ここでキーストーン種の具体例をいくつか見ていきましょう。

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キーストーン種の例①：ラッコ

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1990年頃、西アラスカのアリューシャン列島近海で、ラッコがシャチによって大量に捕食されるようになりました。これによって、ラッコの個体数がおよそ4分の1にまで減少し、ラッコのエサであったウニの個体数は約8倍にまで増えたと言われています。さらにウニに捕食されるケルプと言う海藻はおよそ10分の1にまで減少してしまいました。この現象から、ラッコの個体数は、ウニやケルプの個体数に大きな影響を与えていることが明らかになったのです。この生態系ではラッコはキーストーン種であることが言えますね。

キーストーン種の例②：ヒトデ

また、1966年、海洋生物生態学者であるロバート・ペイン氏は、アメリカ北大西洋沿岸の岩礁潮間帯（がんしょうちょうかんたい）である実験を行いました。その地帯には、ヒトデと、エサとなるイガイ、巻貝、フジツボ、カサガイ、カメノテなどが生息していたそうです。ペイン氏はその地帯のヒトデを除去すると、全ての種が均一に増殖することなく、イガイだけが増殖し、結果的にその地帯の種の多様性が激減したことが分かりました。ヒトデはこの地帯の生物多様性を維持するキーストーン種であったと言えますね。

消費者は栄養段階の1つ！生態系の維持に欠かせない存在

消費者を含めた全ての栄養段階は、生態系の維持には欠かせない存在です。消費者は自分で有機物を作ることができないため、無機物から有機物を合成することができる生産者や、自分より下位の消費者を捕食します。また、食物連鎖の上位に位置し、生態系に大きな影響を与える種のことをキーストーン種と呼ぶのでした。この種の個体数が減ることで、そのほかの生物の個体数にも影響を与えるとともに、種の多様性も激減してしまいます。

生態系の問題は受験でもよく聞かれるのでしっかりと学習しましょう。