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進化論・・続き 性の謎 - Info Shako

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キーワード
進化論・・続き
「赤の女王仮説」
適応度地形
企業・社会における
「知識」の進化
知識の「形式化」と
ルーチン
講師: 秋山 英三
[email protected]
http://infoshako.sk.tsukuba.ac.jp/~eizo/
社会ダーウィニズムと
優生学。
–
その相違
2
1
進化論的アプローチ
「性」の謎
人間を含めたほ乳類、鳥
類などは2つの性
性の謎
カタツムリやナメクジなど
は雌雄同性
クマノミは体の大きさ順に
メス、オスになる
ファインディン グ・ニモにも登場・・
3
進化論的アプローチ
比較的有力とされる仮説
「性」は必要?
「赤の女王仮説」 William D. Hamilton 1980
無性生殖
4
鏡の国のアリス
– バクテリアなど(e.g. 大腸菌)
– 「赤の女王がアリスに『同じ所にとどまろうと思うな
ら、全速力で走りつづけなさい』と言った」
無性生殖の利点=効率の良さ
– 別の性の個体を探す必要がない
– 生殖行為が必要ない
–  繁殖が簡単で速い!
寄生種(ウィルスなど)との進化競争に必要
無性生殖はメリットだらけ?
なぜ性が必要?
5
It takes all the
running you can do, to
keep in the same place.
6
1
比較的有力とされる仮説
性によるVariation(変異)
「赤の女王仮説」
父親と母親から 23 本ずつの染
色体をもらう(計46本)
「無性生殖の欠点」
子供は親と遺伝的にほとんど
同じ
–
遺伝的Varietyは、ほとんど交
叉、突然変異だけによる
積極的に親と異なる子を作り出す
親からそれぞれもらう染色体の
組み合わせだけで
246 = 約 7.0*1013 通り
–
ある個体に寄生する病原
菌・ウィルスが出現したら、集
団の全個体が一気に全滅して
しまう危険性
受精時に染色体のあちこちで交叉
がおき、突然変異なども加わる
 「Variation」
7
8
ほ乳類のオス
性とVariationの効果
性=長い歴史を生き残ってきた
遺伝子どうしを組み合わせて、
新たな可能性を探る仕組み
発生学的にはメスから
作られた性
–
– オス=Variation拡大の
エンジン
例)AIDSに耐性がある人もいる
「赤の女王仮説」は有力視され
ているが、一般的な理論的基礎
はまだできあがっていない。
視床
下部
下垂体
9
視床
下部
下垂体
10
分業・・・アダム・スミス「国富論」
ピン作りのたとえ
–
–
–
–
–
企業・社会における
「知識」の進化
「針金を引き延ばす」
「針金を切る」
「先端を尖らす」
「頭を丸める」
・・・18の工程
かれら(10人)は1日に4万8千本以上のピンをつくる
ことができた。
企業・社会活動における遺伝子
–
分業 48,000/10 = 4,800本/人
もしかれら全員が別々に働き、あるいは、この仕事の
ための訓練をうけていなかったならば、 1人あたり1
日に20本のピンをつくることもできなかったであろう
11
–
「分業」の効果 ?
12
2
分業と「知識」
現代的な企業の知識、その特徴
「針金を作る」 =
–
–
–
–
例)ビジネス戦略、投資政策、研究開発戦略、
宣伝戦略、経営戦略
「針金を切る」 ための知識
「先端を尖らす」 ための知識
「頭を丸める」 ための知識
・・・
特徴=知識の「形式化」 <・・言語化
「分業」とは?
