2009/04/07

自然選択を理解していない米国人(3/7)

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。


2. Inheritanceの回答状況



まずは昨日のInheritanceの回答状況から:
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”. Variational responses (scored +1): choice (c) because offspring vary randomly from their parents; choice (c) because the environment does not influence the direction of mutations. Transformational responses (scored -1): choice (a) because a longer beak is necessary for survival; choice (a) because the birds will adapt to their environment; choice (c) because one generation is not enough time for longer beaks to evolve.

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。

回答:
変異(Variational)な回答(スコア+1) :
 (c): 子供は親からランダムに変化するから。
 (c): 環境は突然変異に影響を与えないから。
変容(Transformational)な回答(スコア−1):
(a): 長いくちばしが生存に必要だから。
(a): 鳥は環境に適応するから。
(c): 一世代では長いくちばしを進化させるのに十分な時間ではないから。


No. Content -1 0 +1 Mean
1 Heritability of beak length 19 11 15 -0.09
子供が生まれた時点では、くちばしの長さについて自然選択が働く前で、その後に生き延びる確率・子孫を残せる確率とは無関係。しかし、正しく回答できたのは1/3でしかない。

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”. Variational responses (scored +1): choice (c) because traits acquired during one’s lifetime cannot be passed on; choice (c) because the change is not genetic; choice (c) because offspring vary randomly from their parents. Transformational responses (scored -1): choice (a) because the biologists introduced a new trait; choice (c) because the change is detrimental to survival; choice (c) because one generation is not enough time for the change to set in.

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。

回答:
変異(Variational)な回答(スコア+1) :
 (c): その変化は遺伝的ではないから。
 (c): 子供は親からランダムに変化するから。
変容(Transformational)な回答(スコア−1):
(a): 生物学者が新たな特徴を持ち込んだから。
(c): その変化は生存に有利ではないから。
(c): 一世代では変化が始まるのに十分な時間ではないから。


No. Content -1 0 +1 Mean
2 Heritability of clipped feathers 10 6 29 0.42
これはすなおに「獲得形質は遺伝しない」が答えなので、正解率が高い。それでも「その変化は生存に有利ではないから」といった間違い方をしている例が見られる。

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”. Variational responses (scored +1): choice (c) because traits acquired during one’s lifetime cannot be passed on; choice (c) because the change is not genetic; choice (c) because offspring vary randomly from their parents. Transformational responses (scored -1): choice (a) because stronger wings are necessary for survival; choice (a) because the birds are adapting to their new environment; choice (c) because one generation is not enough time for stronger wings to evolve.

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。

回答:
変異(Variational)な回答(スコア+1) :
 (c): 生存中に獲得した特徴は遺伝しないから。
(c): その変化は遺伝的でないから。
 (c): 子供は親からランダムに変化するから。
変容(Transformational)な回答(スコア−1):
(a): より強い翼の筋肉は生存に必要だから。
(a): キツツキは新たな環境に適応するから。
(c): 一世代では強い翼の筋肉を進化させるのに十分な時間ではないから。


No. Content -1 0 +1 Mean
3 Heritability of stronger muscles 17 6 22 0.11
これも「獲得形質は遺伝しない」が答えだが、「より強い翼の筋肉」が生存に有利なことに惑わされて、正解率が問題2より低くなったようだ。

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.” Variational responses (scored +1): choice (a) because only the best adapted birds will reproduce; choice (b) because there will be fewer mutations and therefore less variation; choice (c) because the variation in each population is not known. Transformational responses (scored -1): choice (b) because the birds will have fewer opportunities to adapt; choice (b) because the birds are not able to adapt; choice (c) there is no relationship between reproduction and adaptation.

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。

回答:
変異(Variational)な回答(スコア+1) :
 (a): 最も適応したキツツキだけが子孫を残せるから。
(b): 突然変異の発生確率が小さくなるので、変異も少なくなるから。
 (c): 各集団の変異の幅がわからないから。
変容(Transformational)な回答(スコア−1):
(b): キツツキの適応の機会が少なくなるから。
(b): キツツキは適応できないから。
(c): 子孫を残すことと、適応とは関係がないから。


No. Content -1 0 +1 Mean
4 Differential reproduction 17 7 21 0.09
どれを選択しても、理由が正しければ正解、間違っていれば不正解。ちょっとむつかしい気もするが、問題3と正解率はほぼ同じ。

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.” Variational response (scored +1): choice (b) because the birds with longer-than-average beaks were more likely to reproduce; choice (b) because the birds with shorter-than-average beaks were more likely to die without offspring. Transformational responses (scored -1): choice (a) because birds with shorter-than-average beaks passed on their trait; choice (c), because evolution is random; choice (c) because longer beaks would be beneficial to both groups.

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。

回答:
変異(Variational)な回答(スコア+1) :
 (b): 平均より長いくちばしのキツツキは、より子孫を残しやすいから。
(b): 平均より短いくちばしのキツツキは、子孫を残せずに死にそうだから。
変容(Transformational)な回答(スコア−1):
(c): 平均より短いくちばしのキツツキの特徴を継承したから。
(c): 平均より長いくちばしは、両集団にとって有利だから。


No. Content -1 0 +1 Mean
5 Line of descent 16 13 16 0.00
これは、わりと間違いそうな問題。



3. Adaptationの設問



Question 1. “A youth basketball team scores more points per game this season than they did the previous season. Which explanation for this change is most analogous to Darwin’s explanation for the adaptation of species? (a) Each returning team member grew taller over the summer; (b) any athlete who participates in a sport for more than one season will improve at that sport; (c) more people tried out for the same number of spots this year; (d) on average, each team member practiced harder this season.”

