遺伝「赤緑色覚」について。最初、霊長類は赤と青の色覚しか持たなかったん

質問

遺伝「赤緑色覚」について。最初、霊長類は赤と青の色覚しか持たなかったんですか？

それで遺伝子の組み換えによりX染色体に緑オプシンができた、とか……

教科書の説明には詳しく書いてありません。

どう「組み換」わって人は赤と青と緑を区別出来るようになったのか、どなたか詳しく教えて下さい。

お願いします

回答No.7

kagakusuki · ベストアンサー

回答番号:ANo.6です。
　申し訳御座いません、肝心の本題を書いておりませんでした。

　前の回答で、旧世界霊長類は青緑赤の３色型色覚を持ち、新世界霊長類では青用の視物質は全個体が持っているが、その他の緑用、黄用、赤用の視物質の内のどれを持つのかは、個体によってまちまちであるという話をしました。
　青用視物質のアミノ酸配列は、赤用、黄用、緑用の各視物質の何れとも、大きく異なっている上、それを作るための遺伝子が存在している染色体も異なっているため、青用視物質は他の色覚用視物質とは起源が異なっていると考えられています。
　ヒトの青用視物質の遺伝子に良く似た遺伝子を、殆どの脊椎動物が持っている事が判明しているので、青用視物質は最初の霊長類が誕生する前から、使われていたと考えられています。
　これに対して、緑用視物質と赤用視物質は、どちらもＸ染色体上に遺伝子が存在し、全部で364個あるアミノ酸の内、異なっているのは３個だけに過ぎないため、この２つの物質は同じ起源を持ち、遺伝子の突然変異によって、異なる波長域の光を吸収するようになったものと、考えられているようです。

　先に御断りしておきますが、これ以降は、確認された事柄や、学会における定説等ではなく、発表されている新説の中の一説に基づいた話になります。
　赤用、黄用、緑用の各視物質や、その他の視物質（霊長類以外の視物質）の研究から、この種類の視物質は、アミノ酸配列の一部を変えると、光の最大吸収波長が変化する事が知られています。
　緑用視物質や赤用視物質では、最大吸収波長の違いを生み出している３個のアミノ酸配列は、新世界霊長類と旧世界霊長類で共通しているそうです。
　又、黄用視物質のでは、この３個のアミノ酸が存在している部位の配列は、一部が赤用と似ていて、他の一部は緑用に似ているそうです。
　このため、Ｘ染色体上に遺伝子が存在する３種類の色覚用視物質の原型は黄用視物質であり、霊長類の祖先が２色型色覚しか持たなかった時代には、青用視物質と黄用視物質が使われていたとする説があります。（黄用視物質のアミノ酸配列の、緑用や赤用との違いは、緑用と赤用の違いよりも小さいため）
　そして、旧世界霊長類の系統と新世界霊長類が系統が分岐したとされる約4000万年前の頃までには、黄用視物質遺伝子の突然変異により、緑用や赤用の視物質が出現していたと考えられます。
　その頃の霊長類は、現在の新世界霊長類のような、個体により異なる色覚を持っていた筈です。
　その後、旧世界霊長類の中から、卵母細胞の減数分裂時に染色体の相同組換えが起こる事で、赤用視物質と緑用視物質の両方の遺伝子を持つ、Ｘ染色体が生まれたと考えられています。
　このＸ染色体を持つ雄は、青緑赤の３色型色覚を持つ事が出来るので、２色型色覚しか持たない他の雄よりも生存競争に有利になります。
　そのため、赤用と緑用の両方の視物質の遺伝子を備えたＸ染色体を持つ個体が増え、色覚用視物質が１つしかないＸ染色体を持つ個体は減少して行き、ついには赤用と緑用の両方の視物質の遺伝子を備えたＸ染色体のみを持つ個体だけになったと考えられています。
　こうして、ヒトを含む旧世界霊長類は、初期の青黄の２色型色覚から、現在の青緑赤の３色型色覚に、進化したと主張する説もあります。
　その説は、「Gerald H. Jacobs教授」と「Jeremy Nathans教授」が、「SCIENTIFIC AMERICAN」の2009年４月号で発表した説で、和訳されたものが「日経サイエンス」の2009年７月号に掲載されています。

【参考URL】
　サルが見た色の世界　色覚の進化をたどる
　　http://www.nikkei-science.com/page/magazine/0907/200907_064.html

回答No.6

kagakusuki

霊長類の全てが赤緑青の３原色を見る事が出来るわけではありません。
　霊長類は、ヨーロッパ、アジア、アフリカに生息する旧世界霊長類と、中南米に生息する新世界霊長類に、分類されます。
　旧世界霊長類は色覚用の視物質（光受容物質）を３種類持っていて、各視物質は最も感度の高い（光を吸収し易い）光の波長が異なっています。
　ヒトの場合、最大吸収波長が約430nmのものと、約530nmのものと、約560nmのものがあり、それぞれ青い光、緑の光、赤い光を感知します。
　ヒトの場合、青用の視物質の遺伝子は第７染色体に在りますが、赤用と緑用の視物質の遺伝子は、性染色体であるＸ染色体上に、隣り合って存在します。
　この事は、多少の差異は在るものの、旧世界霊長類全体にも、概ね当てはまります。