– 構成員の「知識」の有機的組み合わせ
 (個人でなく)企業でモノを作る、ということの本質
–
新人でも、時間・コストをさほどかけずに戦力になり得る
元となった知識を知る必要がない
「知識の経緯はともあれ、今うまくいっている知識を使う」
分業のメリット
–
–
一人で取得できる知識には限界
分業  一人では作れないモノを作ることができる
各人は個々の知識に集中
 各知識を高度化  より良いモノ
各人の作業には、他の工程の知識が要らない
「伝達」が可能:
–
「新たな知識」の創造が容易
「今うまくいっている」知識を少し改善する・・安全な方法
議論等により、様々な人の知識を組み合わせる
13
14
Cf. 進化とDNA
形式化知識の(悪い)利用例
生物進化=うまく行っている(適応している)
親のコピー
DNAの特徴=遺伝情報の「形式化」 <・・言語化
– A, G, C, T 4文字の「文章」
1980年代後半の土地神話
–
–
–
「形式化知識」を使う利点
–
形式化の利点
– 「伝達」が可能(遺伝)
– 「新たな遺伝子」の創造が容易(突然変異)
15
土地は値上がりし続ける。
「土地を担保に貸し出せばリス
クがない」
「土地を担保にできる相手
融資して良い」
審査に時間・金をかけずにすむ
多くの銀行がこの「知識」に
従って意思決定をした
バブル崩壊・・・
http://www.japanpost.jp/pri/reserch/monthly
/m-serch/finance/1999/no126/27.htm
企業の「ルーチン」=形式化知識
「新しい知識の創造」と進化
ネルソン&ウィンター
「経済変化の進化理論」
3M社の例(超優良企業)
幅広い商品
–
企業の「ルーチン」は生物進化の「遺伝子」に
相当する
–
「ルーチン」と進化の条件
1. 経験を通して生き残ってきた知識(淘汰)
2. 人から人へ伝達される(遺伝)  形式化
3. ・・・あと、変異(Variation)を創造・維持するメ
カニズムがあれば、必然的に「進化」が起こる
16
ポストイット、防水スプレー「スコッチ
ガード」、スコッチテープ、マスキング
テープ、フィルム
大企業だが毎年百種以上の新商品
–
「過去4年間に出した商品で売上高の
30%を稼ぐ」という目標
ダーウィン「優れたものが生き残る
のでなく、変化するものが生き残る」
17
18
3
「新しい知識の創造」と進化
「新しい知識の創造」と進化
3M社:知識のVariationを創造・維持
するメカニズム
15%ルール
–
業務時間の15%を自分の好きな研究に
費してよい
戒律「汝、アイデアを殺すなかれ」
–
シリコン
バレー
明らかに失敗することを証明できない限
り、部下のアイディアを上司は止めては
行けない。失敗しても問題にしない。
技術の融合の促進
–
世界の
ハイテク産業
の中心
世界各地にいる技術者の交流を活発化
ミニカンパニー制
–
アイデアを開発した者が、仲間を社内外
から集めてミニカンパニーを作ることがで
きる。
(ちなみに3Mは終身雇用)
19
20
「新しい知識の創造」と進化
世界のハイテク産業の中心
シリコンバレー:
「シリコンバレー」
スタンフォード大学等の大
学・研究機関が数多く存在
大学、企業、ベンチャーキャ
ピタルの交流が盛ん
知識のVariationを創造・維
持するメカニズム
1. 知識と知識を結合して、新た
な知識を生み出す基盤があ
る
2. 知識集約的なネットワーク
– 1980年バイ・ドール法以来産
学連携が促進される
– 知識創造を促すバイドール法
– 大学も含め、情報・知識の共有
を行うコミュニティの形成
1. 連邦政府の資金提供でできた
大学・非営利団体などの発明の
権利を、発明者に帰属させる。
2. ロイヤルティー収入を発明者や
科学技術のための研究開発に
還元することを義務づける
3. 企業間のネットワーク
– ジョイントベンチャーが盛ん
http://www.yodosha.co.jp/btjournal/keyword/96.ht
ml
21
22
企業・社会における「知識」の進化
と生物の進化との類似点・相違点
1. 知識の伝達(遺伝)
– 遺伝子の伝達は一方向だが、知識の場合は
双方向
– 知識は遺伝子の情報より伝達速度が速い
2. 知識の淘汰
– 個人、会社、市場のレベルで行われる
3. 知識のVariation
– 知識と知識の結合から新しい知識が生み出
