プリンキピア

第19章集団の進化

Section Summary節のまとめ

The modern synthesis of evolutionary theory grew out of the cohesion of Darwin’s, Wallace’s, and Mendel’s thoughts on evolution and heredity, along with the more modern study of population genetics. It describes the evolution of populations and species, from small-scale changes among individuals to large-scale changes over paleontological time periods. To understand how organisms evolve, scientists can track populations’ allele frequencies over time. If they differ from generation to generation, scientists can conclude that the population is not in Hardy-Weinberg equilibrium, and is thus evolving.
英語のヒント
進化論の現代的総合説は、ダーウィン、ウォレス、メンデルの進化と遺伝に関する考えを、より新しい集団遺伝学の研究とともにまとめることで生まれた。個体間の小規模な変化から、古生物学的な時間にわたる大規模な変化まで、個体群と種の進化を説明する。生物がどのように進化するかを理解するために、科学者は個体群の対立遺伝子頻度を時間とともに追跡できる。頻度が世代ごとに異なるなら、その個体群はハーディー・ワインベルグ平衡になく、したがって進化していると結論づけられる。

Visual Connection Questions図を使った問題

Exercises 1練習問題 1
Exercise 1問題 1
Figure 19.2 In plants, violet flower color (V) is dominant over white (v). If p = .8 and q = 0.2 in a population of 500 plants, how many individuals would you expect to be homozygous dominant (VV), heterozygous (Vv), and homozygous recessive (vv)? How many plants would you expect to have violet flowers, and how many would have white flowers?
図19.2　植物では、紫色の花の対立遺伝子Vが、白色の花の対立遺伝子vに対して優性である。500個体の個体群でp = 0.8、q = 0.2なら、優性ホモ接合（VV）、ヘテロ接合（Vv）、劣性ホモ接合（vv）の個体はそれぞれ何個体と予測されるか。紫色の花を咲かせる植物と、白色の花を咲かせる植物は、それぞれ何個体と予測されるか。
Solution解き方
Figure 19.2 The expected distribution is 320 VV, 160Vv, and 20 vv plants. Plants with VV or Vv genotypes would have violet flowers, and plants with the vv genotype would have white flowers, so a total of 480 plants would be expected to have violet flowers, and 20 plants would have white flowers.
図19.2　予測される分布は、VVが320個体、Vvが160個体、vvが20個体である。VVまたはVvの遺伝子型をもつ植物は紫色の花、vvの植物は白色の花を咲かせる。したがって、紫色の花は合計480個体、白色の花は20個体と予測される。

Review Questions確認問題

Exercises 2–5練習問題 2–5
Exercise 2問題 2
What is the difference between micro- and macroevolution?
小進化と大進化の違いは何か。
  1. Microevolution describes the evolution of small organisms, such as insects, while macroevolution describes the evolution of large organisms, like people and elephants.
    小進化は昆虫などの小さな生物の進化を説明し、大進化はヒトやゾウのような大きな生物の進化を説明する。
  2. Microevolution describes the evolution of microscopic entities, such as molecules and proteins, while macroevolution describes the evolution of whole organisms.
    小進化は分子やタンパク質などの微小なものの進化を説明し、大進化は生物個体全体の進化を説明する。
  3. Microevolution describes the evolution of organisms in populations, while macroevolution describes the evolution of species over long periods of time.
    小進化は個体群内の生物の進化を説明し、大進化は長い期間にわたる種の進化を説明する。
  4. Microevolution describes the evolution of organisms over their lifetimes, while macroevolution describes the evolution of organisms over multiple generations.
    小進化は生物の一生の間の進化を説明し、大進化は複数世代にわたる生物の進化を説明する。
Solution解き方
C
C
Exercise 3問題 3
Population genetics is the study of:
集団遺伝学は、何を研究する分野か。
  1. how selective forces change the allele frequencies in a population over time
    選択の力が、時間とともに個体群内の対立遺伝子頻度をどう変えるか
  2. the genetic basis of population-wide traits
    個体群全体の形質の遺伝的基盤
  3. whether traits have a genetic basis
    形質に遺伝的な基盤があるかどうか
  4. the degree of inbreeding in a population
    個体群内の近親交配の程度
Solution解き方
A
A
Exercise 4問題 4
Which of the following populations is not in Hardy-Weinberg equilibrium?
次の個体群のうち、ハーディー・ワインベルグ平衡にないものはどれか。
  1. a population with 12 homozygous recessive individuals (yy), 8 homozygous dominant individuals (YY), and 4 heterozygous individuals (Yy)
    劣性ホモ接合（yy）が12個体、優性ホモ接合（YY）が8個体、ヘテロ接合（Yy）が4個体の個体群
  2. a population in which the allele frequencies do not change over time
    対立遺伝子頻度が時間とともに変わらない個体群
  3. p2 + 2pq + q2 = 1
    p2 + 2pq + q2 = 1
  4. a population undergoing natural selection
    自然選択を受けている個体群
Solution解き方
D
D
Exercise 5問題 5
One of the original Amish colonies rose from a ship of colonists that came from Europe. The ship’s captain, who had polydactyly, a rare dominant trait, was one of the original colonists. Today, we see a much higher frequency of polydactyly in the Amish population. This is an example of:
英語のヒント
初期のアーミッシュの入植地の1つは、ヨーロッパから船で来た入植者たちによって成立した。その船の船長は、まれな優性形質である多指症をもち、最初の入植者の1人だった。現在、アーミッシュの集団では多指症の頻度がはるかに高い。これは何の例か。
  1. natural selection
    自然選択
  2. genetic drift
    遺伝的浮動
  3. founder effect
    創始者効果
  4. b and c
    bとc
Solution解き方
D
D

