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ダーウィンにも解けなかった進化の謎が明らかに!?なぜムダに派手な動物がいるのか

2016年12月16日:22:00

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コメント( 47 )

ダーウィンにも解けなかった進化の謎が明らかに!?自然淘汰と性淘汰の行方

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なぜ動物には、けばけばしく派手な装飾があるのでしょうか?

ヘラジカやシカの角、クジャクの羽、フンコロガシの触覚などを思い出してみてください。これらは、生存競争のハンデになりそうにも思えます。
チャールス・ダーウィンはこの疑問を解明できませんでしたが、ノースウエスタン大学の研究チームが、この難解な進化の現象について説明出来るかも知れません。

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彼らは、驚くべき予測をする数学的モデルを考案しました。装飾のある動物のオスは、自然淘汰と雌雄淘汰との間で起こる緊張の結果、メスを惹きつけるための派手で「高コスト」な装飾を持つものと、地味で「低コスト」な装飾を持つものとの、2つの異なる亜種へと進化するというものです。

マコーミック・スクール・オブ・エンジニアリングでエンジニアリング科学と応用数学を専門にするダニエル・アブラムス教授は、「装飾は自然界に存続するものです。私たちのモデルは、長い時間をかけて起こる装飾争いの結果、1つの種がさらに2つの亜種に分かれることを突き止めました」と語りました。

派手でも地味でも役割がある

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Credit: Windthin

自然界の証拠が、それを示しています。彼らは、シカの角やクジャクの羽、ある種の魚の輝きや鳥の尾の長さなど、10種の動物の装飾についてのデータを調査しました。そして、多くの種で、装飾の大きさに同じ分布パターンがあることを発見しました。研究モデルから予想されていたとおり、これらの動物は、派手なグループと、地味なグループとに分かれており、その中間のものはほとんどいませんでした。

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アブラムス教授が最初に疑問を抱いたのは、シカの角でした。何故、ある種の動物は、命を危険にさらしかねないようなものを生やして持ち運ぶことに、貴重なエネルギーを費やすのでしょうか。オスのシカの角が、木やフェンスに絡まったり、オス同士の争いで角が絡んだりして死に至ることは、珍しいことではありません。

「派手な装飾を持つ動物は、自分がどれだけ健康で強いかを示しているだけなのです。これらの装飾のコストを克服できるということが、異性を惹きつけるのです」アブラムス教授は説明しました。

実際、地味なグループの存在は、派手なグループの個体にとって自らの遺伝子を残すための材料です。地味な個体と対比されることで、派手な個体は異性への求愛と自らの繁殖の助けとなる身体的な特徴と証を手に入れているのです。なんだか不穏なお話ですが、動物のことなのでご安心を。

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飛び跳ねる鹿 Credit:  Mike Baird

この研究は、生命が地球上でどのように進化したのか理解するのを助けるもので、11月29日に、王立学会プロシーディングB生物科学論文で発表される予定です。
この論文には、アブラムス教授の研究グループの大学院生サラ・クリフトンと、ノースウェスタン大学フェインバーグ医学院の計算生物学者で予防医学準教授のローズマリー・ブラウンも執筆しました。

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※クリックで写真閲覧 Credit: Douglas Emlen, University of Montana
ノースウェスタン大学の研究者が考案した新しい数学的モデルは、装飾のある動物が何故2つの異なる亜種(異性を惹きつける派手で「高コスト」な装飾を持つ亜種と、「低コスト」な装飾を持つ亜種)に進化するのかを説明しています。画像は、フンコロガシの一種taurus scarab beetlesのオス。地味なグループ(左)と派手なグループ(右)。 


性淘汰(異性にとって魅力的であるために進化した説)と自然淘汰(適者生存説)は、しばしば別のメカニズムとして語られています。

論文の第一著者であるクリフトンは「これは、自然淘汰と性淘汰が互いにどのようにけん制しあって、私たちが動物界で目にする奇妙な現象を生み出しているのかを調べる、数理生物学の研究です。私たちが研究で使った糞虫は、大きな角が彼らにとって実に不利なものであるにもかかわらず、なお存在している良い例です」と説明しました。

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自然淘汰と性淘汰が競合すると亜種が生まれる!?