される
ダーウィン進化論の曲解
が生み出した悲劇
社会ダーウィニズムと優生学
(19世紀後半ころから)
23
24
4
社会ダーウィニズム
社会ダーウィニズム
社会ダーウィニズム(2)
社会ダーウィニズム(1)
ハーバート・スペンサー(英・哲学者)
ウィリアム・サムナー(アメリカ)
– 「適者生存(Survival of the fittest)」
–
基本思想・・ダーウィン進化論からずれている
1. 適応度  富 (絶対的尺度)
2. 進化=進歩 (方向性)
3. 優れた人種がある。人間には序列がある。
「適者生存の法則は、人間のつくりだしたものではないし、
人間が廃止することのできるものでもない。われわれがこ
の法則に干渉すれば、不適者生存をもたらすだけであ
る。」
ネイティブ・アメリカンへの迫害の正当化へ
–
南北戦争(1861)後のアメリカで流行
– 北部の資本社会・格差社会を正当化できる。自
由競争の正当化に使うことができる。
土地の譲渡か戦争かの択一を迫る
例えば  http://www.geocities.co.jp/HeartLandSuzuran/1855/indianhistory.html
–
1860~1880 西部「開拓」
今も残る傷跡・・保留地
25
社会ダーウィニズム
26
優生学(eugenics)
社会ダーウィニズムの影響
優生学(eugenics)
頭蓋測定学
人類の遺伝的素質を改善することを目
的とする。悪質の遺伝形質を淘汰し、優
良なものを保存することを研究する学
問。1883年イギリスの遺伝学者ゴール
トンが首唱。(広辞苑)
フランシス・ゴールトン
– 19世紀後半~20世紀初頭
– 白人の優位を「証明」
知能テスト(IQ)
– 1904年フランス1908年米国
– 移民排斥・人種的偏見を正当
化
–
根底にある思想
・・・「人間の序列」
–
ダーウィンの従兄弟、指紋鑑定・天気図等
高線を発明)
「才能のある」人同士で子孫を残すことを奨
励
27
優生学(eugenics)
28
優生学(eugenics)
米国
断種法(Sterilization Law)
社会ダーウィニズムとの違い
社会ダーウィニズム
– 「劣った」人種を保護する必要はない(放任)
優生学
– 選択的な生殖で「優秀な」人間を増やす(選択)
いずれも「人間の序列」が思想の背景
遺伝病患者に強制的に不妊
手術を施す
全米30州で制定  移民、有
色人種、原住民、貧困層、て
んかん患者、アルコール依存、
精神障害者などを中心に一
万件以上の不妊手術
1920~40年代 各州で、異民
族間での結婚を禁止する立
法
 1965年に撤廃
–
29
(公民権運動の流れ)
30
5
優生学(eugenics)
優生学(eugenics)
優生保護法(1948年; 日本)
ナチスドイツと優生学
ユダヤ人の絶滅を企てる
優生断種法(1933年)
–
–
優生保護法 昭和23年7月13日 法律第156号
・・・【この法律の目的】
この法律は、優生上の見地から不良な子孫の出生
を防止するとともに、母性の生命健康を保護するこ
とを目的とする。
http://list.room.ne.jp/~lawtext/1948L156old.html
ハンセン病、遺伝性疾患、精神薄弱者など約
16,500件の不妊手術
 1997年に法改正「母体保護法」
約40万人の国民が不妊手術
遺伝的障害、精神障害者、てんかん患者、盲
人、薬物・アルコール依存など
安楽死計画
–
障害者や難病の患者
長身・金髪・青目の男女を集めて強制的
に結婚させる
生命の泉(レーベンスボルン)計画
–
–
アーリア人を支配者民族として拡大する計画
親衛隊員と関係をもった未婚の女性が出産す
る施設を作る
–
主に中絶について
31
32
地球環境の多様性、環境への適応、
そして、生命の価値
ポイントをもういちど(1)
深海
砂漠: 地球の地面、約1/3
1. 進化≠進歩
2. 進化に方向はない(下等高等など)
– どのような形質が生き残るかは、その時々
の環境との相性による
『チャレンジ2年生 はて
な?はっけん!ブック』
2007年9月号
http://www.loftwork.com/portfolios/izumori/archive/135329
3. 個体の「適応度(子孫の数)」と個体の
「価値」は無関係
33
34
ポイント (2)
恐竜は哺乳類より劣っている?
