シロクマがどのようにして白くなったのか疑問に思ったことはありますか?それは完全に理にかなっています。シロクマは白い北極の地形に簡単に溶け込みます。そのため、獲物が彼らの接近に気づきにくくなり、これにより彼らは極地で何千年も生き残ることができました。ホッキョクグマは環境に適応するために進化しました。すべての種は、その生息地で生き残るために世代を経て適応します。さもなければ、絶滅に直面します。
しかし、ホッキョクグマの白さは、かつてはヒグマの系統樹から枝分かれしたものであると考えられていたことを考えると、少々不思議な気がします。それでは、ヒグマはどのようにしてシロクマになったのでしょうか?
分岐、つまり 2 つ以上の異なる種に分かれる他の種と同様に、ヒグマとホッキョクグマも種分化現象を起こしました。これは、同じ種のメンバーが、さまざまな理由で互いに生殖できなくなるまで分離する現象です。これは、種間の遺伝の流れがもはや存在しないことを意味します。
遺伝的流動とは、単一種の遺伝的差異が種内で受け継がれる可能性を表す用語です。交尾できる種の 2 つのメンバーは、それらの間で遺伝子を受け渡すことがあります。このように考えてみてください。母親の遺伝子は父親の遺伝子とは異なります。それぞれが自分の血統をあなたの概念にもたらし、あなたはこれらの血統、この遺伝的流れの結果です。以前は単一の種のメンバー間に遺伝的流れがなくなったとき、生殖隔離が完了します。彼らはもはや同じ遺伝子プールを共有していません。これが起こると種分化が完了し、1 つの種が 2 つ (またはそれ以上) になります。
しかし、種分化はどのように起こるのでしょうか?進化論者たちはまだ決定的な答えを持っていません。生殖隔離がどのように行われるかについては、さまざまな考え方があります。次のページでは、科学者が種分化が起こると疑う条件を見ていきます。
種分化の種類
種分化現象はさまざまな条件下で発生すると考えられています。科学者は一般に、同じ種のメンバーが互いに孤立したためにこのようなことが起こると考えています。進化論者が種分化の最も可能性の高い説明として特定した種分化には 4 つのタイプがあります。
異所性種分化の場合、実際の地理的境界によって種が物理的に分離されます。たとえば、川や山脈は種の分岐を引き起こす可能性があります。
パパラパトリック種分化では、種は多様な環境を持つ広い地域に広がります。彼らはこれらの新しい領域に適応し、徐々に別の種になっていきます。これらの動物を分ける決定的な地理的特徴はありません。単にグループを隔てる距離が原因で、それらは別の種になる可能性があります。
外来種分化は、小さなグループが種の本体から孤立するときに発生します。このクラスターはその種の個体群全体のほんの一部にすぎないため、種を堅牢にする遺伝的差異のすべてが存在するわけではない可能性があります。これは、進化生物学者がボトルネックと呼ぶものを示しています。種内を流れる遺伝子の一部は切り取られ、遺伝子プールから分離されています。
進化のボトルネックでは、少数の個体群が次の世代を生み出すことに成功します。これは人類の歴史のさまざまな時期に起こりました。たとえば、ほとんどのヨーロッパ人は全員、ボトルネックの真っ只中に住んでいたわずか数百人の祖先の子孫です。
小規模なグループが再人口化に成功する可能性もありますが、ボトルネックから生じる可能性のある影響もあります。この小さな集団に存在する遺伝子は、遺伝的差異（異常を含む）が広がる大集団に比べて遺伝の流れがはるかに大きいため、堅牢になるだろう。これは創始者効果と呼ばれます。最終的に大きな集団となるものの創設メンバーの遺伝子は、同様のより大きな集団の遺伝子よりもはるかに多くなります。ペンシルベニア州のアーミッシュの一派の何人かのメンバーは、脳が完全な大きさに達しない一般に致命的な病気である小頭症に苦しんでいます。これらのアーミッシュは全員、18 世紀にペンシルベニアに到着した一組の夫婦の子孫です。
同所性種分化の場合、種のメンバーは共存し続けますが、それでも異なる種に分かれます。たとえば、一部の昆虫は単一種類の果物を食べて繁殖します。この種のメンバーの一部が別の種類の果物を試すと、その子孫もその果物を訪れるように育てられる可能性があります。これが起こると、ある種のメンバーが、食べて卵を産む果物だけを基準にして 2 つの種に分岐する可能性があります。
これらの種分化のそれぞれのタイプでは、種は生殖隔離のプロセスを経る必要があります。たとえば、イトトンボは異なる生殖器を形成するように進化し、メンバーは物理的に互いに交尾できなくなりました。ただし、生殖隔離はそれほど徹底的である必要はありません。単一の種のメンバーが進化して、他の種のメンバーを引き付けない異なる交配儀式を作成することができます。また、一日、月、季節、年の異なる時期に交尾することもあります。あるいは、上記の同所性種分化の例のように、異なる場所、たとえば 2 つの異なる種類の果物で交尾するように進化することもあります。
では、ある集団が他の種から何らかの形で孤立すると、種分化が起こりますよね?必ずしもそうとは限りません。種分化をめぐる意見の相違については、次のページで詳しく説明します。
段階的 vs. 時間厳守
ある種のメンバーがその種の他のメンバーから孤立する場合、種分化現象が発生する可能性が高いようです。科学者は、類似した種の遺伝子を比較して、それらが共有する共通のDNA が2 つの種が以前は 1 つであったことを強く示唆していることを示すことができます。しかし、このプロセスはどのようにして起こるのでしょうか?残念ながら、進化論者は種分化がどのように起こるかを正確に突き止めることができていない。その代わりに、2 つの主要な陣営が、種分化のプロセスがどのように起こるかについて、いわば非常に異なる意見を持って進化してきました。
