自然選択とは、ある環境で生存や繁殖に有利な遺伝可能な形質が、世代を重ねるにつれて集団内でより一般的になっていく過程です。簡単に言えば、実際の環境条件のもとで、受け継がれた違いのうち、より多くの子孫を残すものがあるために集団が変化していくということです。
ひとつだけ覚えるなら、次の点が重要です。自然選択は個体どうしの違いにはたらきますが、その結果として現れるのは、時間をかけた集団レベルの変化です。
自然選択が起こる条件
生物に違いがあるだけでは、自然選択は起こりません。次の3つの条件が必要です。
- 個体間に変異があること。
- その変異の少なくとも一部が遺伝すること。
- 形質の違いが生存や繁殖成功に影響すること。
このうち1つでも欠けると、その変化を自然選択だけで十分に説明することはできません。集団は、突然変異、移住、遺伝的浮動など、別の理由でも変化しうるからです。
やさしく言うと中心となる考え方
個体は、何かを「必要とした」からといって、その場で役に立つ形質を進化させるわけではありません。そうではなく、すでにその環境でより有利にはたらく遺伝可能な形質をもつ個体がいれば、その個体は平均してより多くの子孫を残しやすくなります。
そのため生物学では、自然選択を「1個体の一生のうちに起こる急な変化」ではなく、「世代を通じた形質頻度の変化」として説明します。
自然選択の例：抗生物質耐性
細菌の集団には、抗生物質が使われる前から遺伝的な変異が存在していることがあります。中には、その薬が効きにくくなる突然変異をすでにもっている細菌もいます。
抗生物質を使うと、感受性のある細菌の多くは死にますが、耐性をもつ細菌は生き残って増殖しやすくなります。すると世代を経るうちに、その条件下で耐性型のほうがより多くの子孫を残すため、集団全体がより耐性をもつようになることがあります。
重要なのは、抗生物質が細菌に「目的をもって正しい突然変異を作らせる」わけではないという点です。抗生物質は、すでに存在している変異のうち、どれが集団内に残りやすいかを変えるのです。
自然選択についてのよくある誤解
「強いものが生き残る」では曖昧すぎる
生物学でいう適応度とは、特定の環境における繁殖成功のことです。ある形質が有利とされるのは、一般的に強そうだからではなく、その環境でより多くの子孫を残すのに役立つからです。
個体は一生のあいだに進化しない
個体は成長したり、学習したり、環境に順応したりはします。しかし自然選択が変えるのは、世代を通じた集団の構成です。
進化は完全にランダムではない
突然変異は、その生物に何が必要かとは無関係に生じることがあります。しかし自然選択は、特定の環境で、ある遺伝可能な変異を別の変異より有利にするという意味で、ランダムではない部分です。
自然選択で変化を説明できる場面
自然選択は、次のようなことを理解したいときに有効な説明になります。
- なぜ集団がその環境により適したものになっていくのか。
- なぜ微生物、昆虫、雑草で耐性が広がるのか。
- なぜ近縁な種どうしが長い時間をかけて分岐していくのか。
- なぜある形質が不利な面をもちつつも、繁殖を高めるなら維持されうるのか。
自然選択は進化の主要な仕組みのひとつですが、唯一の仕組みではありません。集団は、突然変異、移住、遺伝的浮動などの過程によっても変化します。
より正確な言い方
生物はもっと努力するから適応する、あるいは自然が必要なものを与えるから適応する、と言われることがあります。しかし、その表現は誤解を招きます。より正確には、環境がある遺伝可能な変異を他の変異より有利にし、その結果、それらの変異が時間とともにより一般的になる、と言うべきです。
生物学で自然選択が重要な理由
自然選択が重要なのは、変異、遺伝、環境、そして集団の変化を、ひとつの枠組みで結びつけるからです。この考え方がつかめると、抗生物質耐性から目に見える形質の進化まで、多くの生物学の話題が理解しやすくなります。
似た例で考えてみよう
昆虫の殺虫剤耐性や鳥のくちばしの大きさなど、別の例でも自分で考えてみましょう。毎回同じ3つの問いを立ててください。何が変化しているのか、何が遺伝するのか、そしてこの環境でどの変異がより多くの子孫を残すのか、です。