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2024-05-28 20:03:16
探検する
え進化は私たちの周りで常に起こっています。ほんの数世代という一瞬のうちに、ある種の個体群全体を大きく変えることもあります。
ダーウィンフィンチはガラパゴス諸島原産の鳥です。1970年代、プリンストン大学の進化生物学者ピーター・グラントとローズマリー・グラントは、これらの島の鳥の進化を実証する最初の研究を行ったことで有名です。干ばつとエルニーニョによる洪水が交互に起こるため、島では鳥の主な食料源である種子の種類が豊富になります。これらの種子の違いが、フィンチのくちばしの大きさの違いに有利に働くことをグラント夫妻は発見しました。わずか数年の間に、島のフィンチの主なくちばしの大きさは劇的に変化し、一部の鳥は死に、他の鳥はその特徴を子孫に伝えました。
しかし、環境条件への短期的な適応（ミクロ進化と呼ばれることが多い）が、長い時間をかけて異なる種がどのように出現するかなど、長期的な進化のパターンとどのように関係するかを理解することは、進化生物学の最大の課題の 1 つであり続けています。多くの生物学者は、鳥のくちばしのサイズなど、特定の形質における高いレベルの遺伝的変異は、新しい環境条件が安定し、特定の特徴が選択されるにつれて、時間の経過とともに消えていくと想定してきました。言い換えれば、短期的な進化のパターンは長期的な進化のパターンとほとんど関係がないということです。
遺伝的変異は進化に必要な基盤です。
しかし、このジャーナルに掲載された新しい論文は 科学 研究者らは、実際には、短期間で非常に変化に富み、急速に進化する形質が、新しい種の長期的進化の方向性を形作るのと同じ形質であることが多いと主張している。論文を執筆した研究者らは、129種の現生種の410の形質に関する膨大なデータセットと、1000万年前から760万年前までの植物と動物の化石サンプル10,594点を精査した。このデータを使用して、くちばしのサイズ、子孫の数、花のサイズなど、種を超えた多くの重要な形質の環境圧力に対する反応をグラフ化した。
論文の共著者であるノルウェー科学技術大学の生物学者クリストフ・ペラボン氏は、短期的進化と長期的進化という2つの尺度の間に強い関係があり、それが複数の種と時間スケールにわたって一貫していることに、自分と同僚たちは驚愕したと語る。「これは非常に驚くべきことでした」と同氏は言う。
ペラボン氏は、この発見は、形質が数世代にわたってどれだけ容易に変化するか（彼らはこれを進化可能性と呼んでいる）が、その形質が長期的に存続するかどうかを予測する上で、1930年代から使用されている遺伝率と呼ばれる、ある世代から次の世代にどれだけ忠実に受け継がれるかなどの他の指標よりも優れた方法であることを示唆している、と述べている。ペラボン氏と彼の同僚は、彼らの予想外の発見を説明できる可能性のあるシナリオとして、集団は最適値（環境に完全に適合する値）に向かって進化するが、この最適値は動く目標であり、急速に変化するため、特定の形質における遺伝的変異が長期的に持続し、さらには増加する可能性がある、と示唆している。
ジョージア工科大学の生物学者で、この研究には関わっていないジェームズ・ストラウド氏は、この研究は興味深い洞察を提供していると語る。「新たな最適解を追い求めるために、選択は時間とともに変化するため、選択を受けている形質の遺伝的変異は、進化の過程で増える可能性がある」と同氏は言う。「進化可能性と呼ばれるこの付加的な遺伝的変異は、進化の過去を垣間見る窓である」
カリフォルニア大学サンディエゴ校の生態学、行動学、進化学の教授で、この研究には関わっていないパトリック・ローナー氏は、この発見が真実であれば、進化は私たちがよく考えるよりもはるかに予測可能になるだろうと語る。「遺伝的変異は進化に必要な基盤です」と同氏は言う。しかし「この遺伝的変異は時間とともに失われるはずです」。同時に、選択圧は常に変化している。「30世代前に生物が生き残るのに役立った形質が、現在好まれている形質であるとは限らないのです」と同氏は言う。
ペラボン氏は、この発見は気候変動下での種の生存にとって重要な意味を持つと語る。気候変動は近年に例を見ない時間スケールでの適応を迫っている。「環境を急激に、ある方向に極端に変化させたら何が起こるだろうか？」と同氏は言う。 
メイン画像: OlgaChernyak / Shutterstock
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