1975年、アブラムス、ブラウン、クリフトンの3人は、アモツ・ザハヴィのハンディキャップ理論から研究を始めました。この原理は、派手な装飾について見事に説明しています。装飾は、個体の質と高いコストを克服する能力をシグナルとして送っているというものです。これにより、異性に対する「正直な宣伝」が確実に行われ、配偶者選択がより効率的になるというのです。

※ハンディキャップ理論とは

 例えばガゼルは、捕食者であるライオンなどに襲われそうな時、非常に高く跳ねる行動を示す。
動物学者は、これが他のガゼルにライオンの存在を知らせている利他的な行動と考えていた。

しかしこの理論では、自分がいかに健康かをライオンに示すことで「自分を追いかけても逃げ切られて徒労に終わる」ということを相手に知らしめているという。そうすることで、ガゼルも攻撃を避けることができるし、捕食者もガゼルを追いかける無駄なコストを払わなくて済むのだ。利己的ではあるが、まさに一石二鳥である。

彼らは、ハンディキャップ理論と装飾の長期間にわたる進化の仮定を、数学的モデルに組み込みました。難解に思われていた、動物界にまたがる多様な種の派手で高コストなグループと地味で低コストなグループの2つの異なるグループについて、それらの仮定は十分に説明できるものでした。

数学的モデルを作成した後、彼らは科学論文から15種の異なる動物を選び調査しました。その結果、例外なく、全ての動物がそのモデルに当てはまったのです。

「このモデルは、装飾を大きくするための潜在的な遺伝メカニズムとは、完全に無関係なものです。これは興味深いことです」とブラウンは語りました。「それは、自然淘汰と性淘汰という2つの競合する力があると、2つの形態あるいは亜種が出現することを示しています。このモデルは非常に一般的で、多くの種について同じように説明できます」

では人類はどうでしょうか?

「飛躍しすぎてはいけませんが、人も、例えば住宅や車、衣服や宝石といった高価な物にお金を費やすことで、自分を魅力的に見せようとすることもあるでしょう」アブラムスは語りました。

そしてこう続けました。「裕福でなければ、そういった物にお金をかけることは出来ません。そうやって散財することで、財産があることを示しているのです。これは、華やかではあるけれどもコストの高いシカの角と同じです」

この論文は、王立学会プロシーディングで「Handicap Principle Implies Emergence of Dimorphic Ornaments(ハンディキャップ理論が示す二形性装飾の発現)」というタイトルで掲載されています。



[via: phys.org]   

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コメント

1  不思議な名無しさん :2016年12月16日 22:25 ID:7LmBy6DD0*
専門じゃないけど、要するに性選択の話かな?
昔から言われ続けていることのような…
2  不思議な名無しさん :2016年12月16日 22:46 ID:EmRjbORk0*
自然淘汰の上で明らかに不利な装飾が、「俺強ぇからこんくらいのハンデ屁じゃねーぜ」っていうメッセージを異性に送っているってことか。
性選択だけど、ハンデを負っているってとこがポイントか。
3  不思議な名無しさん :2016年12月16日 22:51 ID:co.8Q0Bz0*
風切り羽長い方がメスを惹き付けられて子孫残せる可能性ある反面、飛ぶのが不安定になって壁にぶつかって死にやすくなるみたいな
4  不思議な名無しさん :2016年12月16日 22:52 ID:PiVALmc.0*
高ハンデが雌を引きつけるなら
イケメンより不細工がモテないとおかしいだろ
5  不思議な名無しさん :2016年12月16日 22:59 ID:qchGwNAL0*
※4
これがアスペか。
6  不思議な名無しさん :2016年12月16日 23:05 ID:vA1H2iIi0*
何を言いたいのかわかりづらすぎ
7  不思議な名無しさん :2016年12月16日 23:28 ID:BqvMAXvK0*
※4ハンデの種類が違う 顔面偏差値のハンデとかじゃなく
生存に邪魔なハンデを持ちながらそれを克服し生きている凄さが魅力に繋がっているって事なんじゃね?
8  不思議な名無しさん :2016年12月16日 23:29 ID:j470C8ou0*
なるほどな。
現在、障害と呼ばれる特製もある意味では二形性の表れ(トライ)といえるのかも知れないな。
しかし、人間に対する淘汰圧は複雑過ぎて見えにくい。

