両生類幼生の呼吸に関するミスコンセプション : オタマジャクシの肺呼吸と皮膚呼吸について  [in Japanese] A Misconception Concerning the Respiration of Amphibian Larvae : Lung and Skin Respiration by the Larvae of Anuran  [in Japanese]

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Abstract

我が国の現行の中学校理科教科書には,両生類の呼吸方法について,「オタマジャクシはえら呼吸し,カエルは肺呼吸(一部は皮膚呼吸)する」と記述されている。一方,カエル幼生の呼吸機能分担に関する最近の研究によれば,ヒキガエル類を除くカエル類のオタマジャクシ(無尾目の幼生)は,後肢が発達する変態期以前からすでに肺呼吸を始めており,オタマジャクシの肺呼吸は嫌気的水中で生き延びるのに役立っているという。また,系統進化の観点から,オタマジャクシの肺呼吸はセキツイ動物の肺の獲得と進化にかかわる痕跡的な行動とみられている。さらに,ふ化直後のオタマジャクシではエラ呼吸よりも皮膚呼吸の方が重要な役割を果たしていると考えられている。したがって,少なくとも「オタマジャクシはえら呼吸する」という見解は,厳密な意味では,誤りを含む一種のミスコンセプションとみなされる。オタマジャクシの肺呼吸は,すでに1931年にヨーロッパで発見され,1982年にはウシガエルの幼生で,肺と皮膚がエラとともに呼吸分担機能をもつことが明らかにされていた。しかしながら,オタマジャクシの呼吸についての不正確な扱いは,我が国の教科書や一部の専門書だけでなく,海外の生物学の専門書にもみられることが報告されている。このようなミスコンセプションが発生するメカニズムには,誤った教育時報の関与も考えられるが,魚類のような水生動物はエラ呼吸し,高等な陸生動物は肺呼吸するという,現生の脊椎動物についての認識から,両生類も水中生活のオタマジャクシはエラで呼吸し,陸上生活期のカエルは肺で呼吸するに違いないという演繹的推論が生まれやすいことも関与しているものと考えられる。このようなミスコンセプションを克服するためには,教育情報の訂正のほかに,オタマジャクシの呼吸生理実験を取り入れた教育プランの活用が必要と考えられる。

The newest edition of lower secondary science textbooks in Japan describes the respiration of amphibians by pointing out that tadpoles respire by gills and frogs by lungs. However, recent experimental research has shown that some species of anuran larvae other than Bufonoid begin to use their lungs before metamorphosis, and lung respiration seems to be an accessory behavior to survive in anaerobic water and a rudimentary behavior reflecting the evolution of lung in the ancestor of amphibian. Moreover, the skin has the most important role in gas exchange in early aquatic larvae. Obviously, the statement that tadpoles respire by gills is a misconception. Lung respiration by anuran larvae was discovered in 1931 in Europe, and the beginning of respiration by lungs and the skin prior to metamorphosis and their functional partition in gas exchange were measured in bullfrogs in 1982. Nevertheless, the exact description of the larval respiration of anuran is seldom found in Japanese or foreign science textbooks. The misconception that tadpoles respire by gills in water and frogs by lungs in air seems to have originated in misinformation from science textbooks and in a deductive guess from the fact that most terrestrial vertebrates respire by lungs while aquatics respire by gills. To dispel this misconception, we must correct educational materials and create special teaching plans including physiological experiments on the respiration of tadpoles.

Journal

  • Journal of research in science education

    Journal of research in science education 42(3), 1-9, 2002-06-17

    Society of Japan Science Teaching

References:  39

Cited by:  2

Codes

  • NII Article ID (NAID)
    110006884479
  • NII NACSIS-CAT ID (NCID)
    AA11406090
  • Text Lang
    JPN
  • Article Type
    Journal Article
  • ISSN
    13452614
  • NDL Article ID
    6211340
  • NDL Source Classification
    ZF9(教育--各科教育)
  • NDL Call No.
    Z7-1282
  • Data Source
    CJP  CJPref  NDL  NII-ELS 
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