ちょっとヨクナレ ~読書と日記~

自然科学、歴史、ノンフィクション等の読書記録

ヒトの進化を考える契機として。「親指はなぜ太いのか―直立二足歩行の起原に迫る」  

親指はなぜ太いのか―直立二足歩行の起原に迫る (中公新書)
島 泰三



なぜヒトはヒトに進化したのか。
そう問える存在も、地球上ではヒトのみだ。
であるからこそ、この謎は極めて大きく、魅力的だ。

この謎に挑む武器としては、発掘された初期人類の化石、石器、
同時期の環境復元などのほか、最近はDNAという新しいアプローチも可能となった。
そうした様々なアプローチの一つとして、著者はマダガスカルに生息するおける原猿類の生態・形態を手掛かりとした。
その観察から得た仮説は、

 種形成の根本原理は、独自の主食を開発し、他の種と食物を別にする「食べ分け」であり、 これを霊長類に適用した場合、主食が手と口の形を決定する


というもの。これを著者は「口と手連合仮説」と名付けている。
ここから、移動姿勢もこの「口と手連合仮説」によって特殊化した手の制約により変化すると見ているようだ。

この仮説について、著者はマダガスカルにおける原猿類で確認し、以降、世界の真猿類にも適用できることから、そこから原始人類に進化する直前の類人猿にも適用可能だろうと推測する。

その結果、著者は初期人類はサバンナにおける「ある硬いモノ」を主食とすることに特化した霊長類であり、
それ故に、その「ある硬いモノ」を砕くための「極めて硬い歯」を持った。
また、「ある硬いモノ」を砕くために石を握る必要があり、親指が太く変化。
そして手が道具を持つため、二足歩行となった、という結論に至る。
(「ある硬いモノ」が何かは、ちょっと調べると分かってしまうが、本書を読む楽しみの一つなので、あえて伏せる。)

正直、なるほどと感じる反面、首を傾げる部分も少なくない。

まず、「口と手連合仮説」だが、
主食がダイレクトに口と手の形態を決定する、と最初は論じながら、
途中で、その主食を手に入れるために移動する方法によって、手の形態が決定される、ともしている。
すなわち、主食→移動方法が決定→手の形態が決定、となる訳だが、このような間接的な要因をも
「口と手連合仮説」の論証として良いのか。
広義では確かにそうだけれども、生物の種が繁栄するためには、少なくとも
・他個体より効率的に餌を入手し、自身の生存率を高めること
・他個体より効率的に繁殖し、繁殖率を増加させること
の2点が必要だろう。(正確な理論ではなく、あくまで僕の思いつきに過ぎないが。)
すなわち事実上、生殖器以外の形態の決定には、間接的に主食が影響している筈だ。

「手」らしい「手」は、霊長類にしか存在しない。
その霊長類において、著者自身が、移動手段のため形態が決定したことも含めているため、主食がダイレクトな決定要因とは言い難い。

また、全ての(口がある)生物種においては、むしろ、「口の形態が主食に左右されない」というケースの方が考えられない。
(主食に左右されないのなら、口は何に適応していくのか。)
だから、あえて「口と手連合仮説」とせずとも、それは自明の理なのではないだろうか。

また、著者が示す「ある硬いモノ」を主食としたことによる理論展開について。

有りえる話とも思う一方、ちょっと考えたら別のケースも想定できるのではないか。

例えば、水棲のサル=「アクア説」の是非は置いとくとして、初期人類の狙である類人猿が、主食として、淡水湖なり海の水生生物を選択したと仮定する。魚でもエビでも貝類でも良いが、量と捕りやすさからして、魚か貝としよう。
これを捕獲するには、水際に入らなければならない。ここでまず、息をするため上半身を起こす姿勢が増加する。
また、獲物を捕獲しても、水際で大量に喰うことはできない。落としたり、外敵に襲われる可能性もある。
だから獲物を陸地の安全な場所まで運ぶ必要があるが、大量に持とうとすると、手に持つしかない。
手に獲物を持てば、ナックルウォーキングや四足歩行は不可能。
また、より早く、大量に獲物を運べる個体が有利となる。
よって、二足歩行に長けた個体が生き残った。
さらに、獲物の一つである貝は、それを喰うためには石を用いる。だから親指が太くなった。
また、小魚の骨や、カニのキチン質を砕くために硬い歯が発達した。
こう考えると、著者が示す「ある硬いモノ」を主食とせずとも良い。
また「硬い歯」も、主食による形態決定ではなく、長寿命化に対応した歯の延命と考えることもできる。

