第19章集団の進化
No Perfect Organism完全な生物はいない
Natural selection is a driving force in evolution and can generate populations that are better adapted to survive and successfully reproduce in their environments. However, natural selection cannot produce the perfect organism. Natural selection can only select on existing variation in the population. It does not create anything from scratch. Thus, it is limited by a population’s existing genetic variability and whatever new alleles arise through mutation and gene flow.
英語のヒント
自然選択は進化の原動力であり、環境の中で生存し、うまく繁殖することに、よりよく適応した個体群を生み出せる。しかし、完全な生物を作り出すことはできない。自然選択が選べるのは、個体群にすでに存在する変異だけである。何かを一から作ることはない。したがって、個体群の既存の遺伝的変異性と、変異や遺伝子流動によって生じる新たな対立遺伝子によって制限される。
Natural selection is also limited because it works at the individual, not allele level, and some alleles are linked due to their physical proximity in the genome, making them more likely to pass on together (linkage disequilibrium). Any given individual may carry some beneficial and some unfavorable alleles. It is the alleles' net effect, or the organism’s fitness, upon which natural selection can act. As a result, good alleles can be lost if individuals who carry them also have several overwhelmingly bad alleles. Likewise, bad alleles can be kept if individuals who have enough good alleles to result in an overall fitness benefit carry them.
英語のヒント
自然選択は、対立遺伝子ではなく個体のレベルで働くことによっても制限される。また、ゲノム内で物理的に近い対立遺伝子は連鎖し、まとめて伝わりやすい場合がある(連鎖不平衡)。1個体が、有益な対立遺伝子と不利な対立遺伝子をそれぞれいくつかもつこともある。自然選択が作用できるのは、対立遺伝子の効果の差し引きの総体、すなわち生物の適応度である。そのため、有益な対立遺伝子をもつ個体が、圧倒的に有害な対立遺伝子もいくつかもっていれば、有益なものまで失われうる。同様に、全体として適応度が高くなるだけの有益な対立遺伝子をもつ個体に含まれていれば、有害な対立遺伝子も残りうる。
Furthermore, natural selection can be constrained by the relationships between different polymorphisms. One morph may confer a higher fitness than another, but may not increase in frequency because going from the less beneficial to the more beneficial trait would require going through a less beneficial phenotype. Think back to the mice that live at the beach. Some are light-colored and blend in with the sand, while others are dark and blend in with the patches of grass. The dark-colored mice may be, overall, more fit than the light-colored mice, and at first glance, one might expect the light-colored mice to be selected for a darker coloration. However, remember that the intermediate phenotype, a medium-colored coat, is very bad for the mice—they cannot blend in with either the sand or the grass and predators are more likely to eat them. As a result, the light-colored mice would not be selected for a dark coloration because those individuals who began moving in that direction (began selection for a darker coat) would be less fit than those that stayed light.
英語のヒント
さらに、異なる多型の間の関係も自然選択を制約しうる。ある型は別の型より適応度が高くても、頻度が増えない場合がある。不利な形質から有利な形質へ移るには、その途中でもっと不利な表現型を通らなければならないためである。海辺に暮らすマウスを思い出そう。明るい色の個体は砂に、暗い色の個体は草の茂みに溶け込む。全体として暗い色のマウスのほうが適応度が高いなら、一見、明るい色のマウスも暗い体色へ向けて選択されると思えるかもしれない。しかし、中間の表現型である中程度の毛色は、マウスにとって非常に不利だった。砂にも草にも溶け込めず、捕食者に食べられやすいからである。したがって、明るい色のマウスは暗い体色へ向けて選択されない。その方向へ変わり始めた個体、つまりより暗い毛が選択され始めた個体は、明るいままの個体より適応度が低くなるためである。
Finally, it is important to understand that not all evolution is adaptive. While natural selection selects the fittest individuals and often results in a more fit population overall, other forces of evolution, including genetic drift and gene flow, often do the opposite: introducing deleterious alleles to the population’s gene pool. Evolution has no purpose—it is not changing a population into a preconceived ideal. It is simply the sum of the various forces that we have described in this chapter and how they influence the population's genetic and phenotypic variability.
英語のヒント
最後に、すべての進化が適応的というわけではないことを理解する必要がある。自然選択は最も適応度の高い個体を選び、全体としてより適応度の高い個体群をもたらすことが多い。一方、遺伝的浮動や遺伝子流動を含む他の進化の力は、個体群の遺伝子プールへ有害な対立遺伝子を導入し、逆のことをする場合が多い。進化に目的はない。個体群を、あらかじめ想定された理想へ近づけるものではない。この章で説明したさまざまな力と、それらが個体群の遺伝的変異性や表現型変異に与える影響の総体にすぎない。
Section Summary節のまとめ
Because natural selection acts to increase the frequency of beneficial alleles and traits while decreasing the frequency of deleterious qualities, it is adaptive evolution. Natural selection acts at the individual level, selecting for those that have a higher overall fitness compared to the rest of the population. If the fit phenotypes are those that are similar, natural selection will result in stabilizing selection, and an overall decrease in the population’s variation. Directional selection works to shift a population’s variability toward a new, fit phenotype, as environmental conditions change. In contrast, diversifying selection results in increased genetic variability by selecting for two or more distinct phenotypes.
自然選択は、有益な対立遺伝子や形質の頻度を高め、有害な性質の頻度を下げるため、適応進化である。個体のレベルで働き、個体群の他の個体と比べて、全体としての適応度が高い個体を有利に選択する。適応度の高い表現型が互いによく似ていれば、自然選択は安定化選択をもたらし、個体群の変異は全体として減少する。方向性選択は、環境条件の変化に応じて、個体群の変異性を新しい適応度の高い表現型へと移す。これに対し、分断化選択は、異なる2つ以上の表現型を有利にすることで、遺伝的変異性を高める。
Other types of selection include frequency-dependent selection, in which individuals with either common (positive frequency-dependent selection) or rare (negative frequency-dependent selection) are selected. Finally, sexual selection results from one sex having more variability in the reproductive success than the other. As a result, males and females experience different selective pressures, which can often lead to the evolution of phenotypic differences, or sexual dimorphisms, between the two.
他の選択の型には頻度依存選択があり、よく見られる型をもつ個体(正の頻度依存選択)またはまれな型をもつ個体(負の頻度依存選択)が選ばれる。最後に、性選択は、一方の性の繁殖成功のばらつきが、もう一方より大きいことによって生じる。その結果、雄と雌は異なる選択圧を受け、両者の表現型の違い、すなわち性的二型の進化につながることが多い。
Visual Connection図で考える
Exercises 18練習問題 18
Exercise 18問題 18
Figure 19.8 In recent years, factories have become cleaner, and less soot is released into the environment. What impact do you think this has had on the distribution of moth color in the population?
図19.8 近年、工場はよりクリーンになり、環境へ放出されるすすが減っている。これは、ガの個体群内の体色の分布にどのような影響を与えたと思うか。
Solution解き方
Figure 19.8 Moths have shifted to a lighter color.
図19.8 ガの体色は、より明るい色へと移った。