進化系統とは、祖先から子孫へと連続した系統によって繋がれた集団、生物、細胞、または遺伝子の時間的な系列である。[1] [2]系統は生命の進化樹のサブセットである。系統はしばしば分子系統分類学の手法によって決定される。

系統の系統学的表現

rRNA遺伝子に基づいて、細菌、古細菌、真核生物という3つの古代の単系統系統に分かれた生命の系統樹

系統は通常、系統樹のサブセットとして視覚化されます。系統とは、系統樹内の単一の系統または直鎖であり、クレードとは（通常は分岐した）単系統群であり、単一の祖先とそのすべての子孫を含みます。[3] 系統樹は通常、 DNA、RNA、またはタンパク質の配列データから作成されます。これとは別に、形態学的な相違点と類似点も系統樹の作成に利用されており、現在も使用されています。異なる個体からの配列が収集され、それらの類似性が定量化されます。個体を類似性に基づいてクラスタリングするために、数学的手法が用いられます。[4]

種の構成員は、同じ遺伝子を繰り返し共有している場合、単一のユニット（または系統）として進化したとみなされます。ノードは、遺伝子のつながりが断たれたことによる系統の分裂を表します。単一の系統が2つのサブセットに分かれ、個体間で遺伝子の交換が行われない場合、遺伝子の差異が蓄積されます。もしそれらが再び融合しない場合、新たな異なる子孫系統群が形成されます。[4]

地図が真の地理を縮尺通りに近似したものであるように、系統樹は真の完全な進化関係を近似的に表したものです。例えば、完全な生命樹では、動物の系統群全体を一つの枝にまとめることができます。しかし、これは単に描画空間の制限によるものです。理論的には、すべての生物、あるいはあらゆるDNA配列について、真に完全な系統樹を生成することが可能です。[4]

しかしながら、系統発生は樹状ではない形で現れることもある。生命の樹の枝は互いに絡み合うことがあり、これは網状化と呼ばれる現象で、異なる生物学的プロセスによって起こる。別のプロセスである遺伝子移入は、異なる系統間の雑種がその後の交配によって新たな遺伝物質を伝達するときに起こる。また、系統が交雑して新しい異なる系統を形成するときに、雑種種分化が起こる。ごく少数の遺伝子の遺伝子移入を伴う水平遺伝子移動は、通常、一部の遺伝子が不一致な歴史を持つ樹状の集団史として現れる。したがって、遺伝子移入と雑種種分化がまれであるか、密接に関連する（系統の）先端部に限定されている限り、樹状の表現は適切である。場合によっては、進化的関係はネットワークの形で表現する方が適切である。[4]

有性生殖を伴う系統

多細胞植物、動物、菌類のほとんどの種は、多くの原生生物と同様に有性生殖を行う。したがって、これらの種の系統の進化は、性的な相互作用によって大きく影響を受けてきた可能性が高い。化石記録において、有性生殖能力を持つ系統は約20億年前の原生代に初めて出現したとされているが[5] [6]、より遅い12億年前という説も提唱されている[7] [8] 。有性生殖を行う真核生物 の系統は、単細胞の共通祖先から進化した可能性がある[9] [10] [11]。

参照

参考文献

  1. ^ カリフォルニア大学バークレー校の進化論理解に関する資料では、系統を「祖先と子孫の関係で繋がれた生物、集団、細胞、または遺伝子の連続した系譜」と定義しています。『進化論理解』用語集
  2. ^ オックスフォード英語辞典は、生物学的系統を「それぞれが先祖から進化したと考えられる種の連続」と定義しています。OEDの系統の定義
  3. ^ 「血液細胞系統 | SEERトレーニング」。training.seer.cancer.gov 。 2024年7月26日閲覧。
  4. ^ abcd Kliman, RM編 (2016). 「系統樹」.進化生物学百科事典. アカデミック・プレス. ISBN 9780128004265。
  5. ^ オットー、サラ・P. (2008). 「性生殖と性の進化」. Nature. 2021年10月1日閲覧
  6. ^ カール・ジマー（2009年6月5日）「性生殖の起源について」サイエンス誌324（5932）1254–1256. doi:10.1126/science.324_1254. PMID 19498143. S2CID 39987391. 2021年10月1日閲覧。
  7. ^ Butterfield, Nicholas J. (2000). 「Bangiomorpha pubescens n. gen., n. sp.：真核生物の性、多細胞性、および中原生代/新原生代放散の進化への影響」. Paleobiology. 26 (3): 386. Bibcode:2000Pbio...26..386B. doi:10.1666/0094-8373(2000)026<0386:BPNGNS>2.0.CO;2. S2CID 36648568. 2021年4月12日閲覧
  8. ^ カミング、ヴィヴィアン（2016年7月4日）「私たちがセックスをする本当の理由」BBCニュース。2021年4月12日閲覧。
  9. ^ Letunic, I; Bork, P (2006). 「インタラクティブ・ツリー・オブ・ライフ」 2011年7月23日閲覧
  10. ^ Bernstein H, Bernstein C (2010). 「減数分裂中の組換えの進化的起源」. BioScience. 60 (7): 498–505. doi:10.1525/bio.2010.60.7.5. S2CID 86663600
  11. ^ Lodé, T (2011). 「セックスは生殖の解決策ではない：リバティーン・バブル理論」BioEssays. 33 (6): 419–422. doi:10.1002/bies.201000125. PMID 21472739