個体の識別

質問

同一種のそれぞれの個体の区分、識別は、どの段階の生物から可能になっているのでしょうか。例えば、昆虫、魚、鳥の大群などは、それぞれ個を認識できているのでしょうか。縄張りをもつ動物になって初めて個体を認識するのでしょうか。

回答No.4

ruehas

こんにちは。
＃３です。
当初、個体識別の能力に就いては「脳科学」の観点からご回答致しました。そして、それをどのようにして実現させているのかというのは「行動学」の範疇です。返信を拝見致しますと、私の行動学の知識は付け焼刃で、あまり分かりやすいものではなかったようです。申し訳ないことです。
では今回は、これまでの論議に「進化論」の解釈を宛がい、それを纏めることになります。だいぶ掘り下げましたよね。
内容が重複し、少々回りくどくなるかも知れませんが、順番に整理してみたいと思います。

＞即ち、その種が発生した時代が壮絶な弱肉強食の生存競争の時代で、言い換えれば卵から生まれた瞬間から自力で防御しないと生き延びていけないほど、外敵が多く修羅場であったなら、信号刺激に対する反応は、後天的に習得したのでは間に合わず、従って全てプログラムされて生まれてきた。

そういうことですよね。
まず、「信号刺激に対する反応」といいますのは遺伝情報として先天的に獲得されているものです。そして、その遺伝子は生存競争などの環境に曝され、「自然選択の淘汰」によって生き残されたものですよね。
生後、後天的に習得されなければならないのは信号刺激に対する反応そのものではなく、「その反応をどのような状況で発生させたか」という結果です。ですから、インプリンティングといいますのは生まれて初めて接触する産みの親からの信号刺激に対し、「生得的に定められた反応を繰り返した結果が学習される」ということです。このため、その学習結果といいますのは「生得的な遺伝情報の戦略に則ったもの」として、その個体の生存に有利に働きます。
質問者さんがご指摘をなさいます通り、遺伝子だけでは生後環境に対してそれほど木目細かな適応はできなのではないかというのが動物の行動学者さんたちの一貫した主張であります。このため、生得的な反応を基にして行なわれる生後の「プログラム学習」という概念が広く適用されるようになりました。

＞従って同種、親兄弟（？）、危険な動物は判断できた。人間が蛇を初めて見ても恐れるのは、人間の祖先がこの時代にプログラムされていたのでしょうか。

そういうことだと思います。
誰にも教えられなくとも危険と判定できるのは、これはヘビという信号刺激に対する反応が先天的に獲得されているからです。そして、危険に対する反応が獲得される経緯には生存競争などの「選択圧」が関わっていることは間違いありません。
ここで、自然選択説に基づく解釈を簡単に整理しておきますと、「ヘビを怖がるための遺伝子」といいますのは突然変異によって偶然に獲得されたものであり、特にヘビに襲われたからではありません。ですが、その偶然によって、たまたまヘビに襲われる危険が少なくなり、生き残った個体が子供を作って「ヘビを怖がるための遺伝子」を子孫に伝えました。

＞その後、ある程度淘汰、棲み分けが進み、孵化後の安全が確保された時点で、どうもプログラムだけの情報では、大雑把で誤差が大きく間違いが発生しうる、たまに共食いもする、後天的に精度よく教育しないといけないということで、大脳皮質が発達しインプリンティングや、子育てが始まった。

前回の私の説明が悪かったのですが、インプリンティングは大脳皮質で行なわれるものではありませんので、大脳皮質の発達によってそれが可能になったという部分は排除して下さい。大脳皮質を発達させなかった爬虫類でもインプリンティングは行なわれます。
そして、インプリンティングに必要な「遺伝子のプログラム情報」、即ち「信号刺激に対する反応規準」といいますのは、突然変異によって偶然に獲得されたものです。ですから、環境が安全になったことがインプリンティング能力の発生・獲得の理由とすることはできません。インプリンティングといいますのは生得的な反応の組み合わされた本能行動ですから、その結果が種の存続に有利に働いたというのがその理由となります。
先に延べました通り、後天的により精度を高めなければならないといいますのは、これはインプリンティングの生物学的意義としてそのまま正解ですよね。

＞逆に言えば、プログラムの比率が下がった分、ひな鳥の刷り込み現象が起こったりするのでしょうか。

ですから、ここで「プログラムの比率」といいますならば、それは信号刺激に対する反応を発生させるための「遺伝的なプログラム」のことですよね。「雛鳥の刷り込み」というプログラム学習といいますのは、この遺伝的なプログラムを使って行なわれるものです。プログラムの比率は別に下がっていません。遺伝的なプログラム通りに行なわれるのが「プログラム学習」です。そして、それは生後の行動の精度を高めるために役立っています。

＞この段階で、コミュニケーション（声か怒声か、においかなどの）能力が備わってきたということでしょうか。

そうですね、
動物の「非言語コミュニケーション」には「鳴き声」「臭い」「フェロモン」「身体的特徴」「表情」「ジェスチャー」など様々なものが用いられます。
「インプリンティング」や「フェロモン伝達」といいますのは「本能行動を実現するための非言語コミュニケーション」でありますから、そのために用いられるのは遺伝的に獲得された信号刺激でなければなりません。このようなものは、既に存在するものが信号として選択されるか、あるいは新たに発現した機能がたまたま役に立つか、そこには様々な進化の歴史があると思います。
同じ鳥類のインプリンティングでも、「親鳥の嘴（視覚刺激）」である場合や「親鳥の鳴き声（聴覚刺激）」など、種類によっても様々です。カモメやペンギンは何万羽という群れの中で、鳴き声たけで自分の伴侶の居場所を尽き止めることができます。
詳しくは説明できませんが、生殖相手を誘うための「求愛ダンス」というのは「プログラム学習」なんだそうです。インプリンティングとは違い、こちらはその個体が生まれてから性的な成熟期に達するまで覚えるということはありません。つまり、生理的な目覚まし時計が掛かっているということですね。更に不思議なことに、これが複数の動作を組み合わせた複雑な行動であるにも拘らず、成長した個体はみなそれをマスターします。そして、これがメスにとっては信号刺激となり結婚が成立するわけですね。「プログラム学習」といいますのは、このような動物の複雑なコミュニケーションを解釈するためにはどうしても必要な概念です。
生物っていうのは本当に不思議ですよね。

お礼

恐れ入ります。丁寧な回答をいただきまして。おかげさまで、長年の疑問が氷解した気分です。

そうしますと、誤解を恐れずにもの凄く単純化して言いますと、

生物には、まず起動用のROMがあり、下等生物の場合は、基本的な入出力（信号刺激に対する）はこのROMのみで対応している。しかし、このROMはよくｂｉｔエラーを起こし（突然変異）プログラムの内容が書き換わるが、環境にマッチしたエラーが起きた場合、幸運にもそのＲＯＭは生き延びていく。

少し高等になりますと、さらにフラッシュメモリーを積んでおり、生後ある部分タイマー化された書き込み可能或いは実行可能な時期があり、インプリンティングや求愛ダンスなどを行うことができる。

さらに高等な生物になると、そのレベルに従い、DRAMを積んでおり、演算即ち計算、推論、判断、感情等を持つ或いは行うことができるということでしょうか。

単純化しすぎかもしれませんが。