日本動物行動学会大会・公開シンポジウム(平成14年11月3日) 立教大学理学部7号館 講演資料

進化分野、特にエボ・デボ分野の発展はすさまじいものがある.数年前の内容はあっという間に古くなる.
目の進化も著しい進展がある.進化生態学の項目は別に作成した.(池田,2010年3月)

        行動と進化を『生物I』で教える  by 池田博明

 作成・配信 2002年11月4日20時 
 日本動物行動学会では,狩野賢司・濱尾章ニ・長谷川寿一の企画で13:00より公開シンポジウム「動物行動学と理科教育:行動を教科書から消すな」が企画された。話題提供者と話題は以下のとおりであった。

 企画進行:狩野賢司(東京学芸大)・濱尾章ニ(国立科学博物館)・長谷川寿一(東京大学)  企画趣旨 

 =話題提供者と話題=
・嶋田 正和(東京大学) 中学・高校での行動・生態・進化の教え方:学習指導要領をもとに 要旨
・長谷川 眞理子(早稲田大学)・長谷川寿一(東京大学):生物教科書検定の仕組みと実際  要旨
・池田 博明(神奈川県立足柄高等学校) 行動と進化を「生物I」で教える 要旨
・濱尾章ニ(国立科学博物館付属自然教育園) 動物行動と社会教育 要旨
・桑村哲生(中京大学) 教養としての動物行動学 要旨



  第3話    行動と進化を『生物I』で教える    池田博明
 2002年8月に新課程の白表紙本の『生物I』教科書検定の結果が出た。多少とも進化的な記述は、全て「削除せよ」という修正指示が出た。削除命令の理由は進化の単元は『生物U』、または『理科基礎』『理科総合B』の内容だからである。
 演者が編集・執筆した教科書では、進化および動物の反応と行動、生態に関係したので、検定の内容をお伝えすることが出きる。合わせて生物Iで進化や行動の授業例をお話しするので、参考にしていただきたい。

 生物Iでは生態だけでなく、代謝も「生物II」に移行した。特に酵素の説明がほとんど無くなったことが、現場にとっては最大の驚愕である。例えばアミラーゼとマルターゼの作用を紹介した後の最後の一文「このように酵素には作用する基質が決まっている」との記述に対して、「削除せよ。“基質特異性にふれてはならない” 」との指示が出た。学習指導要領には「(細胞の構造と機能の項では)細胞への物質の出入りや酵素も扱うこと。酵素については、酵素が細胞内や細胞外で作用することにより、生物現象を維持していることに触れる程度にとどめること」とある。酵素の作用を教えてはならないなどとは記述されていないのだ。仰天した私は、検定の席上で臨席した検定官に尋ねてみた。「基質特異性にふれずに酵素の作用をどう教えるんですか?!」。検定官の答えは「・・・どうするんでしょうね」というものであった。
 前述の画一的な検定により、『生物』教科書の多様性は失われている。どの会社の教科書も同じである。もはや『生物』教科書は進化の袋小路に入ったと言えよう。適応放散の道はあるのだろうか?。
 高校教科書の暗い未来を予測してみよう。多様性を失った教科書を、学校独自で採択する意味はない。小学校や中学校と同様に広域採択でよいではないか。いっそのこと「国定教科書」でよい。現実に理科のIレベルの教科書は画一化し、国定教科書化している。小中学校は教科書が無償化されたときに、その代償として責任ある教育委員会レベルの広域採択が導入されたのである。高校だけで教科書が学校ごとに採択されているのだ。この状況が文部科学省には許せないのである。これが、文部科学省の(おそらく文部官僚も)意識化していない可能性もある、“隠された”意図なのだ。

 しかし、このような方向を演者は容認することが出来ない。それに、進化的な観点は重要である。進化学習を強く意識するようになったきっかけは、コスタリカに旅行したときだった。
 ネイチュア・ツアー・ガイドの解説が必ず進化的観点から行われたのである。例えばオオハシの嘴が果実食に対する適応であり、ハチドリがヘリコニアの花と共進化したこと等々。このような進化的な自然解説は、日本ではまったく行われていない視点だった。中南米では、ツアー・ガイドは大学の生物学科の卒業生の良い職業だった。

 1986年にDO LIFE GUIDE 118として『自然観察テクニック』(日本交通公社)が出版された。著者は牧林功・新井一政。自然観察に進化的視点を加味した画期的な内容だった。残念ながら、現在は絶版である。

 形態や生理上の「適応」の例示をした時に、 「なぜ?」という疑問に答える場合、ふたつの答え方がある。至近要因と究極要因のどちらを答えるかで、かなり異なった答えになるのである。
 例えば、“なぜヒトは痛みを感じるのですか”。
 至近要因としての答えは「体には痛覚器官があるからです。神経系が支配しています」。
 それが究極要因の答えでは、「痛みは危険の信号として進化してきた」。
 このような進化的な要因は、従来の教科書では合目的な説明として、忌み嫌われてきた。しかし、重要な問題提起の視点であった。
 生物学が暗記ものでないこと、生物どうしの連環(ring)と関連(link)を学習する可能性を進化的観点を重視することで構想し始めたと言えよう。

