昆虫の卵を200個追跡し、幼虫が160匹、蛹が80匹、成虫が60匹になったとします。「成虫になる割合」は一つの数字に決まるでしょうか。最初の卵を基準にすれば30％、蛹を基準にすれば75％です。どちらも同じ観察から求められますが、答えている問いが違います。
中学入試の生物の表では、分母にする集団を先に決める必要があります。割合の式を書く前に「卵200個のうち」「蛹80匹のうち」と言葉で書きましょう。ここでは、同じ時期に得られた卵を、成虫になるまで追った仮想的な記録を使います。特定の昆虫で必ずこの割合になるという意味ではありません。
同じ日に数えた別々の段階を、つながない
ある日の畑で卵200個、幼虫160匹、蛹80匹を見つけたとしても、その数字から卵が幼虫になる割合を計算できるとは限りません。幼虫は別の日に産まれた卵に由来するかもしれないからです。一本の矢印で段階をつなぐには、同じ集団を追跡した記録である必要があります。
今回の表は各段階へ到達した数です。まだ幼虫のまま観察中の個体を、蛹になれず死んだ個体へ含めることもしません。観察期間が短くて途中なら、最終的な生存率はまだ確定できません。表の見出しが「今いる数」か「最終的に到達した数」かを確かめてください。
例題1｜各段階の割合と、最初からの割合
同じ集団の卵200個から幼虫160匹が生まれ、そのうち80匹が蛹になり、さらに60匹が成虫になりました。各段階を終えるまで観察でき、移入・移出や数え漏れはないとします。卵から幼虫、幼虫から蛹、蛹から成虫になる割合と、卵から成虫になる割合を求めてください。
答え・解説： 卵から幼虫は160÷200×100＝80％。幼虫から蛹は80÷160×100＝50％。蛹から成虫は60÷80×100＝75％です。最初の卵から成虫まででは60÷200×100＝30％になります。
段階別の割合を掛けても、0.80×0.50×0.75＝0.30で30％です。80％、50％、75％の平均ではありません。次の段階の割合は、そこまで生き残った集団に対してかかるので、一段進むごとに掛ける対象の数が変わります。
途中で失われた数は卵から幼虫が40、幼虫から蛹が80、蛹から成虫が20です。合計140が最初の200から減り、最後に60が残ります。割合だけで計算したときも、実際の個数へ戻すと帳尻を確認できます。
例題2｜減った数が多い段階と、死亡割合が高い段階
別の集団では、ある段階の開始時に1000匹いて、次へ進んだのが600匹でした。その次の段階では600匹から300匹へ減りました。減った数が多いのはどちらの段階ですか。各段階の開始時を基準に、死亡した割合が高いのはどちらですか。
答え・解説： 初めの段階で減った数は400匹、次は300匹なので、数では初めの段階が多くなります。しかし死亡割合は400÷1000＝40％と、300÷600＝50％。割合では次の段階が高くなります。
「たくさん死んだから危険な段階」と数だけで比較すると、もともとの集団の大きさを落としてしまいます。反対に、割合が高いから失われた総数も多いとは限りません。問題が求めるのは個体数か、その段階にいた一匹当たりの割合かを区別します。
表だけでは、死んだ原因まで決められない
幼虫の数が大きく減った記録があっても、原因が鳥による捕食だと即断はできません。餌不足、病気、気象条件などの可能性があり、原因を確かめるには別の観察や比較が必要です。網で捕食者を防ぐ実験でも、網によって温度や湿度が変わっていないかを点検します。
自然の場所では、見つからなくなった個体が本当に死んだのか、範囲の外へ移動したのかが分からないこともあります。例題で「移出なし」と置くのは、この二つを混同せず計算するためです。調査範囲や確認方法が書かれた一文は、割合の値と同じくらい重要です。
次の世代の卵の数とは別の計算
成虫60匹が残ったからといって、次の世代の卵が60個になるわけではありません。雄と雌の割合、雌一匹が産む卵数、産卵できた割合などの条件が必要です。今回の30％は一つの集団が成虫へ至る割合で、翌年の個体数が30％になるという予測ではありません。世代をまたぐ問いでは、新しい卵の集団を別の行へ書き、観察した生存の記録と増殖の条件を分けましょう。
調査の記録をグラフにするなら、横軸に成長段階、縦軸に最初の卵に対する到達割合を置く方法があります。例題1なら100％、80％、40％、30％と下がります。段階ごとの80％、50％、75％をそのまま点として置くと、途中で生き残った数が増えたように見えてしまいます。グラフの縦軸が同じ分母なのか、段階ごとに分母が変わるのかを、点を結ぶ前に確認してください。