DNAを解析すれば、進化の歴史がわかる

遺伝から進化にアプローチ

「生物進化の研究」というと、ダーウィンのようにひたすらフィールドで観察し、データを取るというイメージがあると思います。しかし進化に対するアプローチはさまざまで、DNAやゲノムの配列からでも迫ることができるのです。例えば人間のミトコンドリアDNAは必ず母親から子どもへと受け継がれ、父親から受け継がれることはありません。そのため母親から母親、またその母親、と系図を遡っていくと、すべての人類にとっての共通の女系祖先である「ミトコンドリア・イブ」の存在にたどり着くことができます。このイブが生きていた年代の推定値から、人類の祖先はアフリカで誕生したとする「アフリカ単一起源説」が強く支持されました。これは、遺伝情報から生物の進化を探る一例だと言えます。

塩基配列の解析とは

DNAは生物の遺伝情報のほぼすべてを担う高分子生体物質です。同じ種であれば、配列自体はほとんど同じです。しかし何かのきっかけで特定のDNAが置き換わる、抜ける、増える、別の場所に飛んでしまうという突然変異が起こります。ただしDNAの塩基配列は一見したところ、アデニン（A）、グアニン（G）、シトシン（C）、チミン（T）を表す記号がランダムに並んでいるだけで、どの部分がどういう働きをしているのかわかりません。そこでコンピュータを使い、例えばアミノ酸をコードしている配列などを探していくことになります。そして、異なる個体のDNAを比較すれば、進化の過程で何が起きたのかを知ることができるのです。

種分化の仕組み

生物の種分化はまず集団の個体に突然変異が起こるところから始まります。しかし変異自体は何か目的があって起こるわけではありません。したがって個体にとって有害な変異であれば淘汰され、逆に環境に適した変異であれば集団全体に広がることになります。また、有害でも有益でもない突然変異も多く存在します。つまり生物の進化は突然変異の繰り返しで、集団中に変異が蓄積することにより種分化が起こるきっかけが生まれるのです。

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東京都立大学理学部生命科学科准教授髙橋文先生

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進化遺伝学、集団遺伝学、ゲノム進化学

メッセージ

生物学の研究には国語や英語、数学などの基礎的な知識はもちろん、さまざまな世界への好奇心が大事です。ぜひさまざまな経験をして、自らの感受性を磨いてください。もうひとつ、人生には結婚や出産など、大きなイベントが待っています。そこで難しくなるのが仕事との両立ですが、どんな仕事もプロ意識を持って取り組めば、必ず周囲の理解や信頼を得られ、働きやすい環境が整っていくものです。人生の困難を恐れず、大学での4年間を将来についてじっくり考える時間にしてください。

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