高校生物 生得的行動とかぎ刺激—模型の刺激要素を分けて反応を引き出す条件を探る｜武蔵野個別指導塾

模型の色と形を分けた反応率の比較から、かぎ刺激の候補と提示順が及ぼす影響を見極めます。

よくあるのは、色と形を同時に変えた模型への反応を見て、色だけが原因だと決める場面です。模型を替えた後に反応が増えても、形や提示順の影響が残ります。生得的行動の資料では、行動の名前を覚えることに加えて、動物に与えた刺激を要素に分け、何と何を比較すれば理由に迫れるかが問われます。実際に観察された動作と、その動作を引き出した条件を分けて読みましょう。

要点（結論から）

• かぎ刺激は行動を引き出す刺激で、定型的動作は観察される動きです。
• 色や形を1要素ずつ比較し、組合せによる差も調べます。
• 反応率は反応個体数を提示個体数で割り、同じ尺度で比べます。

模型の資料で問われること

出方には大きく3つの型があります。第一は、生得的行動、かぎ刺激、定型的動作の関係を説明する型です。第二は、模型の色や形を変えた条件表から、反応を引き出す要素を絞る型です。第三は、比較の不足や提示順による影響を指摘し、対照を補う型です。いずれも、見えた動作とその原因として考えられる刺激を、別の欄に記録すると整理しやすくなります。

模型を見た個体が一定の動作を示したとき、その個体が何を考えたかは資料から直接は読めません。「模型を敵と認識したから」という心の説明を補う代わりに、例えば「模型に近づき、体を向ける動作が起きた」と観察可能な表現に直します。動作の発生率が異なる場合も、模型以外の条件をそろえたかを確かめます。

以下の表の数は、考え方を練習するために設定した値です。特定の動物の実測結果ではありません。動物の扱いを伴う観察は学校の指導の下で行い、ここでは資料の設計と読み方を考えます。

刺激の要素と動作を切り分ける

生得的行動は、経験による学習を経なくても現れる行動です。生まれて初めて必ず完成した形で現れる、環境に全く左右されない、と言い換えることはできません。発達の段階や個体の状態、置かれた環境によって、行動が現れるかどうかは変わりえます。経験を制御した比較がない記録から、ある動作が生得的だと断定することも避けます。

かぎ刺激は、特定の行動を引き出す外界からの刺激です。刺激の候補には色、形、動きなどがあります。動物が対象の全体像を人と同じように捉えていると仮定せず、変えた要素に対応して行動が変わるかを調べます。条件によっては1要素だけでなく、複数の要素の組合せが反応に関わります。

定型的動作は、特定の刺激に応じて現れる、一定の型をもつ一連の動作です。刺激の特徴と動作そのものは別物です。赤い部分は模型の特徴であり、模型に向かって体を向けることは動作です。どの刺激が有効かという問いと、どのような順に動くかという問いを区別すると、説明の主語が入れ替わりません。

図1のように、模型に含まれる複数の要素から、観察される動作までを一続きの関係として捉えます。矢印は刺激が行動を引き出す関係を表し、模型の色が必ず単独で有効だと示すものではありません。どの要素がかぎ刺激として働くかは、比較で確かめる必要があります。

図1の模型の色と形を別々に変えれば、反応の差にどちらが対応するか調べられます。色も形も変えない対照は、模型を提示すること自体や周囲の条件を比べる基準です。加えて、模型なしの条件があれば、提示前から起きる動作の頻度も評価できます。ただし、模型なしと模型ありでは複数の要素が同時に変わるため、その比較だけで有効な色や形を特定できません。

反応を数える前に、何を1回の反応とするかを定義します。一定時間内に決めた動作を示した個体の割合を使うなら、分子は動作を示した個体数、分母は提示された個体数です。割合が高いことは、1個体が多く動いたことや、動作が長く続いたこととは異なります。動作の回数や持続時間を扱うときは、それぞれ別の尺度として定義します。

基本例題：色と形を組み合わせる

ある動物に模型を見せ、決めた動作を示した個体を数えました。各条件には別々の20個体を用い、提示時間と大きさなどをそろえたとします。色は青か黄、形は丸か角で、結果は次のとおりです。割合を整数の百分率で求め、色と形のどちらが反応に関係するかを、この条件の範囲で述べてください。

図2の棒は個体数を表します。縦軸の単位は個体で、各条件の総数は20個体です。色による差を調べるには、形が同じ棒どうしを比較します。

反応率は、反応した個体数を提示した個体数で割り、100をかけます。例えば青・丸は(4)/(20)・100で20%です。同じ手順で黄・丸は80%、青・角は10%、黄・角は20%です。20個体にそれぞれの割合を戻すと、4、16、2、4個体となり、表の個体数と一致します。