 ところで、現行の『生物I』でESS(進化的に安定な戦略)が取りあげられている教科書は一種類しかない。私が執筆した『標準 生物IB』(啓林館)だけである。生態の生活史の項目に参考として載っているハナバチの最適採餌行動である。クレブス&デーヴィスの初版の訳本に載っていた例である(第2版には無い)。
 白表紙本が検定によってどう変化したかをお知らせしよう。『動物の刺激と反応』の章の構成は最初は次のようになっていた。検定により「不必要」とされた項目(この基準は今回の検定で加わったものである)を赤字で挙げる。

 (1)刺激の受容と反応
  神経細胞  
参考図中のレーウェンフックの描いた軸索断面が削除命令
  伝導と伝達
  感覚器官
  視覚 
 視野と立体視の図が削除命令
  聴覚

 (2)神経系
  動物による神経系の発達
  セキツイ動物の脳の構造と機能
  ヒトの大脳の機能分布   
ペンフィールドの図は削除命令
  中枢神経系(脊髄反射・反射弓)
  
条件反射による学習   逸脱である。これは前回もそうであった。
  
ヒトの誕生直後の反射行動(だきつき,乳の吸引行動,強い握力など)  削除命令
  
生物リズム  削除命令
 (ちなみにヒトの反射や生物リズムは現在の生物IAでは認められているし、生物リズムは生物IBにも出ている。検定官はヒトの生物学が嫌いなのだなどという批判は見当違いである。むしろ現在の生物IAはヒトの生物学である。なぜ、これほど削除するのかといえば、検定官は職務に忠実で、責任感も強いからであると考えている。ただし、私には間違った、無駄な責任感、使命感だとしか思えないが。世の中を悪くするのは、ときとして使命感に燃えた真面目すぎる人である)

 (3)動物の反応と行動
  ファーブルからフェロモンの発見へ(走性)
  フリッシュのミツバチの色の識別及び8の字ダンス(本能行動)
  ティンバーゲンの生得的解発機構;トゲウオ
  参考:3人の行動学者(フリッシュ、ティンバーゲン、ローレンツ)
 (指導要領は“動物の行動は一つまたは二つの例にとどめること”とある。羅列的記述は認められないと判断したので、人物中心に記述した。例えばファーブルのヤママユの乱舞から始まって、ブテナントとカイコのボンビコール発見までの話、フリッシュが1910年頃の見解「ミツバチには色覚がなく、正の走光性によって花に近づく」という研究に対する疑問から、色の識別実験に取り組み、遂には8の字ダンスを発見した話、昆虫の複雑な本能行動が反射の連続でるあると考えたティンバーゲンという順序で、話がつながる形で記述した。
 しかし、検定は機械的だった。二つ以下に減らせというのである。上記のうちから、二つの例を選ばざるをえなくなった。結局、走性とトゲウオの例を残した。というのは、ミツバチの8の字ダンスは中学国語や高校英語の教科書に載っているからである。また、「参考」も本文同等とみなすという検定であるため、参考を削除せざるをえなくなり、ローレンツの刷り込みが消えてしまった。ミツバチの8の字ダンスを記述するのが検定で認められないわけではない。教科書会社によってはこれを残した例もある)

 動物の行動の単元に関して、検定官の意図を推測してみよう。
 意図1.単元「動物の反応」は動物生理学の範囲にとどめる。指導要領の“行動の発現の仕組みを扱うこと”に忠実。
 意図2.動物行動学は教える必要がない
 意図3.行動を進化で考察するのは無要である
 これらの意図には、究極要因など合目的な説明を忌み嫌う科学者の意識も反映されていよう。
 ところで、『生物I』で扱う神経生理・脳の機能・反射などは高校『保健』の内容と全く同じである。むしろ保健の内容・用語の方がより詳しい。同じ高校生の学習内容を対象にしているのに奇怪なことである。
 これと同様のこと、つまり『生物I』で学習を規制されている用語が豊富に使用されている例は、『家庭科/食物』単元にもある。そこでは『生物I』で生徒に化学の素養が無いからと規制されているタンパク質の構造やアミノ酸の名前、糖や脂肪の構造が全部出て来るのだ。『生物I』教科書でいくらきちんと規制してみても、無駄なのである。馬鹿馬鹿しいのである。

