進化とは何か
進化とは、一個体が生きている間に経験する変化ではなく、複数の世代を経て一つの集団の中で遺伝的形質が占める割合が変化していく過程を指します。生物学でいう進化は、個人の成長や老化、訓練によって生じる変化とは異なる概念です。一つの個体群(同じ種の集まり)の中で、世代を重ねながら特定の遺伝的形質を持つ個体の割合が増えたり減ったりすることが、進化の核心です。こうした変化は通常、非常に長い時間をかけて積み重なって現れます。
変異 - 自然選択が働くための材料
同じ種であっても個体ごとに遺伝的に少しずつ異なり、こうした違いは突然変異と有性生殖過程での遺伝子組み換えを通じて絶えず新しく生み出されます。変異がなければ自然選択が選ぶ対象自体が存在しないため、進化も起こり得ません。DNA複製過程で偶然生じる突然変異、そして有性生殖をする生物が両親の遺伝子を新しく組み合わせる過程が、一つの集団の中に多様な変異を供給し続ける主な源泉とされています。
自然選択の仕組み
特定の環境で生存と繁殖に相対的に有利な形質を持つ個体がより多くの子孫を残すことで、その形質が次世代にますます多く伝わっていく過程です。自然選択は誰かが意図的に選ぶ過程ではなく、与えられた環境条件のもとで生存と繁殖に有利な形質をたまたま持った個体が統計的により多く生き残り、子孫を残すという結果として現れる現象です。この過程が複数世代にわたって繰り返されると、集団全体の遺伝的構成が徐々に変化していきます。
ダーウィンとウォレス、そして種の起源
チャールズ・ダーウィンは1859年の著書『種の起源』を通じて、自然選択による進化の概念を体系的にまとめました。アルフレッド・ラッセル・ウォレスも独立してよく似た結論に至り、共に発表されたことで知られています。ダーウィンは複数の大陸を巡ったビーグル号の航海で観察したさまざまな生物をもとに、数年をかけて自然選択理論を練り上げていきました。ところが、ほぼ同じ時期にウォレスも独自の観察を通じて似たようなアイデアに到達し、2人の研究は1858年にロンドンのある学会でまず共同で発表され、翌年ダーウィンの『種の起源』が出版されて広く知られるようになりました。
自然選択と人為選択の違い
自然選択は環境が形質をふるいにかける過程であるのに対し、人為選択(品種改良)は人間が望む形質を持つ個体を意図的に選んで繁殖させるという点で異なります。ダーウィンはむしろ、人々が長年行ってきた家畜や農作物の品種改良の事例から、自然選択の概念を説明するヒントを得ました。原理はよく似ています。特定の形質を持つ個体をより多く繁殖させれば、その形質が後の世代でより顕著になるという点で、人為選択は自然選択の原理を人間が意図的に適用した事例と見ることができます。
種分化 - 一つの種が二つに分かれる過程
地理的に長く隔離された二つの集団が、それぞれ異なる環境に適応しながら変異を積み重ねていくと、やがて互いに交配できない別々の種に分かれることがあります。山脈や海のように二つの集団を長く隔てる地理的な障壁が生じると、二つの集団はそれぞれ異なる環境の圧力を受けながら独立して変異を積み重ねていきます。この違いが十分に大きくなると、後に二つの集団が再び出会っても自然に交配して繁殖力のある子孫を残せない状態に至りますが、この時点で二つの異なる種に分かれたとみなされます。
よくある誤解
進化とは、より良い方向や目的に向かって進む進歩の過程ではなく、特定の環境に対する相対的な適合度が生み出す結果にすぎないという点が、よく誤解されています。「進化した生物の方が優れている」あるいは「進化には決まった目標がある」という考えは代表的な誤解です。自然選択には方向性や意図がなく、どの形質が有利かは、その瞬間の環境条件だけに左右されます。環境が変われば、それまで有利だった形質がかえって不利になることもあります。
進化を裏付ける証拠
化石記録に見られる順を追った変化、異なる種が持つ類似した骨格構造(相同器官)、DNA塩基配列の類似性、そして実際に観察された事例が、共に進化を裏付ける証拠として提示されます。地層の順序に沿って形態が段階的に変化していく化石記録、人の腕とコウモリの翼のように見た目は違っても骨格構造が似ている相同器官、そして種の間の遺伝的な類似性を示すDNA分析結果が代表的な証拠として挙げられます。これに加えて、抗生物質に耐性を持つようになった細菌や、ガラパゴスフィンチのくちばしの大きさの変化のように、比較的短い期間で観察された事例も、自然選択が実際に働いていることを示す根拠としてよく挙げられます。