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種分化(しゅぶんか)と系統(けいとう)

カエル先生隔離(かくり)が続(つづ)くと交配(こうはい)できなくなり種(しゅ)が分(わ)かれる。古細菌(こさいきん)は見(み)た目(め)は細菌(さいきん)でも、分子(ぶんし)のレベルでは真核(しんかく)生物(せいぶつ)に近(ちか)いよ。

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  1. 集団(しゅうだん)が**地理的隔離(ちりてきかくり)**を受(う)けて交配(こうはい)できなくなる**生殖的隔離(せいしょくてきかくり)**が成立(せいりつ)すると、新(あたら)しい種(しゅ)が生(しょう)じる**種(しゅ)分化(ぶんか)**が起(お)こる。
  2. 塩基(えんき)(新しいタブで開きます)配列(はいれつ)やアミノ酸(さん)配列(はいれつ)を比較(ひかく)してつくる**分子(ぶんし)系統樹(けいとうじゅ)**で、生物(せいぶつ)どうしの進化(しんか)(新しいタブで開きます)的(てき)な関係(かんけい)を推定(すいてい)できる。
  3. 生物(せいぶつ)全体(ぜんたい)を細菌(さいきん)・**古細菌(こさいきん)**・真核(しんかく)生物(せいぶつ)(新しいタブで開きます)に分(わ)ける**3ドメイン**という考(かんが)え方(かた)が広(ひろ)く受(う)け入(い)れられている。

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種(しゅ)分化(ぶんか)のしくみ

もとは同(おな)じ種(しゅ)だった集団(しゅうだん)が、山(やま)や海(うみ)などで地理(ちり)的(てき)に分(わ)かれて交流(こうりゅう)(新しいタブで開きます)がなくなることを地理的隔離(ちりてきかくり)という。隔離(かくり)された集団(しゅうだん)はそれぞれ別(べつ)の環境(かんきょう)で自然(しぜん)選択(せんたく)(新しいタブで開きます)や遺伝的浮動(いでんてきふどう)を受(う)け、遺伝子頻度(いでんしひんど)が異(こと)なる方向(ほうこう)に変化(へんか)していく。

隔離(かくり)が長(なが)く続(つづ)くと、2つの集団(しゅうだん)の間(あいだ)で遺伝(いでん)(新しいタブで開きます)的(てき)な差異(さい)が大(おお)きくなり、たとえ再(ふたた)び同(おな)じ場所(ばしょ)で出会(であ)っても交配(こうはい)できなくなったり、交配(こうはい)しても子(こ)が残(のこ)せなくなったりする。このような状態(じょうたい)を生殖的隔離(せいしょくてきかくり)という。

生殖的隔離(せいしょくてきかくり)が成立(せいりつ)すると、2つの集団(しゅうだん)はもはや同(おな)じ種(しゅ)に戻(もど)ることができず、別(べつ)の種(しゅ)として分(わ)かれたことになる。このように新(あたら)しい種(しゅ)が生(しょう)じる過程(かてい)を種(しゅ)分化(ぶんか)という。

地理的隔離から種分化へAsatte Studio(Manazoo)/オリジナル(コードで作図)

分子(ぶんし)系統樹(けいとうじゅ)と3ドメイン

生物(せいぶつ)どうしの進化(しんか)的(てき)な関係(かんけい)を、枝分(えだわ)かれする樹形(じゅけい)の図(ず)で表(あらわ)したものを系統樹(けいとうじゅ)(新しいタブで開きます)という。近年(きんねん)は、DNAの塩基(えんき)配列(はいれつ)やタンパク質(しつ)のアミノ酸(さん)配列(はいれつ)を比較(ひかく)してつくる分子(ぶんし)系統樹(けいとうじゅ)が広(ひろ)く使(つか)われている。

塩基(えんき)配列(はいれつ)やアミノ酸(さん)配列(はいれつ)は時間(じかん)とともに変化(へんか)していくため、2種(しゅ)の配列(はいれつ)の違(ちが)いが大(おお)きいほど、共通(きょうつう)の祖先(そせん)から分(わ)かれてからの時間(じかん)が長(なが)いと推定(すいてい)できる。