ツイッタも見てるで。見てるだけ。
9  不思議な名無しさん :2016年12月16日 23:57 ID:QuEmaj6o0*
ヤンキーと高給取りみたいなもんか
10  不思議な名無しさん :2016年12月16日 23:57 ID:DH.NteMk0*
生態学の授業で習う基本中の基本じゃん。
今や血縁淘汰や利他行動ですら数理で説明できちゃうのに、どこが「ダーウィンにも解けなかった進化の謎が明らかに!?」なの?
11  不思議な名無しさん :2016年12月17日 00:06 ID:bnrFgoeV0*
※10
ほんとそれな
12  不思議な名無しさん :2016年12月17日 00:20 ID:Fxpi4DUo0*
派手な高コストで高リスクの種が何故生き残っていられるのかを、ダーウィンやその後続の進化論者は予想・仮説レベルでしか提示できなかったけど、それを論理的に提示できたよ、っていう記事だろ。すごいことじゃん。
13  不思議な名無しさん :2016年12月17日 00:20 ID:OuZ1IdLF0*
※10
こんなのもう知ってる!ボクかしこいでしょ!アピールの典型
それが異性にモテると思ってる?
14  不思議な名無しさん :2016年12月17日 00:23 ID:CxcQ3C900*
どの辺が数理モデルなのかと。
あと、前から思ってたんだけど、「異性にとって魅力的に見えるので有利」的な
理論だが、その異性はほんとにその形質や色彩などを「魅力的」と感じているのかと。

人間の感覚でそう感じるのと、各種動物や昆虫などで、彼らの視覚のメカニズムと
認識能力で捉えられる感覚と、そう安易に同列に並べて考えていいのか?と。

誰もこの辺突っ込まないの?疑問に思わない?
15  不思議な名無しさん :2016年12月17日 00:31 ID:OuZ1IdLF0*
そんなつまんねえことどうでもいいからどうやったら女にモテるのか
考えようぜ
16  不思議な名無しさん :2016年12月17日 00:41 ID:m42W..iE0*
※14
単に目立つってだけか、共進化みたいなもんがあるんじゃないの
派手な奴は強くなければ生き残れないけど、地味な奴は強くても弱くても生き残る
派手な奴とつがいになればその子も強いことが期待できるけど、地味な奴との間の子は強い弱いが半々になるだろう
つまり派手な奴を選ぶという「好み」が選択される可能性が高いと思う
17  不思議な名無しさん :2016年12月17日 00:42 ID:VR8zK5za0*
※4
不細工と言われていじめられ続けたがんばりやさんのポール・ポッツとか男から見ても人として魅力的だし、不細工でも心根がすばらしかったらモテるだろうからこの理論に当てはまるよ。
身体的な重量に耐える体育会系的なハンディキャップだけが異性にモテる理由ではないんだと思う。だから希望を持って!!
18  不思議な名無しさん :2016年12月17日 00:43 ID:VR8zK5za0*
あとあの五体不満足の作者の人の女性遍歴とか・・・ね?
19  不思議な名無しさん :2016年12月17日 00:47 ID:kytK8VxL0*
※5※7
やめなされ
彼は自分の顔面偏差値に生を脅かされつつ生きてきたのだよ
20  不思議な名無しさん :2016年12月17日 00:55 ID:kytK8VxL0*
※14
そもそもここでの「魅力的」が意味するのが「かっこいい」とかそういう感性なのか甚だ疑問だが。

