中学受験理科｜多く食べたえものが好みとは限らない｜与えた数に対する割合

昆虫が甲を八匹、乙を二匹食べました。甲を四倍好んでいると結論できるでしょうか。最初に甲を八十匹、乙を十匹与えていたなら、食べられた割合は甲一〇％、乙二〇％です。多く食べたという個数と、手に入る機会に対して選ばれやすかったかは区別します。

本稿では同じ時間、同じ広さで二種類のえものを同時に与えた架空の観察を扱います。どちらも数え方は個体数です。えものの大きさや動き、隠れやすさが違えば結果へ影響するので、割合だけから生き物の内面的な好みを断定しません。

分母にあるのは利用できた数

食べた数を最初の数で割ると、その観察で食べられた割合になります。甲八匹、乙二匹という分子だけを見ていると、甲に出会う機会が多かった可能性を落とします。二つの分母をそろえる意味を考えましょう。

同じ数を与えた比較なら、食べた個数の順位と割合の順位は一致します。与えた数が違う場合は、一方を百匹あたりに直したり、割合へ変えたりして比較します。ただし、密度が変われば行動も変わり得るため、観察した割合を別条件へ無制限に外挿しません。

棒は食べた数÷用意した数。餌の選択は個数だけでは判断しない。

割合で直しても原因は一つに決まらない

乙の方が高い割合で食べられても、乙を見つけやすい、逃げるのが遅い、処理に時間がかからないといった理由が考えられます。味の好みを調べたいなら、それ以外の条件も考慮した実験が必要です。

えものが増えると一匹あたりを処理する時間が限界になる話とも区別します。今回は総捕食数の頭打ちではなく、二種類の供給数が違うときに、観察結果をどう公平に比較するかが中心です。

例題1　個数と割合の逆転

甲六十匹、乙二十匹を与え、同じ時間後に甲十二匹、乙八匹が食べられていました。それぞれの捕食された割合を求め、個数の多い方と割合の大きい方を答えてください。

答え・解説： 甲は十二÷六十＝二〇％、乙は八÷二十＝四〇％です。食べた個数は甲、割合は乙が大きくなります。甲の個数が多いことだけを「甲を選びやすい」と言い換えないようにします。

例題2　同じ割合を仮定した予測

計算上の模型として、次の観察でも甲二〇％、乙四〇％が食べられると仮定します。甲三十匹、乙三十匹を与えたとき、予測される捕食数を求めてください。この予測を必ず起こる実測結果と呼べますか。

答え・解説： 甲は六匹、乙は十二匹です。ただし指定した一定割合の模型による予測であり、実測値ではありません。えものの密度や同時に食べる他の種類によって割合が変わる可能性があるため、実際には観察して確かめます。

観察中の減少も考える

長時間の観察で一方を食べ尽くせば、その後は残った方しか選べません。最初の数だけで全期間の選択機会を表せるか、という問題が出てきます。本稿の単純な割合は記録の整理には使えますが、それだけで一定の選好を測ったと保証しません。

また、食べた個体の重さが違えば、摂取した餌の質量の割合は個体数割合と異なります。小さな甲十二匹と大きな乙八匹のどちらから多くのエネルギーを得たかは、個体数の表だけでは決められません。問いに合わせて、必要な分母や追加資料を選びます。

結論は「与えた数に対する捕食割合は乙が高い」と書けば、観察に沿った具体的な表現になります。「乙が絶対に好き」という強い言葉へ飛ばず、条件をそろえた次の比較が何かまで考えると、実験考察として一段深くなります。

与えた数の表と食べた数の表を分ける

甲六十・乙二十という供給数の表と、甲十二・乙八という結果の表を横に置きます。供給の七十五％を甲が占めるのに、食べた二十匹のうち甲は六十％です。この二つの組成の違いからも、甲だけが突出して選ばれたとは言いにくいことが読み取れます。ただし、捕食割合二〇％と六十％は別の分母の値です。

「食べたもののうち甲の割合」は十二を二十で割り、「与えた甲のうち食べた割合」は十二を六十で割ります。どちらも甲についての割合なので、単に甲の割合と呼ぶと混ざります。答案では分母の言葉を省略しないことが有効です。

比較を繰り返すなら、最初に置く場所を入れ替えるなど、種類以外の差を考える必要があります。いつも甲だけ捕食者の近くに置かれていれば、近さの影響を好みの差と誤認しかねません。今回の表だけから実験の配置まで想像して結論を決めず、追加で知りたい条件として挙げましょう。

読み取った値を説明するときの確認

餌をたくさん用意した方が食べられた数も多かったとしても、それだけでは好みの証拠にはなりません。出会いやすさや置いた場所、餌の大きさも結果に影響し得ます。この記事の表から確かめられるのは、用意した数に対する食べられた割合です。割合が違うという事実と、その違いを好みで説明する仮説は分けて書きましょう。

試験が進んで片方の餌がほぼなくなると、後半に選べる条件も変わります。開始時に用意した数だけを見て全時間の選択を説明するには注意が必要です。短い時間で比較する、餌の残り方を時刻ごとに記録するなど、調べ方を変えれば別の情報が得られます。例題2の割合一定は計算のための仮定であり、生き物が同じ割合で食べ続ける法則ではありません。