📚進化の技法
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読んだ感想 #📚進化の技法　が぀いた行を抜出
20250304
第1ç«  ダヌりィンの5文字の蚀葉
「機胜の倉化」が䌎う。
魚が陞生になったり、恐竜が鳥になったりずいう倧いなる進化は新たな噚官が誕生するのではなく、叀い特城が新たな甚途や機胜に転甚されるこずで起こる。
生物の䜓の䞭に生じる発明は、それが関䞎する倧進化の最䞭に起こっおいるのではない。叀来の進化が新たに転甚されお起こる。
第2ç«  発生孊の胎動
生物は、どの皮においおも内胚葉、䞭胚葉、倖胚葉の3枚の胚葉から発生を始める。そしおそれらは、いかなる皮においおも、驚くほど䌌おいる。䌌おいる。そこから鰓匓ずいう頭の付け根に4぀の膚らみが生たれ、倚皮倚様な頭骚の発生の出発点ずなる。
そこから、生物の胚の成長は、進化史をたどる、ずいう仮説をヘッケルは唱えたが、それは吊定された。
オオサンショりりオは、倉態の時になるず、氎棲から陞棲ぞ倧きな倉貌を遂げる。祖先が数䞇幎かけたこずを数日間でおこなっおしたう。
これにより、オオサンショりりオは、氎棲の個䜓ず陞性の個䜓が、同じ環境で共存する時期がある。
成長の速床を早めたり鈍らせたり成長が早めに停止したりするこずで新しい皮類の䜓の出珟が匕き起こされおいる。
ホダは成䜓になるず岩にぞばり぀き、海氎を吞っおは吐いお食物をこしずる個䜓になり、脊怎を持たない。が、幌䜓の時には脊怎を持ち、䜓を動かし移動も可胜。胚から脊怎を持ち、それを消倱させ成䜓になる。
ガヌスタングはそこから、無脊怎動物から脊怎動物ぞの進化は、発生のタむミングの倉化によるものがきっかけになった、ず考えた。
぀たりは、脊怎動物の祖先は、ホダ䌌の祖先が発生を早め脊怎をも぀段階に停止し、幌䜓段階を凍結しお脊怎をも぀個䜓ずなり、それらを維持したたた成熟した、ずいうふうに。
この、神経玢ず結合組織の棒ず鰓裂を備えた遊泳性の動物が、すべおの脊怎動物の祖先になった、ず。
ヒトずチンパンゞヌの違いは、トム゜ンは䜓の各郚䜍のプロポヌションの倉化によるもので、新たな噚官が誕生したのではないず考えた。
ヒトずチンパンゞヌは、幌い頃は䌌おいるが、成䜓になるず頭郚のフォルムは党然違う。぀たり、成䜓に近づくほど、チンパンゞヌの頭郚のプロポヌションは幌䜓の頃からの倉化が倧きい、ずいうこず。
ずいうこずは、人の頭郚の進化は、チンパンゞヌが成䜓に向かう倉化の途䞭で止めたもの、ず考えるこずができる。成長の速床の違いにより生物皮同士の違いが生じたのず同じ理屈で。
䞉胚葉のそれぞれは、別々の䜓の郚分を䜜るず考えられおいたが、それぞれ入り混じっおいるこずが明らかに。
现胞が新たな郚䜍に行き着くず、そこで各皮の組織を圢成する。
こういう䜜り方を、生き物は受け継ぐ。DNAで曞かれおいるレシピを。
第3ç«  ゲノムに宿るマ゚ストロ
ワト゜ンずクリックは、DNAの構造を解明し、2本の鎖ずしお存圚しおいるこず、その2本がほどかれるずタンパク質やDNAの鋳型になるこずを明らかにした。
DNAはこれにより、2点を可胜に。
䜓づくりに関わるタンパク質を合成するための情報の保持
その情報を次䞖代に䌝えるこず
もし私たちが他の生物皮ず共通の祖先を持぀なら、祖先皮のDNAが脈々ず受け継がれおいるはず。40億幎の生呜史を。
ツッカヌカンドルは、ヒトず類人猿のヘモグロビンのタンパク質は䌌おいるこずを明らかに。
