実験の設定方法について（イトヨ）

質問

まず、以下のような【 問 】と【 答 】があります。

【 問 】
　イトヨ（トゲウオの一種）の雄には、同種の雄がテリトリーに侵入してきた際にそれを攻撃するという本能行動が見られます。
　その行動を引き起こす信号刺激は、侵入者の形ではなく、腹部の赤い色であるということが知られています。
　さて、この事を実証するためにはどのような実験を組めばよいでしょうか。

【 答 】
１．水槽に成熟したイトヨの雄を入れ、テリトリーを形成させる。
２．次の４つの模型を用意する。
　　　模型１：外形が本物の雄とよく似ていて、さらに腹部を赤く塗った模型
　　　模型２：外形が模型１と同じで腹部は赤くない模型
　　　模型３：下の半球部分を赤く塗った球体
　　　模型４：模型３と同じ大きさで赤く塗らない球体
３．模型１を１の水槽に入れ、攻撃行動が起こることを確かめる。
４．模型２、３、４を１の水槽に入れ、どの模型をイトヨが攻撃するか観察する。

以上が、【 問 】と【 答 】ですが、どうしても分からないことがあります。

疑問１．模型１で攻撃行動を確認した後は、模型２で攻撃行動を示さないことが分かれば、
　　　　他の模型で実験しなくとも腹部の赤色が信号刺激だと言えるのではないでしょうか？
疑問２．仮に模型２と模型３の実験が必要だったとして、さらに模型４の実験が必要なのは
　　　　どうしてでしょうか？

どなたかご教授願います。

回答No.2

seasa · ベストアンサー

イトヨがどの刺激に反応しているかを調べる実験ですね。
1.2以外の模型も使うのは、イトヨは赤い色に反応するのか、魚の形に反応するのか、あるいは両方備えたものにだけ反応するのかを確かめるためです。

この４つの模型のパラメータ(要素)は
模型１　イトヨの形+赤い腹部
模型２　イトヨの形
模型３　赤い腹部
模型４　(どれもない)

手順３で模型１を攻撃したことからだけでは、赤い色に反応したのか、イトヨの形に反応したのか、テリトリーに入ったものに反応したかを断定することはできません。
そこで手順４で模型２から４を入れて、どのパラメータに反応したかを調べます。

疑問１への回答は、模型２で攻撃行動を示さないことが分かっても、イトヨは赤い腹部だけに反応したのか、イトヨの形+赤い腹部に反応したのかがわからないため模型３が必要になる、です。
腹部の赤色だけが信号刺激だというには、模型３によりイトヨの形というパラメータを消す必要があります。

疑問２に対しては、模型をひとつずつ使用する場合は不要かもしれませんね。
模型4は、模型2.3と同時に水槽に入れてどの模型を攻撃するかを観察するときに使います。もし手順４ですべての模型に攻撃するようなそぶりを見せたら、テリトリーに入ったものはすべて攻撃するといえるでしょうから。

イトヨといえばティンバーゲンさんの実験が有名ですが、彼はもっと多くのパターン(大きさ、形、色の場所)で実験をしたようですね。

お礼

ありがとうございました。
パラメータという考え方はとても分かりやすいです。

ティンバーゲンさんも検索してみます。

回答No.1

cooh

問題文を見ると、三つ目の文に、
「この事を実証するためにはどのような実験を組めばよいでしょうか。」とあります。
「この事」とは、二つ目の文の、
「信号刺激は、侵入者の形ではなく、腹部の赤い色であるということ」です。
つまり、
A　信号刺激は、侵入者の形ではない
B　信号刺激は、腹部の赤い色である
の両方を実証する必要があるということです。

模型１と模型２を使った実験からわかることは、
Bの、信号刺激は、腹部の赤い色であるかどうか、ということです。
ご質問の疑問１にあるように、たしかにこれだけで腹部の赤色が信号刺激かどうかがわかりますが、
Aの、信号刺激が侵入者の形なのかどうかということはわかりません。

そこで、模型３と模型４を使った実験で、
Aの、信号刺激が侵入者の形なのかどうかを検証します。
ご質問の疑問２の答えとして、
もし模型３を攻撃するという結果が得られたとしても、それが「赤い色」によるのか、それとも
「球形」であるためなのかを区別することができません。
模型４を攻撃しないという結果が得られれば、模型３を攻撃した理由が「赤い色」であると
結論づけることができます。

お礼

ありがとうございました。
非常に分かりやすい説明で納得できました。