 さて、私が意図して、『生物I』(2002年時には『生物IB』)の内容で、「進化」学習とリンクさせている単元と、その視点をあげてみよう。できるだけ、たくさんの「なぜ・・・なのか」という質問を出し、それに答える努力をしている。
 それぞれの内容の具体的な展開は、リンク先を見て欲しい。
 単元      進化的な取扱いの内容  実験実習
細胞の構造 「細胞共生説」;動物細胞と植物細胞の差異・ミトコンドリア・葉緑体」 葉緑体の観察
核のはたらき 赤血球細胞が無核なのは、酸素運搬機能に特殊化した結果
ミネラル 脊椎動物の硬骨の起原,カルシウムの供給
植物の器官 「花と葉の進化」:葉の起原・葉序の進化 イチョウ葉の観察
葉序の観察
花の構造の進化・花と昆虫の共進化・昆虫の飛行の進化・花序の進化 花序の観察
被子植物の進化(めしべの進化) 果実の断面の観察
動物の組織 横紋筋はセキツイ動物で発達
酵素 胃液が強酸性である進化的理由(細菌を殺す)
光合成 植物による光合成色素の差異 クロマトグラフィー
生殖 なぜ性があるのか
性と寿命 なぜ寿命があるのか ゾウリムシの観察
PTC感受性の遺伝 野生型遺伝子と進化(変異)型遺伝子 PTC試験
鎌形赤血球症 遺伝子突然変異
視覚器 目のつく位置と立体視(樹上生活への適応) ネコ頭骨の観察
ロドプシンと色覚オプシンの進化 ホタテ眼・イカ眼・ブタ眼
聴覚器 魚の骨から耳小骨への進化 魚の骨とウシの耳小骨の相同
味覚器 基本味の意義
脳の構造 脊椎動物の脳の形態と機能比較
心臓の構造 心臓の機能の進化 魚の心臓の構造モデル
体液 カエルとヒトの浸透圧のちがい
採餌行動 最適採餌戦略:ミツバチの蜜集めと花序
生活史 大卵少産、小卵多産の戦略 タラの卵数を数える
遷移と極相 種子散布(風散布、落下散布、動物散布) 種子の散布モデル
群集理論 群集理論と非平衡理論:ニッチの分割と種分化
(参考) 別のページにリンク→「動物によって異なる目

 いくつか例を示す。動物細胞と植物細胞の比較は教科書の最初に出てくる項目であるが、そこにはなぜこのような共通性と差異があるかは記述されていない。しかし、細胞共生説で説明すれば一目瞭然である。中心体が動物細胞と下等な植物の細胞にだけ見られるという理由も進化的にある程度説明できるし、ミトコンドリアや葉緑体の増殖能力やDNAの存在も納得のいく形で説明できる。(検定では共生説にふれたら削除命令が出た)。
赤血球 核のはたらきを示すのに、授業では、アメーバの分離実験だけではなく、赤血球を例にして話している。なぜ赤血球は無核なのだろうか。これも進化的に説明できる。無核の赤血球は哺乳類の特徴である。温血動物で酸素運搬機能に特殊化した結果なのだ。哺乳類の赤血球は他の動物の血球に比べて小さいし、それ自身の代謝活性が低く、エネルギーをあまり消費しない。細い毛細血管を通して体のすみずみにまで、酸素を運ぶことが可能なのである。
 「植物の器官」は軽く扱われているが、実物を示しながら、進化を教えることのできる単元である。
 花の構造や葉と花弁の共通性、葉序や花序の物語、めしべの心皮数、花と虫との共進化など、身近で面白い話題が満載である。

 「耳小骨の進化」も面白い。ウシの頭骨から取った耳小骨や内耳標本も所持しているので、これらを見せながら物語を話すことができる。標本の作成法は別ページに示した(ブタ頭骨でも可能)。 

 適応や進化を教えるのに最適の材料は、脊椎動物の歯や顎の特徴であろう。動物は食物に適応した歯と顎を持つ。例えば、無顎魚類、プランクトン食の魚、肉食の魚の比較。植食の鳥、果実食の鳥、昆虫食の鳥、肉食の鳥の嘴のちがい。植食の哺乳類、肉食の哺乳類の違いなど。グールドが監修した優れた進化の図版本「The Book of Life」の翻訳が待たれる。ただし、現在の『生物I』では顎や歯を扱う適当な単元がない。
 進化説をきちんと教えるのに、最近は眼を例にしている。
 学習内容は、視野と立体視、視細胞:かん体(棒)細胞と錐体(円錐)細胞、色覚と三種の色覚オプシン、ロドプシン(視紅)の反応、ホタテ眼・イカ眼・ブタ眼の観察、分子進化などが中心となる。
 眼はすぐれた適応の例である。いろいろな動物で形態を比較しながら適応を紹介した後で、進化説に入ろうというプログラムである。導入は眼の位置と視野及び立体視の話題から。

 イカの眼とヒトの眼は同じカメラ眼とはいいながら相同ではなく、相似器官である。
 網膜の構造も違い、イカの網膜は視細胞が前を向いており、盲点がない。ヒトの視細胞が反転している理由は脳の発生と関連している。
 無脊椎動物の網膜は外胚葉の表面の視葉の外側に眼のレンズが出来ているのだが、脊椎動物では外胚葉が反転したところで視葉が出来ているからである。(図はタイム・ライフ・ブックス「光と視覚」より)
無脊椎動物型の網膜形成
無脊椎動物型:網膜も視細胞も前向き
脊椎動物型の網膜形成1
脊椎動物型:視葉が発達し,視細胞は光軸に対して後ろを向く
脊椎動物型の網膜形成2
脊椎動物型:さらに眼の構造が完成する
 盲点は視細胞から連絡した視神経が眼球の外へ出て行く所であるから、無くてはならない構造なのだが、視覚にとっては不合理な構造でもある。
 盲点(斑)確認実験や盲点投影実験は簡単な方法で行える。