ヒトずカ゚ルや魚よりも䌌おいる。
ダヌりィンの説は、生物が䞀般の系統暹を共有しおいる、ずいうもの。仮にそうであれば、ヒト、その他の霊長類、哺乳類、カ゚ルのタンパク質のアミノ酞配列は、それらの生物の進化史を反映しおいるはず。
分析にはヘモグロビンが適しおおり、生物皮どうしの類瞁関係が解き明かせるかも。
タンパク質が異なっおいるほど、共通の祖先から独立に参加するようになっおから長い時間が経っおいるこずになる。
化石を必芁ずせず、各動物のタンパク質の構成を調べれば、動物同士の類瞁関係を評䟡するこずが可胜に。
党おの動物内に存圚するため、情報さえ読み取れるようになるず、存圚する動怍物から生呜史を解明できる。
分子生物孊の誕生。
ヒトず類人猿のタンパク質を抜出しおも、違いが出おこない。これは、研究手法が間違っおいるわけではなく、実際に違いがほずんどないから。
2皮のネズミどうし、2皮のショりゞョりバ゚よりも、ヒトずチンパンゞヌの遺䌝的な差の方が小さい。
そしおゲノム解析ぞ。
遺䌝子配列は、ヒトゲノムの2ほど。残りの98には、遺䌝子が䞀切含たれおいない。ゲノムの倧郚分には、遺䌝子を含んでいない。なら、それらの領域はなにをしおいるのか。
動物も怍物も真菌も、タンパク質をコヌドする遺䌝子ず、遺䌝子のオン・オフを切り替える分子スむッチの組み合わせを持っおいるこずが明らかに。
䜓の现胞はすべお同じ遺䌝子を共有しおおり、そのどの郚分を発生させおあるものは心臓に、あるものは骚に、ずするかによるが、そのスむッチの圹割が、ゲノムの98を占めおいる。
付属肢が発生する生物は皆、その遺䌝子から100䞇塩基離れたずころに制埡する領域を持っおいる。哺乳類も䞡生類も魚類も。か぀、肢の制埡をも぀スむッチは、特定の組織だけに䜜甚し、他には䜜甚しない。
遺䌝子自身に倉異が生じるず党身に圱響があるが、制埡領域に関しおは特定の噚官にしか圱響を及がさない。だからこそある郚分がこれたでず異なる倉異䜓が登堎し、か぀それは生存可胜である。進化の起きる䜙地があるずいうこず。
生物の䜓の䞭では、DNAの鎖は、100䞇分の1秒ほどの間に開いたり閉じたりし、のたくったりねじれたりしながら毎秒数千個の遺䌝子を掻性化し続けおいる。
第4ç«  矎しき怪物
個䜓間の倚様性は、自然遞択による進化の燃料。倚様性の最沢な䟛絊により、長い時間をかけお倧きな倉化を起こしうる。
ショりゞョりバ゚の研究の、胞の郚分が2぀あるバむ゜ラックス倉異䜓を調べるこずで、䜕らかの生䜓物質は受け継がれおパの圢質が遺䌝するこずや、頭郚・胞郚・腹郚の䜍眮ず遺䌝子の䜍眮が察応しおいるこずが明らかに。
どの生物においおも共通しおおり、遺䌝子が数珠぀なぎになっおいお䜓の特定の䜓節でしか発珟しない。か぀、染色䜓䞊の䞊びず各䜓節の䞊びは䞀臎する。
぀たり、䜓の郚䜍を䜜る遺䌝子の䜏所が定たっおいるずいうこず。
それらの䜏所を入れ替えるず、端脚類の足の向きの䜏所を倉えおを等脚類に倉異させたり、マりスの仙骚を腰怎に倉異させたりが可胜に。
これこそが、生呜に倚様性がもたらされる仕組み。
遺䌝的な䜏所を割り圓おる圹目をする遺䌝子は、䜓内のいく぀かの噚官を圢成するために䜿いたわされおいる。
腕の基郚に1本、ひじから橈骚ず尺骚ずいう2本、末端は手銖ず指の骚の集たり。この配列は、カ゚ルからクゞラ、哺乳類たで共通しおいる。
Hox遺䌝子矀の発珟の組み合わせが異なる3぀の領域に察応。
哺乳類で肢を圢成させるHox遺䌝子は、魚類ではヒレを発生させる。
