はるかむかし地球上のあらゆる生物の共通の祖先がいた。
まだ見ぬその姿は細菌のようだったのだろうか?
ダーウィンが夢見た、共通祖先から連なる全生物の進化の系統樹が、
生物のもつDNA情報にもとづいて、いまその姿を現しつつある。
進化生物学者である著者が撮影した貴重な写真コレクションを用いて、
動物界、なかでも昆虫綱、哺乳綱、鳥綱の驚きの進化を100点超の系統樹で表現する。
著者プロフィール
長谷川政美(はせがわ まさみ)
1944年生まれ。進化生物学者。統計数理研究所名誉教授。総合研究大学院大学名誉教授。理学博士(東京大学)。著書に『分子系統学』(岸野洋久氏との共著)『DNAに刻まれたヒトの歴史』(共に岩波書店)、『系統樹をさかのぼって見えてくる進化の歴史』(ベレ出版)、『世界でいちばん美しい進化の教室』(監修、三才ブックス)、『共生微生物からみた新しい進化学』(海鳴社)、『進化38億年の偶然と必然』(国書刊行会)など多数。最新刊は『ウイルスとは何か』(仮題、中公新書、2023年1月刊行予定)。進化に関する論文多数。1993年に日本科学読物賞、1999年に日本遺伝学会木原賞、2005年に日本進化学会賞・木村資生記念学術賞など受賞歴多数。全編監修を務める「系統樹マンダラ」シリーズ・ポスターの制作チームが2020年度日本進化学会・教育啓発賞、2021年度日本動物学会・動物学教育賞を受賞。
地球上に生息する生物は細菌を除いても870万種に達するという試算があるが、細菌も含めあらゆる生物は一つの共通祖先から進化した。
チャールズ・ダーウィンもあらゆる生物は一つの共通祖先に由来すると考えたが、このことは20世紀後半になって、バクテリアからヒトに至るまであらゆる生物で、細胞の基本的な仕組みが共通であることが明らかになったことで、確かめられた。共通祖先から枝分かれを繰り返しながら多様な種が進化したのである。
このような進化の様子を表現するのが「系統樹」である。近年、生物のもつDNAの情報から系統樹を構築する分子系統学が発展し、全生物界の進化の概要が明らかになってきた(1)。
系統樹には、さまざまな表わし方があるが、仮想的な(存在したことは確かであるが、どのようなものかはっきりしないので、「仮想的」とした)共通祖先を中心に配置して、そこから放射状に生物が種分化しながら進化してきた様子を表現する「系統樹マンダラ」という方法がある。
そのような表現法の長所は、枝分かれの順番を図の中心部で表現すれば、まわりの広いスペースにたくさんの生物の画像を張り付けることができることにある。一つの共通祖先から出発して多様な生物が進化してきた様子を表現するには、このような方法が視覚的に分かりやすいであろう。
密教の「マンダラ(Mandala)」はたくさんの尊像がある法則に従って配置されたものであり、この世界を表現している。系統樹マンダラは進化の歴史に従って生物の画像が配置され、全生物界の成り立ちを表現する。
Mandaには、サンスクリット語で「中心」あるいは「円」という意味がある。中心に位置する共通祖先から多様な生物が進化してきた様子を表現するのが、系統樹マンダラである。
ダーウィンは1857年9月26日にトマス・ハックスレーに宛てた手紙で、「私自身が生きているうちに見ることはかなわないと思いますが、いつの日かそれぞれの生物界について真の系譜の樹が解明される時代が到来することでしょう」と書いている(2)。
20世紀の後半から急速に発展した分子系統学の成果として、全生物界の系統樹が描かれるようになってきた。まさにダーウィンの夢が実現されつつある時代が到来したのである。細かい点に関しては、今後とも改訂が繰り返されるであろうが、基本的な部分はかなりはっきりと解明されてきたと考えられる。
今回の連載では、毎週1点ずつで、合計およそ100点の系統樹マンダラを用いて、全生物界の進化の様子を視覚的にとらえることを試みる予定である。