妄想の域を出ないが、結局のところ、著者が示す「ある硬いモノ」を主食としたことによる理論展開も、こうした発想の一パターンと言える。

「口と手連合仮説」 はともかくとして、もちろん、大陸移動説の例もあるため、著者の「ある硬いモノ」を主食としたという進化説が正しい可能性も有り得る。
そうした思考実験として、本書は楽しみたい。

なお、わりと著者が、他の研究者に言葉は悪いが長時間つきまとって議論したり教えてもらうシーンが散見される。
大学や研究機関に属さない人による研究を否定するつもりは全くないが、
だからこそ同じ研究者として、
相手の研究者としての時間や業務に配慮した行動をすべきでは、と感じた次第である。
チンパンジーの群れの中で、いつも通り秒刻みの行動をテープレコーダーに吹き込んでいる研究者に同行して、
その最中に(ゆとりがある時間だったにせよ)、質問を続けるというのはいかがなものか、と感じた。

【目次】
第1章 アイアイに会うために
第2章 レムール類の特別な形と主食のバラエティー
第3章 アフリカの原猿類の特別な形と主食
第4章 ニホンザルのほお袋と繊細な指先
第5章 ナックル・ウォーキングの謎
第6章 ゴリラとオランウータンの謎
第7章 初期人類の主食は何か?
第8章 直立二足歩行の起原
終章 石を握る。そして、歩き出す
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生物の様々な器官は、どのようにして進化したのか?「爆発的進化論 1%の奇跡がヒトを作った」  

爆発的進化論 1%の奇跡がヒトを作った
更科 功



化石の分子生物学 生命進化の謎を解く (講談社現代新書)」(レビューはこちら)において、近過去から化石時代に至るDNA分析の事例、それらを通してDNA分析の技術発展、DNAの保存性、コンタミネーション(試料汚染)の問題など、冷静かつ丁寧な視点で説明してくれた著者によるもの。

「爆発的進化論」というタイトルだが、新たな進化論のスキームを提示するものではない(「爆発的進化論」という論があるわけではない)。

【目次】にも掲載しているが、細胞「膜」「口」、「骨」、「眼」…と、ヒトを含む現生動物に至る進化の過程において、
エポックメイキングな「機能」や「形質」が獲得された過程や意味を、個別に進化の視点から解説するものだ。
著者による独自研究をベースとするものではなく、
内外の最新の研究成果をうまく取捨選択し、現時点で最も妥当だろうと思われている説、
もしくは著者が最も妥当と思う説を紹介していく。

こういうタイプの本の場合、著者の考えへの我田引水の程度が大きく問題となるが、著者においては、
化石の分子生物学 生命進化の謎を解く (講談社現代新書) 」でも示されたとおり、他者の研究手法や成果に対するフェアな視点は担保されていると安心して良いだろう。

全体としては最初の生物の発生から人間による「生命」の再現という流れ、
また、ほぼ全動物にある形質(共通的なもの)から、ヒトや鳥など、特定の分類群に関係する特殊な形質という流れになっており、
通読することでヒトに至る進化の道筋が垣間見えるようになる。

もちろん「骨」において紹介される外骨格の獲得が、「眼」の獲得による生存競争が引き金になっている等、
相互に影響しあう形質もある。
ただ概ね、それぞれのトピックは独立して語られているため、各章ごとに分けて読んでも楽しい。

むしろ、非常にあっさりと解説されているが、そのベースになる研究や事実だけで一書が成立するようなトピックも多い。

例えば「眼」だと、「眼の誕生――カンブリア紀大進化の謎を解く」(レビューはこちら)だ。

また「羽根」だと、「羽―進化が生みだした自然の奇跡 」(レビューはこちら)が詳しい。

だが、まさに本書の目次が示すように、地球上の動物は、様々な形質が、それぞれの意味と必要性をもって獲得され、個々の種等の生態にあわせ、様々なバリエーションと組み合わせによって進化している。

おそらく個々の形質に着目した本だけでは、この地球上の動物の進化の妙を実感するには足りないだろう。

その導入として、本書はかなり有意義であるのだが、
そうするとやはり「爆発的進化論」という独自の説の本と誤解させるタイトルが、惜しい。

【目次】
第一章「膜」 生物と無生物のあいだに何があるのか
第二章「口」 よく噛むことはいいことか
第三章「骨」 爆発的進化はなぜ起きたのか
第四章「眼」 眼がなくても物は見えるのか
第五章「肺」 酸素をどう手に入れるか
第六章「脚」 魚の脚は何をするのか
第七章「羽」 恐竜は空を飛べたのか
第八章「脳」 脳がヒトを作ったのか
第九章「性」 男は何の役に立つのか
第十章「命」 生命は物質から作れるか
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なぜ、生物だけが進化できるのか? 「生命のからくり」  

