プリンキピア

第11章減数分裂と有性生殖

11.2 Sexual Reproduction11.2 有性生殖

Learning Objectives学習目標

By the end of this section, you will be able to do the following:
この節を学ぶと、次のことができるようになる。
  • Explain that meiosis and sexual reproduction are highly evolved traits
    減数分裂と有性生殖が高度に進化した形質であることを説明する。
  • Identify variation among offspring as a potential evolutionary advantage of sexual reproduction
    子の間の変異を、有性生殖の進化上の利点になりうるものとして示す。
  • Describe the three different life-cycle types among sexually reproducing multicellular organisms.
    有性生殖する多細胞生物の、異なる三つの生活環を説明する。
Sexual reproduction was likely an early evolutionary innovation after the appearance of eukaryotic cells. It appears to have been very successful because most eukaryotes are able to reproduce sexually and, in many animals, it is the only mode of reproduction. And yet, scientists also recognize some real disadvantages to sexual reproduction. On the surface, creating offspring that are genetic clones of the parent appears to be a better system. If the parent organism is successfully occupying a habitat, offspring with the same traits should be similarly successful. There is also the obvious benefit to an organism that can produce offspring whenever circumstances are favorable by asexual budding, fragmentation, or by producing eggs asexually. These methods of reproduction do not require a partner with which to reproduce. Indeed, some organisms that lead a solitary lifestyle have retained the ability to reproduce asexually. In addition, in asexual populations, every individual is capable of reproduction. In sexual populations, the males are not producing the offspring themselves, so hypothetically an asexual population could grow twice as fast.
英語のヒント
有性生殖は、真核細胞の出現後、進化の早い段階で生じた新機構だったと考えられる。大部分の真核生物が有性生殖でき、多くの動物ではそれが唯一の繁殖方法であることから、非常に成功したように見える。それでも科学者は、有性生殖に現実の不利点があることも認めている。一見すると、親の遺伝的なクローンである子を作るほうが優れたしくみに思える。親が生息地でうまく暮らしているなら、同じ形質の子も同じように成功するはずだからである。条件がよいときにいつでも、無性の出芽、断片化、あるいは無性の卵形成で子を作れる生物には、明らかな利点もある。これらの繁殖方法には繁殖相手がいらない。実際、単独で暮らす生物には無性生殖の能力を保持したものがいる。さらに無性生殖の個体群では全個体が繁殖できる。有性生殖の個体群では雄自身が子を産むわけではないので、理論上、無性生殖の個体群は2倍の速さで増えうる。
However, multicellular organisms that exclusively depend on asexual reproduction are exceedingly rare. Why are meiosis and sexual reproductive strategies so common? These are important (and as yet unanswered) questions in biology, even though they have been the focus of much research beginning in the latter half of the 20th century. There are several possible explanations, one of which is that the variation that sexual reproduction creates among offspring is very important to the survival and reproduction of the population. Thus, on average, a sexually reproducing population will leave more descendants than an otherwise similar asexually reproducing population. The only source of variation in asexual organisms is mutation. Mutations that take place during the formation of germ cell lines are also a source of variation in sexually reproducing organisms. However, in contrast to mutation during asexual reproduction, the mutations during sexual reproduction can be continually reshuffled from one generation to the next when different parents combine their unique genomes and the genes are mixed into different combinations by crossovers during prophase I and random assortment at metaphase I.
英語のヒント
しかし、無性生殖だけに頼る多細胞生物はきわめてまれである。なぜ減数分裂と有性生殖という戦略は、これほど普通なのだろう。これは生物学の重要な、今なお未解決の問いであり、20世紀後半から多くの研究が集中してきた。説明の候補はいくつかあり、その一つは、有性生殖が子の間に生む変異が、個体群の生存と繁殖にとても重要だというものである。したがって平均すると、有性生殖の個体群は、ほかの条件が同様の無性生殖の個体群より多くの子孫を残す。無性生物で変異を生む唯一の源は突然変異である。生殖細胞系列が形成される間に起こる突然変異は、有性生殖する生物でも変異の源となる。ただし無性生殖時の突然変異とは異なり、有性生殖時の突然変異は世代ごとに組み合わせを変え続けられる。異なる親がそれぞれ固有のゲノムを合わせ、第一分裂前期の乗換えと第一分裂中期の無作為な振り分けによって遺伝子が異なる組み合わせに混ざるためである。