20 世紀初頭に中国の福建省のジャングルに足を踏み入れていたら、驚くほど予想外の動物、ブルー タイガーに遭遇した可能性があると、さまざまな報告で述べられています。これらのトラは「驚くほど美しい」と表現され、体は「マルタの深い色合いで、下の部分がほとんど深い青色に変化する」と表現されました。 1950 年代まで、狩猟者はトレイルで他の南シナトラの伝統的なオレンジ色の毛皮と一緒に青い毛を発見したと報告しました.
その後、ブルータイガーは姿を消しました。最後に報告されたのは 1953 年で、ブルータイガーはすぐに伝説となり、存在を証明する保存された皮はほとんどありませんでした.
猫の青さは、明るいオレンジ色の親族と競争できなくなった何らかの欠陥に関係していると考えたくなる.しかし、彼らの奇妙なコートは彼らの絶滅とは何の関係もなかった可能性が高い.減少し続けた少数の個体群でこの色が生まれたのは、単に不運でした.
この種の偶然の進化は、中立理論の範囲であり、「適者生存」は、種が変化、分裂、または消滅する唯一の方法ではなく、最も一般的な方法でさえないという、歴史的に物議を醸す考えです。命題は単純に聞こえるかもしれませんが、遺伝学、進化、生態学、さらには生物学以外の分野への影響は広範囲に及んでいます。
それほど中立ではない理論
集団内の遺伝子バリアントのランダムな増減は、遺伝的ドリフトとして知られています。今日では、進化と多様性の重要な原動力として受け入れられていますが、常にそうであるとは限りませんでした。 1960 年代まで、生物学者は一般に、すべての変異は選択力によるものと考えていました。有害な形質は個体の生殖を妨げ、時間の経過とともに形質が確実に消失するようにしていました (負の選択または浄化選択)。逆に、有用な形質は、個人が持つ子孫の数を増やし、それ自体の有病率 (正の選択) を高めました。これはすべて、チャールズ ダーウィンとアルフレッド ラッセル ウォレスの自然選択の原則によって予測されたとおりです。
その後、タンパク質の配列決定研究により、集団内で予想よりもはるかに多くの遺伝的変異が明らかになりました。選択がこれらすべての遺伝子に一度に作用し、それらの影響を比較検討し、どれが留まるかなくなるかを選択するという考えは、一部の科学者には受け入れられませんでした.
1968 年、著名な遺伝学者である木村基夫は、現在中立説と呼ばれる別の説明を提案しました。木村は、生物間の変異の大部分は有利でも不利でもないと仮定した.したがって、私たちが目にする多様性のほとんどは、選択の隠れた手によるものではなく、運によるものです。インペリアル カレッジ ロンドンの進化生物学者である Armand Leroi は、次のように述べています。
木村の中立的な分子進化論は、淘汰の影響を和らげるように見えたため、議論を巻き起こしました。しかし、20 世紀後半のゲノミクス革命と広範な DNA 配列決定により、木村氏が正しかったことが確認されました。通常、遺伝子コード内の文字を別の文字に置き換えても、ほとんど効果がありません。
それ以来、中立理論は遺伝学における既定の仮定 (または帰無仮説) となっています。 「DNA 配列の特定のバリアントが選択されていることを示したい場合は、中立性だけでは説明できないことを最初に示す必要があります」と Leroi 氏は述べています。
(人口) サイズの問題
中立的な力が分子レベルで多様性を促進するという考えに反対し続けている人もいますが、アリゾナ州立大学の集団遺伝学者であるパルル・ジョーリは、進化における中立的な役割の誤解が主な原因であると考えています. 「木村はすべてが中立だとは決して言っていない」と彼女は言った。重要なのは、中立的な力がどれだけ生物多様性を形成してきたかということです。そして、それはあなたが見ているグループの規模に大きく依存します.
10 羽の鳥の集団を想像してみてください。1 羽は赤、1 羽は緑、残りはすべて茶色です。これらの色は有害でも有益でもないので、すべての鳥が繁殖する可能性は同じです。その後、竜巻が茶色の鳥を 6 羽殺しますが、これはまったくの偶然です。現在、人口の半分は茶色、4 分の 1 は赤、4 分の 1 は緑です。偶然の出来事が多様性に大きな変化をもたらしました。それが遺伝的ドリフトです。
しかし、98 羽の茶色の鳥と同じ 1 羽の赤と緑の鳥がいたとしたら、大惨事はそれほど問題にはならなかったでしょう。竜巻が依然として個体群の 60% を殺したとしても、すべてが茶色で、38 羽の茶色の鳥が色とりどりの鳥と一緒にそれを作ったはずであり、個体群の 95% は依然として茶色のままです。 「人口規模が小さいほど、ドリフトは大きくなります」と Johri 氏は言います。
中立理論の魅力の 1 つは、数学的に単純であることです。 「理論の多くは簡単でした」と Johri は説明しました。これにより、遺伝学者は初めて歴史を振り返ることができました。遺伝的変化が中立的であると仮定することで、科学者は過去の集団のサイズを計算したり、グループの最後の共通祖先の年齢を決定したりできました.
