質問: 進化論の疑問 自然淘汰を説明するために、キリンの首の例がよく引き合いに出されます。確かにキリンの場合、ほかの個体よりも少しでも首が長ければ、より高い位置にある木の実などが食べやすくなりますので、生存競争には有利になるかも知れません。ですから、「突然変異によって首の長いタイプが生まれるたびに、従来型の首の短いタイプが淘汰されていき、現在のキリンになった。」というのは、なんとなく頷くことができます。 しかし、生物の形質には、何段階もの進化のステップを踏まない限り、有用な形質にまで至らないものがたくさんあると思います。 例えば、哺乳類がこの世に誕生したときのことを考えてみます。そもそも哺乳類は爬虫類から進化したものなのか、それとも鳥類から進化したものなのか、わたしには全くわからないのですが、哺乳類となる前は、やはり卵を産んでいたのではないでしょうか。「卵を産んで子孫を残していた動物が、たった一回の突然変異によって、卵を産むのをやめて、いきなり赤ん坊の状態で産むようになった。」というような劇的な変化は、さすがに考えられません。一般的に進化といわれているものは、徐々に連続的に変化していくものなのだと思います。ですから、この場合も事前に緩やかな突然変異を何度も繰り返しておいて、全ての準備が整った時点、つまりは哺乳類として妊娠・出産するための構造が完成した時点で、その新しいシステムを採用したのでしょう。ここで疑問が生じます。進化途上の造り掛けの構造は、全く機能しませんので、生存競争には一切関与しなかったということになります。そのような役に立たないものを退化させずに何世代にも亘ってもちつづけることができたのは、なぜでしょうか? しかも、ただもちつづけただけではありません。まるで完成形というゴールを目指すかのように着実にステップ・アップをしていくことができたのは、いったいなぜでしょうか? ほかにも、ヒトの発汗を司る構造や植物の光合成を司る構造など、進化の途中段階ではなんの役にも立たなかったと思われるものは、生物界にはいくらでも例があると思います。これらは、なぜ、適者生存の法則とは無縁のまま、より高度なしくみへとステップ・アップを繰り返していけたのでしょうか? ご教示のほどよろしくお願いいたします。できれば、高校生でも理解できる程度の易しい解説をお願いいたします。
回答: no.5のjagar39再びです。 「突然変異」というのは別に「大きく変わる」ことを意味する言葉ではありません。たった1塩基が変わっただけでも、それがアミノ酸の変異をもたらさない変異でも、「突然変異」です。まあ変異は全て「突然」なので、突然変異という言葉ももうあまり使わず、単に「変異」と言ってますが。 たった1塩基の違いが目で見て判るほどの「大きな違い」を生み出すことはけっこうあります。ただし、それはほとんど全ての場合で有害の変異で、生存にはとても不利な変異です。それどころかそもそも産まれてくることすらできない変異がほとんどなのでしょう。 そのことから「突然変異のほとんどは"不利"なのだから、それを前提とした進化論は間違っている」と言う人もいるようですね。 ・・・まあそれは50年前の議論ですが。 「観察」されるほどの大きな差を生む変異は「ほとんど全てが不利な変異」というのは間違いないでしょう。 「有利な変異」は、観察されにくいほど「小さな変化しか生まない変異」ということです。 キリンの首を例に考えると、原種はシマウマ程度の大きさだったとすると、いきなり20cmも首が長い個体が出現すればそれは「突然変異」として認識できるでしょうが、おそらくその変異は"不利"です。首が長くなれば、その首に血液を送るための心臓の強化、足腰の強化が伴わなければ有利にはならないからです。首が長くなると頭を上げ下げしたときの血圧変化も大きくなりますから、それを吸収するシステムも発達しないと脳出血で死んでしまいますし。 そもそも高い首に血液を送るため血圧は高くなります。現生のキリンの血圧は、人間だったら即入院で絶対安静を命じられるくらい高いです。ですから、その高血圧に耐える血管等のシステムが必須です。 ですから突然20cmも首が長い個体が突然変異によって現れても、それは「淘汰」される運命でしょう。 では5cm首が長い個体が現れればどうでしょう。 それは観察していても「突然変異」とは認識できないでしょう。「個体差」としてしか認識できないですよね。 でも、5cm首が長ければ5cm分、生存に有利です。また心臓等の体の他の部分の強化を伴わなくてもさほど不利ではありません。というより、有利な点と不利な点を差し引きしても有利、ということになるでしょう。 ですからその「5cm首が長くなる変異」は選択されて集団内に定着することになるでしょう。その集団内に「心臓が強くなる遺伝子」が出現すれば、その遺伝子もまた選択され定着することになります。その集団に「さらに首が5cm長くなる遺伝子」が出現すれば、それもまた選択され・・・というのが進化のプロセスです。 重要なのは、それらの変異の大半、というよりほとんど全てが「個体差」としてしか観察できないほど「小さな変化」を生むモノでしかない、ということです。 ですから、その遺伝子が自然選択によって集団内に定着する速度も遅いです。 「大きな集団、長い世代数で見ると、平均して繁殖成功率が少し高い」という程度のものです。それでも確かに長い時間の間にその遺伝子は集団内に定着していきます。 その時間は、環境によっても変わります。 5cm首が長いことが「と~っても有利」な環境下では、その遺伝子が定着する速度は早いでしょう。その「どれだけ有利か」というのを淘汰圧とか選択圧と呼びます。 淘汰圧が高ければ進化が早い、という最も典型的な例がヒトによる家畜の品種改良です。 犬は1つの原種(オオカミ)からスタートしているのですが、たった数万年でチワワからセントバーナードに至るまで、大きさも性質もここまで多様化しています。 少なくとも、普通に「進化」という場合のプロセスのほとんどは「突然変異と自然選択」によって説明可能です。というより、突然変異と自然選択が唯一の「矛盾なく説明できるプロセス」です。