自然選択を理解していない米国人(2/7)

2009年03月14日に「『自然選択を信じると主張する多くの米国人は、自然選択の働きを正しく記述できない』については、またの機会に」と書いたのの続きで、Shtulman [2006]が米国人の自然選択の理解度調査に使ったネタの紹介。

1. Variationの回答状況

まずは昨日のVariationの回答状況から：

Question 1. “During the 19th century, England underwent an Industrial Revolution that resulted in the unfortunate side effect of covering the English countryside in soot and ash. During this same period of time, the members of England’s native moth species Biston betularia became, on average, darker in color. Assuming that darker coloration was adaptive, how might a change in the moths’ environment brought about a change in the moths’ color?” Variational responses (scored +1): scenarios that referenced individual differences (e.g., “If the environment became darker, the moths with darker color would be better camouflaged against predators and be more likely to reproduce”). Transformational responses (scored -1): scenarios that referenced the needs of the population as a whole (e.g., “In order to blend in with their surroundings, the moths had to become darker in color”).

問題1: 19世紀の間、英国は田園地方が煤と灰で覆われるという不運な副作用をもたらした産業革命を経験した。同じ期間に、英国の固有の蛾であるBiston betulariaが平均して暗色になった。暗色が適応的であると仮定すると、蛾の生息環境が、いかにして蛾の色を変えたのだろうか？

変異(Variational)な回答（スコア＋１）：個体差に関するシナリオ。たとえば「周囲が暗色になれば、より暗色の蛾が捕食者に対してカモフラージュできて、繁殖に有利になる」など。

変容(Transformational)な回答（スコア−１）：集団全体としての必要性に関するシナリオ。たとえば、「周囲の環境に溶け込むために、蛾は暗色になる必要があった」など。


Questions 2-5. “Imagine you are a nineteenth-century biologist who ventures into the English countryside every 25 years and gathers a random sample of Biston betularia. What range of colorations would you expect to find at each point in time? To depict your answer, shade each moth in the graph below by picking one of five grayscale values between white and dark gray” (see Fig. 2. Question 2 consisted of the comparison of rows “1800” and “1825”; question 3 was consisted of the comparison of rows “1825” and “1850”; question 4 consisted of the comparison of rows “1850” and “1875”; question 5 consisted of the comparison of rows “1875” and “1900”. Variational response (scored +1): shading a pair of rows such that the darkest moth in the second row was no darker than the darkest moth in the first row. Transformational response (scored -1): shading a pair of rows such that the darkest moth in the second row was darker than the darkest moth in the first row.

問題2-5:あなたは19世紀の生物学者で、25年おきに英国の田園地方に出かけて、Biston Betulariaのランダムサンプルを収集したとしよう。各々の時点で、どような範囲の配色が見られるだろうか？5つの色から選んで、各時点の蛾の色を示してみよう。問題2は1800年から1825年への変化、問題3は1850年への変化、問題4は1875年への変化、問題5は1900年への変化。

Figure 2.[左]の変異(Variational)な配色（スコア＋１）：下の行の最も暗色な蛾は、上の行の最も暗色な蛾よりも暗色ではない。

Figure 2.[右]の変容(Tranformational)な配色（スコア−１）：下の行の最も暗色な蛾は、上の行の最も暗色な蛾よりも暗色ではある。

参加者45名（Harvard Summer School参加者42名と別途依頼の3名）の結果は以下の通り：

Section 
No. Content                         -1  0 +1  Mean
Variation 
1 Peppered moth evolution           22  5 18 -0.09
2 Population in 1800 vs. 1825       29 NA 16 -0.29
3 Population in 1825 vs. 1850       25 NA 20 -0.11
4 Population in 1850 vs. 1875       23 NA 22 -0.02
5 Population in 1875 vs. 1900       26 NA 19 -0.16

半数以下が自然選択な回答を出来ていない。

なお、Figure2左に完全に一致するものだけが正解ではない。どこかにクリティカルにホワイトとブラックの比率が変わるところがあってもいいかもしれない。

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2. Inheritance の設問

続いては、形質の継承について：

Question 1. “Imagine that biologists discover a new species of woodpecker that lives in isolation on some secluded island. These woodpeckers have, on average, a one inch beak, and their only food source is a tree-dwelling insect that lives, on average, one-and-a-half inches under the tree bark. Compared to its parents, the offspring of any two woodpeckers should develop which of the following features? (a) A longer beak; (b) a shorter beak; (c) either a longer beak or a shorter beak; neither feature is more likely. Please explain your answer”.

