生物学において、進化は時間の経過に伴う生物種の変化に対応します。それは、茂みのある変化の連鎖を通じて、最初の形態から今日のすべての生き物に至るまで、生命の多様化につながりました。生命の進化の歴史は、系統発生の方法を使用して構築される 1 つ以上の進化ツリー、または系統樹の形式で説明できます。
進化は新しい種の創造によっても特徴付けられますが、種または分類群全体の絶滅も伴います。
世代を超えて種の特性を変えるには、いくつかの種類のイベントが発生する必要があります。最も有名なのはおそらく自然選択で、これはチャールズ ダーウィンによって提案され、1859 年に彼の主著『種の起源』で説明されました。
さまざまな理論が次々に引き継がれ、現在のコンセンサスである総合進化論に至っています。
この理論はすべての科学者によって受け入れられていますが、モダリティの詳細に関しては特定の相違のみが残っています。たとえば、断続均衡の概念を導入するという点で、スティーヴン・ジェイ・グールドとリチャード・ドーキンスの議論を引用することができます。
なぜなら、進化論は人類の起源に与える影響などから、これまで、そして今もなお、西洋社会においてさえ、人口の大部分にあまり受け入れられていないからです。その批判者たちは、疑似科学的または宗教的な分析に基づいています。
進化論を支持する議論。
現在の生物から得られた手がかり
形態レベル、分子レベル、そして時には生物の行動レベルの両方で、進化への数多くの手がかりが検出されます。実際、連続的な変更を通じて、進化は構造をモデル化し、その形状とサイズを変更します。これは、単一の種 (生物学) から 2 番目の種が形成される可能性があることを意味します。
したがって、類似性に基づいて 2 種間の関係を見つけることができ、これを相同性 と呼びます。実際、これらの相同性は共通の祖先から受け継がれました。
いくつかの形態学的手がかり:
– 水生生物に完全に適応した動物であるクジラは、骨盤 (骨盤帯) に相当する痕跡骨の存在によって、四足歩行の祖先の痕跡を保っています。
– 特定のヘビでも同じことが観察されます。
–鳥やコウモリの翼を観察すると、四足動物の前肢の骨構造が簡単にわかります（四足動物を参照）。
– ゾウの牙は実際には切歯を継続的に成長させています。
– 節足動物の咀嚼付属器は、運動機能の低下した付属器の起源である（同様のことが明らかに爪甲類にも当てはまる）。
– 四足動物の手足は水生脊椎動物のヒレに由来します。
–植物の世界では、色素体の周囲の二重膜の存在とその内部の環状 DNA の存在は、原核生物の内部共生起源を示しています。
生化学指標:
– すべての生き物は同じ「基本構成要素」で構成されており、特に遺伝コードのレベルでは非常にユニークです。
– 遺伝情報の裏付けは常にすべての生物の DNA (レトロウイルスの場合は RNA) です。
– DNA配列決定により、異なる機能や構造 (ヘモグロビン、ミオグロビンなど) を持つタンパク質を生じさせた可能性のある多数の密接に関連した領域 (パラロガス遺伝子) が明らかになりました。
– 転移因子 (トランスポゾン – 転移因子を参照) は、宿主のゲノムに組み込まれるウイルスと密接に関連しているようです。
行動の手がかり:
– 無性生殖を行う特定のトカゲは、あるメスが別のメスに騎乗する擬似交尾を継続的に実行します。この行動は、これらの単為生殖種の最近の起源に関連しています。
進化論も参照
生物の分類は進化を追跡しようとします。
種または種のグループ間のこれらの関係を強調することにより、それらの間の相互接続された分岐を追跡し、進化樹または系統樹を確立することが可能になります。
系統発生学的手法によって確立された生命の樹をその根元から閲覧することで、最初の陸生脊椎動物や顕花植物の出現など、進化の歴史を想像することができます。
今日の進化。
進化は遅く、人間のスケールで観察できることはほとんどありませんが、急速に繁殖する種では時々検出されることがあります。したがって、蚊は局所的に殺虫剤に対して耐性を持つようになることがあります。同じことが、人間の病状の原因となる細菌にも当てはまり、多くの場合、抗生物質に対して多剤耐性を示します。最後に、ローマで発見されたカニのコロニーの場合、最近の多様な進化の働きを見ることができます: (リンク)
進化のメカニズム
進化は、集団内の遺伝子型の頻度を変更し、その結果として形態学的、生理学的、または行動的特徴を変更できるいくつかの進化メカニズムの作用から生じます。プロセスはすべての場合で同じで、同じ順序です。