普通に考えりゃ「魅力的=生存力高い」だろうけど、
「明らかに生存に不利なのに生き残ってるすげぇ」というのはやはり視覚情報から分かるものなのかね?
21  不思議な名無しさん :2016年12月17日 01:02 ID:kytK8VxL0*
なんだろうな、「生存に有利な遺伝形質」を求めてるのかと思いきや
メスとしては「生存に不利でも逞しく生きていける生命力の高さ」の方が需要が高いって事か
22  不思議な名無しさん :2016年12月17日 01:32 ID:CxcQ3C900*
>コメント 21さんとか
人間が観察したり統計的に見てそうなのと、実際にその動物種の個体単位で
見たとしたらどうなのか(内部でどういう処理をしているのか)を考えると、
こういうたぐいの説明っていつも違和感感じるんだよね。

人間の感覚でいくら辻褄が合ってても、当の本人の内部的には全然関係ない
プロセスでそうなってるかもしれないし。
「科学」として扱うなら、その食い違いや勘違いはどうあっても解明しときたいはずだと
思うんだが。(単なる話題として見るならこの手の追求は野暮なんだが)
それじゃ役に立たないからね。応用や予測に使えない理論とか、暇つぶし以外の何物
でもないしね。
23  不思議な名無しさん :2016年12月17日 01:39 ID:s22NWDrj0*
種全体のために派手系と地味系に分かれて、それぞれの役割があり、中間ぐらいのが少ないというのはいよいよ訳がわからんな

淘汰って言っていいとも思えんし、何故そんな事になるんやろか

そもそも求愛行動も含め動物のあらゆる行動が教育無しの遺伝子のみで受け継がれていて成立しているという事だけでも人間の感覚ではわからん
24  不思議な名無しさん :2016年12月17日 03:18 ID:nZV2kA830*
人間に関しては当たってるんだろうけど、今更言われても、って話だったしな。
動物の場合は、メスが寄って行くってのもあるだろうけど、オスが手篭めにするパターンが多そうだから、見かけの派手さより強さの方が必要なのでは?
25  不思議な名無しさん :2016年12月17日 03:30 ID:CxcQ3C900*
ハデとか地味ってのも、人間の価値観だよね?
花とかよく、花粉を運んでくれる昆虫の目を引くために
鮮やかに・・みたいな説明も、昆虫の目のメカニズムを解明
したら、実際にはモノクロでしか見えて無くて、色より濃淡や形質とか
質感の違いを判別してた、みたいな。
強い弱いの判定も、まあ動物くらいならその現場に居合わせて観察してたら(メスがね)
ああ、こいつは強いんだなあ、とか思って交尾するかもしれんが・・・
つか、そもそも彼らに「子孫を残したい」という概念がそもそも無いと思うのだが。

まだ「本能がそうさせる」的な説明のほうが、何も明らかにはなってないけど
外れては居ないと感じるんだよね・・・・
26  不思議な名無しさん :2016年12月17日 03:34 ID:m42W..iE0*
※23
そんなに難しいことじゃないよ
前提として「派手な異性を選ぶような好み」が遺伝形質として存在する
この「生存に不利だが派手」を選択するのが性選択で「地味だが生存に有利」を選択するのが自然選択
お互い反対方向のアトラクターになる
中途半端な派手さであるようなクジャクは特にもてないし敵に襲われやすいから淘汰されるってだけ

それぞれに役割があるっていうのは疑問だな
メスはメスで派手なオスをめぐって競争すると子孫を残せないかもしれないし、地味なオスを選んでそれなりの子孫を残せるなら万々歳だとも言える
なら「派手好み」と「地味好み」が分岐するって考え方もある
27  不思議な名無しさん :2016年12月17日 03:44 ID:m42W..iE0*
※25
まあ進化論は科学じゃないから
暗黒バエとかあるけど

カラフルな花は鳥がターゲットな
昆虫ターゲットの花は比較的(人間目線だと)地味
このへんはマジで共進化だな
思い出したけどたしか『利己的な遺伝子』に性選択も共進化だって書いてあった気がするわ
28  不思議な名無しさん :2016年12月17日 06:11 ID:csV.z5X60*
>王立
って格好良いなw
29  不思議な名無しさん :2016年12月17日 07:23 ID:AFH7y55S0*
正直淘汰説でいうなら強くて地味な奴の方が生き残りそうなのにな。
派手な雑魚多すぎやろ、メスへのアピールなんて力でしとけや(空も飛べない上に煩い食肉雑魚鶏ちゃんこんにちは^^)
30  不思議な名無しさん :2016年12月17日 08:08 ID:C8Qlm.w.0*
なんでもかんでも人間目線で解釈しようとするのがヤダな

