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電話 : 03－5835－3917

発行所：㈳自然資源保全協会（ＧＧＴ）

2012 年 1 月 1 日発行

あけましておめでとうございます
昨年中は GGT の活動に格別のご支援、ご協力を賜り、厚くお礼申し上げます。
また、東日本大震災により被害を受けられた皆様に、改めて心よりお見舞い申し上げますとともに、被災地の一日も早い復旧、復興のためできるかぎり支援を続けさせていただきます。
本年は、6 月のリオ＋ 20 地球サミット、9 月 IUCN 総会、10 月生物多様性条約締約国会議など環境問題をめぐる重要な国際会議が数多く予定されております。野生生物資源の持続可能な利用の実現に向け、GGT 活動を展開していく所存です。より一層のご指導、ご鞭撻をお願いします。
GGT 事務局一同

どのようにして多様な生物が生じたのか？
日本エヌ・ユー・エス株式会社

環境科学研究所北村徹

生物の進化について考は、アミノ酸（あるいはタンパク質）える場合、どうしても遺を指定するという意味において非常伝学の知識が必要になる。に重要となるが、その仕組みは 3 つ

そこで、簡単に遺伝学に繋がった塩基の配列（コドン）が 1ついて触れてみたい。まつのアミノ酸を指定しているというず、DNA という言葉につシステムである。これは、タンパクい て で あ る が、DNA と質を構成する 20 種類のアミノ酸をは deoxyribonucleic acid

4 種類の塩基で指定する場合、2 つ（= デオキシリボ核酸）のの塩基の繋がりでは 4 × 4 ＝ 16 通略であり、厳密にはリンりしかないため、どうしても 4 × 4酸とデオキシリボースと× 4 ＝ 64 通り必用であることから

生物多様性条約の第 10 回締約国塩基から構成されるヌクレオチドがも明らかである。ただし、64 通り会議が、2010 年に名古屋で開催さ繋がった化学物質である。なお、塩の組合せを用いると 20 種類のアミれる事が決まって以来、全国で生物基にはシトシン、アデニン、チミノ酸では余りが出てしまうため、実多様性に関するイベントが行われ、ン、グアニンという 4 種類が存在し、際には複数のコドンにより単一のア生物多様性という言葉も一般的に各々 C、A、T、G として略記される。

ミノ酸が指定されている。例えば、なってきた感がある。また、生物多また、ヌクレオチドの鎖同士はアデグリシンというアミノ酸をコードす

様性に関する書籍も多く書店に並ぶ

ニンとチミン、及びグアニンとシトるコドンには GGT、GGC、GGA、ようになり、生物多様性に関する理シンという組合せを保ちながら、2GGG という 4 種類が存在し、1 番解も広がってきたように思える。そ本が 1 組となった状態で螺旋構造目および 2 番目の塩基が GG といこで、もう少し生物多様性の理解ををとる。このような DNA 二重螺旋う並び方であれば、3 番目の塩基が深めるために、どのようにして多様自体は何の働きも持たないが、ヌクどの種類であってもグリシンが指な生物が生じたのか？について、生レオチドの並び方がアミノ酸を指定定される。なお、DNA からタンパ物の進化を通して考えてみたい。

し、指定されたアミノ酸が結合するク質が作られる過程は大別すると、事によってタンパク質が作られるたメッセンジャー RNA（mRNA）がめ、DNA は生物の基本設計図と呼DNA の塩基配列を読取る転写といばれるのである。

う段階と、mRNA の配列に従って

シーラカンス

基本的な構造～DNA・遺伝子・ゲノム～

DNA の塩基の並び方（塩基配列）

トランスファー RNA（tRNA) がア1

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ミノ酸を結合させていく翻訳という酸に翻訳される領域は DNA 全体の持っているとすれば、全ての生物が段階とに分ける事ができる。紙面の3 ～ 5% と言われている。

同じ生命維持システムを持ち、同じ都合で詳細には触れないが、興味の脊椎動物に代表される 2 倍体生外部形態を示す事になるだけでなある方は専門書を読んでみて欲し物の場合には、父親と母親から別々く、そもそも生命の起源が短い核酸