　一方、新世界霊長類では話が複雑で、同じ種類であっても、個体によって色覚が異なっています。
　雌の約２／３は３色型色覚ですが、雌の約１／３と全ての雄は２色型色覚なのです。
　しかも、同じ３色型色覚同士や２色型色覚同士であっても、異なる色用の視物質を持っています。
　新世界霊長類に見られる色覚用の視物質は、青用、緑用、赤用の他に、赤用と緑用の中間の波長が最大吸収波長になる、第４の視物質があります。（これを仮に黄用の視物質と呼ぶ事にします）
　新世界霊長類の青用視物質の遺伝子は、旧世界霊長類と同様に、常染色体（性染色体以外の染色体）上に在り、それ以外の色覚用視物質の遺伝子は、Ｘ染色体上に在ります。
　旧世界霊長類との違いは、１本のＸ染色体上には、色覚用視物質の遺伝子が、１つしかないという事です。
　つまり、新世界霊長類のＸ染色体には、赤用の遺伝子だけを持つもの、黄用の遺伝子だけを持つもの、緑用の遺伝子だけを持つもの、の３種類があるという事です。
　雄はＸ染色体を１本しか持たないため、青用視物質と、それ以外の３色の内の、何れか１色用の視物質を持つ、２色型色覚（青赤、青黄、青緑の何れか）となります。
　雌はＸ染色体を２本持つため、常染色体上の２つの青用視物質の遺伝子を加えると、全部で４つの色覚用視物質の遺伝子を持っていて、Ｘ染色体上の２つの視物質の遺伝子が、共に同じ色用である場合にはその個体は２色型色覚（青赤、青黄、青緑の何れか）となり、互いに異なる色用である場合にはその個体は３色型色覚（青黄赤、青緑赤、青緑黄の何れか）となります。

回答No.5

yappe

他の類人猿　と比較して　系統樹とか　遺伝子配列の中の突然変異蓄積率などを総合して

どの系統から分かれたころにどうなったかとか類推しているわけ

組み換えといわれているが　遺伝子の重複　つまりコピーの形成　とコピーに突然変異が蓄積して　ほかの機能の取得

　遺伝子内に　ウイルスのような働きをする遺伝情報があり
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%88%E3%83%A9%E3%83%B3%E3%82%B9%E3%83%9D%E3%82%BE%E3%83%B3
これにより進化　大進化などが起こるといっても過言ではない

失う過程　　遺伝子に突然変異がおき機能しなくなる　だが　生存競争にその変化は重要ではなく　偶然集団内にその変化が広がった
中立遺伝子　得でも不利でもない遺伝子のこと

新しい遺伝子の獲得
色覚の例で見ると　遺伝子の重複が起こり　　コピーに突然変異が蓄積して徐々に色の感じるピークの位置がずれてきた　その形質は生存競争に有利に働いた　結果集団内に広まった
より色の離れた個体が出現するとそのほうが有利になる　進化の過程で突然変異によりわずかずつだか色のピークは変化している　現在もそのさなかである

回答No.4

noname#111804

霊長類は、最初「緑」色覚しか持たなかったのでは？
理由は、森や森林は「緑」だからです。

毒蛇や毒キノコのような「赤」を識別する必要が出てきた。
それで「赤」を獲得し、最後に「青」を獲得した。

回答No.3

chie65535

追記。

＞２種類が出来て「生き残り易さの差」により「片方が淘汰された」のかも知れません。

もし「熟す前の状態では毒素があり危険だけど、熟して色が変わると、糖化作用やアルコール発酵で毒素が消える」と言う木ノ実があったとします。

ここで「熟す前と熟してからの実の色を区別できない個体」と「熟す前と熟してからの実の色を区別できる個体」が居たら？

前者は色で区別できないので、毒素のある未熟な実を食べるかも知れません。熟した安全な実も怖がって食べずに飢えて死ぬかも知れません。

でも、後者は「熟す前の色は危険」と知っていれば、危険を回避できます。熟した安全な方だけを選んで食べる事が出来ます。

前者と後者では、明らかに「生き残り易さの差」が出ます。

「生き残り易さの差」が出れば、片方は淘汰されるかも知れません。

回答No.2

chie65535

一説によると「すべての進化は、偶然と、偶然の結果による淘汰で起こる」らしいです。

＞どう「組み換」わって人は赤と青と緑を区別出来るようになったのか、どなたか詳しく教えて下さい。

どう組み換わったのかは、換わる前の比較対象が無いと判りません。

現時点で判るのは「今の遺伝子配列だと、赤と青と緑を区別出来る」と言うだけ。

で、どう換わったかは知りませんが、どこか不明の遺伝子が、原因不明の変位をして「赤と青と緑を区別出来る個体」が発生したのでしょう。

そして「赤と青と緑を区別出来る個体」と「赤と青と緑を区別出来ない個体」の２種類が出来て「生き残り易さの差」により「片方が淘汰された」のかも知れません。

「遺伝子が組み換わったから３原色を区別出来るようになった」のではなく「３原色が区別出来る個体が偶然に発生して、それが生き残り、３原色を区別出来るようになった原因を調べてみたら、どうやら遺伝子が組み換わったのが原因らしい」ってだけです。

組み換わる前のサンプルが存在して、そのサンプル個体と意思の疎通が出来て「確かに、３原色が区別できていない」ってのが実証されない限り、すべては「単なる推測」に過ぎません。

もちろん、上記の進化論だって「誰かが淘汰の瞬間を目撃」した訳じゃないので、やはり「単なる推測」に過ぎません。

回答No.1

ShowMeHow

全くの素人ですので、客観的判断能力もありませんし、文献の信憑性についても判断できませんが、

もともとは、あったものがいつの段階かで失われて、個別に再度、獲得したものである可能性が高いのではないか？

というようなことが、書いてあるものを見つけました。
どの段階でという明確な記述はないので、「霊長類」という分類の発生時点での状態はこの文章からは（私には）わかりません。　
とりあえず、少しでも参考になれば幸いです。

参考URL：

http://www.talkorigins.org/faqs/vision.html