この画像を大きなサイズで見る進化は、生物が環境に適応するために起こるという、ダーウィンの進化論が提唱されて以来、生物は生き残りをかけ、様々な進化を遂げてきた。この地球には多種多様な生き物たちが存在するが、それこそが進化の賜物である。
だが、ミシガン大学の研究によると、「進化そのものが進化している」のだという。
シミュレーションを利用した実験では、環境が変化することで生物の進化の可能性が大幅にアップすることが確認されている。
あっという間に抗生物質やワクチンへの耐性を身につける細菌やウイルスなどは驚くほど環境に適応するのが上手い。その秘密は、この「進化の進化」にあるのかもしれないという。
1つの共通先祖から枝分かれしたとは思えないほど多様な進化
進化は不思議だ。進化論的に考えれば、今存在する様々な生物たちは、たった1つの共通祖先から始まり、それぞれの環境にある問題を克服し、うまく適応してきた結果、多様化した。
だが、そう言われて素直に納得できるだろうか？ この地球に存在する多種多様な生き物が、たった1つの共通祖先から枝分かれしたものであるとは、にわかには信じられないだろう。
それは科学者も同じだ。ミシガン大学の進化生物学者ルイス・ザマン氏は、ニュースリリースで次のように述べている。
「生命は本当に問題解決が得意です。周りを見渡せば、生命の多様さに驚くばかりで、これらすべてが共通の祖先から派生しているというのは不思議に思えます」
この画像を大きなサイズで見る進化自体が進化している可能性
なぜ進化は、これほどまでに創造的なのか？ ザマン氏は、その秘密は「進化それ自体が進化する」からではないかと考えている。
生物が進化する力のことを「進化可能性（evolvability）」という。
生物の進化は、遺伝的な突然変異が蓄積され、それによってある環境に対する適応度が高まるために起きる。
つまり、ある環境を生きるうえで便利な突然変異がほとんど起きなければ、簡単には進化できないということだ。
それとは逆に、適応度を高めるような突然変異が起きやすければ、それだけ進化も速まる。
ザマン氏が言う進化の進化とは、この進化可能性が高くなることだ。
だが、それが本当に起こるのかは明らかではない。なぜなら、進化の可能性が進化するということは、将来的に適応できる幅が広がることを意味するからだ。
たとえば生物の進化ならば、ある突然変異が”今”の環境に有利だったときに起きる。だが進化可能性の進化とは、ある生物の”未来”の適応度の可能性を高めるがごとき現象なのだ。
ザマン氏によるなら、それは重要なことで、確かに起きているのだという。だが、なぜ、そしていつ起きるのかは定かではない。
そこで同氏は、数理モデルによるシミュレーションを駆使して、その謎に迫ってみることにした。
この画像を大きなサイズで見る進化のプロセスをシミュレーション
その数理モデルは、3種の有益な論理関数と3種の有害な論理関数が組み込まれたものだ。
論理関数というと難しく聞こえるが、環境によって有益にも有害にもなる”赤い実”と”青い実”に例えることができる。
たとえばある環境において、赤い実はそこで暮らす生物にとって栄養たっぷりだが、青い実は毒性を発揮する。ところが、また別の環境では、赤い実が有毒となり、青い実がご馳走になる。
そこで暮らす生き物は、片方の食べ物（たとえば赤い実）に特化しており、もう1つの食べ物（青い実）は食べられない。だから片方の環境では繁栄できても、もう片方の環境ではうまく生きられない。
この設定のもと、いくつかのシナリオを試し、進化可能性の変化を観察してみる。
シナリオの1つでは、環境が一定に保たれていた。この場合、生き物は嫌いな実を食べようとはしなかった。
赤い実を食べるグループは赤い実を食べ続け、青い実を食べるグループは青い実を食べ続けた。
別のシナリオでは、生き物に赤い実が食べられる環境と青い実を食べられる環境を行き来させてみた。
すると生き物はどちらの環境にもうまく適応できるようになったのだ。
しかもこのとき、両方の実を食べることを可能にする突然変異が、1000倍にも増加していたのである。
この画像を大きなサイズで見る進化は「最適化」される
このシミュレーションで起きたことは、いわばプログラムの進化のようなもので、プログラム自体が新たな突然変異の近傍へとシフトしていた。
