人間は進化において最大の選択力となった

人類は地球上のあらゆるものに影響を与えてきたため、現代は地質学上の歴史の残りとは別物だと考えられています。この新しい時代は「人新世」と呼ばれ、2000年代に故大気化学者ポール・クルッツェンによって普及した言葉です。

空気と水の構成は、数十年前と比べても変化しています。現在、大気中の_{二酸化炭素}は 1980 年より 20 パーセント以上多くなっています。海洋は産業革命以前より約 25 パーセント酸性化しています。私たちは、インフラ、農業、資源採取を通じて、地球上の陸地の 4 分の 3 から 95 パーセントを根本的に変化させてきました。

そして、正確な数字はさまざまだが、科学者たちは概ね、生物多様性が劇的な速度で失われていることに同意している。2014 年のある研究では、現在の絶滅率は人間の介入がない場合の 1,000 倍と推定されている (そして、それほど遠くない将来には 10,000 倍に加速する可能性がある)。種は急速に姿を消している。「一部の種は、私たちが何を失っているのかを知る前に失われている」と、ブリティッシュ コロンビア大学の進化生物学者サリー オットーは言う。しかし、私たちは生物多様性の現状を変えているだけでなく、その将来にも大きな影響を与えているのだ。

「私たちは生命の進化の樹形図を静的なものだと考えていますが、そうではありません。私たちが形作っているのです」とオットー氏は言います。彼女は進化を、ブドウの木やリンゴの木が人間との共存の要件に合わせて成長するように訓練され、剪定されるようなものだと説明しています。

気候変動、外来種の導入、生息地の分断は、人間が「地球上のあらゆる種の進化の過程を変えている」例のほんの一部に過ぎないとオットー氏は言う。さらに「過去 200 年の間に、人間は他の種の選択圧を最も形作る種になった」とも付け加えている。

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進化とは、地球上の生命が多様化する過程です。ある特定の生息地の生物は、他の生息地の生物とは異なる圧力にさらされます。生息地に最も適した種の個体は最も多く繁殖し、遺伝子プールをより適応性の高い特性へと変化させます。そして、何世代にもわたって、種は環境に適応して生き残ります。

進化が作用する生物多様性を減らし、生物が生き残るために直面​​する圧力を変化させることで、人類は未来の進路を変えてきたとオットー氏は言う。そして、こうした変化のいくつかはすでに目に見える形で現れている。

「一般的に、私たちはより雑草らしい特徴を持つ植物を選んでいると思います」と、ネバダ大学の植物生物学者エリザベス・レジャー氏は言う。レジャー氏は、ネバダ州とユタ州の大半、およびカリフォルニア州、オレゴン州、アイダホ州、ワイオミング州の一部にまたがるグレートベースン地域で、外来植物と在来植物種の相互作用を研究している。2017年の研究で、レジャー氏は、一部の在来植物の個体群が以前よりも速く成長し、より多くの種子を生産していることを発見した。これはすべて、この地域に広く分布し、非常に侵略的な植物であるチートグラスの存在に反応している。

在来植物の変化はわずか数シーズンの間に起こったもので、チートグラスとの競争圧力が強烈であることを示しています。「これは、このシステムにおける在来植物のすべてが、その生涯のある時点でチートグラスに遭遇するという、ある意味ユニークなシナリオです」と彼女は言います。「在来植物はすべて、この植物から何らかの圧力を受けています。」

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レジャー氏の研究地域では、米国の多くの地域（および世界の多くの地域）と同様に、気候変動により干ばつや熱波が頻繁に発生し始めている。特徴的な外見の在来種のリスの尾のような、世代が短い植物は、すぐに干ばつ耐性を強化できるかもしれない。しかし、セージブラシのような、条件がぴったり合ったときにのみ数十年に一度種子から生育する、よく知られた植物は、危機に瀕している可能性があるとレジャー氏は言う。

そして、絶滅の危機に瀕した植物を保護する最善の方法を知ることは難しい。進化は絶え間ないプロセスであり、現在ではそれが非常に急速に起こっているため、種子銀行は保管されている種子がわずか数十年で時代遅れになることを心配しているとレジャー氏は言う。「種子銀行では、種子は進化できません。分散することも、繁殖することも、変化することもできません」と彼女は言う。「何かを種子銀行に保管すると、文字通りそれを時間の中で凍結することになります。」