生命のからくり
中屋敷 均



生命とは何か。
そもそも、どうやって単なる有機物の固まりが自己完結的な挙動を行うようになったのか。
また、その有機物の固まりが、どうやって複雑な機能を持つようになったのか。
前者は生命誕生の問題であり、後者は進化の問題である。
そして本書は、後者の進化に焦点をあてた一冊だ。

進化の細かなメカニズムについては諸論があるが、
少なくとも地球上の生物については、長い歴史において、時々の環境に適した生物に「進化」していく、という方向性にあることは、基本的な科学的見解として同意がある。

では、「なぜ生物のみ進化が可能なのか」というのが、突き詰めるところ本書のポイントである。

鉱物にしても、結晶化という秩序化はある。だがそれを進化とは呼ばない。

生物進化のポイントは、「その時々の環境に対して適応的」であるという点である。
この場の覇者は、この環境における最適解に過ぎない。
過去や未来といった時間差は言うに及ばず、
同時代であっても、その生物種の移動範囲を超えた地においては、その在り方が最適解とは限らないのだ。

そのため、それぞれの生物は、自身の子孫を次代の覇者に変革しなければならない。
だが一方で、せっかく現時点の覇者となっているのに、不要な変革を行えば、自身の子孫は覇者でなくなる可能性もある。

このジレンマを解消する策が、自身の遺伝子レベルにおいては、「情報の保存」と「情報の変革」という相反する二面性として現れる。
そして生物は、それを可能とするシステムを創りだし、自身とほぼ近似の遺伝子を有する生物を産む一方、
突然変異が生じた生物をも誕生させることが可能となった。
一つの種において、複数の個体がこのような「元本保証された多様性の創出」が可能であれば、
環境が変わない限りは突然変異のない子孫が、環境が変われば突然変異個体の中から適応的な個体が有利となる。

これを可能とするため、生物は複雑なDNA複製様式(一方のDNAの複製はいわば順列的に行われるが、一方は断片的に行われる)、有性生殖、ゲノムの倍数化などのシステムを獲得している。

これはいわば、「無数の偶然から幸運を選び、自動的に蓄積するシステム」である。
その要は、「情報の蓄積システム」だ。
過去の変革を保持しながら、その上に新たな変革を行うことが可能だからこそ、次世代は0からスタートする必要が無い。

そして、ヒトは、その個体が一生の間に蓄積した脳情報を「文字」として蓄積することで、
次世代に引き継ぐことを可能とした。
すなわち情報をDNAに刻んで変革するのではなく、外部媒体に刻んで変革していくのだ。
それがヒトと他生物を分けた境界である。

本書は生命発生や各個体間の競争システムには全く触れていないが、
「なぜ進化が可能なのか」という点について明晰な論理を示すと共に、
なぜヒトだけが突出して「適応的」なのか、という点についての解をも示している。

新書という手軽なスタイルでありながら、
大局的な見地から進化を理解できる、知的冒険に溢れた一冊だ。

【目次】
序章 生命の糸・DNA
第一章 生命と非生命
第二章 情報の保存と絶え間なき変革
第三章 不敗の戦略
第四章 幸運を蓄積する「生命」という情報システム
第五章 生命と文明
終章 絡み合う「2本の鎖」
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島に行きたい。生きものが見たい!「そもそも島に進化あり (生物ミステリー)」  

そもそも島に進化あり (生物ミステリー)
川上 和人



鳥類学者 無謀にも恐竜を語る (生物ミステリー)」で一躍有名になった著者の本。
テーマは島。
生物の進化は種々絡み合っていて、なかなか全体像をつかむことは難しい。
また、生物地理学-「なぜ、この種がここにいるのか」という(僕にとっては)楽しい話題も、
それこそ地質学的年代まで遡る時代背景と、
文字通り世界レベルの広がりで把握するとなると、かなり煩雑となる。

島は、その限定的モデルとなる。
また一方、島ならではの制約や、条件も存在する。

それらを理解すれば、
多くの人にとっては単なる「南の方の島」である ガラパゴス、沖縄諸島、小笠原諸島やハワイ諸島といった、
様々な島々の生物相の違いが見えてくる。
珍しい種だけを追う生き物屋は別として、おそらく多くの生き物屋が、
様々な生物を追いかけながら、本当に「知りたい」と思っているのは、こうした「進化の成り立ち」ではないだろうか。