 すぐれた眼を持っているのはイカやヒトだけではない。プラナリアの杯状眼もあれば、昆虫の複眼、軟体動物のレンズを持つ眼もある。実際に手軽に入手して見せることの出きる材料として、ホタテガイの眼がある。スチームホタテとして40個で200円程度で売っているホタテガイの、外套膜にある茶褐色の点が、レンズを持った眼である。百個近い眼がある。この点からは先細ピンセットで簡単にレンズが取り出せる。ただし、ホタテのレンズは小さいので、観察には実体顕微鏡かルーペが必要である。(→ホタテガイの目の観察)。マグロの眼もたまに食材として売られている。
 イカの眼も良い観察材料である。本校(足柄高校)では一年生時にブタの眼の解剖を行っている。ブタの眼は肉屋から購入するが、安価で(一個20円程度)、たくさん用意できる。ウシの眼と異なり、小さく、虹色の反射層がないが実験観察には問題がない。大きさもヒトの眼程度なので、生徒の心理的抵抗も少ない。
ホタテ眼
ホタテの外套膜の眼(茶褐色の点)
イカ頭
▲イカの頭部
イカのレンズ
▲イカの眼のレンズ
ブタ眼
▲ブタの眼(除肉の前)
ブタ眼を半割する
▲強膜を半割しているところ
ブタ眼前半部
▲眼球前半部(レンズとガラス体)
 これらのすぐれた機能と構造を持つ動物の眼は、進化論者ダーウィンを悩ませた。進化は徐々に進むと考えたダーウィンは「眼のような構造が徐々に出きるのはおかしいではないか。未完成の眼にはなんの適応的な意義もない」という批判にうまく答えることが出来なかったのである。
 なぜすぐれた眼があるのか?
 19世紀までは、神の「創造説」で説明していた。つまりすぐれた眼は「神のデザインであり」、「種は不変である」。化石は天変地異による滅亡した生物である、と。
 これに対して、19世紀以降の「進化説」では「種は変化する」と考える。ダーウィンは 「種の起源」(1859)を著し、集団内に変異があることに注目した。自然環境による選択が、適者を生存させると考えた(自然選択説)。20世紀に突然変異による変異が重視されて、遺伝学と結びつき、進化説は、かなり明確なものとなった。
 ダーウィンは痕跡器官に注目し、人為選択に注目した。盲点は痕跡器官のように役に立たない器官であるが、このようなものが眼のなかに残っていることは神のデザイン説では考えにくい。
 (註:神の創造説など教える必要は無いという方もいると思いますが、私はそうは判断していません。最近の生徒は自然科学を前提なしに信じるほど単純ではありません。科学に対して不信感を持っています。マスコミがそのような情報操作をすることも原因のひとつです。したがって、たやすく科学不信の知識にとりこまれ、洗脳されてしまいます。宗教化しやすいともいえます。原理や学説も、比較して対立させながら教えることが必要なのです)。

 突然変異による進化を説明するのに適当なものに、ロドプシン・グループがある。ロドプシンは発色団とオプシン蛋白質が結合した色素蛋白質である。
 脊椎動物の錐体細胞には三種類あり、それぞれ青色オプシン、緑色オプシン、赤色オプシンが含まれている。これら三種の細胞が光を吸収した結果、脳の視覚野で色を識別している。色覚の理論では、現在は三原色説が支持されている。
ヒトの色覚のしくみ
▲浜島書店の生物図説より
光の三原色
▲中学校の美術の教科書より
 
補色残像
→右の図は手塚治虫の「ブラックジャック」の一場面だが、手術着は白衣として描かれている。実際の手術着は緑色である。
ブラックジャックより

 補色残像の実験がある。赤色の図形を30秒くらい見せてから、急に取り去ると白壁上には緑色の残像が見えるという現象である。これは網膜の神経細胞の側抑制により赤色錐体に慣れが起こり、白壁が反射した白色光に反応できなくなって、緑色錐体が反応してしまった結果と説明される。
 手術着が白色でなく、緑色である理由は血の色の赤を長く見つめる医師が緑色の残像を見てしまって、手術の邪魔になってしまうのを防ぐためである。
 魚類、両生類、鳥類、爬虫類、哺乳類と色覚オプシンを並べてみると、夜行性の哺乳類は色覚を失っている。オプシン部分の蛋白質のアミノ酸配列を比較してみても、哺乳類はいったん色覚を失ったことが証明できる。
 そして、色覚はサルで復活する。新世界ザルは色覚オプシンを二種類しか持っておらず、不十分である。しかし、ヒトになると、三種の色覚オプシンを持つようになる。それほど簡単にオプシンが復活したりするものだろうか。
 分子の差異を調べてみると、オプシン蛋白質のアミノ酸がたった1個置換することで、緑色オプシンは赤色オプシンになることが分かった(122番目をグルタミンからイソロイシンへ置換)。また、同様に122番目をグルタミン酸に置換するとロドプシンに変わる。

 アミノ酸の相違度はヒトとニワトリで11.9%、ニワトリとキンギョで18.4%、ヒトとキンギョで19.5%であった(七田芳則,2001)。
 しかし、生徒に解説するときには、まずは相同の度合の方で説明する方が理解が良かった。つまり,ヒトとニワトリでは88.1%が同じである、ヒトとキンギョでは80.5%が同じである、と。
 相同および相違度のデータをもとに分岐図を作成することができる。