問題1: とあるユースバスケットボールチームが今シーズンは、前シーズンよりも、試合当たりの得点数が増加した。この変化について、次の説明のどれが、ダーウィンのよる種の適応の説明の類似しているだろうか?

(a) 夏の間に背が伸びたメンバーがチームに帰ってきた。
(b) ワンシーズン以上、そのスポーツに参加したアスリートは能力を高める。
(c) 今シーズンは、より多くの人々が、チームに参加しようとした。
(d) 平均して、チームメンバーは今シーズンは、よりハードに練習した。


Question 2. “A magazine attains a wider circulation than it did last year. Which explanation for this change is most analogous to Darwin’s explanation for the adaptation of species? (a) The magazine maintained the same number of writers but decreased the number of articles it published; (b) the length and complexity of a writer’s sentences will increase the longer he/she writes; (c) the magazine’s staff vowed to work harder this year; (d) the style of each staff writer gradually matured throughout the year.”

問題2: とある雑誌の発行部数が昨年より増加した。この変化について、次の説明のどれが、ダーウィンのよる種の適応の説明の類似しているだろうか?

(a) 執筆陣は昨年と同じだが、記事数を減らした。
(b) 執筆陣の文の長さと複雑さが、執筆原稿を長くした。
(c) 編集部がより一生懸命に働くと誓った。
(d) 執筆陣が年とともに成熟してきた。


Question 3. “Within a year the average SAT score at a private high school increased by thirty points. Which explanation for this change is most analogous to Darwin’s explanation for the adaptation of species? (a) Every student was offered a $100 reward for increasing their SAT score; (b) the school recently amended its admissions policy, holding legacies to the same standards as non-legacies; (c) since the last test, each returning student had grown more knowledgeable; (d) a student’s score will increase with every test he / she takes.”

問題3: とある私立高校で、SAT平均点が30点増加した。この変化について、次の説明のどれが、ダーウィンのよる種の適応の説明の類似しているだろうか?

(a) SAT得点が増えた生徒に、$100の報償を出すことにした。
(b) 高校が入学基準を変更し、卒業生に血縁者がいる場合といない場合を同一条件にした
(c) 前回のテストの後、帰ってきた生徒たちは知識を増やしていた。
(d) 試験を受けるたびに、生徒の得点は増加する。


Question 4. “A symphony orchestra received more critical acclaim this season than they did last season. Which explanation for this change is most analogous to Darwin’s explanation for the adaptation of species? (a) A musician’s speed and accuracy will increase the longer he / she plays an instrument; (b) over the course of the previous season, each player’s sense of pitch became more precise; (c) the orchestra filled many vacant seats with principal players from a recently defunct orchestra; (d) outside of rehearsals, each player practiced twice as long this year.”

問題3: とある交響楽団が今シーズンは昨シーズンよりも、重要な称賛をうけるようになった。この変化について、次の説明のどれが、ダーウィンのよる種の適応の説明の類似しているだろうか?

(a) 演奏者のスピードと正確さにより、楽器演奏時間が長くなった。
(b) 昨シーズンよりも、メンバーの音感が正確になった。
(c) 交響楽団の空席を、最近解散したオーケストラの主要なメンバーで補充した。
(d) 今年はリハーサル以外の演奏者の練習時間を2倍にした。


Question 5. “A toy company conducted a longitudinal study on the speed at which children complete jigsaw puzzles and discovered that, within a year, the child participants were able to complete the puzzles twice as fast as they had been able to at the beginning of the study. Which explanation for this change is most analogous to Darwin’s explanation for the adaptation of species? (a) Each child’s brain continued to grow and develop throughout the study; (b) the children became more interested in the task and were thus more motivated to complete it; (c) the speed at which a person completes a puzzle will increase each time he/she attempts one; (d) children who disliked the task tended to drop out of the study.”

問題5: おもちゃ会社が子供がジグソーパズルを完成する速さについての長期的な調査を行ったとしよう。そして、1年以内に調査に参加した子どもたちは、研究当初よりも2倍の速さで完成するようになることを発見したとしよう。この変化について、次の説明のどれが、ダーウィンのよる種の適応の説明の類似しているだろうか?

(a) 研究機関を通じて、子供たちの脳が成長して、発達し続けた。
(b) 子どもたちはパズルの作業に関心を持つようになって、歓声しようという動機が強くなった。
(c) パズルを完成する能力は、時間とともに増大する。
(d) パズルを完成する作業が嫌いな子供たちは、研究から脱落した。

選択肢は、意図・成長・力・選択のアナロジーになっている。4つの選択肢の中から、選択のアナロジーを選ぶ問題で、理由は不要。

日常生活では、意図・成長・力・選択のすべてが機能しているので、"良き状態"を実現した原因としては、どれも正しいかもしれない。しかし、あくまでも"良き状態"を実現した原因を答えるのではなく、原因として想定される4つの理由の中で、"選択"な効果を選ぶ問題。


続きは第4回に。


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posted by Kumicit at 2009/04/07 00:01 | Comment(0) | TrackBack(0) | ID: General | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
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