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自然環境では、適応進化は自然選択によって行われ、形質の違いが個体間の生存と生殖の成功の違いにつながるプロセスです。これは、特定の表現型を持つ個体は、他の表現型を持つ個体よりも生存率が高く、および/または生存する子孫をより多く生み出すために起こります。
この典型的な例は、ローズマリーとピーター・グラントがガラパゴス諸島1のダフネメジャー島でミディアムグラウンドフィンチの個体数を研究していることによって実証されました。1970年代後半、島々は干ばつを経験し、その間に開花して種子を生産する植物はほとんどありませんでした。鳥たちは、前年から残った大きくて厚い殻の種子で生き残ることを余儀なくされました。 個体群のうち、くちばしが大きい鳥だけが効率的に収穫できました。その結果、小さなくちばしを持つ鳥が死にました。生き残った数羽の鳥は大きく、くちばしが厚く、強度が高かった。これらのくちばしサイズの違いは遺伝的であり、したがって遺伝性であるため、翌年に生まれた子孫は、干ばつ前の人口に存在していたよりも平均して、くちばしと体のサイズが大きかった。 興味深いことに、8年後には特に降雨量が多くなり、小さな種子生産植物が復活しました。 小さなくちばしのフィンチは、その後の数年間でより豊富であることが観察されました。 実際、過去50年間で、このフィンチの個体数は、利用可能な食品の種類1,2.<br />に応じて変動しています
より一般的には、自然淘汰は集団の進化につながります、なぜなら、集団には異なる表現型の発現をもたらす遺伝的変異が含まれているからです。フィンチの場合、干ばつ前に個体群に存在していた鳥はくちばしのサイズにばらつきがあり、これらの違いが各個体が最もよく食べることができた種子のサイズに影響を与えました。そのようなバリエーションがなければ、選択が作用するバリエーションがないため、進化は起こり得ません。
人間は自然の多様性を利用して、人工的な選択(選択的育種とも呼ばれる)を通じて、さまざまな家畜化された植物や動物を作り出してきました。この場合、人間は、次の世代を生み出すために繁殖する動物の表現型を選択するため、選択を引き起こします。人工的な選択は、より大きな果物や野菜を生産する植物や、より多くの牛乳を生産する牛など、より効率的または望ましい特性を持つ作物や動物を生産するために、人類の歴史の大部分で使用されてきました
淘汰が何世代にもわたって一貫して適用されれば、その起源にほとんど似ていない生物を生み出すことが可能です。チワワやグレートデーンのような多様な犬は、数千年の間にハイイロオオカミから派生しました。この変化率は、これらの家畜を生産するために必要な遺伝的変異の多くが、もともと子孫のオオカミの集団に存在していたことを示しています。 研究者たちは、現代の犬種の遺伝学を研究し、犬の間でどのような遺伝的要素が異なるのか、それが外観や行動の明らかな違いと相関している可能性があるのかを判断しています。 これは、人間の遺伝的多様性を理解するための良いモデルとして役立つかもしれません3.
植物の人為的な選択は、南ヨーロッパと西ヨーロッパの沿岸部に自生する大きな葉の多い植物であるアブラナ科の野菜作物の多様性にはっきりと見ることができます。何百年にもわたって複数の場所の人間集団によって育てられ、カブ、キャベツ、ケール、ブロッコリー、カリフラワー、芽<キャベツなど、推定400種類の野菜を生産してきました>
研究者や農家は、同じ属の別の種であるB.rapusを利用しており、その亜種はライフサイクルが約1か月と非常に短いように飼育されています。この品種は「ウィスコンシンファストプランツ」5として知られており、研究や教育のモデル生物として使用されています。B. rapusは数日で発芽し、2週間後に花を咲かせ、4週間後までに生存可能な種子を生産します。植物は通常、このサイクルの終わりに死にます。
動物の個体群を見ると、同じ種の個体間でいくつかの違いや違いがあることに気付くかもしれません。おそらく、いくつかは他のものよりも大きいか、色に違いがあります。これらの変異は、生存と繁殖にプラスの影響を与える集団の有益な形質が保存される自然選択の基礎として機能します。例えば、環境に合わせてカモフラージュしやすい動物は、そうでない動物に比べて捕食者を避け、遺伝子を感染させる頻度が高い。このカモフラージュカラーは表現型であり、形質の視覚的表現として定義されます。遺伝子型とは、表現型の原因となる遺伝子のセットを指します。したがって、自然淘汰により、特定の遺伝子型が時間の経過とともに維持されますが、好ましくない変異は消え、これが個体群の進化を促進します。
私たち人間は、このプロセスを研究し、自然に発生する変異を利用して、植物や動物を意図的に進化させ、農業や仲間として飼ってきました。このプロセスは、人工的な選択、つまり好ましい形質のための植物や動物の繁殖と家畜化として知られています。例えば、犬を見てみましょう。何千年も前、人間はオオカミのペアを選択的に繁殖させ始めました。これは、外見だけでなく、従順さ、保護力、狩猟能力などの特性も備えています。私たちはこの選択的な繁殖を数え切れないほどの世代にわたって続け、これがグレートデーンやチワワを含む多くの現代の犬種に結実しました。
また、植物への人工選択も実施しています。アブラナ属はかつては大きくて葉の多い植物でしたが、ケール、キャベツ、カリフラワー、さらにはコールラビなど、今日私たちが食べる多くの一般的な野菜を生産するために、さまざまな方法で人工的に選択されてきました。同じ科の別の種である Brassica napus は、種子に豊富な油が隔離されているため、一般にアブラナ植物として知られています。これは料理や燃料生産に最適です。
このラボでは、個々のアブラナ植物から形質を人工的に選択して、異なるレベルの形質である毛羽立ちを示す 2 本の線を作成します。