      分子進化の考え方   

 1)前提となる知識

  遺伝子の突然変異 ←→ DNAの塩基の突然変異
   ↓                  ↓
  表現型の突然変異 ←→ 蛋白質のアミノ酸配列の変異

 2)タンパク質のアミノ酸の相違度
  ▼データ篇                                ▼分岐図 

  A)オプシン
ヒト ニワトリ 11.9%
ニワトリ キンギョ 18.4%
ヒト キンギョ 19.5%

  B)ヘモグロビンのα鎖 アミノ酸 141個のうち
ヒト サメ  79個が相違
ヒト イモリ  62個が相違  
ヒト カンガルー  27個が相違

 3)タンパク質のアミノ酸の置換は一定の時間で進むという仮説
   = 分子時計
  ヘモグロビンのα鎖の場合は600万年/アミノ酸1個と推定されている。

  タンパク質の種類によって、時計の早さは異なる

 4)データをもとに分岐図を書け

 時計を正確に推定しようとする努力は続けられている。
【参考】オプシン遺伝子の進化(宮田隆,1996)
 ロドプシンや色覚オプシンのアミノ酸配列を比較すると,脊椎動物と昆虫の色覚は独立に進化したことや,脊椎動物の系統では,赤緑色オプシン遺伝子と青色オプシン遺伝子が分岐し,後者からロドプシン遺伝子が分岐したことが推定される。つまり,ほ乳類はいったん色覚を無くしたのだ。 
短波長(青) ヒト ロドプシン
トリ ロドプシン
ヤツメウナギ ロドプシン
トリ 緑
トリ 青
ヒト 青
長波長(赤・緑) ヒト 緑
ヒト 赤
無脊椎動物 ロドプシン
    動物の視物質の最大吸収帯と比較  単位はnm (七田芳則と宮田隆の資料から作った)
 生物名 S(短波長)グループ M1(中波長)グループ ロドプシングループ M2(中波長)グループ L(長波長)グループ
キンギョ UV359 青441 緑505,緑508
オオヤモリ 紫( ) 青( ) 青467 緑521
ニワトリ 紫415 青455 Rh503 緑508 赤571
ネズミ Rh500
新世界ザル 青( ) 赤563
ヒト 青417 Rh495 緑532,赤560
 赤色オプシン遺伝子と緑色オプシン遺伝子はX染色体上にある。(両遺伝子は遺伝子重複によって進化した)。青色オプシン遺伝子は起源が古いと考察されている。

 第3の眼がある。ヒトでは脳内にある松果体がそれに相当する。
 トカゲの頭頂眼は第3の眼として知られている。カエルでは第3番目の眼は頭皮に隠れており、ヒトでは脳内の松果体となって眼で受け取った光に反応する役割をしている。松果体は概日リズムを作り出しているが、哺乳類の松果体はメラトニンを分泌する能力しか持っていない。哺乳類以外の脊椎動物(鳥類・爬虫類・両生類・魚類)の松果体は外界の光を感じる光受容体としても働くことができる。

 ニワトリ松果体からはロドプシン類似の構造の光受容タンパク質が発見され、ピノプシン(吸収のピークは468nm)と命名された(1994)。つまり、松果体の光受容蛋白質もロドプシン・グループである。
 手塚治虫のマンガ『三つ目が通る』の額に第3の眼を持つ写楽くんも有り得ないことではなかった?ちなみに、写楽くんのパートナー、「和登さん」はホームズ物語のワトソンのもじり。

 カエル体表の黒色色素細胞が、光受容タンパク質(メラノプシン)を持つことも発見された。メラノプシンはイカなどの無脊椎動物型オプシンであった。カエルの眼には脊椎動物型のロドプシンがあるから、カエルはいわば脊椎動物と無脊椎動物のモザイクであると表現することもできよう(光受容色素から見ればという条件で)。
 さらに最近は、レンズのクリスタリン蛋白質についても、興味深いことが分かっている。クリスタリン蛋白質にはα、β、γという共通の物質があるが、その他に種特異的なクリスタリンがある。アヒル・クリスタリンを調査したところ、なんと乳酸脱水素酵素とまったく同じであった。酵素のような機能蛋白質と、クリスタリンのような構造蛋白質が同種であるというのは驚くべきことであった。しかし、これは一例ではない。他にも酵素と同じクリスタリンが発見されている(宮田,1998)。
 このような事実は遺伝子が重複によって進化したこと、そして、なんらかの前適応があったことを示している。
 前適応という概念は重要だが、現在、高校教科書で前適応が載っているのは私が書いた教科書だけである。

 クモの目も適応と行動を扱うのに良い教材である。クモの目は8眼あるが、視覚型の餌捕獲や誇示行動をするクモ(例えばハエトリグモ)は大きな眼を持っているのに対して、振動型の餌捕獲や誇示行動をするクモ(例えばサラグモ)は小さな眼しか持っていない。また、クモの多くは夜行性であるが、昼行性のクモは色覚を持っていることが分ってきた。
 USAで出版されたZimmerの本「EVOLUTION」の表紙はいろんな動物の目であった。この出版物の補助教材として8時間もの映画によるDVDも発売されている。生物の歴史性や多様性を高校時代に学習することは決して無駄ではない。正しい自然観を形成するうえで重要であると思う。