ザマン氏によれば、進化したプログラムは、コンピュータコードで構成された複数の遺伝子からなる経路のようなものである。そして環境が変動するたびに、この経路が新たな実を食べられるよう再構成される。
その結果として、赤い実か青い実のどちらかしか食べられなかった生き物が、両方の環境で生きられるようになったのだ。
また別のシナリオで、環境が変化する頻度を変えてみると、進化可能性が高まるためには、環境がある程度ゆっくりと変化する必要があることがわかったという。
たとえば1世代のうちに環境が変化しても進化可能性は進化しないが、100世代かけての変化ならば進化可能性が高まる。
そして一度定着した進化可能性は、その後の進化で低下することはない。つまり進化が進化して、より優れた進化になれば、それはその後ずっと続くのである。
この研究は『PNAS』（2024年12月31日付）に掲載された。
編集長パルモのコメント
進化は現在進行形で起きている。そしてその仕組み自体が進化し続けているとは、もし本当なら驚きだね。環境の変化が進化のスピードを決めるというのはなんとなくわかるけど。もし進化という言葉を1回聞くたびに進化のスピードが速まるのだとしたら、この記事を最後まで読み切った人は進化速度が上がったことだろう、んなこたぁないけどね。
References: Evolution, evolution, evolution: How evolution got so good at evolving | University of Michigan News
若干かしこくなった気がする！
俺も毎秒進化してるしな
進化って言葉あんま好きじゃないな
変化とか適応でいいと思うけどな
ポケモンの進化という言葉は誤った使用法で、先人が evolution に相当する言葉の日本語の言葉を創造するときに「進化」としたのだと思います。 それは「生物の形質が世代を経る中で変化していく現象」なので、世代を経ての変化の意味を持たせたより良い言葉を作れば変えられそうです。 たとえば用語として以前は優性遺伝と劣勢遺伝と呼ばれていたものが顕性遺伝とか潜性遺伝と変わったように多くの人に今の「進化」相当をより適切と思われる用語を作っちゃえば変えられると思います。 私のセンスのない書き方だと「世変」とか「代変」とか？ 四文字使うなら世代変化とかでしょうか。
寄生生物が宿主の遺伝子を取り込んだり自分の遺伝子を埋め込んだりして行動や免疫系を操作するような進化はどのようにして発達したんだろうか
サメとかシーラカンスみたいに昔からあまり変わってない生物は
「進化の進化」もゆっくりなんだろうか？
進化が遺伝子配合で環境適合すると言う事であれば、その配合が変わる前段階で何かしら情報が伝わっているのだと考えられる。そして生物は遺伝子だけではなく脳や目、皮膚などの細胞からも情報を集めていると最近の研究では考えられているらしいから、それらがホップステップ段階で環境適合する進化がジャンプの段階かと思う。
だから知らぬ間に進化の準備はされているという事だと思ったりしている。
ただ環境を行ったり来たりして得た情報では完全に進化する為の情報の蓄積が弱いので不完全な進化だったり、進化が継続できなかったりするケースも出て来るのだろうかと想像してしまった。
(何の根拠もないファンタジーなんだけどね)
10代続く進化は固定化する（残りやすい）だな
でも早すぎる進化は人がそれだけ環境を壊したからだよ
それこそ進化の定義も変わっていくんだろうな
進次郎 「進化は進化する。だから進化は進化する。」
中立進化説だったかな。毒にも薬にもならないまま蓄積された遺伝子の変化が、あるとき起きた遺伝子の変化との合わせ技で突然に有利な意味を持ったり致命的になったりする。中立進化がある程度貯まると組み合わせの仕方も多くなり進化の進化に繋がるのではなかろうかと妄想してみる。
かつて日本企業は｢ちっとも改革しようとしない｣と外人から言われた しかしやがて｢だが時間が経ってみるとガラッと変わっている｣と そして｢これが日本のKAIZEN(改善)か｣と称賛を受ける
保守的なやり方が理想通りいけば物事は着実に確実に変わる 人はすぐに結果を求めたがるけど最適を模索すると何事も時間というか密度が必要になるんだろうね