種分化と適応放散
新しい種が生まれる過程を種分化といいます。地理的隔離が積み重なって遺伝的に分化し、最終的に生殖的隔離が確立すると別種と認定されます。
基本知識
種の定義(生物学的種概念, マイア): 実際にまたは潜在的に交配が可能で、他の集団から繁殖的に隔離された集団の集合体。
種分化のメカニズム: 異所的種分化=地理的隔離で集団が分断→独立した進化→生殖的隔離が成立→別種。同所的種分化=地理的隔離なしに(倍数化・食性転換など)種分化。
生殖的隔離の種類: 前交配的隔離(行動的・生態的・地理的)と後交配的隔離(雑種不稔性=ラバは生殖不能、雑種崩壊)。
適応放散: 共通祖先から多様な環境ニッチに適応して多くの種に分化。例: ガラパゴスのフィンチ・オーストラリア有袋類・カンブリア爆発。
収斂進化: 系統的に無縁な生物が同様の環境圧に対して似た形質に進化。例: サメと魚竜と魚(流線型)・コウモリとモモンガ(滑空)。
例題
異所的種分化と同所的種分化の違いを述べ、それぞれ具体例を1つ挙げなさい。
解答: 異所的種分化: 地理的隔離によって集団が分断され、独立した進化を経て生殖的隔離が成立する。例: ガラパゴスフィンチ(各島に隔離された集団が別種に分化)。同所的種分化: 地理的隔離なしに分化する。例: 植物の倍数化(ゲノムが倍増した個体は元の種と生殖的に隔離される)。
異所的種分化と同所的種分化の違いを述べ、それぞれ具体例を1つ挙げなさい。
解答: 異所的種分化: 地理的隔離によって集団が分断され、独立した進化を経て生殖的隔離が成立する。例: ガラパゴスフィンチ(各島に隔離された集団が別種に分化)。同所的種分化: 地理的隔離なしに分化する。例: 植物の倍数化(ゲノムが倍増した個体は元の種と生殖的に隔離される)。
ポイント
- 種の定義=繁殖的に隔離された集団(生物学的種概念)
- 異所的種分化=地理的隔離+独立した進化+生殖的隔離
- 同所的種分化=倍数化など地理隔離なし
- 後交配的隔離=雑種不稔性(ラバは生殖不能)・雑種崩壊
- 適応放散=共通祖先から多様なニッチへ分化
- 収斂進化=異系統が同環境に対して似た形質に進化
- 倍数化=植物で一般的・即座に生殖的隔離が成立
注意点
① 相同器官は適応放散(共通祖先から分化)の証拠。相似器官は収斂進化の産物。② ラバはウマとロバの雑種で生殖不能=後交配的隔離の典型例。③ ポリプロイド(倍数化)は植物では一般的で、コムギなど農作物にも多い。
練習
- 生物学的種概念における「種」の定義を答えなさい。
- 適応放散と収斂進化の違いを、具体例を用いて説明しなさい。
- 植物の倍数化(ポリプロイド)が同所的種分化につながる理由を説明しなさい。