い。に DNA を受継ぐため、減数分裂に（DNA あるいは RNA）断片から始

なお、タンパク質を構成するアミよって作られる生殖細胞を除くと、まったとすれば、最初の核酸断片はノ酸配列の長さは決まっているた

人の場合には 30 億塩基対の DNA変化しないまま代々受け継がれ、よめ、塩基配列の長さはコードする

二重螺旋が 2 セット細胞内に存在り複雑な生物体が誕生することは無タンパク質のアミノ酸配列長の 1/3することになる。この子孫に受継がいという状況になってしまう。従っとなり、最初のアミノ酸をコードれる DNA 二重螺旋 1 セットをゲノて、DNA の複製には生物体あるいするコドン（開始コドンはメチオムという。なお、ゲノムは細胞分裂は種の系統を維持できるだけの安定ニンをコードする ATG）から始まに伴い複製される際には染色体とい性と、生物に多様性をもたらし進化り、最後のアミノ酸をコードするコう形態をとり、複数の染色体セット（種分化）するだけの変異性が要求ドン（三種類の終止コドン）で終わとして分裂後の細胞に振り分けられされる事となるが、この多様性をもる事になる。この 1 つのタンパクる。

たらす遺伝的変異の源は、ゲノム全質を合成するために必用な 1 セッ体にランダムに生じる突然変異であトを遺伝子と呼ぶ。ただし、遺伝子DNAの複製は単純に開始コドンから終止コドン～安定と変異～遺伝的多様性まで、アミノ酸をコードする塩基が2る。

～DNAの変化への時間軸の導入～

繋がっているのではなく、アミノ酸生物の細胞は生物体を構成する体に翻訳されるエクソン領域と、途中細胞と、子孫を残すための生殖細胞で切出されてしまいアミノ酸には翻とに大きく分けられる。体細胞は通このように生物の遺伝的多様性訳されないイントロン領域とに分か

常の細胞分裂、生殖細胞は減数分裂

は、生物体（種）を維持するためのれる。エクソンとイントロンの構成によって増殖し、それに伴い DNA安定性と、進化（種分化）するためはコードされるタンパク質の種類にも複製されていく。最初に親 DNAの変異性との絶妙なバランスによりよって異なるが、これらエクソン領の二重螺旋が 1 本鎖となり、各 1維持されている。このバランスのと域とイントロン領域を含めて構造遺本鎖の塩基と相補的な塩基（アデニれた突然変異率は、生物の種類や生伝子と呼び、一般的には遺伝子といン A とチミン T、グアニン G とシ

物学的特長（繁殖形態、寿命、あるう言葉は構造遺伝子を意味する場合トシン C）が次々に連結される事にいは成熟年齢等）によって異なるが、が多い。なお、遺伝子の中にエンよって、同じ塩基配列で構成された

1 世代 1 遺伝子あたり凡そ 10-6 ～ハンサー（転写を活性化する領域）、DNA 鎖が複製される。

10-9 程度と言われている。なお、プロモーター（転写開始に係わる領DNA は生物体を維持するために突然変異率は生物種によって異なる域）、サイレンサー（転写を抑制す必用となる情報を記録しているたが、遺伝子の種類によっても異なっる領域）といった転写調節領域を含め、DNA の塩基配列は正確に複製ている。この理由は、突然変異によっめる場合もある。

されて分裂後の細胞に分配される必て生じるアミノ酸の変化を許容でき

ところで、人の DNA は 30 億塩要がある。また、同様の理由から生る程度が、遺伝子の種類によって異基対で構成されており、人体を構成殖細胞にも忠実に複製 DNA が分配なるためである。例えば DNA 二重する約 60 兆個の細胞全てに含まれされ、親と同一の DNA が子孫に受螺旋を保護するタンパク質であるヒている。細胞 1 つに含まれる DNA継がれないと子孫を維持する事がでストン H4 は、生命を維持する上では、幅は 2 ナノメートルと非常にきない。従って、DNA の複製は非細いのに対して長さは 1 メートル

