進化の証拠と自然選択説
生物の進化は長い時間をかけて起こる形質の変化です。ダーウィンが体系化した自然選択説とその証拠を理解しましょう。
基本知識
進化の証拠: ①化石記録(地層の年代と生物相の変化・中間型化石=始祖鳥は爬虫類と鳥類の中間)。②比較解剖学: 相同器官(起源同じ・形異なる: 鳥の翼とヒトの腕)と痕跡器官(機能を失った相同器官: ヒトの尾骨)。相似器官(起源異なる・形似る: 鳥の翼と昆虫の翅)は収斂進化の証拠。③発生学的証拠(初期発生の形態の類似)。④分子生物学的証拠(DNA配列が近縁種ほど似ている)。
ダーウィンの自然選択説(1859年): ①変異(個体間に遺伝的変異がある)→②過剰生産(生まれる子が生存できる数より多い)→③生存競争→④自然選択(適した形質の個体が多く生存・繁殖)→⑤遺伝(選択された形質が子に伝わり集団が変化)。
総合説(ネオダーウィニズム): 自然選択+メンデル遺伝学+集団遺伝学を統合。突然変異と組換えが変異の源。
例題
ガラパゴス諸島でのフィンチの多様化を、自然選択説の4要素を用いて説明しなさい。
解答: ①変異: 祖先フィンチの集団内に嘴の形・大きさに個体差があった。②生存競争: 各島の食物量に対して個体数が多かった。③自然選択: 各島の食物源(種子・昆虫・サボテンなど)に適した嘴の形の個体が生存・繁殖で有利だった。④遺伝: 適した嘴形質が子孫に伝わり各島の環境に適した種へと分化した。
ガラパゴス諸島でのフィンチの多様化を、自然選択説の4要素を用いて説明しなさい。
解答: ①変異: 祖先フィンチの集団内に嘴の形・大きさに個体差があった。②生存競争: 各島の食物量に対して個体数が多かった。③自然選択: 各島の食物源(種子・昆虫・サボテンなど)に適した嘴の形の個体が生存・繁殖で有利だった。④遺伝: 適した嘴形質が子孫に伝わり各島の環境に適した種へと分化した。
ポイント
- 進化の証拠=化石・相同器官・発生学・分子生物学
- 相同器官=起源同じ・形異なる(鳥の翼とヒトの腕)
- 相似器官=起源異なる・形似る(収斂進化の証拠)
- 痕跡器官=機能を失った相同器官(ヒトの尾骨)
- ダーウィン=変異・過剰生産・生存競争・自然選択・遺伝
- 始祖鳥=爬虫類と鳥類の中間型化石
- 総合説=自然選択+メンデル遺伝+集団遺伝学
注意点
① 相同器官(同起源・形異なる)と相似器官(起源異なる・形似ている)を混同しない。② 自然選択は目的論的ではない。③ 用不用説(ラマルク)=獲得形質の遺伝は否定されており、自然選択説が正しい。
練習
- 相同器官の例を1つ挙げ、それが進化の証拠になる理由を説明しなさい。
- ダーウィンの自然選択説の5つのステップを順に答えなさい。
- 始祖鳥はどのような生物の中間型とされるか。