プリンキピア

第20章系統と生命の歴史

Section Summary節のまとめ

To build phylogenetic trees, scientists must collect accurate information that allows them to make evolutionary connections between organisms. Using morphologic and molecular data, scientists work to identify homologous characteristics and genes. Similarities between organisms can stem either from shared evolutionary history (homologies) or from separate evolutionary paths (analogies). Scientists can use newer technologies to help distinguish homologies from analogies. After identifying homologous information, scientists use cladistics to organize these events as a means to determine an evolutionary timeline. They then apply the concept of maximum parsimony, which states that the order of events probably occurred in the most obvious and simple way with the least amount of steps. For evolutionary events, this would be the path with the least number of major divergences that correlate with the evidence.
系統樹を作るために、科学者は生物どうしの進化的なつながりを見いだすための正確な情報を集めなければならない。形態データと分子データを使い、相同な特徴や遺伝子を特定する。生物間の類似は、共通の進化史（相同）にも、別々の進化経路（相似）にも由来しうる。新しい技術は、相同と相似の区別に役立つ。相同な情報を特定した後、科学者は進化の時間的順序を決めるために、分岐分類学で出来事を整理する。次に、出来事は最も明白で単純な順序、最小限の段階で起こっただろうとする最節約性の概念を適用する。進化的な出来事なら、証拠と対応する主要な分岐の数が最も少ない道筋に当たる。

Visual Connection Questions図を使った問題

Exercises 9–10練習問題 9–10
Exercise 9問題 9
Figure 20.10 Which animals in this figure belong to a clade that includes animals with hair? Which evolved first, hair or the amniotic egg?
図20.10　この図で、毛をもつ動物を含むクレードに属するのはどの動物か。毛と羊膜卵では、どちらが先に進化したか。
Solution解き方
Figure 20.10 Rabbits and humans belong in the clade that includes animals with hair. The amniotic egg evolved before hair because the Amniota clade is larger than the clade that encompasses animals with hair.
図20.10　ウサギとヒトは、毛をもつ動物を含むクレードに属する。羊膜類クレードは、毛をもつ動物のクレードより大きいため、羊膜卵が毛より先に進化した。
Exercise 10問題 10
Figure 20.11 What is the largest clade in this diagram?
図20.11　この図で最も大きいクレードは何か。
Solution解き方
Figure 20.11 The largest clade encompasses the entire tree.
図20.11　最も大きいクレードは、樹全体を包含する。

Review Questions確認問題

Exercises 11–14練習問題 11–14
Exercise 11問題 11
Which statement about analogies is correct?
相似について正しい記述はどれか。
  1. They occur only as errors.
    誤りとしてのみ生じる。
  2. They are synonymous with homologous traits.
    相同形質と同じ意味である。
  3. They are derived by similar environmental constraints.
    似た環境の制約によって生じる。
  4. They are a form of mutation.
    変異の一形態である。
Solution解き方
C
C
Exercise 12問題 12
What do scientists use to apply cladistics?
分岐分類学を適用する際、科学者は何を用いるか。
  1. homologous traits
    相同形質
  2. homoplasies
    ホモプラシー
  3. analogous traits
    相似形質
  4. monophyletic groups
    単系統群
Solution解き方
A
A
Exercise 13問題 13
What is true about organisms that are a part of the same clade?
同じクレードに属する生物について、正しいことはどれか。
  1. They all share the same basic characteristics.
    すべて同じ基本的特徴を共有する。
  2. They evolved from a shared ancestor.
    共通祖先から進化した。
  3. They usually fall into the same classification taxa.
    通常、同じ分類群に入る。
  4. They have identical phylogenies.
    系統がまったく同一である。
Solution解き方
B
B
Exercise 14問題 14
Why do scientists apply the concept of maximum parsimony?
科学者はなぜ最節約性の概念を適用するのか。
  1. to decipher accurate phylogenies
    正確な系統を読み解くため。
  2. to eliminate analogous traits
    相似形質を取り除くため。
  3. to identify mutations in DNA codes
    DNAの暗号にある変異を特定するため。
  4. to locate homoplasies
    ホモプラシーの位置を探すため。
Solution解き方
A
A

Critical Thinking Questions考察問題

Exercises 15–17練習問題 15–17
Exercise 15問題 15
Dolphins and fish have similar body shapes. Is this feature more likely a homologous or analogous trait?
イルカと魚は体の形が似ている。この特徴は、相同形質と相似形質のどちらである可能性が高いか。
Solution解き方
Dolphins are mammals and fish are not, which means that their evolutionary paths (phylogenies) are quite separate. Dolphins probably adapted to have a similar body plan after returning to an aquatic lifestyle, and, therefore, this trait is probably analogous.
イルカは哺乳類だが魚はそうではなく、両者の進化の道筋（系統）は大きく離れている。イルカは水中生活へ戻った後、似た体のつくりをもつように適応したと考えられるため、この形質は相似である可能性が高い。
Exercise 16問題 16
Why is it so important for scientists to distinguish between homologous and analogous characteristics before building phylogenetic trees?
系統樹を作る前に、相同な特徴と相似の特徴を区別することが、科学者にとって非常に重要なのはなぜか。
Solution解き方
Phylogenetic trees are based on evolutionary connections. If an analogous similarity were used on a tree, this would be erroneous and, furthermore, would cause the subsequent branches to be inaccurate.
英語のヒント
系統樹は進化的なつながりに基づく。相似による類似を樹の作成に用いると誤りとなり、その後の分岐も不正確になる。
Exercise 17問題 17
Describe maximum parsimony.
最節約性を説明しなさい。
Solution解き方
Maximum parsimony hypothesizes that events occurred in the simplest, most obvious way, and the pathway of evolution probably includes the fewest major events that coincide with the evidence at hand.
最節約性は、出来事が最も単純で明白な形で起こったと仮定する。進化の道筋は、手元の証拠と一致する主要な出来事の数が最も少ないものだろう、と考える。
analogy
相似
(also, homoplasy) characteristic that is similar between organisms by convergent evolution, not due to the same evolutionary path
ホモプラシーともいう。共通の進化経路ではなく、収斂進化によって生物間で似たものになった特徴。
cladistics
分岐分類学
system to organize homologous traits to describe phylogenies
系統を記述するために、相同形質を整理する体系。
homology
相同性
similarity in characteristics resulting from a shared ancestry
共通祖先に由来する、特徴の類似。
maximum parsimony
最節約性
applying the simplest, most obvious way with the least number of steps
段階の数が最も少ない、最も単純で明白な道筋を適用すること。
molecular systematics
分子系統学
technique using molecular evidence to identify phylogenetic relationships
分子の証拠を用いて系統関係を特定する手法。
monophyletic group
単系統群
(also, clade) organisms that share a single ancestor
クレードともいう。1つの祖先を共有する生物の群。
shared ancestral character
共有祖先形質
describes a characteristic on a phylogenetic tree that all organisms on the tree share
系統樹上のすべての生物が共有する特徴を指す。
shared derived character
共有派生形質
describes a characteristic on a phylogenetic tree that only a certain clade of organisms share
系統樹上の、特定のクレードの生物だけが共有する特徴を指す。