進化論： 何故、システムとして進化できるのでしょうか？

質問

生物を構成する個々の小さい部品が突然変異と自然淘汰の積み重ねで進化できるのは、わかるような気がしますが、多数の部品が統合されて、全体がシステムとして働いているようなものは、進化論ではどのような説明が可能なのでしょうか？

たとえば、「目でモノを見る働き」などが、進化の結果として実現されるためには、眼球のレンズ、レンズを動かす筋肉、網膜、視神経、視覚像を処理するための脳細胞、涙腺、瞼の条件反射などなど、ものすごく多くの部分が全体として調和されて進化して初めて可能だと思います。

しかし、これらのシステムを構成する個々の部品は、それぞれ、別の遺伝子が管理しているでのではないのでしょうか？もし、そうだとすると、レンズができても、レンズの筋肉ができなかったり、たまたま、両方できても、網膜ができなかったり、あるいは、視神経ができなかったりすると思います。

これらの個別部品が、「同時期に一気」に全体が調和するように進化する理由がよくわかりません。また、「同時期に一気」にではなく、「別々の時期に、少ずつ」だとすると、まだ、レンズの筋肉ができていなかったときのレンズは、どうやって体内に固定していたのかとか、そもそも、「見る」という「有益な機能」に至る前の「ただのレンズ」などは、「自然淘汰」の過程で、存続し続ける必然性がないのではないかと思うのです。

ということで、進化論では、個別部品を統合したシステムとしての進化をどのように説明可能なのかを教えてください。

回答No.26

blackdragon

一点、かみ合っていないような部分について。

不用になった器官の退化についてです。
・必要な器官に関わる遺伝子にも、不用になった器官に関わる遺伝子にも、同じように変異は起こります。
・必要な器官に関わる遺伝子に、その機能を喪失・劣化するような変異が起これば、その個体は、生存できない／生存に不利になります。
・不用な器官の機能を喪失・劣化するような変異が起こった場合、その個体の生存には影響を与えません。
・従って、必要な器官をの機能を喪失・劣化するような変異は、起こっても定着する可能性が低いのに対し、不用な器官の場合は、そのまま定着する可能性が高いということになります。これは、言い換えると、不用になった器官は、消失はしなくても、その機能が退化していく可能性が高いということになります。

地底湖の生物の目の例でも、
・目があった方が生存に有利な地上の近縁種では、目の機能が失われた個体は生存が不利になる。
・地底の暗闇では、目の機能を失っても生存に影響はないので、そのような個体も生き残る。
・従って、地底湖では、目の機能を保っていることもあるが、長い年月をかければ、その間に起こった変異で、目の機能が退化しているものが多いのに対し、地上では、目の機能を保ったものがほとんどを占める。

ここで、重要なのは、ある遺伝子に変異が生じた場合、ほとんどのケースでは、機能は劣化または喪失することになるということです(*)。従って、選択圧の働かない状況下では、世代交代の積み重ねは、機能の劣化・喪失の方向に働くのです。では、なぜ機能の高度化が起こるのかというと、それは、選択圧のおかげということになります。

＊例えば、作業指示書に転記ミスがあれば、大抵の場合はできる製品の機能は劣るか全く機能しなくなっていますよね？
転記ミスがいい方に働く可能性は、それに比べるとずっと低いのです。実際には、遺伝子の変異が起こる仕組みは、単純な「誤字」だけではなく、「貼り付け場所の間違い」「二つの文章の連結」などの「編集ミス」のようなものも含むため、「誤字」だけを考えた場合よりは、「新機能」や「機能向上」が起こりやすい仕組みにはなっていますが。

お礼

ご回答ありがとうございました。

＞不用になった器官の退化についてです。

(1)有用な器官--->突然変異で劣化--->その結果、生存に不利になり、自然淘汰でその種は滅亡する。
(2)もともと有用な器官（眼の例）--->地底湖に引っ越した場合は、その器官は不要になる--->突然変異で劣化--->劣化しても（地底湖では）不要なので、自然淘汰されない--->その結果、劣化した眼を持つ生物は生き残る。

ということですね。この論理で行くと、

(3)もともと不要な器官--->突然変異で劣化（劣化の意味が不明ですが）--->劣化しても不要なので、自然淘汰されない--->その結果、元々不要な器官を持つ生物は、その不要な器官を持ったまま生き残る。

ということになりますね。