じゃ、散財する男の身体的進化はどこに現れる?
股間か?
31  不思議な名無しさん :2016年12月17日 09:15 ID:RGM17GWg0*
中間型は少なく
大きく異なるものが残りやすいか
32  不思議な名無しさん :2016年12月17日 09:26 ID:pPk0RNB00*
※27
>まあ進化論は科学じゃないから(キリッ
33  不思議な名無しさん :2016年12月17日 09:26 ID:6KmBP0lk0*
人間も生物の一種だからね
だから地味なものは派手なものの比較の為にいるって不穏な話だよ
34  不思議な名無しさん :2016年12月17日 10:33 ID:3YkUsjN.0*
DQNがモテるのはそういうことだったのか!
35  不思議な名無しさん :2016年12月17日 10:47 ID:4fLJJ34.0*
所詮俺は他のヤツの引き立て役なんだな
36  不思議な名無しさん :2016年12月17日 14:20 ID:xgAUKsXC0*
何をもって「派手」「地味」とみなすのか?
人間の主観でそれらを評価する事に何の意味が?
もっと客観的な根拠がなければ学説とは呼べんだろう
37  不思議な名無しさん :2016年12月17日 15:49 ID:DSQoy7pk0*
派手と地味、一つの種が性的淘汰と自然淘汰がぶつかり合ったと時にそれぞれの種に分かれるのか
優柔不断な中庸を合わせて三つにならないのが不思議だ
38  不思議な名無しさん :2016年12月17日 19:03 ID:WLKmivVD0*
髪の毛を装飾と考えれば、俺は低コストの亜種に進化したわけだな
39  不思議な名無しさん :2016年12月17日 19:30 ID:kytK8VxL0*
※30
脳じゃね
40  不思議な名無しさん :2016年12月17日 20:05 ID:Ln8b5Zlm0*
ジャッポスはいつ性淘汰されるんでつか?
41  不思議な名無しさん :2016年12月17日 20:35 ID:TiPZ8TcN0*
※38
お茶ふいたわふざけんな
42  不思議な名無しさん :2016年12月17日 21:32 ID:brlq2r0k0*
進化論は、飽くまで仮説に過ぎない。
43  不思議な名無しさん :2016年12月18日 02:57 ID:aCGa38Zu0*
「進化論は仮説である」という言説は
あらゆる科学理論は仮説である、という意味において正しい
進化論は多くの証拠に支えられた、強固な仮説である
44  不思議な名無しさん :2016年12月18日 07:05 ID:6FnBdhiL0*
表裏一体だ
今の障害が何世代も後で有効に作用するかもしれないだろ
つまり 絶滅を防ぐための多様性だ
その時代時代のイケメンもブサイクも両方居たほうが人類にとっても有効なんだよ
45  不思議な名無しさん :2016年12月18日 11:19 ID:BGsAwQZW0*
派手なオスと地味なオスがいたとして、

派手なオス
良い見方:装飾する元気が余るほど強い
悪い見方:実は装飾にエネルギー使い過ぎて体力ない

地味なオス
良い見方:節約してるので体力めっちゃある
悪い見方:装飾する元気もないほど弱い

どちらにも魅力があって、どちらも配偶者ができた。
淘汰の中になって解は一つではないってことを示してるんでしょ。
46  不思議な名無しさん :2016年12月18日 23:48 ID:MUu0ZQVR0*
相変わらず読みづらい
47  不思議な名無しさん :2016年12月24日 09:42 ID:3zzCuPgT0*
これだと、地味系が大きなグループとして生き残ることの説明ができてないじゃん。
派手なやつほど生き残ることが分かっただけで。

 
 
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