「進化」という言葉はもう使えなくなったと聞きました。

「Evolution」という言葉は、「進化」と「発展」という2つの意味で翻訳できます。注意深い友人は、「進化」という言葉が近年あまり見られなくなったことに気づくかもしれません。多くの人は「進化」という言葉だけを使うことを望んでいます。 「進化論」さえも意図的に「進化論」に変更されました。 「進化」という言葉が間違っていると明確に指摘する人もいます。

たとえば、典型的なコメントは次のとおりです。

「進化という言葉は長い間、人々に害を与えてきました。高校の教師たちは、生徒が進化に方向性があると考えないようにするために、あらゆる努力をしています。特に科学や主流メディアでは、進化という言葉を使う方が良いでしょう。」

「私たちが話している高等生物は、すべての生物のごく一部を占めています...この惑星上のすべての細菌の総数は、いわゆる高等生物の総数よりもはるかに多いです...それらがすべて進化したのであれば、なぜ今日の生命の大部分は依然として単純な状態のままなのでしょうか？」

では、「進化」の何が問題なのでしょうか?それは本当に間違っているのでしょうか?

進化のプロセスはこのようになります (画像出典: 2008、2017 Leonard Eisenberg。無断転載禁止。evogeneo.com)

文字通りの意味を理解すると、「進化」は「上向き、改善、完成、発展」などの「進歩」の意味を暗示します。 「進化」は「変化」と同様に、傾向を示しません。したがって、多くの人が「進化」という言葉の使用に反対する根本的な理由は、生命が進化の過程で「向上、改善、完成、発展」といった「進歩」を示すことを認識していないことにあります。

では、地球上の生命の進化には「進歩」が存在するのでしょうか?

パート1

進化における「進歩」をどう理解するか?

この質問の答えは生物学の教科書に載っているようです。顎を持つ脊椎動物は、噛む力を強化するために下顎を発達させました。羊膜卵の出現により、胚の発達は水への依存から解放された。種子の形成により、植物の受精プロセスは水の制約から解放されました。昆虫綱の有翼亜綱に翼が出現したことで移動効率が向上した…これらはすべて「進歩」です。

上記の特徴の出現がなぜ「進歩」とみなされるのでしょうか?

これらの特性は生物の適応に利益をもたらし、環境への適応性を高めるからです。言い換えれば、進化における「進歩」は、環境への適応において実行されて初めて意味を持つのです。

しかし、弁証法的に言えば、すべての利益には代償が伴います。たとえば、昆虫の飛行能力は移動の効率を向上させますが、エネルギー消費も増加します。種子の形成には、母植物が追加の時間と栄養素を投入する必要もあります。

さらに、ある特性が生物にとって有益であるかどうかは環境によって決まります。たとえば、羊膜卵は胚の発育を水の制約から解放します。これは陸上環境にとって有益ですが、水に戻る場合は必ずしも有益とは限りません。

羊膜卵は胎児のための水分環境を作り出します。画像出典: Wikipedia

注意深い読者は、「特定の特性は適応性に優れているため、これらの特性を持つ生物は、それらを持たない生物よりも環境に適応しやすい」と単に主観的に信じているだけでは、結局のところ、それは単なる理論的な推論であり、証拠を欠いていることに気付くかもしれません。理論的には、これらの優れた特性の欠点を逆に推測することもできます。

これらの生物が実際に環境に適応していることを証明する客観的な証拠はあるでしょうか?いくつかの！

適応性の向上がどのように現れるかを見るために、顎を持つ脊椎動物を例に挙げてみましょう。

顎を持つ動物が出現する前、脊椎動物には下顎骨（顎類）がありませんでした。かつて、グナトサウルスはシルル紀からデボン紀にかけて海洋に広く分布していました。その後、顎のない魚から派生した分派が下顎を生み出し、顎のある魚が誕生しました。それ以来、顎のある生物と顎のない生物が地球上の居住空間をめぐって競争するようになった。

