Back to chapter

31.4:

自然淘汰の限界

JoVE Core
Biologie
Un abonnement à JoVE est nécessaire pour voir ce contenu.  Connectez-vous ou commencez votre essai gratuit.
JoVE Core Biologie
Limits to Natural Selection

Langues

Diviser

ナレーター]自然選択は、生物を環境に完全に適合させる 驚くべき適応を生み出すことができます。これは例えば、蛾が天敵である鳥から自らを 保護するカモフラージュなどです。ただし、自然選択が 常に最適な適応をもたらすとは限りません。実際、いくつかの要因が自然選択に 深刻な制限を課し、生物とその環境の 完全な調和の進化を妨げることがあります。第一に、自然選択は 利用可能な表現型の変異にのみ作用します。たとえば、より速い対立遺伝子が遺伝子プールで利用できない場合、または遺伝子の流れや突然変異によって導入されない場合、鳥の集団はより速く飛ぶように進化することはできません。第二に、自然選択は 遠い祖先によって確立された発達上の特徴によって制限されます。たとえば、鳥は4本の手足を持つ非飛翔脊椎動物から進化し、先祖から発達計画を受け継いだため、翼がゼロから生じた可能性は ほとんどありません。代わりに、手足の既存のペアを継続的に変更することで、動力飛行の進化が可能になりました。第三に、選択は生物のレベルで作用し、個々の特徴には作用しません。これにより、ある特性の適応が 別の特性の犠牲のうえに成り立つことがよくあります。たとえば、ダチョウは、長い脚と その環境に適した大きな体を持っています。しかし、その巨大な体は飛行するには大きすぎるのです。

31.4:

自然淘汰の限界

環境にうまく適応した生物は、生き残り、繁殖する可能性が高いです。しかし、自然淘汰は完全に適応した生物を生み出すわけではありません。いくつかの要因が自然淘汰を制約しています。

ひとつは、自然淘汰は既存の遺伝的変異にしか作用しないことです。例えば、象の牙が赤いと、象牙を狙う密猟者を抑止することができ、象の生存率が高まると考えられます。しかし、赤牙の遺伝子変異(対立遺伝子)が存在しなければ、自然淘汰によって赤牙の普及率を高めることはできません。対立遺伝子は最初から存在するか、突然変異によって生じる必要があります。

また、トレードオフも自然淘汰を制限します。赤い牙の対立遺伝子は、密猟から身を守るかもしれませんが、牙をもろくし、戦闘や採餌に役立たなくなるかもしれないです。

ゲノムレベルでのトレードオフが存在するのは、自然淘汰が対立遺伝子ではなく個体に作用するからです。同じ染色体上の隣り合った遺伝子はしばしば連鎖により一緒に継承されます。赤牙の対立遺伝子が不妊の原因となる対立遺伝子と一緒に受け継がれた場合、赤牙は消滅する可能性があります。

中間的な形質もまた、自然淘汰を制約することがあります。例えば、伝統的な牙、赤い牙、中間的なバラの牙の3つのバリエーションを持つゾウの集団を想像してほしいです。バラの牙は、伝統的な牙のように密猟者に欲しがられるかもしれませんし、赤の牙のように脆いかもしれません。中間的な表現型が有害であることは、象の集団において伝統的な牙から赤い牙への移行を制限する可能性があります。

自然淘汰は一般的に集団の生存・繁殖能力を高めるものですが、他の進化のメカニズムでは逆の効果をもたらす可能性があります。また、自然災害のような移動(遺伝子流動)や偶然の出来事(遺伝的浮動)によって、有害な対立遺伝子が導入されたり、有益な対立遺伝子が消去されたりすることもあります。進化は完璧を目指すものではなく、集団にかかる圧力が組み合わさった結果なのです。

Suggested Reading

Al-Shawaf, Laith, and Kareem Zreik. 2017. “Richard Dawkins on Constraints on Natural Selection.” Encyclopedia of Evolutionary Psychological Science, 1–5. [Source]

Barton, Nick, and Linda Partridge. 2000. “Limits to Natural Selection.” BioEssays 22 (12): 1075–84. [Source]