「社会の多様性、生態系の多
様性を大事にする」という考え
方とは?
恐竜
約2億年前に登場
– 一億年以上隆盛を極める
– 「遺伝の差≠価値の差」という考
え方
– 多様性を担っている個々それぞ
れに価値があるという考え方
6500万年前に地球環境の激動
「淘汰」された
ほ乳類
一部の哺乳類はこの環境変化に
比較的中立だった
http://www.ghadi.org/en/mission.html
そもそも適応度は環境に依存する
“平等”の意味とは?
参考
– ヒト属の登場は500~600万年前
– ホモサピエンスは十数万年前
35
– 個々が、遺伝的・生物学的に同
じという意味ではなく、その存在
の価値が平等ということ
36
6
キーワード
Further reading
遺伝的浮動
木村資生(もとお)の中立説
ミトコンドリアイブ仮説
ヒトの起源、日本人の起源
– リチャード・ドーキンス
「利己的な遺伝子」「盲目の時計職人」
– スティーヴン・ジェイ・グールド
「ワンダフル・ライフ 」
37
38
自然選択以外の進化
自然選択以外の進化
ダーウィン進化論の復習
ダーウィンについてちょっと復習
ダーウィンの自然選択(自然淘汰)説
進化の基本エンジン
1. 変異(Variation):
集団に変異がある
2. 遺伝(Inheritance):
「変異」は親から子へと伝えられる
3. 生存競争(Struggle for existence):
環境の収容力<繁殖力
4. 適者生存(Survival of the fittest):
子孫の数は、どのくらい環境に適応してい
るかに依存する・・「適応度(fitness)」

1. 変異(Variation)
2. 遺伝(Inheritance)
これらに自然選択のメカニズム(3, 4)が加
わるとダーウィン流の進化
–
1+2+自然選択
自然選択以外の選択メカニズムはない?
–
1, 2の機構をダーウィンは知らなかった
 1930年代くらいには解決
1+2+別の選択?
39
遺伝的浮動
(random genetic drift)
40
遺伝的浮動
(random genetic drift)
適応度に差がなくても個体数が
変動し、淘汰も起こる
– ライト(S. Wright 1948)
単純化した例)
1. 赤い花50個と青い花50個があるとする
2. 赤い花になるか青い花になるかは、受粉した花粉の遺伝
子で決まるとする
3. 100個の種を選ぶ
–  次の世代で赤:青が50個:50個になるとは限らない。
– 普通、56個:44個など、半分ずつから揺らぐ
自然選択以外の淘汰のメカ
ニズム
41
42
7
Random Drift の簡単なシミュレー
ション
簡単な例
遺伝的浮動固定
問題)自然選択以外の選択メカニズムはな
い?
1. 赤 n 個、白 100-n 個、計100個のボールが
袋に入っている。
2. 袋の中のボールを、赤と白の割合を保った
まま倍に増やす。(何倍でも良い。)
– 1(変異)+2(遺伝)+自然選択以外の選択?