下顎を基準にすると、顎のある魚は硬い骨を発達させたが、顎のない魚は軟骨を保持したままであった。その後、顎のある魚は硬い骨を基にした浮き袋を発達させ、陸に上がることができるようになりましたが、顎のない魚は海に残りました。その後、顎のある魚は羊膜卵を発達させ、陸上環境に完全に適応できるようになりましたが、顎のない魚は依然として水中の「魚」にすぎませんでした。

羊膜卵を産む顎のある魚は、陸上環境に適応しただけでなく、何度も海に戻ることもできました。しかし、羊膜卵を産まない陸生の顎魚類（両生類）は、一度も戻ってきませんでした。さらに驚くべきことは、彼らが何度も空に飛び立ったことです（生命は海から陸へ、そして陸から空へと這い上がりましたが、それを成し遂げたのは昆虫と有羊膜類の2つの科だけです。その中で、昆虫の羽は一度しか登場しませんでしたが、有羊膜類は翼竜、鳥、コウモリの3回登場しました）。

全体として、現在、顎魚類は 50,000 種存在し、海、陸、空、さらには宇宙にまで分布しています。一方、顎のない魚類は、円口類という約 70 種が残っているだけで、今でも一日中泳ぐ「魚」です。

有顎動物はもともと顎のない動物の小さな一派であったが、今日では顎のない動物の数をはるかに上回っている。画像出典: 著者 Zeng Gang

顎のない魚は顎のある魚よりも早く出現し、生息空間を広げて家族のサイズを拡大する時間がより多くあったはずだ。さらに、顎のある生物が初めて出現したとき、その分布と種は顎のない生物よりもはるかに小さく、同じスタートラインから始まったわけではありませんでした。しかし、何億年にも及ぶ競争を経て、顎を持つ哺乳類が適応力において優れているかどうかについては、自然界はすでに答えを出している。

この例は、2 つの科の適応結果を比較することによって、「適応性が向上する」という「進歩」という現象を反映できることを示しています。つまり、現生の分類群のサイズを比較するということです。

現生の分類群の大きさは適応競争の結果です。画像出典: 著者 Zeng Gang

注意すべきもう 1 つの点は、適応の結果を比較する場合と比較して、特定の特性に基づいて適応の強さを議論することは現実的ではないということです。

まず、それぞれの生物は環境に適応する上で独自の利点を持っています。有顎生物は下顎を発達させ、噛む能力を持っていますが、無顎生物も大きな吸盤状の口を発達させ、専門的な吸血能力を持っています。どちらが優れているかをどのように判断するのでしょうか?

さらに、生物の環境への適応は、その生物のすべての特性の適応の総合的な結果であり、単一の特性だけを取り出して一般化することはできません。顎のある動物と顎のない動物の適応レベルは、下顎の有無だけで決まるのではなく、他の形質と環境との間の総合的な適応も考慮する必要があります。

結局のところ、それぞれの生物は無限の適応特性を持っています。あなたが有顎生物の利点について話し、私が無顎生物の利点について話すと、徹底的な方法の行き詰まりに陥り、結論に達することができなくなります。

したがって、特性を評価するのと同じ方法で適応度を測定しないでください。自然が与える結果は最も客観的です。

生きている顎のない動物の画像出典: Wikipedia

パート2

なぜ「進歩」の存在が分からないのでしょうか？

比較方法に何か問題があるのか​​もしれません。

顎のない魚から顎のある魚への進化の過程は、生物学界では長い間「常識」として広く知られてきました。この例のように「進歩」が明白であるなら、なぜ一部の人々は依然として「進歩」は存在しないと考えるのでしょうか?ここで、ある人物に焦点が当てられます。それは、「進歩」に反対する重要人物、スティーブン・ジェイ・グールドです。

彼はかつて著書『フルハウス　プラトンからダーウィンまでの卓越性の広がり』の中でこう書いている。「脊椎動物の50％は硬骨魚類です。硬骨魚類は海、湖、川に生息しています。種の数は霊長類のほぼ100倍です。どうして硬骨魚類が進化のバックボーンではないと言えるのでしょうか？」