系統的漸進主義、つまり種分化のプロセスは継続的かつ長期間にわたって起こるという考えを信じる人たちがいます。断続的な均衡を信じている人もいます。これらの人々は、種分化は素早いジャンプと開始で起こり、イベントとイベントの間に長い時間がかかると信じています。どちらのグループも争うべき化石記録を持っています。
化石記録は、これまでに発見されたすべての化石の合計です。これらを一緒に配置すると、地球上の生命の進化の比較的明確な全体像が形成されます。しかし、化石記録には空白期間があり、ある種から根本的に異なる関連種への明らかな移行が見られないまま、新種が突然出現する時期がある。
断続的平衡を支持する人々は、化石記録は種分化に関する彼らの理論が正しいことを証明していると言う。種分化が突然突然始まった場合、ある種から姉妹種への移行の記録は存在しないはずです。その代わり、種のメンバーは生殖面で他のメンバーから孤立していることに気づき、突然種分化が起こります。
進化論の父であるチャールズ・ダーウィンを自分たちの仲間内だと一般に主張している漸進主義者の一部にとって、化石記録はまったく不完全だ。種分化のプロセスには、ある種から関連種への長い移行が含まれます。漸進主義者の目には、これらの移行メンバーは地球のシルトと岩の層からまだ淘汰されていないだけです。言い換えれば、漸進主義者にとって化石記録は単に不完全なのだ。
しかし、種分化がどのように起こるのかをめぐる論争は終息するかもしれない。完璧な自然実験が文字通り漂着しました。そして、その設定はこれ以上に完璧なものではありません。それについては、次のページをお読みください。
島の生活について少し
1995 年 9 月中旬、ハリケーン マリリンがカリブ海を襲いました。この嵐により少なくとも13人が死亡し、20億ドル以上の損害が発生した。ハリケーンの影響で多くの人が家を失いました。しかし、マリリンの影響を受けた人全員が人間だったわけではありません。 15頭のグリーンイグアナの群れが、3週間嵐の瓦礫にしがみついていた後、グアドループ島からアンギラに漂着したと考えられている。グリーンイグアナがアンギラに足を踏み入れたとき、彼らは新種の創設メンバーとなる可能性がありました。
種分化のプロセスが実際に起こるとすれば、漸進主義者の主張が正しければ、しばらく時間がかかる可能性がある。あるいは、断続的均衡の支持者が信じているように、それはかなり急速に起こる可能性があります。もちろん、イグアナがアンギラでの生活の違いにすぐに適応できなければ、新しい環境で繁栄できるほど長生きできない可能性があります。
しかし、イグアナの新しい環境の設定は、進化上の孤立について雄弁に物語っています。島ではイグアナは物理的に隔離されており、進化して同種の他のメンバーから生殖面で隔離される可能性がある。島は究極の孤立を表します。そのため、島での生活は、種間の表現型、つまり外側の特徴に根本的な変動をもたらしました。巨人症と小人症は両方とも種分化の結果として発見されています。
おそらく、ホモ・フロレシエンシスの場合ほど、小柄な人々に対する急進的な発展の最近の例は記録されていない。インドネシアのフローレス島で、2005年に小さな頭蓋骨が発見された。それはチンパンジーの頭蓋骨ほどの大きさで、おそらく頭蓋骨の発見者はそれをそう信じていただろう――もし頭蓋骨が周囲に囲まれていなかったら。いくつかの原始的なツール。これらの道具は、その頭蓋骨が人間、または少なくとも人間の親戚のものであることを示唆していました。しかし、これほど小さな頭蓋骨であれば、それは非常に小さな人間だったでしょう。頭蓋骨を検査したところ、その頭蓋骨に属していた人物は1万8000年前にフローレス島に住んでいたことが判明した。頭蓋骨の大きさから計算すると、発見した研究者らは、その人物の身長はわずか3フィート強だったと考えている。この発見のニュースは科学界を震撼させ、一部の一般大衆の想像力をも魅了した。
頭蓋骨が新しいタイプの人間を表しているかどうかが疑問視されている。ペンシルベニア州立大学の研究者らは、発見された頭蓋骨は、ペンシルベニア州のアーミッシュグループと同じように、小頭症という発達障害に苦しんだホモサピエンスを表していると考えている。しかし、ホモ・サピエンスとは異なる小さな人類のグループが島で進化したという考えは、いわゆる島の法則、つまり島の動物が本土の同類よりもはるかに小さくなったり大きくなったりする種分化に関する一般化の一例である。
生物学者たちは、なぜこれが起こるのかをまだ説明しようとしています。最も論理的な説明は、島の環境圧力が本土の環境圧力とは大きく異なるということです。島のサイズが小さいと、食料源が少なくなります。これは、多くの種に見られる小人症を説明できると思われます。しかし、コモドオオトカゲのように巨大に成長するものはどうなるでしょうか?島では捕食者が少なく、入手可能な食料源をめぐる競争が少ないため、これらの種が同類の種よりも大きくなるように発達した可能性があります。
島の支配に関する一般的な理論は、さまざまな地域環境要因により、島から隔離された動物が大きくなったり小さくなったりするように進化するというものです。すべての島の進化を全体的に説明できる経験則は存在しない可能性があります。おそらく、アンギラに新しく到来したグリーンイグアナは、種分化だけでなく、島の支配にも光を当てることになるだろう。
