地理的隔離と生殖的隔離の区別、地理的隔離から種分化に至る過程、倍数化による短期間の種分化、適応放散の意味を、具体例の記述から正しく判定できる
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1 つの種から新しい種が生じることを種分化といいます。この技能では、山や海などで集団が分断される「地理的隔離」と、出会っても交配できない・子孫を残せない「生殖的隔離」を区別し、地理的隔離から生殖的隔離が成立して種分化に至る過程を説明できるようになります。あわせて、染色体の数が倍になる倍数化によって短期間で種分化が起こる場合や、1 つの祖先からさまざまな環境に適応した多くの種が生じる適応放散の意味を、具体例の記述から判定できるようになります。
同じ種の集団の中では、個体どうしが交配して遺伝子が混じり合うので、集団全体が 1 つの遺伝子プールを共有しています。ところが、川の流れが変わる、海で島が隔てられる、山脈ができるなどして集団が 2 つに分かれ、互いに行き来できなくなると（地理的隔離）、遺伝子の交流が止まります。すると、それぞれの集団で別々に突然変異が起こり、それぞれの環境での自然選択や、偶然による遺伝的浮動（集団が小さいほど影響が大きい）によって、対立遺伝子頻度が独立に変わっていきます。長い年月がたつと、2 つの集団の遺伝子プールは大きく違ってきます。
その結果、たとえ地理的な隔たりがなくなって再び出会っても、繁殖の時期や求愛のしかたが違って交配しない、交配しても子ができない、子ができてもその子が生殖能力をもたない、といった状態になることがあります。これが生殖的隔離です。生殖的隔離が成立すると、2 つの集団の遺伝子プールはもう混じり合わないので、別の種になったといえます。つまり、地理的隔離は種分化のきっかけになるものであり、地理的隔離が起こっただけではまだ別種とはいえません。
一方、植物では、染色体の数が倍になる倍数化（例えば、2 組の染色体をもつ 2 倍体から 4 組をもつ 4 倍体ができる）によって、ごく短い期間で種分化が起こることがあります。4 倍体と元の 2 倍体が交配すると 3 倍体の子ができますが、3 倍体は減数分裂のときに相同染色体が正常に対合できないので、ふつう正常な配偶子をつくれず子孫を残せません。そのため、倍数化した個体と元の集団の間には、地理的隔離を経ずに一気に生殖的隔離が成立します（パンコムギは倍数化を経て生じた例）。また、1 つの祖先から種分化がくり返され、さまざまな環境に適応して形や生活のしかたが多様な多くの種に分かれることを適応放散といいます（ガラパゴス諸島のダーウィンフィンチ類のくちばしの形、オーストラリアの有袋類など）。
記述の中で、集団が分かれた原因が地形など空間的な隔たり（地理的隔離）なのか、交配できない・子孫を残せない状態（生殖的隔離）なのかを読み分ける
種分化が成立したといえるのは生殖的隔離が成立したときであることを確かめる（地理的隔離だけでは、まだ別種とはいえない）
地理的隔離から種分化に至る過程は、隔離 → それぞれの集団で突然変異・自然選択・遺伝的浮動により遺伝子プールが別々に変化 → 生殖的隔離の成立、の順になっているかを確かめる
倍数化の記述なら、染色体数が倍になった個体と元の集団の間にすぐに生殖的隔離が成立し、地理的隔離なしに短期間で種分化が起こりうることに合っているかを確かめる
適応放散の記述なら、1 つの祖先からさまざまな環境に適応した多様な種が生じることになっているかを確かめる
順序・原因・時間の長さが逆になっている選択肢を除き、残ったものを答える
種分化について述べた文として最も適当なものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。
ア ある種の集団が地理的隔離によって 2 つに分かれると、その時点で 2 つの集団は別の種になる。