本書著者は、そもそも鳥類学者である。
だから鳥類が話題になることが多いものの、
昆虫、爬虫類、両生類(これは海を超えられない生きものとしてだが)、そして植物に至るまで、
それぞれの生物群に従って異なる、「どのように島へ移動するか」、「どのようにして適応放散して種分化するか」が丁寧に説明されている。

また、島といえば固有種が楽しみだが、
それが生じるメカニズムとして、
島と言う隔離された空間で分化することによる隔離分化固有と、
広汎な地域に存在していた種が島だけに残った遺存固有があること、
そして現実にはそれらが入り混じり、特定の固有種がいずれのタイプかを確認することは
なかなか難しいことを知れば、島における固有種を見る目も変わってくるだろう。

また後半では、様々なメカニズムによって島に特化した種に対して、
いかに外来種が脅威となるか(実際になっているか)が説明される。
外来種が在来種の脅威になるということは既に常識だが、
「なぜそこまで脅威になるか」という点について、良い解説書は少ない。
まして、島においてどれ程の脅威になるかは、多くの人間は知ることは少ない。

だが本書を通読すれば、島の生物相が、それぞれの島の地理的歴史と生物進化の賜物であること、
そしてその結果ゆえ、島の在来種は、「島外の生物」(すなわち外来種)に脆弱であることが実感できる。

本書は、軽妙な語り口、様々なジョークといったオブラートに包まれているけれども、
その伝える内容は、島における生物学の最新の到達点である。
鳥でも虫でも植物で良い、
陸上生物に興味がある方は、ぜひ一読をお勧めする。

なお、かなり真面目な口ぶりでジョークをかまし、知らないと真実と勘違いしそうなネタも含まれているので、
ご注意いただきたい。鼻行類の存在を知らない方は、必ずネットでチェックされたい。

【目次】
◆はじめに ここに海終わり、島始まる

◆序 章 そもそも

◆第1章 島が世界に現れる
Section1/島にヤシの木は何本必要か
Section2/島を二つに分類せよ
Section3/新島、大海に立つ

◆第2章 島に生物が参上する
Section1/島に招くには、まず隗より始めよ
Section2/食べれば海も越えられる
Section3/太平洋ヒッチハイクガイド
Section4/ビッグ・ウェンズデー
Section5/風が吹けば、誰かが儲かる
Section6/早い者勝ちの島
Section7/翼よ、あれが島の灯だ

◆第3章 島で生物が進化を始める
Section1/さらば、切磋琢磨の日々よ
Section2/島の「し」は、進化の「し」
Section3/正しい固有種の作り方
Section4/多様化する世界
Section5/動物がときめく島の魔法
Section6/植物がかかる島の病
Section7/フライ、オア、ノットフライ
Section8/だって海鳥ですもの

◆第4章 島から生物が絶滅する
Section1/楽園の落日
Section2/闘え!! ベジタリアン
Section3/プレデターvs エイリアン
Section4/拡散する悲劇
Section5/カガヤクミライ

◆第5章 島が大団円を迎える
Section1/天地開闢
Section2/あなたの島の生まれるところ

◆おわりに ここに島終わり、現始まる
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「見る」は、当たり前ではない。「どうしてものが見えるのか」  

どうしてものが見えるのか (岩波新書)
村上 元彦



「眼」の発明・存在が、生物進化を爆発的に促進させたという「眼の誕生――カンブリア紀大進化の謎を解く」(レビューはこちら)
は、衝撃的だった。
まるでコロンブスの卵のような、「言われてみれば確かに」という説だが、エポック・メイキングな説とはこういうものを言うのだろう。

その「眼」、生物により構造・見え方が様々であり、
多くの生物が、人間に見えない紫外線領域を視ている。
また一方で、ヒトは用いていない構造色による発色を用いる生物が多いことを知ると、
いやはや地球の生物は、「視覚」の生物なのだなと痛感する。

紫外線、構造色、眼の進化など、この分野は良書も多いが(末尾に紹介している)、
本書は、その「眼」そのものについて、その構造を大から小まで、それこそ細胞以下のレベルまで説明するものだ。

例えば脊椎動物は「カメラ眼」だ、というのは様々な本で説明されている。
だがカメラ眼は、光が空気中から角膜に入る際に大きく屈折させ、それによって焦点をあわせている。
そのため、屈折率が変わってしまう水中では、像が歪んでしまう。
(だから、水中ゴーグルで空気の層をつくれば、正しく見える。)