京都の東寺にある国宝の「両界曼荼羅」には、胎蔵界と金剛界の2つがある。例えば「胎蔵曼荼羅」には、決して大きいとはいえない183.6×163.0cmのなかに合計420の尊像が描かれている。従ってそれら個々の尊像は非常に小さいが、その細部も詳しく描かれている。このことは、石元康博のB4変形版写真集の各ページいっぱいに印刷された個々の尊像の写真を見るとよく分かる(3)。
「神は細部に宿りたもう」という言葉があるが、マンダラでは全体の構成とともに細部も重要なのである。今回の連載では、系統樹マンダラの図版は拡大できるようにして、なるべく細部まで確認できるようにする予定である。
地球はおよそ46億年前に誕生した。その頃の地球は、生命のない星だったが、40億~25億年前の始生代の時期に最初の生命が生まれたと考えられている。最近、日本の探査機「はやぶさ2」が小惑星リュウグウから持ち帰った石や砂からアミノ酸が23種類見つかったことが発表され、話題になっている(5)。最初の生命のもとになったアミノ酸が、隕石として地球に衝突した小惑星からもたらされた可能性があるのだ。生命のもとになった物質は、最初は無生物的に作られたと考えられる。
最初の生命がどのようにして生まれたかについては、現在でもよく分かっていないが、地球上の多様な生き物が一つの共通祖先から進化してきたことは確かであろう。動物、植物、菌類(真菌)、さらに細菌に至るまで、細胞や生命の基本的な仕組みが共通であることから、それぞれが独立に生まれたとは考えられないのである。
動物、植物、菌類、細菌などすべての生き物の祖先になったものを「LUCA(the Last Universal Common Ancestor;すべての生物の最後の共通祖先)」と呼ぶ。図1は、LUCAから「真正細菌」、「古細菌」、「真核生物」が生まれ、真核生物のなかから動物、植物、菌類、アメーボゾア、そのほかさまざまな生物が生まれたことを表わしている(下図は図1の中央部分を拡大して「LUCA」を彩色)。
ミトコンドリアの共生と似たようなことが、葉緑体の起源にも見られる。植物がもつ葉緑体は、真正細菌のシアノバクテリアが植物の祖先細胞に共生してできたものである(図1の緑色の矢印)。
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』 (ベレ出版)。 イヌやネコやクマなど身近な生き物はすべて進化していまここにいる。もちろんヒトも。生き物の進化が一目でわかる「系統樹マンダラ」を多数掲載(系統樹の「見方」付き)。ささやかな「現代版 種の起原」ができました。
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長谷川政美監修・畠山泰英構成『世界でいちばん素敵な進化の教室
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ブックデザイン:西田美千子
イラスト:ちえちひろ
編集:畠山泰英(科学バー/キウイラボ)
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長谷川政美著『系統樹をさかのぼって見えてくる進化の歴史 (BERET SCIENCE)
』 (ベレ出版)。 本書は当サイトで連載していた「僕たちの祖先をめぐる15億年の旅」を加筆修正および系統樹図を全て作り直して一冊にまとめたものです。カラー図版600点掲載。扉絵は小田隆さんによる描き下ろし。
※紙の書籍は品切れ。電子書籍のみ販売中。
ブックデザイン:坂野 徹
編集:畠山泰英(科学バー/キウイラボ)
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長谷川政美著『進化38億年の偶然と必然: 生命の多様性はどのようにして生まれたか
』 (国書刊行会)。 本書は当サイトの好評連載「進化の歴史」を大幅に加筆修正および図版を刷新。進化にまつわる重要かつ最新トピックスを余すところなく一冊にまとめたもの。
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ブックデザイン:垣本正哉・堂島徹(D_CODE)
編集:畠山泰英(科学バー/キウイラボ)