ヒレから肢ぞの進化では、あらゆるレベルで転甚が起きおいる。
叀来の特城を新たな甚途に䜿いたわせる仕組みが、遺䌝子には存圚する。
第5ç«  進化ずいうモノマネ垫
動物の䜓は同じパヌツの繰り返し。
ある倉異䜓の遺䌝子は長くなっおいる郚分があったが、それはゲノムの䞀区画が重耇されおいるから。
異垞な遺䌝子耇補による。
哺乳類同士は、各皮の染色䜓の総重量ほが同じ。な䞀方で、䞡生類であるカ゚ルやサンショりりオは、サンショりりオの各皮同士を比べおも最倧25倍の開きが存圚。
遺䌝子重耇の暎走による
染色䜓の耇補の際に、新たな察が均等に亀換されず、片方が䜙分に持ち、もう片方がその分の欠倱が起こるずきが。
それにより、通垞より倧きなゲノムを持぀子孫が誕生。
あるいは、染色䜓を2本ず぀ではなく、3本以䞊も぀のが存圚。
それにより、党身のほがすべおの郚䜍の発生に圱響が。
仮に染色䜓セットをたるごず重耇しお持っおいるず、各遺䌝子のコピヌ数が増倧する。
「有望な怪物」は怍物ではよくあるが動物では珍しい。
爬虫類、䞡生類、魚。
劇的な倉異をうむ。
進化の原動力は、遺䌝子重耇による
ずなるず、「有望な怪物」のような、1぀の遺䌝子は旧来の機胜を維持し、䜙剰が倉異しお新たな機胜を獲埗するこずが可胜に。
動物の䜓にあるタンパク質は、倪叀のものが重耇し、改倉され、新たな機胜に転甚されたもの。
色芚は、赀緑青を認知する3皮類のタンパク質があるが、それらは1぀が重耇しお3぀になり、芖芚機胜が向䞊した。
聎芚も、爪や髪の毛も、胎児ず倧人のヘモグロビンも、それぞれは違う機胜を持っおいながら、耇数にコピヌされたもの。
人の脳は特筆しお他の動物ず異なるが、NOTCHずいう遺䌝子はたの哺乳類にも共通しおおり、それず䌌たNOTCH2NLが人特有。
NOTCHの耇補により珟出したず考えられる。
違いに倧きく関䞎しおいるず考えられるが、おそらくそれのみが原因ではなさそう。が、この䟋をもっおしおも、遺䌝子のコピヌが発明や倉化の燃料ずなりうるこずがわかる。
人を含め、生物のゲノムは反埩配列、぀たり同じ配列、芁するに重耇だらけ。
トりモロコシを調べるこずで、跳躍遺䌝子の存圚に気づく。
ゲノム内のあらゆる堎所で、自分のコピヌを䜜っおいる遺䌝子。
その郚分が、反埩配列ずなる。
ゲノムには、2皮類の遺䌝子がある。
ある機胜をもち、タンパク質を䜜っおいるもの。
ゲノム内を飛び回ったり自らのコピヌを䜜ったりするためだけに存圚するもの。
反埩配列がゲノムの党お郚分を占めるず、宿䞻は死んでしたう。この跳躍遺䌝子が完党に暎走するず、宿䞻は死ぬしかないので、次䞖代に受け継がれない。
ゲノムず跳躍遺䌝子の緊匵関係がそこにはある。
第6ç«  私たちの内なる戊堎
ゎルドシュミット「最初の鳥は爬虫類の卵から生たれた」
生物の倧進化は、挞進的な倉化ではなく、1䞖代の劇的な倉化により起こりうるずいう䞻匵。
生物ははじめは骚を持っおいなかった。この骚は、たくさんの遺䌝子が、他の組織ずは違うタンパク質を䜜るこずでできあがる。
骚の起こりはなんなのか
哺乳類以倖は、卵から孵る。が、哺乳類は胎内で胚を育おお血液も共有する。
父方の遺䌝子を受け継いでいる胎児は、母の䜓内では異物であり、攻撃察象なのにそれをしないのは、脱萜膜間質现胞のおかげ。
プロゲステロンずいうホルモン濃床の䞊昇が匕き金で月経が起こり、劊嚠が成立すればさらにそれが分泌されお脱萜膜間質现胞が圢成される。
脱萜膜間質现胞は、数癟個の遺䌝子が誕生に関わっおいる。
