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。
シジミタテハ科は日本にはいないが、世界各地に分布し、特に新熱帯区(中央アメリカと南アメリカ)に多い。シジミチョウとタテハチョウの中間的な名前であるが、分子系統学からシジミチョウ科の姉妹群であることが明らかになった(1)。
図17AIbi-1-4の下のほうで並んでいるタテハチョウ科のフチグロトンボマダラとシロチョウ科のトンボシロチョウは非常によく似ている。この類似性は収れん進化によるものであるが、実はトンボマダラは毒をもっているが、トンボシロチョウのほうには毒はない。
毒のあるトンボマダラを鳥などが食べると非常に不味かったり、中毒を起したりする。従って、一度食べた経験がある鳥はこれを二度と食べない。これらのチョウの模様が、不味かったという記憶を呼び起こすのだ。
第14話でツバメガやキオビエダシャクの派手な色は、捕食者に対して「自分を食べると危ないよ」と警告しているという話をした。トンボマダラの模様も捕食者には警告の効果があるのだろう。
ところが、これに似た模様をもつトンボシロチョウは毒をもたない。これは、毒をもつものに似ることによって、捕食されないようにしている擬態と考えられる。このように毒をもったものをモデルとしてこれに似ることによって捕食を免れるような擬態を「ベイツ型擬態」という。この系統樹の赤い矢印は、無毒のトンボシロチョウが有毒のフチグロトンボマダラに擬態していることを示している。
ダーウィンと独立に進化の自然選択説に到達したアルフレッド・ウォーレスが1848年にアマゾンに出掛けたとき、最初は、第14話で出てきた友人のヘンリー・ベイツ(1825〜1892)が一緒だった。後に2人は別々に行動するようになるが、ベイツはその旅行中にトンボシロチョウがトンボマダラに擬態していることを発見したのだ。
ベイツは、訪れた南アメリカ各地でトンボシロチョウがトンボマダラ属のその土地の種にそれぞれ擬態していることを見つけた。トンボシロチョウのいない地方もあるが、それはモデルとなるトンボマダラがいないからだと解釈された(5)。ダーウィンの『種の起源』が出版される前年の1858年にベイツはすでに進化の核心に迫る発見をしていたのである。
図17AIbi-1-4でトンボマダラの隣のスジグロカバマダラも毒をもっている。これに擬態しているツマグロヒョウモンなど、ベイツ型擬態のいくつかの例は、次回でも紹介する。
ベイツ型擬態は翅の模様や色彩など見かけ上は非常によく似ているが、からだの細かな構造の違った別の属や科の間で見られるので、採集して詳しく調べなければ気付かれなかったであろう。そのような例が一つだけであれば、見過ごされただろうが、ベイツは11年間のアマゾン探検中に同じような例にたびたび遭遇したのである。
しかも重要なことは、そのような例は、同じ地域に生息する種同士でしか見られないということである。また、モデルとなった種は個体数が多いのに対して、擬態者は数が少ないということもある。
このことは、ダーウィンが1872年に出版した『種の起源』の第6版で議論していることである(6)。捕食者が不味い種を食べて学習しなければならないが、擬態者があまり増えすぎると、この学習プロセスがうまく働かなくなるのだ。このように擬態者はモデルとしているものよりも繁栄することはできないというジレンマを抱えている。
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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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4刷(2022年10月)。
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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。
※電子書籍あり。
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)
<バックナンバー>
・第1話「全生物界の系統樹マンダラ」
・第2話「動物界の系統樹マンダラ」
・第3話「植物界の系統樹マンダラ」
・第4話「単子葉植物の系統樹マンダラ」
・第5話「真正双子葉植物の系統樹マンダラ」
・第6話「続真正双子葉植物の系統樹マンダラ」
・第7話「菌界の系統樹マンダラ」
・第8話「アメーボゾア界の系統樹マンダラ」
・第9話「節足動物門の系統樹マンダラ」
・第10話「クモ目の系統樹マンダラ」
・第11話「汎甲殻亜門の系統樹マンダラ」
・第12話「昆虫綱の系統樹マンダラ」
・第13話「鱗翅目の系統樹マンダラ」
・第14話「シャクガ上科の系統樹マンダラ」
・第15話「カイコガ上科の系統樹マンダラ」
・第16話「 ヤガ上科の系統樹マンダラ」