    参考文献

宮田隆『眼が語る生物の進化』(1996年,岩波書店)
宮田隆『DNAからみた生物の爆発的進化』(1998年,岩波書店)
津田基之(編)『生物のスーパーセンサー』(1997年,共立出版)
大石正・小野高明(編)『光環境と生物の進化』(2000年,共立出版)
日本動物学会関東支部(編)『生き物はどのように世界を見ているか』(2001年,学会出版センター)

行動学会での質問:池田の話題については時間が無いため,質問は無かった。

行動学会での総合討論:話題提供者が話し終えて20分ほどの総合討論では、冒頭にN大学の若手のK氏より「企画の意図が理解できない。教育に対してきちんとした考えをもって臨んでいない行動学者が、口を出せる問題ではない。行動学より細胞・生理・遺伝の方が重要だという議論に答えられないのではないか」と発言した(この発言内容はK氏の何回かの発言を要約したもの)。その発言の真意を確かめるために時間がかかって、議論は進展しなかった。
 K氏をよく知っているという人たちは「挑発的な言い方をしているが、シンポジウムの趣旨に沿った活躍が期待できる人」と評価していたが、一般参加者にはそうは思えなかったのではないか。私自身、K氏の普段の発言の仕方をよく知らないためか、《この人は相当の愚か者だなあ。こんな人が教育大学に勤務して教えているようでは、教育学はますますダメだなあ》と思った。私の次女(大学4年生、文学部行動学科)もシンポジウムを聞いていたが、「趣旨は配布された資料に書いてある。それを見たら分る。あの人はバカだね。各演者に対する質問でも、質問でなくてコメントしたり演説したりする人も多いし、行動学をやっている学者さんにはバカな人がたくさんいるのね」という評価だった。答えに窮した私は「どんな発言でも許容する懐の深い学会なんだよ」と答えたが,娘に「ポスター発表には、ずいぶん程度の低い発表もあったよ」と切り返されてしまった。「いやいや誰でも参加できるんだから」と再び私。次に行動学会で教科書シンポをする機会があれば、この《バカな》K氏をぜひ演者にして、K氏はそこで建設的な意見を開陳することで名誉回復を図って欲しいところである。
 基本的に教育問題はいろんな人がそれぞれの立場で発言してよい分野である。学会に所属する大学人はこれまで教科書や初等中等教育を放任しすぎていた。そしてまた、学会というのは公的な発言権の大きい組織である。そういった組織が教科書問題を取り上げるというのは大切なことだ。
 総合討論では嶋田さんが提案したような具体的な高校生に対する教育内容についての意見、長谷川さんが提案した具体的なアクション(例えば教科書検定を開かれたものにするとか、教科書を学者がレビューする制度を考えるとか)に対する意見が出るべきだった。学者個人が動物行動の面白さについて、一般向けの文章をいくらたくさん書いたところで、状況は変わらない。問題は学習指導要領作成システムや教科書検定制度にあるのである。一般書を書かないよりは良いけれども。

進化学会でのワークショップ時(2002年8月4日)の池田に対する質問より
▼佐倉統より:進化の内容にこだわって教える理由は何でしょうか?
 池田「生徒のなぜという疑問に答えようとすると、究極要因、進化的要因しかないと思うし、暗記ものでない生物学は進化的観点からしか構想できないと思うからです」
▼長谷川眞理子より:これだけ説明していて、生物Iの全範囲を終わるのでしょうか?
 池田「終わりません。しかし、本校では、受験に必要な生徒は、3年生でもう一度履修できるカリキュラムになっています。そのときに全部カバーできますので、一年生全員に対してはむしろ一番大切なことを、教えていくというつもりで、やっています」