新たなキャラクターと継承キャラクターの登場
| のメカニズム 生物進化 |
人口レベルでは: |
個人レベルでは: |
種の進化: |
| 「生物学には何の意味もない。 進化の観点からでなければ」 テオドシウス ドブジャンスキー、1973 年 |
世代ごとに、新たな遺伝的変異が出現し、それ自体が生殖時にその遺伝的遺産を伝えることができます。遺伝的多様性の源は次のとおりです。
- 遺伝子の DNA 配列における点突然変異。
- 染色体の再構成。
- 有性生殖中、および細菌では細胞間の DNA の移動中に起こる組換えまたは遺伝子混合。
このリストに、遺伝的多様性のもう一つの源を追加することができます。それは、特定の集団内の遺伝的ストックが、異なる遺伝的プールを持つ種の他のメンバーの到着によって更新される移動です。
変化
突然変異は、遺伝子複製中のエラーによって生じます。こうした偶発的な改変は子孫に伝わり、両親のどちらも持っていない新しい遺伝子を持つ個体が誕生する可能性があります。
突然変異にはいくつかの種類があります (点突然変異、遺伝子重複、染色体の切断、配列の挿入または欠失)。これらのさまざまな修飾は、自然界で観察される遺伝的多様性を説明するのに十分です。
これに、さまざまな自然メカニズムによる、種間の遺伝物質の交換による突然変異が追加される可能性があります。
- 細菌は、2 つの細菌間で交換される遺伝物質 (プラスミド) を統合して使用することができ、あるいは環境中に単に存在することさえできます。ほとんどの場合、これは直ちに新種の定義にはつながりませんが、この現象は新種の定義に寄与する可能性があり、自然選択に大きく寄与します（たとえば、多くの抗生物質耐性がこの方法で広がります）。
- ウイルスは、ある種から別の種、さらには非常に異なる種に遺伝物質を伝達するためのベクターとして機能する可能性があります。ほとんどの場合、ウイルス感染は被害細胞の死につながりますが、必ずしもそうではなく、標的細胞が生殖に参加する可能性があります（特に植物の場合）。最もよく知られている (そして研究で最もよく使われている) 例の 1 つは、タバコとモザイクです。
- 植物は交雑して新しい種を生み出すことができます (小麦が典型的な例です)。
最後に、厳密な共生について触れなければなりません。これは、古い種から新しい種を創造することですが、（少なくとも最初は）遺伝物質の交換や融合はありません。地衣類、および内部共生仮説によれば、細胞内のいわゆる「自律」細胞小器官 (葉緑体、ミトコンドリア) は、このタイプの関連に該当します。
突然変異は集団内の遺伝的多様性を増大させます。しかし、それらは必須遺伝子の活性を破壊する可能性があるため、それらを保有する個人にとって有益であることはほとんどありません。
移住
移住は、集団の遺伝的多様性を増大させる進化の力です。遠く離れた集団から新たに到着すると、新しい対立遺伝子がもたらされ、宿主集団の遺伝子プールが増加します。
新しいキャラクターが人々に広まる
進化のメカニズムは、共通の特徴に基づいて種にグループ化された個体の集合が「共同して」進化すると仮定しているため、種分化の問題、つまり単純な個体を超えた種の進化の問題が生じます。
ランダムドリフト
小さな集団が親集団の残りの部分から隔離されると（たとえば、小さな島で隔離することによって）、開始時に集団の遺伝子プールに分布するコピー数が少ないため、特定の種類の対立遺伝子が消失する傾向があります。 。その後、世代を経て、個体群は漂流し、その個体群に特有の特徴を獲得します（例：島の種の中での小型（シチリアドワーフマンモス）、巨大化（コモドオオトカゲ））。ドリフトは、集団内の遺伝的多様性を減少させる進化の力です。ドリフトは対立遺伝子の頻度に影響を与えます。新しい対立遺伝子を作成することは決してありません。元の集団と比較して、一部の対立遺伝子は過剰に表現され、他の対立遺伝子は過小表現されます。この周波数の変化は、サンプリング誤差によって説明されます。 （チャンス）
自然選択
これは、それらが発生する環境内の特定の不利な遺伝子の組み合わせを除去することにより、集団の遺伝的多様性を低減します。ただし、古いバージョンを排除することなく、新しい遺伝的変異を安定した頻度で維持することもできます。これは鎌状赤血球対立遺伝子の場合に当てはまります。したがって、自然選択は遺伝的多様性の増加に寄与します。
突然変異と遺伝形質の運命
