高校生物 進化の証拠 by 池田博明
化石は地球上の多くの生物の誕生，繁栄，衰退，絶滅の様子を物語る。私たちヒトも，生物の長い進化の歴史を経て， 地球に登場した。進化はどのように起こったのだろうか。また，どんなしくみが働いて進化が起こるのだろう。 生物の変遷をたどりながら，そのしくみを学んでいこう。 【図は啓林館の平成6年版『生物II』より。この教科書は改訂の際に話題になったもの 進化メーリングリスト［EVOLVE］と岩波書店の雑誌『科学』で，進化の教科書が話題になったことがあります（1997年2月），そのときの意見を紹介します。 → 【進化を教える教科書について】
第１節 進化の証拠
稀有な保存の例が，カリフォルニア州のランチョ・ラ・ブレアのタールの溜りに見られた。 マンモスが水を飲みに来て，タールに足を取られて溺れた。 マンモスに襲いかかったサーベルキャット（剣歯猫。以前は剣歯虎と言われていた）や オオカミも同様に溺れ死ぬ羽目に陥った。アスファルトは化石を保存するのに格好の物質である。 （原図は『ほ乳類の歴史』による） 相対年代 地殻形成以後の地球の歴史と生物の変遷は， 地層と化石の研究によって地質時代を区分した相対年代にそってたどりことができる。 古生代の三葉虫やフズリナ， 中生代のアンモナイトのように分布が広く， 特定の年代の地層に多く含まれて，離れた地域の地層間の対比や，地層が堆積した時代の決定に 有効な化石を示準化石という。 示準化石は，生物進化の過程を知る貴重な手がかりとなる。 示準化石の繁栄の様子を線の太さで表し，紀ごとに地層を色別で表した図あり。 古生代の示準化石の一種クサリサンゴは， 比較的暖かい水のきれいな浅い海に生息していた。 このように当時の環境（温度や湿度）を示す化石を示相化石という。 クサリサンゴは示準化石であり，示相化石でもある。
古生代や中生代の境，各紀の間には大絶滅が起こっている。
生きている化石 地質時代に栄えた化石生物に近い特徴を，現代まで保っている生物を生きている化石とよぶ。中生代に絶滅したと思われていたシーラカンスが，南アフリカで発見された例（1938年）が有名である。四足動物の祖先に近い特徴を約 6500 万年もの間，ほとんど変えずに現代まで保っている。 その他の生きている化石としては、古生代のシャミセンガイや，中生代に栄えたカブトガニ（クモやサソリの祖先に近い）やオウムガイ（アンモナイトに近い形態），イチョウ，新生代に栄えたメタセコイアなどがある。 生きている化石は種によって進化の速度が異なることの証拠となる。
生痕化石(太古の生物の生活のあと) 化石生物が残した生活のあとが化石化したものを生痕化石という。三葉虫のはいあとやカニの穴や住居，恐竜の足跡，食痕，フン化石，卵化石，さらに骨挌に残された病変のあとや骨折のあとなども化石生物の生活状況を表す証拠となる。 【参考】前適応。最初の魚には顎が無かった。 魚類の顎は口のすぐ後ろのエラを支える骨格から進化した。 本来呼吸器官の一部であったものが転用されて食物を取り込む器官となったのである。 このようにある構造がちがった機能にも適応していることを前適応といい， 構造をほとんど変えずに新しい機能に対応することができる。この概念は進化を考える上で大変に重要である。
中間形質 始祖鳥の例 中生代の始祖鳥は羽を持つという鳥類的な特徴と同時に，あごの歯や小さい胸骨といったは虫類的な特徴も持つ。 胸筋が発達しておらず，鳥のようには飛べなかったと推定される。 鳥類の祖先の最古の化石として有名だったが，プロトエイビスが発見され，真の鳥の祖先だったかどうか疑問視されている。 ●第２項 比較形態学から 化石と現生の生物や現生の生物どうしの形態を比較したり，分布を調べたりして，進化の過程を考えることができる。 適応 ある環境のもとでの生活に生物の形態や性質が都合よくできていることを適応という。 古生代の無顎類には，あご（顎）や歯がなかった。現生の無顎類メクラウナギの食性から類推して， 泥をこしとって有機物を得る生活に適応していたと考えられる。 また，板皮類の鋭い歯は，現生の肉食性の魚類の歯と似ており，肉食に適応したものと考えられる。 【図５：無顎類（カブトウオ）と板皮類（ダンクルオステウス）】
相同と相似 原始両生類イクチオステガのあし（肢）の骨格は，原始魚類（硬骨魚）の一種・総き類ユーステノプテロンの ひれは骨格の基本構造が共通である。また，ヒトの腕やクジラの胸びれなども， その外形と働きは異なるが，骨格の基本構造は共通である。これらは脊つい動物の前肢として同じ起源をもつものと考えられる。 このように外見や働きは異なっていても，起源が同一である器官を相同器官という。 一方，たとえば鳥類のつばさとチョウのはねのように，外形や働きは似ていても起源が異なる器官は， 相似器官という。
痕跡器官 クジラやヘビの後足の骨のように，現在では働きを失った器官を痕跡器官という。 ヒトにも瞬膜，犬歯，虫垂，耳を動かす筋肉，男子の乳頭，尾てい骨など，多くの痕跡器官がある。
適応放散と収束進化（収れん進化） オーストラリアの有袋類は，多様な環境にすみ，それらの形態は他の地域に生息する胎盤を持つほ乳類（真獣類）と同等に多様である。これは，有袋類が多くの異なった環境に適応した結果，形態の分化と変化がおこったことの証拠と考えられる。このように，共通の祖先種が，多様な生活環境に応じて分化することを適応放散という。また，祖先は異なるのに，有袋類のフクロモグラは、真獣類のモグラと形態がよく似ている。これは地中生活に適応した結果と考えられ，祖先の異なる生物が，よく似た環境に適応して似た特徴を持つことを収束進化（収れん進化）という。モグラとケラの前足のように，相似器官にも収束の結果と考えられるものがある。
第３項 比較発生学から
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上下の顎を持っていない無顎類（無顎魚綱）は，古生代カンブリア後期に現れ，古生代に栄えた。 シルル紀に大繁栄し，デボン紀には滅びてしまったカッチュウ魚（甲皮類）は無顎類の代表であり，
形態は千差万別であるが，共通した特徴は硬い外骨格のよろいが頭部から胸部を覆っていること， 顎がなく両側に目をもつこと，頭頂部に第３の目をもつこと，鼻孔が一つであること等である。
硬骨の脊椎骨はなく，脊索があったと思われる。甲皮類のなかの頭甲類は大きく偏平な頭部を持ち， 口が腹側に開いた典型的な底生動物であった。おそらく泥になかばもぐって，
泥中の有機物を食べていたと思われる。代表はケファラピスやヘミキクラスピス。 異甲類（アングラスピスなど）は尾の形やボート形の体型から水面を泳ぎまわって
プランクトンを食べていたものと考えられる。無顎類の現生種はヤツメウナギ目と メクラウナギ目であるが，どちらもよろいはない。この祖先はすでに石炭紀に化石が知られている。
