fr en es pt ja
天文学
小惑星と彗星 星座 日食・月食 化学元素 環境 恒星 子供向け 方程式 進化 系外惑星 銀河 衛星 物質 星雲 惑星 科学者 太陽 探査機と望遠鏡 地球 ブラックホール 宇宙 火山 黄道十二宮 新着記事 用語集
Astronoo RSS
Xでフォロー
Blueskyでフォロー
Pinterestでフォロー
日本語
Français
English
Español
Português
 
最終更新日: 2025 年 8 月 9 日

自然選択: シラカバの蛾

シラカバガ (Biston betularia)

自然選択: 歴史的背景

自然選択、によって導入された基本的な概念チャールズ・ダーウィン(1809-1882) は、特定の環境における選択的優位性を通じて、集団内で特定の遺伝的特徴がより頻繁になるメカニズムです。この現象の象徴的な例は次のとおりです。シラカバの蛾 (バイストンベツラリア)は、19 世紀の英国の産業公害に応じて羽の色が進化した蝶の一種です。

関係する現象の物理学: カモフラージュと視認性

シラカバの蛾には主に 2 つの形態があります。1 つは白と黒の斑点のある羽を持つ明るい形態、もう 1 つはメラニスティックと呼ばれる暗い形態です。羽の色の重要な役割は、視覚的な背景と対照的な個体をより簡単に見つけられる食虫鳥による捕食です。

物理的に、捕食者の視覚認識は、蛾とその環境の間の光学的コントラスト、つまり羽の光の反射と吸収特性の関数に依存します。きれいな自然環境では、白樺の木の幹は明るく、斑点があり、不可解なカモフラージュによって明るい形状が好まれます。産業汚染により幹がすすで覆われると、黒い形が見えにくくなります。

黒い形状が光の形状に置き換わるまでに要する時間

選択的圧力と適応的利点

シラカバガの個体群の変化は、主に明るい形態から黒い形態へ移行し、数十年にわたって起こりました。この期間は本質的に、環境によって加えられる選択圧の強さ、つまり、メラニズム型が捕食から逃れる際に持つ利点に依存します。

蛾の生存に対する汚染の影響

産業汚染によって木の幹が黒くなったとき、ダークモーフはよりうまくカモフラージュできるようになり、生き残る可能性が大幅に高まりました。この暗い背景でより目立つ明るい蛾は、鳥に食べられることが多かった。この生存率の違いにより、各世代で黒い蛾の割合が徐々に増加しました。

初期頻度と進化のダイナミクス

この変化の速度は、汚染前のメラニスティック (黒い) 蝶の初期頻度にも依存します。これらの個体はもともと稀でしたが、強力な選択上の利点により急速に増殖しました。世代を重ねるごとに、黒い蛾の割合がますます高くなってきました。

生物学的スケールでの急速な進化

結局のところ、この現象は数十年にわたって起こりましたが、これは生物進化の規模からすると比較的短いものです。この事例は、環境が突然変化したときに自然選択がどのように迅速に作用し、最もよく適応した個体に有利になるかを完全に示しています。

産業公害と進化: モデルシステムとしてのカバノキガ

カバノキガは、観察可能、定量化可能、物理的にモデル化可能な例を通じて、自然選択のメカニズムを完璧に示しています。産業汚染、翼の光学的特性、捕食、および遺伝的動態の間の相関関係は、進化生物学に適用される物理学の説明力を示しています。