しかし、そのような推論が正確であるためには、科学者は中立理論と選択の効果を組み合わせる必要があります。これは 1970 年代後半からの問題である、と Johri は指摘しました。なぜなら、木村の提案後の慌ただしい研究以来、新しいデータがあふれているにもかかわらず、数学は実際には変わっていないからです。 「数学的フレームワーク — 進化し続ける必要があります」と彼女は言いました。
それこそが、彼女と彼女の同僚が Genetics の論文で目指していたことです。 5月。彼らは、中立理論と浄化選択の両方を組み込んだ新しい統計的フレームワークを提案し、数学をより現実に近いものにしました.
木を見て中立の森を見る
中立説は集団遺伝学ではほとんど受け入れられるようになったが、他の分野、特に生態学では論争を引き起こし続けている.伝統的な生態学では、種は他のどの種よりも繁栄できる独自のニッチを占めていると見なされています。ニッチが多ければ多いほど、より多くの種が存在できます。 「数学的には、集団遺伝学者が使用していたのとまったく同じ議論です」とLeroiは言いました.
そこで、カリフォルニア大学ロサンゼルス校のスティーブン ハッベルは、木村の枠組みを生態学に適応させました。ハッベルの 2001 年の著書、The Unified Neutral Theory of Biodiversity and Biogeography 、彼は、多くの種が特定のニッチを占めることができ、それらがそれを保持するかどうかは最終的に偶然に左右されると主張しました.生態系全体は、遺伝的浮動が形質の頻度に影響を与えたのと同じように、ランダムな「生態学的浮動」を通じて進化します。
それはダーウィン的ではないように聞こえるかもしれませんが、多くの生物学者はそれを挑発的だと考えています。しかし、中立的な理論家は、個々の生物にとって、競争相手の種は問題ではないという立場をとっています。コマドリはクロウタドリと同じように、ミミズをめぐって他のコマドリと競争し、森のすべての木は他のコマドリと競争します。日光。その結果、ランダムな出来事がどの種が存続するかを支配する可能性があります.
研究では、この中立的な理論は生態系の構成を予測する上で一般的にあまり成功していませんが、多くの生態学者はニッチベースの多様性モデルの分析を鋭くするための帰無仮説として有用であると考え続けています.そして多くの人は、選択的勢力と中立的勢力の両方が常に働いているため、このアイデアを範囲の一端と考えています.
遺伝子から赤ちゃんの名前まで
ニュートラル理論の広がりは生態学にとどまりませんでした。 Leroi 氏によると、暗号通貨から赤ちゃんの名前まで、あらゆるものの多様性を説明するために使用されてきました。これは、それらの間に機能上の違いがなくても、バリエーションがどのように増減するかを理解するための「非常にエレガントな」フレームワークだからです。
しかし、中立勢力も時折、本来よりも多くの信用を得ることがあります。 Nature Human Behaviour の 5 月の論文 、Leroiと彼の同僚は、彼らが「中立症候群」と呼んだものを説明しました。これは、変化のパターンが中立性によって説明できるという理由だけで、選択的な力を説明として拒否する傾向です.中立的な力がどれほど重要であるかを正確に知るには、その効果を選択から区別するためのより良いテストが必要である、と研究者は主張した. 「私の直感では、このようなテストを行うと、実際には中立的な力がそれほど重要ではないことが、文化にとって、そしてアマゾンの樹木にとって確かに発見されるでしょう」と Leroi 氏は述べています。
ただし、中立的な理論のパレードに完全に雨が降っているわけではありません。経済学などの分野で新しい洞察を生み出す可能性があるため、「私はそれが他のものに勝手に拡張されていることに不満を持っていますが、それは良いことでもあります」と彼は認めました.
認めるか否かにかかわらず、ランダムな力は常に世界に微妙な影響を与えています。中立理論は、これらの力を認識して測定可能にするためのフレームワークを提供します。 Leroi は、「スーパーマーケットや熱帯雨林など、世界のどこででも多様性を説明するのに不可欠な要素になるまで」、その影響力を拡大し続ける必要があると考えています。
この記事は TheAtlantic.com に転載されました .