場合によっては、人間が進化に及ぼす影響はさらに直接的だ。例えば、2019年の研究によると、チャバネゴキブリは私たちが利用できる殺虫剤のほとんどを回避するように進化した。2019年の研究論文の著者で、パデュー大学の昆虫学者マイケル・シャーフ氏は、浴室で潰すゴキブリは10年前に人々が潰していたゴキブリとは遺伝的に異なり、地元でゴキブリ駆除にどのような化学物質の組み合わせが使われているかにもよるが、数都市先で見つかるゴキブリとも異なると述べている。

シャーフ氏は、何世紀にもわたる人間とゴキブリの軍拡競争で磨かれたチャバネゴキブリの解毒酵素を、スイスアーミーナイフに例える。この酵素は人間の肝臓にある酵素に似ているが、はるかに効果的である。この優れたシステムフィルタリングマルチツールにより、適応したゴキブリは最も強力な化学攻撃にも耐えることができる。「耐性が非常に強いゴキブリの系統を見ると驚きます」とシャーフ氏は言う。「殺虫剤の残留物の上に何日も放置できますが、耐性のない系統であれば、5分程度しか持ちません」

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チャバネゴキブリは近親交配する傾向があると同氏は言う。つまり、有益な遺伝子は集団内で非常に速く広がり、遺伝子は集団間であまり移動しないということだ。チャバネゴキブリの集団が殺虫剤に対する耐性を発達させる場合、それは他の集団とは異なる遺伝子変化の組み合わせを通じて起こる。生物学では、孤立した集団が遺伝子の違いを蓄積することは、まったく新しい種の出現の始まりである。

シャーフ氏は、チャバネゴキブリはまだそこまで到達していないと述べているが、人間の行動が新しい種を生み出すのはこれが初めてではないだろう。

英国の重度に汚染された鉱山跡地で、研究者らはスウィートバーナルグラスと呼ばれる植物が、土壌に含まれる高濃度の亜鉛と鉛に耐えて生育していることを発見した。さらに、2006年の画期的な研究で、研究者らは金属耐性のあるこの草種が、鉱山の境界外で生育する同種の植物とは異なる周期で開花していることを観察した。

大したことではないように思えるかもしれませんが、草の開花時期はすべてです。ほとんどの植物には、花と花粉によって決まる、繁殖可能な期間がわずかしかありません。2 つの植物の花が別々の時期に咲く場合、それらの植物は交配できません。2 つの植物が交配できない場合、ほとんどの生物学者はそれらを別の種と見なします。つまり、古い鉱山では、産業開発の残骸から新しい種が生まれたのです。

人間の影響を受けた生態系へのこうした適応はすべてトレードオフを伴う。より多くの種子を生産したり、より速く成長したり、干ばつ、汚染、殺虫剤に対する耐性を高めたりするにはエネルギーがかかる。たとえば、殺虫剤のない状態で数世代繁殖するゴキブリは、そのような強力な解毒酵素を生成するのは生物学的にコストがかかるため、蓄積した耐性をすぐに失い始めるとシャーフ氏は言う。人新世でよりよく生き残るために、生物は他の戦略や特性を、たとえそれらの特性がかつては有益であったとしても、放棄しなければならないかもしれない。

そして、これらの変化が組み合わさると、まだ予測できない形で生物多様性の変化につながるだろう。人間が種の減少を加速させていることはわかっているが、新しい種の出現率に人間がどのように影響を与えているかは明らかではない。

「どんな古い種が存在するかを知るには博物学者や分類学者が足りません。ましてや、どんな新しい種が進化しているかを知るには足りません」とオットー氏は言う。「種が絶滅すると、その進化の歴史全体、つまり蓄積された適応の宝庫も一緒に消えてしまいます。しかし、新しい種が形成されるとき、それは赤ちゃん種です。それはほんのわずかな進化の時間なのです。」

新種や出現種は、定着した長い期間を経た種よりも差異が小さいため、検出が困難です。オットー氏の説明によれば、それらは広がった進化の樹上の単なる芽です。これらの新しい芽は、一見すると見逃してしまうほど小さいですが、存在しており、条件が整えば成長し続ける可能性があります。確かに、過去の絶滅イベントと同様に、人新世で失われた生物多様性のレベルを回復するには、数百万年（または数千万年）かかる可能性があります。

「落ち込むといつも、私はそうした長い時間枠について考え始めます」とレジャー氏は言う。「確かに、最後まで耐え抜く非常にタフな人たちもいます。ですから、多様性は縮小するかもしれませんが、再び同じ放射が見られるでしょう。」