このような分子(ぶんし)(新しいタブで開きます)系統学(けいとうがく)の研究(けんきゅう)から、生物(せいぶつ)全体(ぜんたい)を細菌(さいきん)(バクテリア)・古細菌(こさいきん)(アーキア)・真核(しんかく)生物(せいぶつ)の3つの大(おお)きなグループに分(わ)ける3ドメインという考(かんが)え方(かた)が広(ひろ)く受(う)け入(い)れられている。

3ドメインの分子系統樹Asatte Studio(Manazoo)/オリジナル(コードで作図)

ドメインと高次(こうじ)の分類(ぶんるい)群(ぐん)

古細菌(こさいきん)は、見(み)た目(め)は細菌(さいきん)に似(に)ているが、細胞(さいぼう)の膜(まく)の成分(せいぶん)や遺伝(いでん)情報(じょうほう)の発現(はつげん)のしくみなど、分子(ぶんし)のレベルでは細菌(さいきん)よりも真核(しんかく)生物(せいぶつ)に近(ちか)い特徴(とくちょう)を多(おお)くもつ。このため、古細菌(こさいきん)は細菌(さいきん)とは別(べつ)のドメインに分類(ぶんるい)される。

ドメインの下(した)には、さらに細(こま)かい分類(ぶんるい)群(ぐん)として界(かい)や門(もん)が置(お)かれる。例(たと)えば真核(しんかく)生物(せいぶつ)のドメインの中(なか)には、動物界(どうぶつかい)・植物界(しょくぶつかい)・菌界(きんかい)などの界(さかい)が含(ふく)まれる。

形(かたち)のよく似(に)た生物(せいぶつ)どうしが必(かなら)ずしも近(ちか)い系統(けいとう)関係(かんけい)にあるとは限(かぎ)らない。見(み)た目(め)の似(に)ている特徴(とくちょう)(相似(そうじ))と、共通(きょうつう)の祖先(そせん)から受(う)け継(つ)いだ特徴(とくちょう)(相同(そうどう))を区別(くべつ)することが、系統(けいとう)を正(ただ)しく推定(すいてい)するうえで重要(じゅうよう)である。

確認問題

問題 1 / 4もとは同(おな)じ種(しゅ)だった集団(しゅうだん)が、山(やま)や海(うみ)などで地理(ちり)的(てき)に分(わ)かれて交流(こうりゅう)がなくなることを何(なん)というか。

確認問題(解答用紙)

この問題を端末で解くための QR コード

スマホやタブレットで読み取ると、この問題をその場で解けます。

https://manazoo.com/science/speciation-and-molecular-phylogeny/?from=print#quiz

  1. もとは同(おな)じ種(しゅ)だった集団(しゅうだん)が、山(やま)や海(うみ)などで地理(ちり)的(てき)に分(わ)かれて交流(こうりゅう)がなくなることを何(なん)というか。

    • ◯ 種(しゅ)分化(ぶんか)
    • ◯ 生殖的隔離(せいしょくてきかくり)
    • ◯ 地理的隔離(ちりてきかくり)
    • ◯ びん首(くび)効果(こうか)

    正解:地理的隔離
    集団(しゅうだん)が地理(ちり)的(てき)に分(わ)かれて交流(こうりゅう)(新しいタブで開きます)がなくなることを地理的隔離(ちりてきかくり)という。隔離(かくり)された集団(しゅうだん)は別々(べつべつ)に遺伝子頻度(いでんしひんど)(新しいタブで開きます)が変化(へんか)していく。

  2. 隔離(かくり)が長(なが)く続(つづ)いた結果(けっか)、2つの集団(しゅうだん)が再(ふたた)び同(おな)じ場所(ばしょ)で出会(であ)っても交配(こうはい)できなくなったり、交配(こうはい)しても子(こ)が残(のこ)せなくなったりする状態(じょうたい)を何(なん)というか。

    • ◯ 生殖的隔離(せいしょくてきかくり)
    • ◯ 地理的隔離(ちりてきかくり)
    • ◯ 組換(くみか)え
    • ◯ 自然(しぜん)選択(せんたく)

    正解:生殖的隔離
    2つの集団(しゅうだん)の遺伝(いでん)(新しいタブで開きます)的(てき)な差異(さい)が大(おお)きくなり、交配(こうはい)できなくなる、または子(こ)が残(のこ)せなくなる状態(じょうたい)を生殖的隔離(せいしょくてきかくり)という。