問題1: 人間社会から断絶された島に隔離された環境で生息するキツツキの新種を生物学者が発見したとしよう。これらのキツツキのくちばしは平均2.5cmで、食物は樹皮に下に棲息する昆虫のみで、昆虫は樹皮より平均3.75cm下に生息しているとしよう。このとき、2羽の親キツツキよりも、その子供は、どのような特徴を発達させるだろうか？

(a) より長いくちばし
(b) より短いくちばし
(c) より長いくちばし、あるいは、より短いくちばし。どれでもない

のいずれかを選択し、理由も説明してみよう。


Question 2. “The biologists clip the wing feathers of some of the birds, rendering them unable to fly. Compared to the offspring of other woodpeckers, the offspring of those with clipped wings should have which of the following features? (a) Shorter wing feathers; (b) longer wing feathers; (c) either shorter wing feathers or longer wing feathers; neither feature is more likely. Please explain your answer”.

問題2: 生物学者が一部のキツツキの羽を刈り込んで飛べなくしたとしよう。他のキツツキの子供と比べて、これら羽を刈り込まれたキツツキの子供は、どんな特徴を持つだろうか？

(a) より短い翼
(b) より長い翼
(c) より短い翼、あるいは、より長い翼。どれでもない

のいずれかを選択し、理由も説明してみよう。


Question 3. “Suppose that a pair of woodpeckers migrates to a different island with fewer trees and more wind. As a consequence of flying in a windier environment, both woodpeckers develop stronger wing muscles. Compared to the offspring of the woodpeckers on the original island, the offspring of these two woodpeckers should have which of the following features? (a) Stronger wing muscles; (b) weaker wing muscles; (c) either stronger wing muscles or weaker wing muscles; neither feature is more likely. Please explain your answer”.

問題3: ひとつがいのキツツキを、もっと樹木が少なくて、風の強い島に移したとしよう。風に強い環境で飛翔した結果、このつがいのキツツキは、翼の筋肉を発達させた。元の島のキツツキの子供と比べて、このつがいのキツツキの子供はどんな特徴を持つだろうか？

(a) より強い翼の筋肉
(b) より弱い翼の筋肉
(c) より強い翼の筋肉、あるいは、より弱い翼の筋肉。どれでもない

のいずれかを選択し、理由も説明してみよう。

Question 4. “In studying the birds, the biologists notice that only a small percentage reproduce each year. Compared to populations in which the majority of birds reproduce each year, this population should adapt to its environment in which of the following ways? (a) Faster; (b) slower; (c) either faster or slower; neither outcome is more likely. Please explain your answer.”

問題4: キツツキの研究において、生物学者たちは、毎年、この集団のわずかの比率のキツツキしか子孫を残せていないことを発見した。大多数のキツツキが子孫を残せる集団に比べて、環境への適応はどう進むだろうか？

(a) より速く
(b) より遅く
(c) より速い、あるいは、より遅い。どれでもない

のいずれかを選択し、理由も説明してみよう。


Question 5. “Imagine that biologists re-measure the birds’ beaks in 2100 and discover that the average beak length has increased from one inch to one-and-a-half inches over the last hundred years. Nevertheless, some of the birds still have beaks that are shorter than one-and-a-half inches. These birds most likely descended from which of the following groups of birds alive one hundred years ago? (a) Birds with shorter-than-average beaks; (b) birds with longer-than-average beaks; (c) birds with either shorter-than-average beaks or longer-than average beaks; neither possibility is more likely. Please explain your answer.”

問題5: 生物学者たちが100年後の2100年にキツツキのくちばしを再測定して、100年かけて、くちばしの長さの平均が2.5cmから3.75cmになったことを発見したとしよいう。しかし、一部のキツツキのくちばしは3.75cmより短い。これらのくちばしの短いキツツキは、100年前に生息していた、どの集団の子孫だろうか？

(a) 平均より短いくちばしのキツツキ
(b) 平均より長いくちばしのキツツキ
(c) 平均より短いくちばしのキツツキ、あるいは、平均より長いくちばしのキツツキ。どれでもない

のいずれかを選択し、理由も説明してみよう。

これらの問題は選択肢よりも、理由が重要。理由が間違っていれば不正解。理由が正しければ、どれを選んでも正解な問題もある。


続きは第3回に。

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