その量の遺䌝子が必芁なのにも関わらず、劊嚠ずいう珟象は誕生した。いかに
ゲノムのあらゆる堎所に点圚する、プロゲステロンに反応する遺䌝子。そんな点圚する遺䌝子を䞀気に倉異させるこずを、跳躍遺䌝子が可胜にする。
跳躍遺䌝子は、重耇しお跳躍しお新たな領域に着地するのを繰り返すこずで、プロゲステロンに反応する遺䌝子がコピヌされおいくために。
跳躍遺䌝子が、1぀の倉異をゲノム党域に運ぶこずにより、劊嚠は誕生。
遺䌝的倉化は、跳躍遺䌝子によりたちたち拡散する。
DNAは、跳躍遺䌝子の増殖を防ごうずする。跳躍を抑制する。ず、そこにずどたり、倉異の領域は䞀郚ずなる。
実際、脱萜膜間質现胞の圢成スむッチは、跳躍胜力が削がれおいた。そこにずどたり、脱萜膜間質现胞の圢成の仕事に就いたかのよう。
ゲノムは跳躍遺䌝子ずそれを抑え蟌もうずする勢力ずのせめぎ合いにある。この争いが、発明に぀ながる。
劊嚠などの倧きな倉化は、ゎルドシュミットの䞻匵の確かさ補匷するものではなかった。
劊嚠には、シンチシンずいうタンパク質が必芁。
どの動物のタンパク質ずも䌌おおらず、りむルスずの類䌌性が確認された。
りむルスがゲノムに入り蟌み、無毒化され感染胜力を奪われ䜿圹され、それがシンチシンに。
乗っ取る぀もりが乗っ取られた。
しかも、マりスず霊長類では型が異なっおいる。぀たり、別々のりむルスに䟵入され、別のシンチシンを持぀ようになったずいうこず。
祖先ずりむルスずの戊いが数ある発明の䞀぀に。
蚘憶の圢成にも、りむルスが関わっおいるこずが明らかに。陞棲生物には、蚘憶に重芁な働きをするタンパク質が存圚し、それはおそらくりむルスを生物が飌い慣らした結果による。
第7ç«  重りの仕蟌たれたサむコロ
海の生物は倚くの皮が新しい特城の獲埗ではなく、倱うこず退化するこずで進化しおいる。
䟋えば、他の生物に寄生した゚ビ。目や神経系、消化噚官など捚お去っおいるが、これはどの郚分に寄生したずしおも同じ郚䜍を倱う。
倚くの退化の生物に共通。
䟋えば、四肢を倱ったヘビ。トカゲも四肢を短くし、胎䜓を長くしおいる。
同じ特城、同じ進化が倚様な生物で䜕床も起こっおいる。
サンショりりオは、肢や内臓を無くしおも完璧に再生できる。他にも色々な発明を有する。特に驚きの機構が、陞生の獲物をずらえるための舌。
粘着質のパッドで芆われた骚を射出し、匕き戻す。耇雑で3段階かそれ以䞊の発明によっお可胜になる機構。
獲物をずらえる舌は、サンショりりオの系統暹䞊、遠い瞁の祖先も違うものどうしが共通しお有しおいた。
別々に生じた、ずいうこず。
発明は、別々に、倚発的に起こっおいる。転甚のおかげで。
それが興る共通点があったため。同じ機構を有したず考えられる。
生物の倚発的な進化は2通りある。
ある課題に察する解決法が限られおいる。
生物の集団には同じ個䜓は存圚せず、か぀䞀郚の倉異は生息環境䞋での成功確率を高める状態にある。
この手の倚発的な進化は、集団内の倚様性に偏りがあるから起こる。
ある皮のデザむンが出珟しにくくなっおいるずするなら、これたでの生物の集団内での噚官がど぀発生したがわかれば、その噚官にどんな進化が起こりうるか予枬できるかもしれない。
進化の結果は「考えうるかぎりで最善の䞖界」ではなく、「ありある限りで最善の䞖界」である。
進化によるサンショりりオの指の消倱は、できおいく逆順で、最埌に発生する指が最初に倱われる。
たったくのランダム環境ではない。偏り、぀たり生じやすい倉化が動物の発生の仕方によっお定たっおおり、その䞭で生き残る倉化が存圚する。だから、倚発的だけど同じ進化が起こっおいる。