関東大会での発表後のウェッブ上での質問より
▼山賀進(麻布中学・高等学校/地学)より:「進化」そのものについて、生命の発生から今日の生物に至るまでの具体的進化、そのトータルな道筋はいかに教えているのですか。[池田:トピック的にあちこちで紹介する程度です]
 上記のページの視葉の図ですが、無脊椎動物の視神経はきれいに左右に分かれているのではなく、右目(左目)の視神経の一部が枝分かれして右脳(左脳)にきているようです。これはどういう意味を持っているのでしょう。つまり、脊椎動物の視神経みたいにきれいに右目(左目)の神経は全部が左脳(右脳)に分かれていることに対するメリット・デメリットは何かです。[池田:わかりません]
 「頭頂眼」は私は「顱頂眼」として知っていた。現在でも「ネットで百科」 では「頭頂眼」の項では「『顱頂眼』を見よ」となっています。(2001/11/23)
▼渡辺 康一 (東北大学大学院農学研究科・資源生物科学専攻 /動物生産科学講座・機能形態学分野 )より:ちょっと検索したら「Microscopy Research and Technique」という学術誌 の53巻1号(2001/04/01)で、鳥類の松果体について特集していました。まだ読んでいないのですが面白そうです。
 URL http://www.interscience.wiley.com/jpages/1059-910X/
 一つの健康法として「朝起きたら朝日を見ると身体のリズムが保たれる」 というのがありますが,光受容機能を失った哺乳類の松果体には視覚から明暗周期を伝えないと正しい慨日リズムを保てないということなんでしょう。意外と理に適っています。(2001/11/24)
 頭頂眼は松果体の細胞が特殊に分化した器官であり,松果体と頭頂眼の2つを併せて松果体複合体と呼ぶのが正しい。頭頂眼は構造状,眼と相似であり,網膜(様構造)を持つ。
 魚類,両生類では松果体自体が皮膚直下まで伸び出している(従って,頭頂眼はないが,松果体が眼の様な組織構造をなす)。
 爬虫類ではトカゲ類が光受容機能に特殊化した頭頂眼と内分泌機能に特殊化した松果体を持つ(カメには頭頂眼が無い,ワニには頭頂眼も松果体も無い)。
 鳥類では頭頂眼はないが,松果体が脳表面に露出する。松果体細胞の光受容構造・外節は退化して線毛状であるが,光受容機能を有する。
 哺乳類の松果体は脳の深部に位置し(齧歯類は一部が脳表面に達する), 光受容機能はない。
 つまり,松果体は光受容性内分泌器官であり,その一部が光受容機能 に特殊化したものが頭頂眼である。広義の頭頂眼(松果体複合体)と狭義の頭頂眼は違う,といったところでしょうか。
 松果体および頭頂眼は第三脳室の膨らみが起源なので,そもそも内腔を持った構造であり,松果体細胞は内腔に向けて光受容機能を持った突起を出しているとのこと。
 頭頂眼でも細胞の光受容部は側眼(普通の眼)と同じ様に内向きでした。しかし,側眼では外胚葉の陥入がレンズとなり,眼胞が杯状にへこんで網膜となるのに対し,頭頂眼では袋状になった膨大部の外側に面した壁がレンズとなり,内側に面した壁が網膜となります。 イカやタコの眼と似ていると云ったのは,光受容器が光の来る方向に向いているということなのだが,細胞は松果体の内腔に向いているので, やっぱり内向き。外向きではない。
 以前に渡辺「頭頂眼が「見える」眼であったら私も面白いと思うのですが,どうもそういう証拠はないようなのです」と断定的に云いましたが,頭頂眼から伸びる頭頂眼神経の投射域が脳の中で側眼の神経投射域と重複しているという報告があるそうです。ひょっ として過去にはある程度「見える」頭頂眼を持った爬虫類がいたかも知 れない?と,まぁ,ロマンを残す余地がありました。 (2001/11/26)

 シンポジウムの企画趣旨(狩野・濱尾・長谷川)

 動物行動学は、生物学の中でも、おうおうにして研究者個々人の趣味性の高い研究分野だと見なされがちである(もちろん、本学会員は虫好き、魚好き、鳥好きetc.の集まりだ)。しかし、行動学はたんなる個別的なテーマの寄せ集めでは決してない。生物個体は、行動を通じて、環境世界に適応し、いのちを次世代へと伝えていく。行動に焦点をあてることによって、そのメカニズム(分子機構、神経系、運動系)、発達(遺伝と環境の相互作用)、機能(生存価)、進化(歴史的由来)の諸相がはっきりと連関して見えてくる。行動学はいわば生物学の十字路であり、入り口なのだ。この意味で生物教育の中で行動に目を向けることの重要性は限りなく大きい。生きた個体の姿から、若い人たちは、ミクロの世界、マクロの世界、生物時間の驚異と不思議を実感していくことができ、暗記科目としての生物学ではなく、生物界の仕組みを統一的に説明する生物学を学ぶことができるはずだ。
 ところが、今、新学習指導要領に基づく検定によって、報道されている「進化」だけでなく、「行動」もが生物教科書からほとんど一掃されようとしている!。<8の字ダンスやパブロフはもとより、霊長類研究所の「アイ」までも、引きずりおろされてしまった>。
 なぜこのようなことが起こっているのか。学校教育で行動学をどのように教えたらいいのか。行動学の大切さをどのように社会に伝えていくべきか。本シンポジウムでは、このような重大な危機に直面して、動物行動学と理科教育の関係についてと問い直し、一般参加者も交えて、本学会が今後取るべき道について考えて行きたい。

 嶋田正和 要旨:2003年度から高校で施行される新学習指導要領は大きな波紋を呼んだ。「進化に関連する内容は生物Iでは扱わない」として、少しでも進化に関連する内容を「不適切」と評価したため、生物Iで検定不合格の教科書がいくつも生じた。しかし、「どのような生物学も進化に照らして扱わなければ意味がない」と言われるほど重要な生物進化に全く触れない生物教科書は、はたして適切か? また、行動に関しては、新課程では生物Iで走性と本能行動だけが残り、学習に基づく行動・知能行動・個体間の情報交換・活動リズムなどが大幅に削除となった。さらに、今年度から新学習指導要領が施行された中学では、理科で「進化」が削除された。しかし、高校では理科の必修枠が大幅に軽減され、高校生物を全く履修しない生徒が大量に生じるだろう。彼らは、生物進化や動物の行動を学ばないまま、大人になるのである。本講演では、科学リテラシーの危機ともいえる今回の学習指導要領改訂を取り上げ、中等教育での進化や行動の教え方はどうあるべきかを探りたい。