答え)「ある!」
1+2+遺伝的浮動によるランダム選択
 固定(揺らぎの結果、他のものが頻度ゼ
ロになる)
赤 2n 個、白 200-2n 個、計200個。
3. ランダムに100個のボールを取り出して、別
の袋に入れる。
最初 n を適当に設定して、1-3 を繰り返
す。結果はシミュレーションで。
43
中立説(neutral evolution theory)
遺伝的浮動固定
「自然選択」以外の選択機構
–
–
適応度に差がなくても選択が起こる!!!!!
条件=有限の集団
–
有限集団からサンプル  数が期待値から揺ら
ぐ  いずれ固定が起こる
中立説:木村資生(1968)
分子レベルで起こっている遺伝子
上の変化の多くは適応度にあまり
関係のない変異である。
(小さい集団だと起こりやすい)
–
–
純粋に数学的に成立する
–
–
44
同じ構造があれば生物以外でも起こる
例)名字の数(日本は数十万種類)
・・・日本方式なら、いずれ名字は一つ収束する
–
中立的なrandom genetic driftによっ
て絶滅 または固定(fixed)する。
集団中で、血液中ヘモグロビンなど
の遺伝子座位に多くの変異(全く淘
汰されていない)。
(ダーウィン進化論を補足)
45
ダーウィン進化と中立進化
中立進化と分子時計
完全に確率的・中立的に変異す
るので、年代が測りやすい。
「分子時計」として使う
現状の見解
–
–
ミクロのレベルの進化=中立進化
マクロのレベルの進化=自然選択による適応
「遺伝子型と表現型」が分離していることも
中立進化が起こる一因
注意
–
–
–
46
– 1000万年で2%の置換率(動物のミ
トコンドリアDNAの場合)
ミクロとマクロをつなぐ説明は、まだできていない。
ちなみに、通常の進化ゲーム理論では中立進化のメ
カニズムは殆ど考慮されてない。
しかし、中立進化はきわめて重要な概念!
47
ミトコンドリアDNAの分子時計
「ミトコンドリア・イブ仮
説」
48
8
ミトコンドリアDNAの
変異の割合
ミトコンドリア
もともとバクテリア
今、われわれが持っているミトコンドリアは、
母の母の母の母の母の母の・・(略)・・のミト
コンドリア
生殖に関係がないのでDNAの交叉などがな
い
100万年に数%の突然変異
 現生人類の分岐が描ける
– 20億年前から我々の細胞
に入って共生
ミトコンドリアDNA
– ミトコンドリアが独自に持つ
生殖と無関係
– 母親からのみ受け継ぐ(ほと
んど)
49
我々自身の起源を知る
我々自身の起源を知る
ミトコンドリア・イブ仮説
他の大型類人猿との分岐
ミトコンドリアDNAの変異を世界中の女性147人の
胎盤からとって調査(アラン・ウィルソン1987)
 全員、14万年前から29万年前のアフリカにいた
女性の子孫(10万年前とも)
–
–
50
アフリカから人類が広がる
最初のアフリカ女性を「ミトコンドリア・イブ」と呼ぶ
5~600万年前~
「ホモ(ヒト)属」が分岐
–
以前は、ヒトだけ系統が違うとさ
れていた
 化石の形態で分類
分子系統進化学の結果、ヒト
の最終分岐はチンパンジー
–
ミトコンドリアDNAで年代も同定
チンパンジーとヒトはDNAが1
~4%違う: Nature 2005/9/1
http://www.kahaku.go.jp/special/past/japanese/ipix/1/1-14.html
http://www.kahaku.go.jp/special
/past/japanese/ipix/1/1-02.html
51
52
我々自身の起源を知る
ホモサピエンスの出現
5~600万年前~
「ホモ(ヒト)属」が分岐
200万年前~
氷河期
十数万年前~
ホモ・サピエンス!
1万2千年前~
間氷期(農業革命)
http://www.kahaku.go.jp/special
/past/japanese/ipix/1/1-07.html
53
9
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