- 突然変異は常にランダムに発生し、ほとんどの場合致死的です。ほとんどの場合、それらは突然変異体の機能を著しく妨害します。もちろん、それらが中立（機能を低下させることなくキャラクターを変更することによって）または有利になることもあります。このケースははるかにまれですが、突然変異は数万世代以上にわたって何百万人もの個人に影響を及ぼし、これらのランダムなイベントのそれぞれに対して 10 10の乗算係数が保証されます。
- それはダーウィンによって強調された自然選択であり、異なるバリエーション間の「選別」を担当します。これは純粋に機械的なプロセスです。恵まれない変異体は他の変異体よりも若くして死ぬか、生殖相手を見つけるのがより困難になる傾向があります。いずれの場合も、彼らが残す子孫は（もしあったとしても）少なくなります。中立突然変異体は平均して他の突然変異体と同じ年齢で死亡し、通常は同じ数の子供を産むため、偶然の影響下で集団内に新しい特徴を広めることができます。有利な変異体に関しては、より競争力があり、したがって平均してより多くの子孫を残すことになります。捕食者からよりよく逃げ、自分の方向性をよりよくし、異性をよりよく誘惑し、より多くの子孫を持ち、病気によく抵抗し、社会生活をよりうまく活用することを可能にする突然変異は、死亡率を下げる傾向がある突然変異体間の繁殖を抑制したり、生殖成功率を向上させたりすることができます。
- 何世代にもわたって、自然選択は集団内で最も多く伝わる突然変異を優先します (ランダムに発生する遺伝的浮動により、いくつかの中立突然変異が種のゲノムに固定されることも可能になります)。したがって、個体群の適応は徐々に改善する傾向にあります。人間の目やコウモリのレーダーと同じくらい複雑で機能的な器官の出現は、そのような累積的な選択のプロセスによって説明できます。一方、明らかな適応的有用性を持たない形質の存在は、中立突然変異のランダムな固定によって説明することができる。いわゆる「ヒッチハイク」仮説は、2 つの遺伝子の同じ染色体上の突然変異によって中立突然変異が固定されることを説明します。一方は中立、もう一方は陽性であり、同時に伝達されます。
新しい種の創造: 種分化
種とは、その個体が不生殖（不生殖）であり、生殖的に他の生物から隔離されている集団の集合です。
したがって、2 つの集団間に遺伝的交換の可能性がない場合、2 つの集団は 2 つの異なる種を形成すると考えます。 2 つの集団は、大きな違いが蓄積されながら、互いに独立して進化します。
- 1 つの種から 2 つの異なる種が生じることを種分化と呼びます。種分化が起こるには、ある瞬間に集団内に 2 つの孤立したコミュニティが形成されなければなりません。
- いわゆる異所性種分化は、地理的障壁 (海、山など) によって互いに分離された、地理的に孤立した 2 つ以上の集団が関与する現象です。この種の分布域全体の周辺部に小さな分離株が形成されることもあります。その後、各集団は独立して進化することができ、規模が小さいほど急速に進化し（数学的理由から、集団が小さい場合は突然変異がより容易に修正されます）、染色体の再配列が蓄積されて最終的に新しい種を形成することになります。
- また、地理的に決して離れない集団内で生殖隔離が現れることもあります。これが同所的種分化です。少数の個体が繁殖期間を変更したり、その種の他の代表者が交尾をすぐにやめるよう求愛信号を変更したりするだけで十分です。次に、同じ空間を共有しながら、生殖の観点からは互いに隔離された2 つのコミュニティが形成されます。 2 つの集団は、それぞれが独自に進化することで、最終的に 2 つの完全に異なる種に変化する可能性があります。
- 種分化は比較的短期間の現象であり、小規模で孤立した集団で発生するため、化石記録では異なる種の間に何らかの不連続性が観察されることがよくあります。ある種は非常に長い間静止状態に留まり、その後「非常に急速に」（つまり地質学的スケールで）別の種に取って代わられることがあります。
進化上の大きな変化の根源となる突然変異