  3. DNAの塩基(えんき)配列(はいれつ)やタンパク質(しつ)のアミノ酸(さん)配列(はいれつ)を比較(ひかく)してつくる系統樹(けいとうじゅ)を何(なん)というか。

    • ◯ 遺伝子頻度(いでんしひんど)の表(ひょう)
    • ◯ 分子(ぶんし)系統樹(けいとうじゅ)
    • ◯ 組換(くみか)え価(か)の表(ひょう)
    • ◯ ハーディ・ワインベルグの式(しき)

    正解:分子系統樹
    塩基(えんき)(新しいタブで開きます)配列(はいれつ)やアミノ酸(さん)配列(はいれつ)を比較(ひかく)してつくる系統樹(けいとうじゅ)(新しいタブで開きます)を分子(ぶんし)系統樹(けいとうじゅ)という。配列(はいれつ)の違(ちが)いが大(おお)きいほど、共通(きょうつう)の祖先(そせん)から分(わ)かれてからの時間(じかん)が長(なが)いと推定(すいてい)できる。

  4. 生物(せいぶつ)全体(ぜんたい)を細菌(さいきん)(バクテリア)・古細菌(こさいきん)(アーキア)・真核(しんかく)生物(せいぶつ)の3つの大(おお)きなグループに分(わ)ける考(かんが)え方(かた)を何(なん)というか。

    • ◯ 3ドメイン
    • ◯ 界(かい)
    • ◯ 門(もん)
    • ◯ 種(しゅ)

    正解:3ドメイン
    分子(ぶんし)(新しいタブで開きます)系統学(けいとうがく)の研究(けんきゅう)から、生物(せいぶつ)全体(ぜんたい)を細菌(さいきん)・古細菌(こさいきん)・真核(しんかく)生物(せいぶつ)(新しいタブで開きます)の3つに分(わ)ける3ドメインという考(かんが)え方(かた)が広(ひろ)く受(う)け入(い)れられている。

単元のポイント

  • 地理的隔離(ちりてきかくり)・生殖的隔離(せいしょくてきかくり) 集団(しゅうだん)が地理(ちり)的(てき)に分(わ)かれて交流(こうりゅう)がなくなり、やがて交配(こうはい)できなくなる状態(じょうたい)が生殖的隔離(せいしょくてきかくり)
  • 種(しゅ)分化(ぶんか) 生殖的隔離(せいしょくてきかくり)が成立(せいりつ)し、もとの集団(しゅうだん)から新(あたら)しい種(しゅ)が生(しょう)じる過程(かてい)
  • 分子(ぶんし)系統樹(けいとうじゅ) 塩基(えんき)配列(はいれつ)やアミノ酸(さん)配列(はいれつ)の違(ちが)いの大(おお)きさから、生物(せいぶつ)どうしの進化(しんか)的(てき)な関係(かんけい)を推定(すいてい)した系統樹(けいとうじゅ)
  • 3ドメイン 生物(せいぶつ)全体(ぜんたい)を細菌(さいきん)(バクテリア)・古細菌(こさいきん)(アーキア)・真核(しんかく)生物(せいぶつ)の3つに分(わ)ける考(かんが)え方(かた)
問題を解く
単元のポイント
  • 地理的隔離(ちりてきかくり)・生殖的隔離(せいしょくてきかくり) 集団(しゅうだん)が地理(ちり)的(てき)に分(わ)かれて交流(こうりゅう)がなくなり、やがて交配(こうはい)できなくなる状態(じょうたい)が生殖的隔離(せいしょくてきかくり)
  • 種(しゅ)分化(ぶんか) 生殖的隔離(せいしょくてきかくり)が成立(せいりつ)し、もとの集団(しゅうだん)から新(あたら)しい種(しゅ)が生(しょう)じる過程(かてい)
  • 分子(ぶんし)系統樹(けいとうじゅ) 塩基(えんき)配列(はいれつ)やアミノ酸(さん)配列(はいれつ)の違(ちが)いの大(おお)きさから、生物(せいぶつ)どうしの進化(しんか)的(てき)な関係(かんけい)を推定(すいてい)した系統樹(けいとうじゅ)
  • 3ドメイン 生物(せいぶつ)全体(ぜんたい)を細菌(さいきん)(バクテリア)・古細菌(こさいきん)(アーキア)・真核(しんかく)生物(せいぶつ)の3つに分(わ)ける考(かんが)え方(かた)