Critical Thinking Questions考察問題

Exercises 6–8練習問題 6–8
Exercise 6問題 6
Solve for the genetic structure of a population with 12 homozygous recessive individuals (yy), 8 homozygous dominant individuals (YY), and 4 heterozygous individuals (Yy).
劣性ホモ接合（yy）が12個体、優性ホモ接合（YY）が8個体、ヘテロ接合（Yy）が4個体の個体群について、遺伝構造を求めなさい。
Solution解き方
p = (8*2 + 4)/48 = .42; q = (12*2 + 4)/48 = .58; p2 = .17; 2pq = .48; q2 = .34
p = (8×2 + 4)/48 = 0.42、q = (12×2 + 4)/48 = 0.58、p2 = 0.17、2pq = 0.48、q2 = 0.34。
Exercise 7問題 7
Explain the Hardy-Weinberg principle of equilibrium theory.
ハーディー・ワインベルグの平衡の原理を説明しなさい。
Solution解き方
The Hardy-Weinberg principle of equilibrium is used to describe the genetic makeup of a population. The theory states that a population’s allele and genotype frequencies are inherently stable: unless some kind of evolutionary force is acting upon the population, generation after generation of the population would carry the same genes, and individuals would, as a whole, look essentially the same.
ハーディー・ワインベルグの平衡の原理は、個体群の遺伝的構成を説明するために用いられる。この理論では、個体群の対立遺伝子頻度と遺伝子型頻度は本来安定しているとする。何らかの進化の力が作用しなければ、個体群は世代を重ねても同じ遺伝子をもち、個体は全体として基本的に同じ姿を示す。
Exercise 8問題 8
Imagine you are trying to test whether a population of flowers is undergoing evolution. You suspect there is selection pressure on the color of the flower: bees seem to cluster around the red flowers more often than the blue flowers. In a separate experiment, you discover blue flower color is dominant to red flower color. In a field, you count 600 blue flowers and 200 red flowers. What would you expect the genetic structure of the flowers to be?
英語のヒント
ある花の個体群が進化しているかを調べようとしていると想像しよう。ハチは青い花よりも赤い花によく集まるようなので、花の色に選択圧がかかっているのではないかと考えている。別の実験から、青い花の色が赤い花の色に対して優性であることが分かった。野外で数えると、青い花が600個体、赤い花が200個体あった。この花の個体群の遺伝構造はどうなっていると予測されるか。
Solution解き方
Red is recessive so q2 = 200/800 = 0.25; q = 0.5; p = 1 - q = 0.5; p2 = 0.25; 2pq = 0.5. You would expect 200 homozygous blue flowers, 400 heterozygous blue flowers, and 200 red flowers.
赤色は劣性なので、q² = 200/800 = 0.25、q = 0.5、p = 1 − q = 0.5、p² = 0.25、2pq = 0.5となる。青い花のホモ接合が200個体、青い花のヘテロ接合が400個体、赤い花が200個体と予測される。
allele frequency
対立遺伝子頻度
(also, gene frequency) rate at which a specific allele appears within a population
遺伝子頻度ともいう。ある対立遺伝子が個体群内に現れる割合。
founder effect
創始者効果
event that initiates an allele frequency change in part of the population, which is not typical of the original population
個体群の一部分で、もとの個体群に典型的ではない対立遺伝子頻度の変化を引き起こす出来事。
gene pool
遺伝子プール
all the alleles that the individuals in the population carry
個体群内の個体がもつ、すべての対立遺伝子。
genetic structure
遺伝構造
distribution of the different possible genotypes in a population
個体群内に存在しうる各種の遺伝子型の分布。
macroevolution
大進化
broader scale evolutionary changes that scientists see over paleontological time
古生物学的な時間尺度にわたって観察される、より大きな規模の進化的変化。
microevolution
小進化
changes in a population’s genetic structure
個体群の遺伝構造の変化。
modern synthesis
現代的総合説
overarching evolutionary paradigm that took shape by the 1940s and scientists generally accept today
英語のヒント
1940年代までに形作られ、今日の科学者に広く受け入れられている、進化を包括的に捉える枠組み。
population genetics
集団遺伝学
study of how selective forces change the allele frequencies in a population over time
選択の力が、時間とともに個体群内の対立遺伝子頻度をどう変えるかを研究する分野。