自然淘汰

「適者生存」という言葉を聞いたことがありますか?このフレーズを聞くと、ほとんどの人がスピード、筋力、持久力などの体力の特徴を思い浮かべます。しかし、生物学者が言う「フィットネス」とは、本当はどういう意味なのでしょうか?

すべては、チャールズ・ダーウィンが1859年に「種の起源」を出版し、多くの議論を巻き起こしたことから始まりました。ダーウィンの自然淘汰の理論は、彼が「わずかな変化が有用であれば、保存される原理」と定義し、19世紀の著名な思想家ハーバート・スペンサーの興味を引いた。スペンサーは著書『生物学の原理』の中で、ダーウィンの自然淘汰を説明するために「適者生存」というフレーズを作り出しました。この言葉はダーウィン自身を含む多くの人々の共感を呼び、フィットネスという言葉が人気を博しました。

しかし、生物学者が生物の適応度について考えるとき、その強さ、速度、持久力については考えません。それどころか、彼らは単に適応度を、ある生物が他の生物と比較して繁殖に成功していると考えているだけだ。これらのスノーシューノウサギを例にとってみましょう。相対的な適応度が高い生物は、生存して繁殖する子孫をより多く持つことを可能にする適応を持っています。これらの適応は表現型と呼ばれ、単に形質の視覚的表現として定義されます。たとえば、スノーシューノウサギは夏は茶色ですが、気温が下がると白いコートが成長します。毛皮の色を変える能力により、スノーシューノウサギはカモフラージュすることができます。白い冬のコートを持つウサギは雪の中で捕食者から見えにくいため、冬に白くなるウサギの生存率ははるかに高くなります。その結果、より多くの色が変わるノウサギが生き残り、夏に繁殖します。

表現型に対する選択が行われているかどうかを判断するために、科学者は相対的適応度、または「w」として知られる各表現型の適応度を計算します。これは、生存率(その表現型の生存率)に、各表現型の生殖率(交配期ごとの平均同腹児数)を掛けることによって行われます。次に、各表現型の製品価値を、表現型の中で最も高い製品価値で除算します。

科学者が相対適応度を知ると、1から相対適応度を引くことで、表現型に対する選択の強さである選択係数、つまり「s」を計算できます。数値が大きいほど、その個々の表現型に対する選択が強いことを意味します。科学者は、生存率、相対適応度、選択係数を使用して、集団が時間の経過とともに変化しているかどうかを把握できます。たとえば、産業革命後、明るい色のコショウガの生存率と相対的な適応度は低下し、それらに対する選択係数は増加しました。メラニックガの個体数への影響は正反対で、条件が彼らの生存に有利でした。大気浄化法の可決後、すすは解消され、両方の表現型の生存率、相対適応度、および選択係数の値が反対方向に移動しました。

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