
種分化と系統
カエル先生隔離が続くと交配できなくなり種が分かれる。古細菌は見た目は細菌でも、分子のレベルでは真核生物に近いよ。
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- 集団が**地理的隔離**を受けて交配できなくなる**生殖的隔離**が成立すると、新しい種が生じる**種分化**が起こる。
- 塩基(新しいタブで開きます)配列やアミノ酸配列を比較してつくる**分子系統樹**で、生物どうしの進化(新しいタブで開きます)的な関係を推定できる。
- 生物全体を細菌・**古細菌**・真核生物(新しいタブで開きます)に分ける**3ドメイン**という考え方が広く受け入れられている。
詳しく
種分化のしくみ
もとは同じ種だった集団が、山や海などで地理的に分かれて交流(新しいタブで開きます)がなくなることを地理的隔離という。隔離された集団はそれぞれ別の環境で自然選択(新しいタブで開きます)や遺伝的浮動を受け、遺伝子頻度が異なる方向に変化していく。
隔離が長く続くと、2つの集団の間で遺伝(新しいタブで開きます)的な差異が大きくなり、たとえ再び同じ場所で出会っても交配できなくなったり、交配しても子が残せなくなったりする。このような状態を生殖的隔離という。
生殖的隔離が成立すると、2つの集団はもはや同じ種に戻ることができず、別の種として分かれたことになる。このように新しい種が生じる過程を種分化という。
分子系統樹と3ドメイン
生物どうしの進化的な関係を、枝分かれする樹形の図で表したものを系統樹(新しいタブで開きます)という。近年は、DNAの塩基配列やタンパク質のアミノ酸配列を比較してつくる分子系統樹が広く使われている。
塩基配列やアミノ酸配列は時間とともに変化していくため、2種の配列の違いが大きいほど、共通の祖先から分かれてからの時間が長いと推定できる。
このような分子(新しいタブで開きます)系統学の研究から、生物全体を細菌(バクテリア)・古細菌(アーキア)・真核生物の3つの大きなグループに分ける3ドメインという考え方が広く受け入れられている。
ドメインと高次の分類群
古細菌は、見た目は細菌に似ているが、細胞の膜の成分や遺伝情報の発現のしくみなど、分子のレベルでは細菌よりも真核生物に近い特徴を多くもつ。このため、古細菌は細菌とは別のドメインに分類される。
ドメインの下には、さらに細かい分類群として界や門が置かれる。例えば真核生物のドメインの中には、動物界・植物界・菌界などの界が含まれる。
形のよく似た生物どうしが必ずしも近い系統関係にあるとは限らない。見た目の似ている特徴(相似)と、共通の祖先から受け継いだ特徴(相同)を区別することが、系統を正しく推定するうえで重要である。
確認問題
確認問題(解答用紙)
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
もとは同じ種だった集団が、山や海などで地理的に分かれて交流がなくなることを何というか。
- ◯ 種分化
- ◯ 生殖的隔離
- ◯ 地理的隔離
- ◯ びん首効果
正解:地理的隔離
集団が地理的に分かれて交流(新しいタブで開きます)がなくなることを地理的隔離という。隔離された集団は別々に遺伝子頻度(新しいタブで開きます)が変化していく。隔離が長く続いた結果、2つの集団が再び同じ場所で出会っても交配できなくなったり、交配しても子が残せなくなったりする状態を何というか。
- ◯ 生殖的隔離
- ◯ 地理的隔離
- ◯ 組換え
- ◯ 自然選択
正解:生殖的隔離
2つの集団の遺伝(新しいタブで開きます)的な差異が大きくなり、交配できなくなる、または子が残せなくなる状態を生殖的隔離という。DNAの塩基配列やタンパク質のアミノ酸配列を比較してつくる系統樹を何というか。
- ◯ 遺伝子頻度の表
- ◯ 分子系統樹
- ◯ 組換え価の表
- ◯ ハーディ・ワインベルグの式
正解:分子系統樹
塩基(新しいタブで開きます)配列やアミノ酸配列を比較してつくる系統樹(新しいタブで開きます)を分子系統樹という。配列の違いが大きいほど、共通の祖先から分かれてからの時間が長いと推定できる。生物全体を細菌(バクテリア)・古細菌(アーキア)・真核生物の3つの大きなグループに分ける考え方を何というか。
- ◯ 3ドメイン
- ◯ 界
- ◯ 門
- ◯ 種
正解:3ドメイン
分子(新しいタブで開きます)系統学の研究から、生物全体を細菌・古細菌・真核生物(新しいタブで開きます)の3つに分ける3ドメインという考え方が広く受け入れられている。
単元のポイント
- 地理的隔離・生殖的隔離 集団が地理的に分かれて交流がなくなり、やがて交配できなくなる状態が生殖的隔離
- 種分化 生殖的隔離が成立し、もとの集団から新しい種が生じる過程
- 分子系統樹 塩基配列やアミノ酸配列の違いの大きさから、生物どうしの進化的な関係を推定した系統樹
- 3ドメイン 生物全体を細菌(バクテリア)・古細菌(アーキア)・真核生物の3つに分ける考え方