同じテーマの記事

ホワイトサンズの足跡:アメリカ大陸の最初の一歩 ホワイトサンズの足跡:アメリカ大陸の最初の一歩
ホミニン:出現、拡散、絶滅 ホミニン:出現、拡散、絶滅
主要な自然災害:最も可能性の高い脅威は何か? 主要な自然災害:最も可能性の高い脅威は何か?
文明の大崩壊:重要な時期と原因 文明の大崩壊:重要な時期と原因
生成AI vs AGI:模倣の終わり、意識の始まりはどこか? 生成AI vs AGI:模倣の終わり、意識の始まりはどこか?
出生率の低下:人口災害か自然な進化か? 出生率の低下:人口災害か自然な進化か?
自然選択 vs 偶然:なぜ進化は宝くじではないのか? 自然選択 vs 偶然:なぜ進化は宝くじではないのか?
生命が地球から始まったら?パンスペルミア理論の革命 生命が地球から始まったら?パンスペルミア理論の革命
世界を激変させる大分岐:生存か崩壊か? 世界を激変させる大分岐:生存か崩壊か?
原始化学:最初の有機分子はどこで生まれたのか? 原始化学:最初の有機分子はどこで生まれたのか?
COとCO₂:2つのガス、2つのリスク、2つの生物学的メカニズム COとCO₂:2つのガス、2つのリスク、2つの生物学的メカニズム
自発的同期:物理学から生命までの普遍的現象 自発的同期:物理学から生命までの普遍的現象
人工ネットワーク vs 生物学的ネットワーク:2つのシステム、共通のアーキテクチャ 人工ネットワーク vs 生物学的ネットワーク:2つのシステム、共通のアーキテクチャ
人間の脳と人工知能:類似点と相違点 人間の脳と人工知能:類似点と相違点
時間的課題:10億年をどのように視覚化するか? 時間的課題:10億年をどのように視覚化するか?
生命の誕生に不可欠な3つの要素 生命の誕生に不可欠な3つの要素
なぜホモ属は90万年前に絶滅の危機に瀕したのか? なぜホモ属は90万年前に絶滅の危機に瀕したのか?
AlphaGo vs AlphaGo Zero:人工知能の革命 AlphaGo vs AlphaGo Zero:人工知能の革命
知的機械の次のステップ 知的機械の次のステップ
生命誕生への第一歩 生命誕生への第一歩
形式ニューロン 形式ニューロン
影の生物圏 影の生物圏
人間中心主義の衰退 人間中心主義の衰退
人工知能:巨大化の爆発 人工知能:巨大化の爆発
人工知能が狂ったとき! 人工知能が狂ったとき!
人工知能の誕生:知能の幻想か、本当の知能か? 人工知能の誕生:知能の幻想か、本当の知能か?
カブトガニ:生きている化石! カブトガニ:生きている化石!
宇宙における生命の存在:バイオシグネチャー 宇宙における生命の存在:バイオシグネチャー
人工知能の課題と脅威 人工知能の課題と脅威
人工知能と自然言語 機械は人間と同様に言語を理解し、解釈し、生成する方法
人工ニューラルネットワークの仕組み 人工ニューラルネットワークの仕組み
生命の起源:パンスペルミア理論 生命の起源:パンスペルミア理論
生命の起源:ホワイトスモーカー理論 生命の起源:ホワイトスモーカー理論
なぜ37度セルシウスなのか? なぜ37度セルシウスなのか?
私たちは宇宙で孤独なのか?科学と推測の間で 私たちは宇宙で孤独なのか?科学と推測の間で
氷の中の生命の痕跡:先史時代のマムートの出現 氷の中の生命の痕跡:先史時代のマムートの出現
ドリアス期:メガファウナを絶滅させたミニ氷河期 ドリアス期:メガファウナを絶滅させたミニ氷河期
2つの大氷河期:凍った地球の海で生き残る 2つの大氷河期:凍った地球の海で生き残る
動物の切断後の再生:器官の再生 動物の切断後の再生:器官の再生
生命の果て:地底のメフィスト、深淵の虫 生命の果て:地底のメフィスト、深淵の虫
宇宙で固体フラーレンが発見される 宇宙で固体フラーレンが発見される
人間の歩行:原人の二足歩行の起源 人間の歩行:原人の二足歩行の起源
カラボ:人間進化の窓 カラボ:人間進化の窓
過ぎ去る時間 過ぎ去る時間
無生物から生命への移行 無生物から生命への移行
複雑さの物語:素粒子から最初の生物まで 複雑さの物語:素粒子から最初の生物まで
メガポード:火山の熱を利用する メガポード:火山の熱を利用する
アルディピテクス:440万年前のエチオピアの原人 アルディピテクス:440万年前のエチオピアの原人
自然選択:カバマダラの例 自然選択:カバマダラの例
オルドビス紀:サンゴ、三葉虫、放散虫の時代 オルドビス紀:サンゴ、三葉虫、放散虫の時代
液体の水:単なる溶媒以上、化学反応の促進剤 液体の水:単なる溶媒以上、化学反応の促進剤
ネアンデルタール人:人類の失われたいとこ ネアンデルタール人:人類の失われたいとこ
アシモ:未来のヒューマノイド アシモ:未来のヒューマノイド
生命の誕生を可能にした条件は何か? 生命の誕生を可能にした条件は何か?
フェルミのパラドックス、あるいはプラトンの洞窟 フェルミのパラドックス、あるいはプラトンの洞窟
クマムシ:生物学の法則に挑戦する不死身の生物 クマムシ:生物学の法則に挑戦する不死身の生物
トゥーマイ:最古の原人の一つ トゥーマイ:最古の原人の一つ
生命の起源:最初の生物から現在の生物多様性へ 生命の起源:最初の生物から現在の生物多様性へ
深海の生命:極限の適応を遂げた生物 深海の生命:極限の適応を遂げた生物
シアノバクテリアと酸素危機:原始的な環境災害 シアノバクテリアと酸素危機:原始的な環境災害
物質から生命へ:生物学的出現の曖昧な境界 物質から生命へ:生物学的出現の曖昧な境界
世界最小のカエル:微小脊椎動物の生理的秘密 世界最小のカエル:微小脊椎動物の生理的秘密
小氷期の説明 小氷期の説明
生命の光:月が明かすバイオシグネチャー 生命の光:月が明かすバイオシグネチャー
生きている光:生物発光の驚異的な秘密 生きている光:生物発光の驚異的な秘密
感覚を超えて:科学の大革命 感覚を超えて:科学の大革命
原始のスープ:地球生命の化学的揺籃 原始のスープ:地球生命の化学的揺籃
世界人口:10億人から人口飽和へ 世界人口:10億人から人口飽和へ
生態学と崩壊:イースター島の事例 生態学と崩壊:イースター島の事例
フラクタル:自己組織化された普遍的構造 フラクタル:自己組織化された普遍的構造