イ 地理的隔離によって分かれた 2 つの集団で、それぞれ突然変異・自然選択・遺伝的浮動によって遺伝子プールが変化し、生殖的隔離が成立すると、種分化が起こったといえる。
ウ 倍数化による種分化は、地理的隔離を経たうえで長い年月をかけて起こる。
エ 適応放散とは、系統の異なる生物が似た環境に適応して、似た形をもつようになることである。
手順 1・2：アは、地理的隔離が起こっただけで別種になるとしている。種分化が成立したといえるのは生殖的隔離が成立したときであり、地理的隔離だけではまだ同じ種である。よってアは誤り。
手順 3：イは、地理的隔離 → それぞれの集団での遺伝子プールの変化 → 生殖的隔離の成立、という正しい順序で種分化を述べているので正しい。
手順 4：倍数化した個体と元の集団の間には、地理的隔離がなくてもすぐに生殖的隔離が成立するので、倍数化による種分化は短期間で起こりうる。ウは誤り。
手順 5：適応放散は、1 つの祖先からさまざまな環境に適応した多様な種が生じることである。エは「系統の異なる生物が似た形になる」としており、適応放散の説明ではない。よってエは誤り。
手順 6：誤りのア・ウ・エを除き、答えはイである。
答え: イ
地理的隔離が起これば、その時点で別種になったとしてしまう誤り。正しくは、地理的隔離は遺伝子の交流を止めるきっかけであり、別々の変化が積み重なって生殖的隔離が成立したときに種分化が起こったといえる。
地理的隔離と生殖的隔離を取り違える誤り。例えば「同じ地域にすんでいるが繁殖の時期が違うので交配しない」を地理的隔離とするのは誤り。正しくは、空間的に隔てられている場合が地理的隔離、出会っても交配しない・子孫を残せない場合が生殖的隔離である。
種分化には必ず長い年月と地理的隔離が必要だとしてしまう誤り。正しくは、植物では倍数化（例：2 倍体から 4 倍体）によって、元の集団との間にすぐ生殖的隔離が成立し（4 倍体と 2 倍体の子は 3 倍体で、ふつう子孫を残せない）、短期間で種分化が起こることがある。
適応放散を、系統の異なる生物が似た環境で似た形になることとしてしまう誤り。正しくは、適応放散は 1 つの祖先から、さまざまな環境に適応して形や生活のしかたの異なる多くの種が生じること（ダーウィンフィンチ類のくちばしの多様化など）である。
この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。
生物の集団では、突然変異によって新しい対立遺伝子が生じる。その後、自然選択や遺伝的浮動によって、集団内の対立遺伝子頻度が世代とともに変化する。さらに、集団どうしの間に隔離が生じると、新しい種が形成されることがある。
進化のしくみに関する記述として正しいものを、次のア〜カからすべて選べ。
次の文章を読み、下の問いに答えよ。
ある島に生息していた生物の集団が、地殻変動によって海峡ができたために 2 つの集団に分かれ、互いに行き来できなくなった。このように、山脈や海などの物理的な障壁によって集団どうしの交配が妨げられることを という。分かれた 2 つの集団では、それぞれで生じた突然変異や、自然選択・遺伝的浮動によって、遺伝子プールが別々に変化していった。長い年月ののち、2 つの集団の個体を同じ場所に置いても、交配が起こらなくなっていた。このように、集団の間で交配が起こらない、または交配しても生殖能力のある子が生じない状態を という。 が成立すると、2 つの集団は別の種になったと考えられる。
問 文中の空欄 ・ に入る語句の組み合わせとして最も適当なものを、次の表のア〜オから 1 つ選べ。
| a | b | |
|---|---|---|
| ア | 地理的隔離 | 適応放散 |
| イ | 生殖的隔離 | 地理的隔離 |
| ウ | 地理的隔離 | 生殖的隔離 |
| エ | 適応放散 | 生殖的隔離 |
| オ | 生殖的隔離 | 共進化 |