常に高い精度が要求されることになにも達し、人の体に存在するといわる。しかしながら、1 塩基の間違いれる約 10 万種類のタンパク質に関もなく DNA が複製されて、全く同する遺伝子をコードしている。しかじゲノムが子孫に受け継がれていくしながら、上述したイントロン領域のであれば、生物が変化（進化）すや、その他遺伝子として機能している事は不可能となる。つまり、地ない配列等を除くと、実際にアミノ球上の全ての生物が同一の DNA をラブカ

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非常に重要であり、僅かなアミノ酸種方が提案されているが、もっとも一の変化によっても、個体の発生が正～形態学的意義と遺伝学的意義～

般的な考え方としては、①河川争奪常に進まなくなる。そのため、ヒスや造山運動等の地理的変動によってトン H4 の遺伝子に変異が生じた個

さて、遺伝的多様性は絶妙なバラ

1 つの集団が 2 つに分かれる、② 2体は死亡してしまい、その変異は子ンスを保ちながら、各々の生物種内つに分かれた集団間を移動する個体

孫に受継がれない事となる。一方、で維持されているが、生物種の間でが物理的な障壁によって減少し、最フィブリノーゲンが血液凝固のための遺伝的差異は同一種内の遺伝的差終的に連絡が途絶える、③交流の無フィブリンに変化する際に切出され異よりも大きい事が期待される。そくなった 2 集団には、各々独自のるフィブリノペプチドは、切出されれでは“種”という概念は、どのよ遺伝的変異が蓄積していく、④時間た後には特に機能を持たないと考えうにして理解したら良いのだろうの経過にしたがって両集団間の遺伝られている。そのため、フィブリノか。一昔前まで幅広く認められて的差異が大きくなる、⑤遺伝的差異

ペプチドのアミノ酸配列が多少変化いた種概念は、類型学的種概念であが大きくなるにつれて、繁殖行動しても生命の維持には問題無い。そる。この考え方によると、種は①同や交尾器等の生殖に関する特徴がのため、フィブリノペプチド遺伝子一の本質を分け持つ類似の個体から異なってくる、⑥再び 2 つの集団に変異を生じても、その個体は死亡なる、②他の種から明瞭な不連続性が会合しても生殖的隔離が成立してせずに遺伝的変異は子孫に伝わる可によって分離される、③空間、時間おり、互いに交雑出来ない状況とな能性が出てくる。2 種類の遺伝子のを超えて定常的である、④種内の変り別種として認識される、というス事例から、突然変異が発生する頻度異は限定されている、という 4 つテップを想定する異所的種分化説が自体は同じであっても、生命あるいの特徴を有している。しかしながある。

は生物の種を維持する上で重要な遺ら、生物に関する研究が進むにつれ伝子ほど、突然変異は子孫に伝わらて、生物には種内変異が普遍的に存

進化ず見かけ上の突然変異率が低くなる

在し（定常的ではない）、外部形態～多様な生物種の誕生～という事が理解できると思う。とこからは識別できない隠蔽種・同胞種

ろで、突然変異は時間軸に対して一が存在する（明瞭な不連続性の確認

生物種は各々の種が維持出来る範定の速度で生じている上、遺伝子のが困難）事が明らかとなってきた。

囲内で遺伝的多様性を蓄積し、異所重要度によって突然変異が子孫へ受そのため、近年では生物種を「生理的種分化等のシステムによって生物け継がれる確率が異なるため、この的、形態的あるいは行動的障壁に種を増やしてきた。もちろん 35 億

見かけ上の突然変異率を置換速度あよって、他のグループから生殖的に年とも言われる生物の歴史の中で、るいは進化速度と呼ぶ。

隔離された、互いに交雑する自然個生物は常に増加の一途を辿ってきた

ところで、遺伝子の重要度によって体群」であると説明する、生物学的訳ではない。アンモナイトの多く

置換速度が変化するとすれば、生物種概念の考え方が一般的になってきの種が絶滅した三畳紀末の大量絶滅個体に全く影響を与えない突然変異ている。つまり、形態学的な違いよや、恐竜が絶滅した白亜紀末の大量の速度が最も速くなる事が予想さりも、互いに自然交雑する事が可能絶滅等、これまで数度の大量絶滅をれる。このような塩基配列の変異とであるかどうかが別種であるかの判生物は経験してきた。また、日常的しては、先ほど説明したアミノ酸の断となる。さらに、自然交雑するたにも生物種同士は種族を維持するた変化を伴わない塩基の置換が考えらめに重要となってくる繁殖方法、生めの生存競争にさらされており、それる。例えばグリシンをコードする殖器の形状、受精や胚発生の仕組みの結果として自然淘汰された生物種