スティーヴン・ジェイ・グールド 画像出典: Wikipedia

彼の見解は多くの人々に影響を与えた。

たとえば、「進化は進歩しているのか？」記事の著者は次のように考えている。「...ラマルキズムと社会ダーウィニズムが提示した見解によれば、軟骨魚は低級であり、硬骨魚は高級であると考えられている。しかし、環境への適応の観点から見ても、食物連鎖における位置の観点から見ても、軟骨魚であるサメが硬骨魚であるタラよりも低級であるとは信じ難い。」

進化は進歩か？ 》記事のスクリーンショット

別の見方もあります。「細菌は数十億年にわたる変遷を経て、今も膨大な数に上り、いたるところに存在しています。一方、人間は数十万年しか存在していません。人間の適応力を細菌のそれとどう比較すればよいのでしょうか...」

画像出典: グールドの『生命の素晴らしさ: プラトンからダーウィンまで』

簡単に言えば、3つの見解は、霊長類は硬骨魚類に比べて進歩していない、硬骨魚類は軟骨魚類に比べて進歩していない、そして人間は細菌に比べて進歩していない、というものです。これら 3 つの観点は、特性を直接評価するのではなく、生物の適応結果を比較します。なぜ彼らは「進歩」の存在を支持しないと結論付けるのでしょうか?

これは、彼らが全員、重大な論理的誤りを犯したためです。彼らは生命を系統関係に従って結びつけるのではなく、生命を緩い実体として捉え、孤立して扱ったのです。霊長類を硬骨魚類、サメをタラ、人間を細菌と比較すると、どれも緩い砂の山のように見えます。

分散視点では、これら 10 個のオブジェクトが並行して表示されます。しかし、分類学では、細菌は他の 9 つの合計に等しい (それだけでは十分ではない) ため、細菌と比較するためにそのうちの 1 つを選択するのは誤りです。画像出典: 著者 Zeng Gang

あるタイプを別のタイプと比較したり、別の科を別の科と比較したり、別の綱を別の綱と比較したりすることは、系統発生の観点に属するのだろうかと疑問に思うかもしれません。

同じくノー！なぜなら、分類群が「ドメイン」、「界」、「門」、「綱」、「目」、「科」などと呼ばれるかどうかは、完全に人為的な定義であり、それらの間にはまったく比較可能性がないからです。 「種」だけが一定の客観性を持っています。

例えば、被子植物のアマノスズクサ科とキク科は、どちらも科ではあるものの、この2つの科を同列に扱うと、依然として体系的な発展の考え方が欠如し、生命を「散在する科の集合体」とみなすことになります。実際、アマラセ科と同じレベルの科は、現生被子植物の他のすべての科の総和です。つまり、被子植物は2つの枝に分かれ、そのうちの1つはAmpelopsis科だけが今日まで生き残り、もう1つの今日まで生き残った枝はAmpelopsis科を除くすべての被子植物で構成されています。

おそらくあなたはこう尋ねるでしょう。「種」には一定の客観性があるのだから、その種類を種と比較するのはなぜ間違っているのか？

クスノキを例に挙げてみましょう。クスノキ科には 1 つの種しか存在しないため、クスノキと同レベルの種は、残りの約 30 万種の被子植物の総和です。 1 つの種と他の 30 万種の生物... 両者が別れた後、いかに不均衡な発展を遂げたかがわかります。この発展の不均衡こそが「進歩」の存在を反映しているのです。

分岐論では、Ampelopsis と他のすべての被子植物、円口動物、および有鉤動物との間のこのような関係は、姉妹群関係と呼ばれます。姉妹グループとは、同じ祖先から生じた 2 つの家族、または生命の木の同じ分岐点から生じた 2 つの枝を指します。姉妹グループの関係は唯一の対等な関係です。

パート3

正しい比較は何でしょうか?