では、カメやラッコ、ウなど、水陸両用の生物の「カメラ眼」はどうなっているのか。
実は瞳孔括約筋が非常に強力で、水晶体前部を無理やり歪め、上から見ると、眼球を西洋梨みたいな形にしてしまう。
これによって屈折率をあわせ、水中・陸上でもピントが合うのだ。
水中と空中を同時に見るヨツメウオに至っては、もっと眼が歪な形になっており、
それによって屈折率の異なる世界を認識できているらしい。
ちなみにペンギンはこうした構造をもってなくて、水中に適応した眼になっているため、地上では近視という。

また、ヒトの眼は明暗を感知する桿体と、
色を感知する青錐体・赤錐体・緑錐体によって成立しているが、
本書によると次のように進化したという。
・約5~6億年前 青錐体の祖先にあたる構造と、赤錐体と緑祖先にあたる構造
・4億年前 青錐体の祖先から桿体の祖先が発達
・約2000万年前に 赤錐体と緑錐体が分化

これに対して、「サルの小指はなぜヒトより長いのか: 運命を左右する遺伝子のたくらみ (新潮文庫)」(レビューはこちら )では
・まず明暗を感じるロドプシン
・約7億年前 ロドプシンから青オプシンが分化
・約3億年前 赤オプシンか緑オプシンができる
・約3000万年前 赤オプシンか緑オプシンの残りができる
ができたらしいという(オプシンは錐体に含まれるタンパク質)。

桿体のできる順番、赤・緑錐体の祖先にあたる構造のできる時期など一部不一致があるが、
本書が1999年刊行であることを踏まえ、研究時点の認識差と考えるのが妥当だろう。
いずれにしても、現在の色覚は、
約3000万年前に赤と緑を認識できるようになったことにより確立されたことになる。
この
緑・赤オプシンに関わる遺伝子(便宜上赤色遺伝子と緑色遺伝子)は、
同じ祖先から分化したために、同じX染色体上にある。

ここで、この赤・緑遺伝子に異常があった場合、これは 伴性劣性遺伝する。
たとえば正常なX染色体を大文字X、異常なX染色体を小文字xとすると、
女性はXx xX xx XX が有り得るが、xxのみが遺伝子異常として発現する。
一方男性は、XY xYのいずれかが有り、このうちxYが遺伝子異常として発現する。
よって、男性に高率に発現することになる。

ただ、だからといって色覚異常-カラー・ブラインドネスの人が、
どこまで日常生活に制限を要するかは別の話であり、
例えば著者は赤緑色覚異常のみで学校・就職等に不当な制限が課せられすぎている、と指摘する。
また、赤緑色覚異常検査は実際には遺伝子検査であり、それを安易に行うことにも疑義を表している。

さらに、「サルの小指はなぜヒトより長いのか: 運命を左右する遺伝子のたくらみ 」によると、
むしろ女性の中には色覚に必要な物質が通常の3種類ではなく、4種類ある人がいることがわかっている(X染色体が2つあるために、一方に異常があると逆に色覚のバリエーションが増える)こと、
その場合、この赤オプシンが増え、もしこれが色覚に反映されれば4色覚に成り得る(実際にいるかは未確認)と言うことを紹介している。
そうすると、もし3色覚より優れた4色覚の人がいれば、その人は「異常」なのか、という疑問が湧く。

味覚にあっては、感知能力の個人差はさらに大きく、
人類の1/4は味覚が敏感な、超敏感舌であるもいう(「迷惑な進化―病気の遺伝子はどこから来たのかレビューはこちら )。
(苦みに敏感で、甘味への感受性も唐辛子への反応も普通の2倍高い。)

結局、正常・異常というよりは多数・少数の問題かもしれない。


話が本書から大きくそれた。
本書は眼の構造について、非常に細かく、各細胞の構造、
そして光量子が感知されたあとの神経伝達メカニズムまで紹介している。
正直、後半からは非常に細かく専門的な世界となり、かなり読むのに力がいるところ。
だが、「眼」という不可思議かつ、地球生命の要ともいうべきモノについて、
真っ正面から解説してくれる数少ない本だ。

刊行年度は古いものの、眼について学ぼうとするとき、
まず読んでおいて損は無い一冊である。

【目次】
1 眼はどのようにできるているか
2 網膜―精巧な神経のネットワーク
3 視細胞―光を電気信号に変える
4 色を見分けるしくみ
5 視物質タンパク質の構造
6 網膜の神経細胞のはたらき
7 脳はどのように視覚情報を処理するか
8 色覚異常について
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