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講義No.05994

有性生殖と無性生殖、それぞれの進化的な意義と謎に迫る

なぜ有性生殖を行う生物の方が多い?

 地球上の多くの高等生物は、オスとメスが交配することで子孫を残す「有性生殖」を行うことで種を存続させています。その一方で、ある個体が単独で新しい子孫を残す「無性生殖」を行っている生物もあります。オスもメスもない無性生殖を行う生物は、有性生殖を行う生物の2倍の速さで増殖できるため、多くの子孫を残す上で有利と考えられます。にもかかわらず、多くの高等生物が有性生殖を行う決定的な理由は何なのか、生物学では謎とされてきました。

有性生殖のメリット

 基本的に無性生殖をすると、子孫はすべて親と遺伝的に同じになります。一方、有性生殖では、交配を通じてさまざまな遺伝的組み替えが起こり、多様な子孫が生まれます。そのため有性生殖を行う生物には、環境が変化した時もそれに適した子孫が早く生まれ、絶滅のリスクが少ないという長期的なメリットがあるとされてきました。しかし、それだけでは有性生殖が有利な決定的な理由にはなりません。生物の適応進化には、短期的なメリットの方が重要だからです。そこで短期的に見ても有性生殖の方が、進化のスピードが非常に速い病原体や寄生虫に対抗しやすいというメリットがあるのではという「赤の女王仮説」が提唱され、現在ではこの仮説が有力です。

無性生殖の生物も交雑したがっている?

 ただ、子孫がすべて親と遺伝的に同じになるはずの無性生殖を行う生物でも、遺伝的な多様性が見られることがわかっています。例えば、日本国内に生育するシダ植物の13%は、かつて有性生殖をしていた種が無性生殖に戻ったものと考えられていますが、こうした無性生殖を行うシダも、形態的・遺伝的な変異の大きい進化を何度かくりかえしています。実は、無性生殖を行うシダでも、比較的近縁の有性生殖を行うシダと交雑することで、有性生殖を行うシダの遺伝的な変異を取り込もうとしていることが最近の研究によって明らかになりました。生物の遺伝と進化には、まだ私たちの想像の及ばないような秘密が隠されているのです。


この学問が向いているかも 分類学、進化学、遺伝学

東京都立大学(旧・首都大学東京)
理学部 生命科学科 教授
村上 哲明 先生

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メッセージ

 最近、社会の中でも、生物多様性やその保全というテーマが注目を集めています。実は、東京都は、小笠原諸島や伊豆諸島、奥多摩の高山なども含まれているので、非常に生物多様性の高い地域なのです。私たちは、植物の多様性について調べています。植物の多様性とそれを生み出した進化を一緒に研究してみたいと考えている方が、私たちの大学に来てくれることを期待しています。

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