最初の蝶に立つことは本当に進化の歴史を変えるだろうか?

最初の蝶に立つことは本当に進化の歴史を変えるだろうか?
シャッターストック

マーサジョーンズ: それらの映画のようなものです:あなたが蝶を歩くと、あなたは人類の未来を変えます。

医者: それから、どんな蝶に乗ってはいけません。 あなたに今まで何が行われているのですか?

サイエンスフィクション作家は、時間旅行のルールに同意するように見えることはできません。 時には、Doctor Who(上の)のように、文字は時間の経過とともに小さな出来事に影響を与え、壮大な歴史を変えないように見えることがあります。 Back To The Futureのような他の物語では、過去の旅行者の行動の中でも最も小さなものでさえ、予期せず将来を変える大きな波紋を生む。

進化生物学者は何十年にもわたって進化がどのように働くかについて同様の議論を続けてきた。 1989(バックトゥーザフューチャーIIの年)では、アメリカの古生物学者、スティーブンジェイグールドは、時代を超越した本「Wonderful Life」を出版しました。 古典的な映画 それはまた、種類の時間旅行を伴う。 その中で、彼は思考実験を提案しました:人生のテープを再生し、進化の歴史を巻き戻し、再び実行することができたら、どうなるでしょうか? 以前と同じ進化論的イベントが繰り広げられているのと同じ映画がまだ見えますか? それとも、再起動のようなものでしょうか?種はさまざまな形で進化していますか?

グールドの答えは後者でした。 彼の見解では、予測不可能な出来事が自然史に大きな役割を果たしました。 最初の蝶に時間をかけて歩いて行くなら(1952の短編小説を連想させる) 雷の音 レイ・ブラッドベリー)、その後、蝶は再び進化しませんでした。

これは、私たちが自然界に見る変化 - 生命体が持つことができる多くの異なる身体的特徴や行動様式 - は遺伝的変異 再結合。 自然選択は、このバリエーションをフィルタリングし、生物に最良の生殖的利益をもたらす機能を保存し広げます。 グールドの見解では、最初のバタフライに至った一連の突然変異はランダムであったため、2回目に発生する可能性は低い。

収束進化

しかし、誰もがこの絵に同意するわけではありません。 一部の科学者 "収束進化"の考え方を擁護する。 これは、互いに関連していない生物が、その環境に応じて同様の機能を独立して進化させる場合です。 たとえば、コウモリとクジラは非常に異なる動物ですが、どちらも周囲の音がどのように響かわれるかを聞くことによって「見る」能力を進化させました(エコーロケーション)。 パンダと人間の両方が進化した 反対の親指。 パワード飛行は進化した 少なくとも4回、鳥、コウモリ、竜骨、および昆虫(例えば、蝶)である。 そして目は独立して進化した 少なくとも50回 動物の歴史の中で。

インテリジェンスさえも何度も進化してきました。 有名な古生物学者Simon Conway-Morrisは、恐竜がまだここにいるなら、知的になったのかどうか尋ねられました。 彼の答え 「実験は終わり、私たちはカラスと呼んでいる」ということでした。 非常にインテリジェントなカラス種、進化した 恐竜のグループから.

収束進化は、種がその環境に適応できるいくつかの最適な方法があることを示唆しています。つまり、十分な情報があれば、種が長期間どのように進化するかを予測することができます。 最初の蝶に足を踏み入そうとするならば、他の蝶のような昆虫は最終的に進化します。なぜなら、他の突然変異は自然選択によって支持されるのと同じ機能を最終的に生み出すからです。

A 最近の研究 現在の生物学のジャーナルでは、収束進化に有利なスケールになっているようだ。 この研究は、ハワイ諸島でスティッククモがどのように進化したかを調査し、同じ特徴を独立して進化させる異なる孤立した動物グループの証拠を提供する。

島は、効果的に閉鎖された環境であるため、しばしば自然実験室と呼ばれています。 種が新しい島に植民地化するたびに、適応に関する新たな独立した実験が行われます。 象徴的な例は、チャールズ・ダーウィンが自然選択の理論を発展させる助けとなった、ガラパゴス島の各島の様々な食糧源に適応したフィンチです。 これらの集団の中には、新しいものになることで捕らえられているものもあります フィンチ種.

ハワイ諸島のスティッククモのほとんどは、鳥などの捕食者から隠す迷彩として、金色、暗色または白色の体色をしています。 科学者たちは、様々なクモの種のDNAを使って、それらがどのように進化したかの歴史を再構築しました。 彼らは、暗黒のクモと白いクモが暗黒のクモの場合は6回、白の場合は2回、祖先の金のクモから繰り返し進化したことを示しました。

チャンスまたは必要性?

この研究は、同じ地理的領域で起こっている収束進化の顕著な例である。 それについての古典的な研究を連想させる Anolisトカゲ 他のカリブ諸島のトカゲに気づいた進化的生態学者のジョナサン・ロソス(Jonathan Losos)は、 同じ適応を複数回。 このことはすべて、特定の環境で長期間にわたり生活する生命体が特定の機能を進化させる可能性があることを示唆しています。

しかし、収束進化の証拠は、チャンスの役割を排除するものではありません。 突然変異とそれらが生み出す生物学的変異は無作為であることは間違いありません。 生物は、それぞれ異なる進化の歴史を持つ複数の形質のモザイクである。 そして、それは、蝶の場所で進化したものがまったく同じに見えないかもしれないことを意味します。

エビデンスは決して決定的なものではありませんが、多分チャンスと必然性の両方が進化において役割を果たすでしょう。 私たちが人生のテープをやり直すなら、私たちは今日私たちが持っているのと同じタイプの生物で終わると思います。 おそらく一次生産者が太陽からの土壌やエネルギー、および一次生産者を回って食べる他の生物から栄養素を抽出するだろう。 これらの多くは目を持ち、飛ぶものもあれば、知的なものもあります。 しかし、彼らは今日知っている植物や動物とはかなり違って見えるかもしれません。 インテリジェントな2脚の哺乳類は存在しないかもしれません。

会話だから、あなたが時間通りに帰ってきたことを知りたければ、どんな蝶に足を乗せてはいけません。

著者について

Jordi Paps、講師、生物科学研究科、 エセックス大学

この記事は、最初に公開された 会話。 読む 原著.

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