答えは、姉妹グループ間です。

この比較は、次の 3 つの理由から正しいです。

まず、姉妹グループのサイズは固定されており、人為的に選択されるものではありません。左手が硬骨魚類を選び、右手が霊長類を選んだ場合、比較の結果はそれぞれが選んだグループの大きさに完全に左右され、客観性はまったくありません。

第二に、姉妹グループの開発期間は同じです。硬骨魚類は4億年前のシルル紀後期に誕生し、霊長類は1億年未満前の白亜紀後期に誕生しました。硬骨魚類は霊長類よりも3億年以上の進化の年月を要します。これは公平でしょうか？

第三に、姉妹グループ間に直接的な親族関係があります。硬骨魚類と霊長類、サメとタラ、人間と細菌は互いに無関係であるため、比較の結果は何も説明できません。直接関連する姉妹グループ（円口類や有鉤類など）を比較することによってのみ、進化に「進歩」があるかどうかを説明できます。

正しい比較方法と間違った比較方法（比較の両側はオレンジと青で表されます）画像出典：著者Zeng Gang

以上の観点を姉妹群比較法で再検討すると、明らかな「進歩」が見つかるでしょう。

まず、観点 1 (霊長類は硬骨魚類に比べて進歩していない) について考えてみましょう。霊長類は哺乳類であり、哺乳類は下の写真に示す有羊膜類の単なる一分枝にすぎません。さらに、有羊膜類には鳥類や爬虫類も含まれ、その総数は 21,000 種を超えます。硬骨魚類には条鰭類（24,000種）、シーラカンス（2種）、肺魚類（6種）が含まれます。

姉妹群比較の原則に従うと、硬骨魚類は分離する必要があります。条鰭類を「シーラカンス + 肺魚類 + 両生類（4,000 種） + 有羊膜類」（下の画像のオレンジと青）と比較します。

あるいは、シーラカンスを「肺魚類 + 両生類 + 有羊膜類」（下の画像のオレンジと青）と比較してみましょう。

または、肺魚を「両生類 + 有羊膜類」（下の画像のオレンジと青）と比較してください。

この3つの比較方法では、オレンジ色の側は水中にのみ分布しているのに対し、青色の側は水中、陸地、空に広く分布しています。そして、多様性の点では、青い側は常にオレンジ色の側と同じくらい優れています。したがって、青チームは 3 つの比較方法すべてで勝利し、明らかな進歩を示しています。

2つ目の観点（硬骨魚類と軟骨魚類の間に進歩はない）を見てみましょう。硬骨魚類全体（条鰭類＋シーラカンス＋肺魚類）と軟骨魚類を比べると、軟骨魚類は完全に負けています。しかし、これはまだ姉妹群の原則に適合していません。なぜなら、軟骨魚類の姉妹群は硬骨魚類ではなく、両生類や有羊膜類を含む広硬骨魚類 (約 50,000 種) だからです。

比較のために、広義の硬骨魚類の定義から人工的に硬骨魚類（24,000種）を抽出した場合、軟骨魚類が「有利」になります。しかし、軟骨魚類は1,000種未満しか存在せず、淡水に生息する種類も非常に少ないため、たとえ優位性があったとしても、勝つことはできません。

3 番目の観点 (人間と細菌の間には進歩がない) を見てみましょう。人間は真核生物の一種に属し、細菌は原核生物のグループに属し、そのグループには非常に多くの種が含まれます。両者を直接比較することは、明らかに姉妹グループの原則に準拠していません。

細菌が「真の細菌」を指すのであれば、その姉妹群は下図の青い部分の合計であるはずであり、これが今日の生態系の主体であり、真の細菌よりもはるかに大きい。人間と比較しなければならない場合、比較対象は私たちの姉妹グループであるチンパンジーであるべきです。これら 2 つの科のうち、どちらがより広い分布域を持ち、より多数の個体群を持っているかは明らかです。