 長谷川眞理子・長谷川寿一 要旨:2003年度の高校の生物教科書では、動物行動に関する記述が大幅に削減された。ここでは、まず、教科書ができるプロセスと検定制度の仕組みを説明し、ついで、多くの動物行動に関する記述がなぜ、どのようにして消えて行ったのかを具体的に見て行くことにする。調査対象にしたのは6社の教科書作成会社が文部科学省の検定意見に対して作成した修正書(のべ1000ページ以上)であり、この文書から文部科学省の検定(むしろ検閲に近い)の実情がはっきりと浮かび上がる。消されてしまった内容を復活させることは困難だが、これからの理科教育の中で、行動をどのように盛り込んでいくかについての提言も述べてみたい。

 池田博明 要旨: 単元「刺激の受容と反応」を生理学の範囲に限定した検定のため、動物行動学は 扱えなくなり,生態分野は「生物II」に移行した。「生物I」の範囲は生徒の「な ぜ?」という疑問に至近要因で答える説明ばかりである。しかし,行動の意味を 理解するためには進化の観点が不可欠である。究極要因を探る姿勢は「生物I」を 単なる暗記科目ではなく,考える科目に変える。「生物I」の単元で,どのくらい 進化や行動生態学にリンクして授業が可能か,具体例を紹介したい。特に目や視 物質の適応と進化は最近の研究が教材として扱いやすく,行動学との関連性も高 い。クモの目と行動も良い教材である。検定で削除された「動物の反応と行動」例 とその理由も紹介する。

 濱尾章ニ 要旨:社会教育の場では、市民を正しい生物(学)の理解へと導くことが重要である。その際、動物行動は教材として適した生命現象である。まず第一に、現象自体が目を引き、理解しやすい。第二に、生物理解を深めるのに必要な究極要因,至近要因の説明がしやすい。第三に、仮説検証による科学的探究の方法を分りやすく説明する上でも適している。最後に、行動は、あらゆる生命現象の理解に不可欠な進化的視点を理解するのに最適である。例えば、集団にとって有利な性質が進化するという誤解を解くためには、子殺し行動が最良の材料となる。社会教育の現場では、極力実物を見せる,一方的な教授にならないように対話形式をとるなど様様な工夫をしながら、行動を取り上げた生物教育がなされている。しかし、進化的視点について十分に扱うためには体系的な話をする機会が限られる、指導者側に専門家が少ないといった問題がある。

 桑村哲生 要旨:動物行動学のキーワードは、「個体」「関係」そして「進化」である。行動する単位はもちろん個体。行動は個体内外の関係から生まれ、新たな関係を作る。さまざまな生物学的環境条件(餌や敵としての他種、社会的環境としての同種)や物理化学的環境条件の刺激を受けた個体の体内で、神経系や内分泌系そしてDNAが関係して行動が生まれる。その刺激と体内のメカニズムを調べるがいわゆる直接因の探求である。一方、行動は環境条件に影響を及ぼし、その関係の繰り返しから行動は進化する。ある行動がより多くの子孫を残すこと(適応度)にどのように関係しているのかを調べるのが、いわゆる究極因(行動の意味・目的)の探求である。つまり、動物行動学はミクロの生命科学とマクロの生物科学の双方との関係をもつ。そして、われわれ人間も行動する。ゆえに、動物行動学は生物学の枠内に納まり切らず、心理学・教育学・社会学・政治学・経済学などの人文社会科学との関係をもつことになる。では、いつ、どの教科書で動物行動学を教えるべきなのか?

 嶋田正和氏の講演内容から


 文部科学省で振れる基準
 これまで、ずっと学習指導要領は教科書の記述の上限であると言って来た。
 ところが、2001年9月にIでは上限と言い、2002年7月にはIIでは1〜2割程度発展的な記述を認めると明言した。
 発展と明記すれば、Iでも中学では一割、高校では2割程度の記述を認めると言い出し、遠山文部大臣は2002年8月のNHKテレビ討論で、遂に「総合的な学習の時間」を教科の発展的な内容を学習するのに使っても構わないと発言した。


 今後、生物内容をどうするべきか
 (1)中学理科の内容を復活させる 
  科学リテラシーとして、進化の事実、進化の見方を遺伝と関連して教える
 (2)高校生物で行動の分量を現行レベルまで復活させる
 (3)生物IIでは「進化のしくみと系統」を中心に扱う。
  遺伝的浮動とランダムウォークを教えるのは難しくない
 (4)生態分野は生物Iに置く
  行動の適応価は生態に置く。
 (5)分類体系は巻末付表に置き、暗記を強要しない
 (6)分子系統樹は系統進化で扱う
  行動の系統進化も扱えることを教える






 

日本進化学会でのワークショップでの発表(池田の発表を中心に)

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