カリブ海地域ではほがすべおの島にトカゲが生息しおおり、森林の暹朚のどの郚分に棲んでいるかによっお、島が違っおも姿圢はほが同じ。
姿が䌌おいるトカゲ同士が近瞁なわけではなく、姿は違っおも同じ島のトカゲ同士が近瞁。
倚発的な倉化。
生呜史のテヌプを各島でリプレむしたら、同じ進化が起こる。
生呜史のサむコロには重りが仕蟌たれおいお、遺䌝や発生の方匏、環境、進化史によっお特定の目が出やすくなっおいる。
すべおの生物の䜓ず遺䌝子の内郚では、過去、珟圚、未来が枟然䞀䜓。
第8ç«  生呜のMA
マヌギュリスの新説、葉緑䜓もミトコンドリアも、现菌やバクテリアが现胞に取り蟌たれお代謝の担い手にされたものである、ずいうもの。぀たり、別個の生物どうしが融合しお、より新しい生呜䜓になったずいうもの。
動物・怍物・菌類の现胞は耇雑で、ゲノムの栌玍庫である栞を持ち、その呚囲をさたざたな圹割を担う现胞小噚官が取り巻いおいる。
代衚栌は、现胞に゚ネルギヌを取り入れる、怍物での葉緑䜓、動物でのミトコンドリア。
発衚時は嘲笑されたが、研究の技術が远い぀いおきお、実蚌された。葉緑䜓は、怍物现胞よりもシアノバクテリアず近瞁であり、ミトコンドリアも最近の子孫である、ず。
どちらも现胞栞のDNAずは類瞁がなかった。
さらには、生物どうしの融合は、ありふれた珟象であったこずが明らかに。
化石はなくずも、岩石に生呜の化孊的な痕跡が残っおいるこずがあり、それによるず35億幎前には数皮類の生物がいたこずが、たた、40億幎前にも生呜の蚌拠があった。
生呜の黎明期から20億幎前たでは、単现胞生物しかいなかったこずがわかっおいる。それらは现胞分裂により䞖代を経るごずに数が増し、新たな代謝反応を誕生させおいった。そうした䞭で、゚ネルギヌの取り入れは効率的に。光や二酞化炭玠から、あるいは酞玠を䜿っお゚ネルギヌを抜出するものも。
20億幎近く、シアノバクテリアは地球䞊で最も豊富に存圚する生物であった。光ず二酞化炭玠から゚ネルギヌを生み出し、廃棄物ずしお酞玠を排出。それらにより、倧気の組成を倉え、酞玠を利甚する埮生物が繁栄するこずに。
やがお単现胞生物は现胞小噚官をも぀耇雑な现胞の構造を有するように。
そしお、融合が。酞玠を代謝する现菌が別の埮生物のず。埮生物は栞ず皮々のタンパク質を産出する装眮を備えおおり、さらに耇雑なタンパク質を産生したり新たな行動ぞの諞資源をそろえた。
现菌は、完党に取り蟌たれた。
䜓を構成する现胞は、それぞれが個䜓であるが、各自が勝手に振る舞っおいるわけではなく、䜓を䜜るために管理されおいる。䜓党䜓の健党性に貢献しおいる。
遺䌝子ファミリヌが䜓の健党性を支えるタンパク質矀を統制しおいる。
タンパク質を䜜るこずは、コストがかかり、゚ネルギヌを必芁ずする。
融合が起こるこずにより、倚様なタンパク質を産出できるようになった。
では、どういうメカニズムで䜓が誕生したのか。
现胞がタンパク質を補造しお䜓を䜜っおいるのであれば、タンパク質の起源を調べるこずで、䜓の誕生のメカニズムが掎めるかも。
倚现胞になる前の単现胞の頃から、䜓づくりのためのタンパク質の前身を備えおいた。で、倚现胞になっおそれを転甚し、䜓を䜜ったず考えられおいる。
そのトリガヌずなるのが、现菌ず考えられおいる。぀たり、现菌は现胞に取り蟌たれるこずで゚ネルギヌを産出する機構を提䟛したず同時に、䜓づくりのトリガヌをも担っおくれおいるずいうこず。