丸形では色を青から黄へ変えると20%から80%に上がります。一方、角形では10%から20%です。色の差は丸形で大きく、黄のとき形を角から丸へ変えると20%から80%になります。この資料では色と形の両方が反応に関係し、黄色の効果は形によって異なると読めます。黄色だけで形にかかわらず高い反応が起きる、という結論は角形の結果と合いません。

別の整理法は、色の差を形ごとに計算することです。黄の割合から青の割合を引くと、丸形では60ポイント、角形では10ポイントです。差そのものが同じではないので、形を無視して色の効果を1つの数で表すと、組合せの特徴が隠れます。割合の差を「%増加」と呼ばず、百分率どうしの差としてポイントで表すことにも注意します。

この結果は、比較した模型の範囲での関係を示します。色の明るさや模型の質感までそろっていなければ、色名に対応する差が別の違いによる可能性も残ります。各条件に別の個体を使っても、個体の状態に偏りがあれば結果は変わりえます。条件を無作為に割り当て、同じ基準で動作を記録し、繰り返して差の安定性を調べる設計が必要です。

標準例題：同時に変わった条件をほどく

別の自作資料では、縞模様の動く模型を示した12個体のうち9個体が反応し、無地の静止模型では別の12個体中3個体が反応しました。模型の大きさと提示時間は同じです。この結果だけから、縞模様が反応を増やしたと結論できるでしょうか。理由と、追加する比較を、模様と動きの2語を使って80字程度で述べてください。

結論は出せません。縞模様と動きが同時に変わったため、差が模様によるのか動きによるのか、あるいは組合せによるのか分けられないからです。縞・静止と無地・動きも同条件で提示し、2要素の4通りをそろえます。縞と無地を比べる際には動きを固定し、動きの有無を比べる際には模様を固定します。

例えば、追加した縞・静止でも反応が少なく、無地・動きで多ければ、動きが関係するという説明に合います。逆の結果なら模様の関与を考えます。両方を備えた模型でのみ反応が高ければ、組合せが重要という説明に合います。これは予測の整理であり、実際の追加結果を見ずに、どの説明が正しいか決めることはできません。

対照を増やすだけでなく、個体数、年齢や状態、観察時間、背景なども扱いをそろえます。観察者が模型の条件を知っていると判定に偏りが入る可能性があるため、動作の判定基準を先に定め、条件を伏せて記録する工夫も有効です。反応の差が小さい場合には個体差や偶然のばらつきの影響が相対的に大きく、少数の結果から一般化しません。

発展例題：提示順と反応率を読む

別の自作資料では、同じ個体群に模型PとQを1回ずつ提示します。各模型の反応率は、その模型に反応した個体数を、その順序群の個体数で割った値です。Pを先に示した30個体ではPが24個体、後のQが12個体に反応を引き出しました。Qを先に示した別の30個体ではQが21個体、後のPが15個体に反応を引き出しました。各率を整数の百分率で求め、模型の差と順序の影響について100字程度で述べてください。

Pを先に示した群ではPが80%、Qが40%です。Qを先に示した群ではQが70%、Pが50%です。それぞれ30個体に戻すと24、12、21、15個体となり、元の資料と一致します。同じ提示位置で比べると、先の提示ではPが80%でQが70%、後の提示ではPが50%でQが40%なので、いずれもPが10ポイント高くなっています。また、PもQも、後に示された場合の率は先の場合より30ポイント低くなっています。

したがって、この資料にはPとQの差に加え、提示順に関連する差があります。Pを先にした群のPと、同じ群の後のQだけを比べると、模型の差と順序の差が重なります。順序を入れ替えた群があるため、両者を切り分ける手がかりが得られます。ただし、時間の経過、先行する提示の影響、群の違いをこの表だけで完全には分けられません。

順序別の表を作る別解もあります。Pは先で80%、後で50%、Qは先で70%、後で40%です。縦に見れば同じ模型の順序差、横に見れば同じ順序位置での模型差です。同じ位置でのPとQは別の個体群の比較なので、群分けが偏っていないことも必要です。一定の間隔を設ける群や、模型を1回だけ示す群を加えれば、反復提示と経過時間の影響をさらに調べられます。

反応が後で減ったとしても、それだけで学習による慣れと確定しません。動作を繰り返したことによる疲労や、刺激を受け取る側の変化なども候補です。別の刺激への応答や休止後の応答を対照として調べても、何を区別でき、何が残るかを条件ごとに述べます。減少を見ただけで疲労を否定することはできません。