コドンには 4 種類有るが、コドン 3等は遺伝子によって決められているも多い。つまり、突然変異によって番目の塩基がチミンからシトシンにことから、遺伝子の違いは同一種内遺伝的変異を蓄積した生物種は、物変化してもアミノ酸は変化しない。

よりも異なる種間の方が大きくなる

理的障壁等によって生じた遺伝的隔

このように、DNA の変化がアミノと考えられる。

離によって種内変異の壁を乗り越え酸の変化を伴わない塩基置換を同義

このように、生物種とは互いに交て種分化を成し遂げ、種分化した生置換、逆にアミノ酸の変化を伴う変雑する自然個体群であるとすると、物種同士は生存競争を行いながら、化を非同義置換と呼ぶ。もちろん、新たな種が生じる（種分化）というより環境に適応した種が自然淘汰を同義置換は非同義置換よりも置換速事は、ある自然個体群が交雑出来な潜り抜けて、さらに適応範囲を広げ度は速い。

い複数の集団に分裂する事である。

ながら種分化を繰り返してきたとい

種分化の理論については様々な考えう生物の歴史が想像される。

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このような考え方は、「すばらして自然選択された結果であると説が進むにつれて、生物の進化が小さい生物種が際限なく発展してきた」

明されている。
“種の起源”や“現な遺伝的変異の蓄積だけで生じていという言葉を記したダーウィンの代総合説”が果たした役割は大きるのではないことが明らかになって“種の起源”で既に提案されていた

く、現在でも生物の進化を説明すきている。どのようにして多様な生考え方である。また、マイア等の進る理論として十分に支持されてい物が生じたのか？という壮大なテー化学者の努力によって構築された進る。しかしながら、よりダイナミッマに世界中の研究者が挑戦している化の現代総合説においても、化石等クな遺伝的変異が進化に及ぼす影響中、その貴重な材料である生物種をで確認される生物種の外部形態に生や、進化発生生物学（Evolutionary

保全し、彼らの新たな成果を楽しみじた大きな変化や多様な生物の出現

Developmental Biology：Evo/に待ってみるのも良いのではないだ

は、偶発的に起こる突然変異によっDevo）の分野で研究されているツー

ろうか。て生じた小さな遺伝的変異が長い時

ルキットタンパク質が進化に果たす間をかけて蓄積し、自然淘汰によっ役割など、進化に関する様々な研究

クジラ化してきたフカヒレ議論
11 月に大西洋まぐろ類保存国際委員会年次会議 (ICCAT) がイスタ

4

メにもリリースせよという圧力がかケットボールのスターだった姚明

かることが予想される。

( ヤオミン ) 選手や俳優ジャッキー・ンブールで開催された。地域漁業管混獲されるサメ類に対する上記のチェン、ごく最近では英国ヴァージ

理機関 (RFMO) としてマグロ類のような措置は、GGT が推進していングループ会長のリチャード・ブラ保存管理措置を毎年取り決めているる完全利用・有効利用の否定である。

ンソンも担いでいる。のだが、最近白熱化しているのが混

サメ資源は 70 億人の食糧危機を救NBA の中国人スタープレイヤー獲生物であるサメ類に関する議論でう貴重なタンパク源であり、フカヒ姚明をキャンペーンに利用した結ある。

レもコラーゲンが豊富な有用な食材

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魚体重の５％を超えないように義務

1 万ドルから 5 万ドルの罰金が課せウントする店も現れてきたらしい。

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港 が 2012 年 1 月 1 日 か ら レ ス ト

している。

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これらの環境団体は潤沢な資金

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