特定の最小限の突然変異により、進化が非常に迅速に進行することが可能になります。私たちは、ホメオティック遺伝子と呼ばれる調節遺伝子を知っています。これらの遺伝子は、体の各部分の発達の主要な系統と組織計画を決定します。これらの遺伝子（それ自体が他の数千の遺伝子を制御している）が突然変異すると、その結果として生じる個体は、親の遺伝子とは明らかに異なる特徴を持つことがよくあります。特定の「進化の飛躍」は、このタイプの「マクロ突然変異」によって説明されます（ゴールドシュミットは「有望な怪物」の理論を提案したときにこれを発見しました）。たとえば、指の出現と十字翅目魚のヒレの端の光線の消失（つまり、脚の最初の輪郭の形成）は、2 つのホメオティック遺伝子の活性の単純な変化によって説明できます。 aとHox-b。この進化の段階では、数千、あるいは数十の異なる突然変異さえも必要としませんでした。ホメオティック遺伝子のおかげで、根本的に新しい形質の急速な出現が可能になりました。 「マクロ突然変異」は、ほとんどの場合、生き残ることができない「怪物」をもたらしますが、また、何千もの小さな突然変異の累積的な選択のゆっくりとした確実なプロセスが進化において明らかにより重要な役割を果たしてきたにもかかわらず、実際には、確実な進化を大きく飛躍させた「有望な怪物」。
他の突然変異は発生の年代を変更します。私たちは異時性について話します。それらは、その祖先よりも幼体（多形性）であるか、逆により成体（過形性）である種の出現の起源にある可能性があります。私たちは、異時性が関与した進化の歴史の例をいくつか知っています。アホロートルは、変態することなく幼虫の状態で一生を過ごすメキシコのウロデールで、その祖先である深口動物と比較すると、有形動物です。単純な異時性により、まったく異なる種の出現が可能になりました。同様に、人類はチンパンジーやゴリラが失った幼体の特徴を生涯を通じて保持しているため、サルの祖先と比較すると幼形であるように思われる。さらに、その発達の一般的な段階は大型類人猿に比べて遅いです。
新しい遺伝子の出現は、主に既存の遺伝子の重複によって説明されます。私たちは、異なるメンバーが明らかに同じ祖先遺伝子のいくつかの重複に由来するいくつかの「遺伝子ファミリー」を知っています。その後、「複製された」コピーはそれぞれ、他のものとは独立して突然変異し、進化することができました。いくつかの多重遺伝子ファミリーがこのプロセスを通じて明らかに発生しました。
同様に、ゲノム全体の重複（倍数化）も関与している可能性があります。例えば、脊椎動物の枝における後口動物（本質的に棘皮動物および脊椎動物を含む脊索動物）と前口動物（無脊椎動物）の分離以来、倍数体化のエピソードが 2 回発生したと推定されています。したがって、ショウジョウバエの極性の発達に関与するヘッジホッグなどの多くの遺伝子が、同様の機能を持つ脊椎動物（デザートヘッジホッグ、インディアンヘッジホッグ、ソニックヘッジホッグ）に3コピーまたは4コピー存在することがわかりました。
進化は複雑さを増す傾向にあるのでしょうか?
複雑さの定義自体については合意がありません。多くの場合、生物内の識別可能な細胞型の数によって推定されますが、この推定値は、ゲノムのサイズや遺伝子の数 (ゲノムの複雑さ) とは相関しないか、相関性がほとんどなく、いかなる場合も推定値になり得ません。議論の余地のない措置。複雑さの増加は、進化においてはごくわずかでむしろ例外的な現象です。ほとんどの種はまだ単細胞段階にあり（生物の 99% 以上が細菌です）、複雑に進化したのは少数のまれな系統だけです。
しかし場合によっては、自然選択により、より複雑な生物が有利になった可能性があります。哺乳類では、脳サイズが増大する傾向が観察されています。それは一般に、獲物と捕食者の間の「軍拡競争」によって説明されます（赤の女王の理論を参照）。どちらの場合も、中枢神経系がより効率的になれば動物の命を救うことができます。同様に、多細胞生物の始まりである「細胞の連合体」は、特定の状況では、孤立した細菌よりも生存を可能にする効果が高い可能性があります。しかし、場合によっては、複雑さの増加が中立的な性格に対応し、遺伝的浮動によって修正される可能性があると考えられます。
画像提供：リチャード・ドーキンス
千の異なる祖先を見つけるには、数世紀に相当する約 10 世代まで遡る必要があります。しかし、 19世紀以前には、子供の少なくとも半数は若くして亡くなっていました。したがって、私たちは、過去 1,000 人の祖先のうち何人が若くして亡くなったかを自問することができます。答えは「少なくとも半分」ではありませんが、もちろん定義上、ゼロです。したがって、私たちは決して過去の人類を代表するものではありません。なぜなら、私たちは皆、子孫を生む時代（つまり、生き残り、パートナーを見つけるなど）に至る機会を持っていた長い系統の人々の子孫だからです。ある世代は幸運に恵まれる可能性があります。十数人が次々と幸運を手に入れたとき、この「幸運」は実際には、次から次へと見つかる一連の有利な要因に対応していると考えることができます（要因はすべて遺伝的なものではなく、文化的、宗教的、経済的である可能性があります） 、など）この考察だけでも、私たちの規模でさえ、過去数世紀にわたって、私たちが進化に少しだけ参加してきたことがわかります。さらに、生物学者のジェフリー・ミラー ( 『The Mating Mind 』) が示すように、私たちが配偶者を選ぶという単純な選択は、必ずしも意識的ではなく、優生学に匹敵する可能性のある選択に従うことを明らかにしています。
