食物連鎖のシミュレーション実験(Scratch)

ケン博士
サイエンストレーナーの桑子研です。このサイトで科学を一緒に楽しみましょう。 

#食物連鎖 の単元について、ピラミッド構造になるのかどうか?というのを単純な #実験#Scratch でプログラムで組んでみました。登場するのは、草( #生産者 ) 、うさぎ( #第一次消費者 )、熊( #第二次消費者 )の3つで(カッコ内は設定)、うさぎは草を食べ、熊はうさぎを食べるという関係にあります。1年を考えて、草を食べたうさぎは○がつき、うさぎをたべた熊は○がつきます。

また1年後(時間でいうと12)に食べ物にありつけなかった動物はひっくり返って死んでしまうという設定です。1年たったときのうさぎとくまの数がどうなっているのかを見ていようという意図で作ってみました。

参考までに次はうさぎとやまねこの変動について

生命試研究館 引用:https://www.brh.co.jp/publication/journal/064/research_1(2021-12-31)

うさぎと熊が出現する場所はランダムです。また動きもランダムです。やるたびに、動きや位置が変わっていきます。

草10、うさぎ7、くま2食物連鎖(ピラミッド)のシミュレーション

https://scratch.mit.edu/projects/622521838/

うさぎの数、熊の数がどうなっているのか?を記録していくと面白いかもしれません。草は次の年も同じ数はえてくると過程して、くさについては記録をしないような設定で考えています。食物にありつけなかった動物の数も数えてみてもいいかもしれません。

表計算(スプレットシート)

また死んだうさぎと熊の数をとって、次の年もいきられるのか?をやってみると面白いかもしれません。その場合は原本のプログラムから、うさぎや熊を取り除いてください。プログラムなので、好きに自分で条件を考えていろいろと変数などを変えてみても面白いと思います。

ステージのところで変数を変える事ができるように作っています。自分で変えて実験をしてみましょう。

草10、うさぎ10、くま10食物連鎖(ピラミッド)のシミュレーション

https://scratch.mit.edu/projects/622018092

例えば、このプログラムでは草が10、うさぎが10、くまが10という状態から、数がどれくらいで落ち着くのか?を調べてみました。ちなみに設定として草は次年度に10に復活、うさぎは残ったかの2倍に増える、くまはそのままということにしてみました。はじめ草10、うさぎ10、くま10ではじめてみましたが、一度うさぎが減った後に、食べ物が減ったためか、5年目、6年目には、くまが2で落ち着き、うさぎはまた増えました。

課題としては、くさは今の所影響なしというようにしているのですが、くさの影響も考えるような設定にしたらどうか?その上で、なんらかの原因で、うさぎが増えた場合に、くさが減って、くまがふえる、そして次にうさぎがへって、くまがへり、またピラミッドがもとに戻る( #生物のつり合い )のようなものがシミュレーション上でも確認できるのか?などが気になっています。

以下スタート数を変えたときのものです。適宜ご利用ください。

草10、うさぎ3、くま10食物連鎖(ピラミッド)のシミュレーション

https://scratch.mit.edu/projects/622527162

草3、うさぎ10、くま10食物連鎖(ピラミッド)のシミュレーション

https://scratch.mit.edu/projects/622522848

草10、うさぎ3、くま10食物連鎖(ピラミッド)のシミュレーション

https://scratch.mit.edu/projects/622522472

草10、うさぎ10、くま3食物連鎖(ピラミッド)のシミュレーション

https://scratch.mit.edu/projects/622527653

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