誤った結論を比較条件に戻す

「青い丸には反応せず、黄色い角には反応した。よって黄色がかぎ刺激である」という答案を考えます。図3のように、色と形が同時に変わっているため、結論に必要な比較が欠けています。黄色が関係する可能性はありますが、角形が関係する可能性も、この2条件だけでは除けません。

修正するときは、まず同じ丸形で青と黄を比べます。次に同じ黄色で丸と角を比べます。必要なら4通りの組合せを提示し、色の差が形によって変わるかも読みます。図3の矢印は、反応の差を説明しうる候補を示すもので、どちらかの原因を確定した矢印ではありません。

別の誤りは、反応率と動作回数を混同することです。10個体中8個体が1回ずつ動いた群と、10個体中2個体が何度も動いた群では、反応した個体の割合と総動作回数が逆の傾向になることがあります。問いが求める量の分母と単位を確認し、異なる尺度を同じグラフ上で比較しないようにします。

さらに、模型への反応が強いという記述を、そのまま生得的と判断する根拠にしないことも大切です。反応の強さは観察結果であり、経験を経ずに行動が現れるかは別の問いです。経験や発達段階の情報がない資料では、生得性を結論せず、必要な比較を挙げます。

練習問題

次の資料はいずれも自作の条件です。割合は整数の百分率で答え、記述は各問の指定に従ってください。

1. 同じ大きさの模型を、緑の三角と白の三角で比べました。各25個体中、反応は順に5個体と15個体でした。各反応率と、同じ形の範囲で色に関して言えることを40字程度で答えてください。
2. 模型Aは長く静止し、模型Bは短く動きます。Bへの反応が多かったとき、長さが原因と断定できない理由を、変化した2要素を挙げて50字程度で答えてください。
3. 同じ個体群を使う資料で、模型Rを先に示した40個体中28個体がRに反応し、後のSには16個体が反応しました。各反応率を求め、この2値だけで模型の差を決められるか、提示順という語を使って40字程度で答えてください。
4. 点模様と無地、左右への動きありとなしを比較します。点模様かつ動きありのときだけ高い反応が見られたとします。残る3条件を列挙し、この資料が支持する説明を組合せという語を使って60字程度で答えてください。
5. 反復提示で反応が減りました。これを学習による慣れと断定できない理由を、疲労と対照の2語を使って60字程度で述べてください。

練習の答えと考え方

1. 緑は(5)/(25)・100で20%、白は(15)/(25)・100で60%です。25個体に戻すと5個体と15個体です。三角形で他の条件をそろえた範囲では、白の模型への反応率が高いと言えます。別の形でも同じ差が生じるとは限りません。
2. 長さと動きが同時に変化しているため、どちらが反応差に関係するか分けられません。長さを固定して動きだけを変えた対照と、動きを固定して長さだけを変えた対照を加えます。それぞれの比較で変える要素が1つであることを確認します。
3. Rは(28)/(40)・100で70%、Sは(16)/(40)・100で40%です。40個体に戻すと28個体と16個体です。模型の種類と提示順が同時に変わるため、この2値だけでは模型の差を決められません。逆順の群を設けることが必要です。
4. 残る条件は点模様・動きなし、無地・動きあり、無地・動きなしです。4条件を見渡すと、点模様と動きの組合せが高い反応に関係するという説明が支持されます。ただし条件以外の特徴がそろっていることが前提であり、他の模様や動き方にも一般化できるとは限りません。
5. 反応減少は疲労などでも起こりうるため、減少だけでは慣れを断定できません。休止後や別刺激への応答を対照として調べ、反応できる状態か、刺激に固有の変化かを検討します。対照の結果を見ても、残る別の説明を明記します。

要点

• かぎ刺激は行動を引き出す刺激で、定型的動作は観察される動きです。
• 色や形を1要素ずつ比較し、組合せによる差も調べます。
• 反応率は反応個体数を提示個体数で割り、同じ尺度で比べます。
• 提示順と個体の状態を対照で検討し、資料の範囲を超えて断定しません。

答案のどこを確かめるか

模型の図を自分で描き、変化した要素に印を付けると、比較が成立しているか見えます。2つ以上に印が付いた組は、どれが原因かを単独では決められません。表の同じ行と列を指しながら、固定した条件と変えた条件を声に出して説明できるかも確かめます。

個別指導では、答えの語だけでなく、比較した2条件、反応の尺度、残る別の説明を答案からたどります。割合を求めた場合は人数へ戻し、順序がある場合は模型と順番を別の列に書きます。刺激の候補と実際の動作を分けて記すことが、かぎ刺激を見極める出発点です。