リチャード・ドーキンスは、生物を遺伝子の入れ物として考えることによって、彼の推測をさらに推し進めます（遺伝子が存在するとすれば、いずれにせよ、これは遺伝子の観点となるでしょう！）。彼にとって、細胞、組織、器官、有機体、社会などの遺伝子の産物は、遺伝子によって複製され、生き残るために使用されます。ある意味、「卵と鶏、どちらが先ですか?」という質問に対して、彼は「鶏は、卵が他の卵を作る手段として見つけたものです。 」と答えています。この視点の逆転は，生物を遺伝子の操り人形（ドーキンスは乗り物ロボットという用語を使っている）とみなす．
スティーヴン・ジェイ・グールドは、このビジョンを独創的であると認識しながらも、このビジョンを文字通りに受け取りすぎないよう警告しました。遺伝子には、私たちがこれらの用語に与えているような意味での意図も計画もありません。ドーキンスはこの用語を単なる比喩として使用しましたが、彼の読者は必ずしもそのニュアンスを理解できませんでした。
さらに、生存要因は遺伝的なものであるだけでなく、これは人間では明らかですが、多くの動物にも当てはまります（たとえば、鳥の繁殖に不可欠なさえずりは学習に依存します）。
相互扶助、進化の要素
これは、1902 年にピエール・クロポトキンが著書「相互扶助: 進化の要因」の中で展開する方法であり、社会的ダーウィニズムに対する明確な批判です。
この著作の中で、ロシアの王子でアナキストである彼は、特に 1888 年に『人間社会における生存のための闘争』に発表されたトーマス・H・ハクスリーの理論に反応している。クロポトキンは、ダーウィンの進化論を否定することなく、必ずしも最もよく適応した者が必ずしもそうではない、と述べている。最も攻撃的ですが、最も社交的で協力的になることもあります。彼は、動物界だけでなく、彼が「野蛮人」、「野蛮人」と呼ぶもの、中世の町、そして現代の経験的な例を示しています。クロポトキンも競争の存在を否定はしていないが、競争だけが進化の唯一の要素を構成するわけではなく、進歩的な進化はむしろ社会化と相互扶助によるものであると考えている。
リチャード・ドーキンスが想像した物語
この面白い話は、ダーウィン理論の重要な点を明確に確立すること以外の目的はありません。
2 頭のブロントサウルスは、ティラノサウルスが近づいてくるのを見て、全速力で走り始めます。それから、そのうちの一人がもう一方に言いました、「いったいなぜ私たちは疲れるのでしょう？どうせ私たちにはティラノサウルスより速く走れる可能性はほんの少しもありません！」
するともう一人は皮肉っぽくこう答える。
「私はティラノサウルスより速く走ろうとしているわけではありません。ただあなたより速く走ろうとしているだけなのです！」
このプロセスは種間の競争ではなく、それぞれの種内での競争であることを忘れないでください。
理論と引用
「集団の変化は微進化と呼ばれ、実際に遺伝子配列の変化の結果として受け入れられます[原文ママ]。種のレベルよりも高いレベルでの変化は、新しい種の起源とより高度な種の確立を暗示しています。分類学的パターン – マクロ進化として知られています。シカゴ会議の中心的な問題は、マクロ進化の現象を説明するために、一部の会議参加者の立場に暴力を与えるために、微進化の根底にあるメカニズムを推定できるかどうかでした。その答えは次のように与えられます。しかし、それほど明確ではないのは、ミクロ進化がマクロ進化から完全に独立しているかどうかということですが、これら 2 つは顕著な重複を伴う連続体であると考えられる可能性が高いのです。」
ロジャー・ルーウィン、 「炎上中の進化論」 [ 1 ]
「生物の進化は常に進行しており、私たちはその進化の中に存在します。しかし、私たちは電車に乗って電車が通り過ぎるのを眺めることはできません。これが、人間が自分自身を理解するのが非常に難しい理由です。」