画像出典: 著者 Zeng Gang

姉妹グループ方式で比較すると、「進歩」の例が数多く見つかります。

進化には突然変異の生成と突然変異の保持という 2 つの段階があることがわかっています。突然変異の発生は完全にランダムで方向性がありませんが、突然変異の保持は確実ではありません。遺伝的浮動、ボトルネック効果、創始者効果などは方向性のないランダムな要因ですが、自然選択はランダムではありません。さらに、環境と資源は限られており、競争によって生じる選択圧も「より強く、より完全な」生物に有利に働くでしょう。

自然選択の影響により、進化は突然変異のようにランダムで方向性のないものにはなりません。この方向は統一的かつ具体的なものではありませんが、抽象的であることはできます。つまり、適応性の「向上、改善、完成」の方向に発展します。

パート4

適応性と環境の関係

魚類と四足動物（両生類＋有羊膜類）はそれぞれ水中と陸上に生息しており、生息環境が全く異なると言う人もいます。それらの適応性をどのように比較できるでしょうか?

この見解は適応性について厳格な理解に基づいています。

魚は水に限定されず、四足動物は陸上に限定されません。生命の進化という大きなスケールで見ると、環境は公平かつオープンです。それはすべて、生物が適応する能力を持っているかどうかにかかっています。

四足動物は上陸した後、魚の領域を侵略するために何度も海に入りましたが（どのように「海に行った」のでしょうか）、魚は上陸に失敗し、再び四足動物の領域を侵略しました。地球の環境に適応する能力には明らかな違いがあることがわかります。

海に生息する哺乳類の一部。画像提供: NOAA

また、真核生物は現在では「進化」しているように見えるが、隕石衝突などの大災害が発生すると、細菌のみが生き残るため、細菌の方が適応力が高いという見方もある。

この見解は非現実的な空想に過ぎません。

真核生物の誕生後、隕石の衝突が複数回発生しましたが、隕石は今でも今日の生態系の絶対的な主体となっています。同時に、隕石の衝突は、原核生物が復活して再び真核生物の多様性を上回る機会を一度も逃すことを許さなかった（「再び上回る」と書いたのは、真核生物が最初に出現したとき、原核生物の多様性は真核生物の多様性をはるかに上回っていたはずだからだ）。たとえ真核生物が本当に絶滅したとしても、時折起こる災害のせいで、数十億年にわたって真核生物が示してきた「進歩」を無視することはできない。

地球上では隕石の衝突が何度も起こっていますが、最終的な結果として真核生物が地球上で優勢になりました。画像出典: Pixabay

結論

先に述べたように、生命の進化に「進歩」があるのは、自然選択が働いているからです。自然淘汰がまったく影響を与えない環境でのみ、「進歩」は起こりません。しかし、自然淘汰はおそらくどこにでもある。

もちろん、自然選択が遍在するとしても、生命の樹のあらゆる枝が明らかな「進歩」を示すということではありません。 「進歩」が明らかでない場合は、「進化」という言葉を使うこともできます。しかし、多くの主要分野における「進歩」は、非常に明白な場合が多く、無視することはできません。

なぜ無視できないのでしょうか?なぜなら、「進歩」のない世界では、古いグループがより繁栄し、生活の様相やパターンは今日のようなものにはならないだろうからである。顎のある魚は脊椎動物に対して絶対的な優位性を持たないだろう。被子植物はすべての植物の半分以上を占めることはないだろう。羽のある昆虫は昆虫綱の大部分を占めることはなかっただろう。真核生物でさえ、今日の生態系の主体となることはないだろう...しかし現実の世界はまさにその逆だ。

「進歩」を無視できないような客観的な世界では、私たちは本当に「進化」という言葉の使用を避け、「進化」という言葉だけを使うべきなのでしょうか？

参考文献:

[1]。チェン・ユゼン、ダイ・ラオレン 他一般生物学：生命科学への一般入門[M]。北京：高等教育出版社、2002年。

[2]。フォスター AS、ギフォード EM。維管束植物の比較形態学[M]李正麗訳、北京：科学出版社、1983年。

[3]。グールドSJ。生命の素晴らしさ：プラトンからダーウィンまで[M]。ファン・ユーフェン訳、南京：江蘇省科学技術出版社、2009年：10-188。

[4]。ハン・ミンチン。エンゲルスの物質形態進化論について：エンゲルス死去100周年を記念して[J]。自然弁証法ジャーナル、1995年、4:22-25。

[5]。 Hao Shougang、Ma Xueping、Dong Xiping 他進化から見た生命の起源：地球の歴史の中の生命[M]北京：高等教育出版社、2000年：20-242。

[6]。ハオ・ショウガン、ワン・デミン、ワン・チー。陸上植物の起源と維管束植物の初期進化[J]。北京大学ジャーナル、2002年、38:286-293。

[7]。李建慧。進化は進歩ではないでしょうか？ ——グールドの進歩に対する反進化論的見解に対する批判[J]。自然の弁証法研究、2016年、32：3-8。

[8]。ルー・シーワン、シュウ・シャンシェン、シェン・ミンジアン。植物学第2版第1巻[M]。北京：高等教育出版社、1991年：200-201。

[9]。 Qiu Guanglong、Lin Xingzhu、Li Zongshan 他窒素固定機構と海草生態系の貢献[J]。中国応用生態学ジャーナル、2014年、25:1825-1832。

[10]。ティアンミン。進化は進歩ですか？ [J]。自然の弁証法におけるコミュニケーション、1996年、3：71-75。

[11]。 Yang Ji、Guo Youhao、Yang Xiong 他植物生物学[M]北京：高等教育出版社、1999年：171-221。

[12]。張暁斌、陳雪新、程建安。なぜ海には昆虫の種類が少ないのでしょうか? [J]。昆虫知識、2005年、42:471-475。

[13]。周明鎮、劉冠邦、辺立正 他脊椎動物の進化の歴史[M]。北京：サイエンスプレス、1979年。

[14]。 Anantharaman K、Brown CT、Hug LA、et al. 数千の微生物ゲノムが帯水層システム内の相互接続された生物地球化学プロセスを解明[J]。ネイチャーコミュニケーションズ、2016年、7:13219。

[15]。 ＡＰＧ。被子植物系統群分類の最新版：APG IV[J]。リンネ協会植物学雑誌、2016年、181: 1-20。

[16]。ブルキ F、カプラン M、チホネンコフ DV、他真核生物の初期の多様化を解明する：セントロヘリダ、ハプト植物門、クリプティスタの進化的起源に関する系統ゲノム研究[J]。王立協会紀要B: 生物科学、2016年、283: 20152802。

[17]。 Burki, F. 地球規模の系統ゲノム学的観点から見た真核生物の生命の樹[J]。コールドスプリングハーバー生物学展望、2014年、6：a016147。

[18]。デュオセグループ。植物のデュオセウィキ。 2016 年、http://duocet.biodiversity.net/。

[19]。グールドSJ。フルハウス。プラトンからダーウィンまでの卓越性の広がり[M]。ニューヨーク：スリーリバーズプレス、1996年：14-256。

[20]。 Hug LA、Baker BJ、Anantharaman K. 生命の樹の新しい見方[J]。ネイチャー微生物学、2016年、1:1–6。

[21] Lang JM、Darling AE、Eisen JA、他。保存遺伝子を用いた細菌および古細菌ゲノムの系統発生：スーパーツリーとスーパーマトリックス[J]。 PLoS ONE、2013年、8: e62510。

著者: 曽剛

著者：中国科学院西双版納熱帯植物園

出典：サイエンス研究所

この記事は転載を許可されています。転載が必要な場合は、元の著者に連絡してください。

この記事は著者の見解のみを表しており、中国科学博覧会の立場を代表するものではありません。

転載元を明記してください。無断転載は禁止します。