六畳半のすごし方

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○生命の歴史は繰り返すのか? 進化の偶然と必然のナゾに実験で挑む
　ジョナサン・Ｂ・ロソス　的場知之訳　化学同人

　数十年のあいだ、研究者たちはトカゲの接着力の源がいったい何なのか、頭を悩ませてきた。爪をガラス面の微小な穴にひっかけている？　はずれ。吸盤？　パッドの表面の微小なフックで、マジックテープのようにくっついている？　粘液の分泌？　正解は、このなかのどれでもない。

　２０００年、ある研究チームがようやく解明したそのしくみは、ＳＦ顔負けだ。無数の繊毛１本１本の表面には自由電子が存在し、一定の条件下で、この電子はガラス面やその他の物体の表面の電子と結びつく。専門用語でファンデルワールス力とよばれるこの結合は非常に強力で、そのためトカゲは指１本で体重を支えたり、落下の最中でも葉に指が触れるだけでつかまったりできる。スパイダーマンでもこうはいかない！


　著者は主にトカゲ専門の生物学者。
　上記のようにトカゲの話になると早口になる。が、本書はトカゲがメインではなく進化について。キーワードは「収斂進化」と「偶発性」。

　端的に言ってしまえば別々の種（共通の祖先まで遡るのに数千万年かかる）なのに、似たような環境で進化してきた生物は同じような姿形・機能を持つ傾向がある。遺伝子を調べた結果、近縁種だと思われていた生物が実は全然遠い種だったことが判明することは稀ではない。このように自然淘汰に晒され続け進化していくと同じようなものになっていくことを収斂進化と呼ぶ。カマキリとカマキリモドキ（カゲロウ系）、アリとシロアリ（ゴキブリ系）なんかはわかりやすい例。
　進化論的に見た時に、生物は同じ条件を与えられれば同じように進化する、進化は予測可能であると言えるのではないか？　一方で、いや生物には多様性があって同じような条件を与えられても偶発的な何かによって違う進化をするという説もある。カモノハシとか他にどこにいるんだよ？
　どちちが正しいのか？　それを論じたのが本書。

　私が子どもの頃に「恐竜惑星」というアニメがあって、そこでは恐竜が人間のように進化した恐竜人類が登場しました。本書でも生物学者ラッセルが提唱した恐竜人間が提起されています。果たして恐竜が絶滅せずに生き残っていたらそうなっていたのか？　こうした疑問にも本書は示唆を与えています。

　勿体ぶっても仕方ないので結論からいうと、収斂進化と偶発性は共存する。
　はい、いつもの玉虫色回答ありがとうございます。普通に考えてそうなるよね。もちろん学者達が何もせずにこんな当たり前の結論を出したわけではなく、様々な実験から推測されています。
　例えばトカゲを使った実験では、捕食者がいない環境ではトカゲの手足は長くなる傾向があり、捕食者がいる場合は捕まらないように樹上生活に適応して手足が短くなる傾向があります。実際にそれを模擬した環境を作ってやると数世代でその傾向が出てくるのだそうです。一般に進化は長い時間をかけて形成されるものだと思われがちですが、強い淘汰圧をかけると急速に変わっていくことが認めらています。色や模様が変わったりするのは顕著ですね。細菌なんかも抗生物質の耐性問題が論じられたりしますが、アレも要するに進化なわけ。

　また、進化を確認する方法として微生物を使う方法があって、大腸菌を使った実験では約３０年かけて６万世代を観察した研究があります（現在も進行中）。この研究が収斂進化と偶発性を紐解くヒントになりました。
　同じ株から１２のフラスコに分けてそれぞれ同じ環境で独自に世代を重ねさせる。すると概ね同じような結果になる（収斂進化が確認される）。でも結果は同じでも同じように進化しているとは限らない。別々の進化の仕方をして似たような結果を出しているだけかもしれない。動物で言えば捕食者から逃げるのに足を速くするのか、カモフラージュを身につけるのかといったように。
　事実、遺伝子的には別々の特性を獲得していることがわかってきます。その発端となったのがある一つのフラスコ内での爆発的繁殖。何万世代という時間をかけて、他のパラレルな１１の世界では起きなかった進化が起きた。詳細に調べた結果遺伝的変異が発見されました。
　環境に適した個体が残りやすい。その特性が引き継がれ、代を重ねていくことで顕著になっていく。その変化は個々の事情や偶然性が絡む。先の例で言うと爆発的に繁殖するためには前提とする遺伝的特質がいくつかあったようです。大腸菌Ａから大腸菌Ａ’と大腸菌Ｂに分岐して、大腸菌Ｂがさらに大腸菌Ｂ’みたいな感じで枝分かれしていくものと思って良いです。その枝分れの理由は研究者にもよくわかっていません。要するにそれが偶発性ってわけですね。
　環境に適応するといっても最適解が一つとは限らない。その余地が生物に多様な生き方・姿形を与える。何万何億年をかけてひらすたガチャを引くわけだから、確率的にはある程度収束していく一方で、とんでもねー偏りがあっても不思議ではないわけだ。そういう確率も当然ある。


　話を戻して、では恐竜人類はあり得るのか？　人間のような姿になるのか？
　著者はならないんじゃないか、と言います。というのも人間には尻尾がないので二足歩行するには頭と身体を垂直にする必要がありましたが、恐竜は尻尾があるので頭が大きくなった分だけ尻尾を重くすればバランスが取れる。進化的にそっちの方がなりやすいのではないか。人間の姿が最適解とは限らない。あくまで人間がこの形をしているのは元になっている類人猿の特質を引き継いでいるからにすぎない。というわけ。

　余談ですが本書で興味深かったのは、人間は様々な動物を狩っているわけですが、段々と動物が小さくなっているのだそうです。例えば立派な角を持つシカや牙を持つゾウはそれが小さくなっていく。魚にしても小型化の傾向が見られる。理由は単純、デカイやつが狩られるんだから小さい方が生存に有利だよね。もちろん毎年ずっと採ってるんだから大型の個体が少なくなるのは当然なんだけど、じゃあ採らなくなったら元に戻るかと言うとそれもあやしい。淘汰圧と自然状態での大きくなろうとするインセンティブを比べたら前者の方強くて戻りにくいんじゃないか、という話。