証人、単なる石ではない

証人は単なる石ではない

著者: 毛寧 科学普及

「ビーク」の物語は、正式にはガラパゴス諸島として知られるガラパゴス諸島を舞台としています。ガラパゴス諸島は太平洋に浮かぶ火山群島で、赤道近くに位置し、エクアドル領に属しています。これらの小さな島々は地図上では目立ちません。最も古い記録は 1535 年に、パナマの司教がペルーへの旅行中に偶然この地に漂着した時のものである。しかし、この島の野生生物は目を引くものです。ゾウガメ、イグアナ、アオアシカツオドリ、豊かな海洋生物など...地上フィンチは最も一般的な動物の 1 つですが、注意深く観察すると、これらの普通に見える鳥にも魔法のような側面があることに気付くでしょう。彼らのくちばしは形も機能も異なります。サボテンを餌とし、種子を食べ、花の蜜を飲み、繁殖のためにサボテンの上に巣を作るものもいます。植物の皮を裂いて若い枝を食べるものもいます。イグアナの寄生虫を食べるものもいる。そして、それほど「栄光」ではない鳥もいて、カツオドリを突いて血を吸います。まあ、いくつかの不快な要素を無視すれば、これらの島々の生態系は、ブラウニングの詩「神は天国に住み、すべては完璧である」そのものです。

しかし、19 世紀にこの島は招かれざる客を迎え入れ、島に対する私たちの認識は完全に変わりました。チャールズ・ダーウィンは1835年にビーグル号に乗って航海中にこの群島を訪れ、多数の標本を収集した。ダーウィンはフィンチのくちばしが層状の構造をしていることに注目し、研究ノートの中でこれらのフィンチが島々に分布していた可能性があると示唆した。一つの考えはすでに明らかです。これらのフィンチには共通の祖先がいて、後に多くの異なる種に進化したのです。このアイデアは後に傑作『種の起源』へと発展しました。この考えは、ほぼ 150 年後に他の人々にも変化をもたらしました。ジョナサン・ウィノは、ピーター・グラントとローズマリー・グラントを含む科学者グループによる地上フィンチの研究を追跡し、1994年にピューリッツァー賞を受賞した著書『Beaks』を執筆した。

グラント夫妻は、ガラパゴス諸島のフィンチという一つの種を研究することに人生の大半を費やした伝説的な科学者でした。彼らは1973年に大学院生と二人の娘を連れて初めて島を訪れました。その後ほぼ20年間、彼らの研究は地上フィンチに焦点を当ててきました。娘さんは幼少時代を火山島で過ごし、一緒に渡った大学院生や研究助手も次々と入れ替わっていった。彼らは深刻な干ばつや洪水を経験し、これまで想像もできなかった鳥類の変化を観察しました。

すべてはダーウィンから始まった。映画やテレビでは、何でも長編映画に書き込む傾向があります。ダーウィンはフィンチを見るために島に来て、アルキメデスのように「発見」と叫びました。帰ったら本を書きます。しかし、実際の状況はこれよりもはるかに複雑です。ダーウィンはイギリスに戻った後、1859年まで『種の起源』を出版しませんでした。彼が生涯にわたって研究した生物は数多くありますが、地上フィンチの観察が進化論とどれほど直接的な関係があるかは分かりません。しかし、進化論は緊急性をもたらしており、この理論を支持する学者たちはさらなる経験的証拠、より多くのデータ、そしてより多くの詳細を必要としています。地上フィンチは観察に最適な対象です。小さな島には、さまざまな習性を持つ多くの種類の地上フィンチが生息しています。彼らの多様な形状、特にくちばしの形状は、進化論が予測したように本当に自然選択の結果なのでしょうか? 20 世紀以降、多くの生物学者がこれを研究するようになりました。しかし、グラント夫妻ほど長く留まった人はいなかった。

現場作業は大変です。例えば、グラント氏や他の科学者が研究しているダベンポート・メジャー島は無人島です。遠くから見ると、海から現れた巨大な岩のように見えます。島のフィンチは人間を恐れさえしません。その間、彼らはフィンチを観察するため、そして野生で生き残る方法を見つけるために、この小さな島にたどり着くのに苦労しました。彼らは土地を小さな区画に分割し、一つの区画にいるすべてのフィンチから餌を集めて、島にある餌の総量を推定しました。彼らはできるだけ多くのフィンチに足輪を付け、各世代の血縁関係を記録し、ノギスを使って鳥の体の構造、特に鳥のくちばしの長さ、幅、深さを測定した。彼らは、硬い果実の大きさと、鳥が果実をつついて種にたどり着くのに必要なエネルギーを測定するために、ハンドグリップ動力計も使用しました。これらのフィンチは野生動物の中で最も詳細な系譜を持つ動物である可能性があり、数年後には科学者は足環を見て繁殖状況さえも判断できるようになるだろう。

1977年は降雨量が少ない年で、島の地上フィンチの生存は大きな脅威にさらされました。これは深刻な干ばつの始まりに過ぎませんでした。しばらくすると、多くの地上フィンチが餓死し、かつて地上フィンチが食べたがらなかったトゲさえも噛み切られてしまいました。この時点で、くちばしの違いが長所と短所を示し始め、体が小さくくちばしが小さいフィンチは十分な餌を得るのが難しくなります。通常の状況下では、これらのフィンチは食物を得るのが同様に困難ですが、食物が不足すると、簡単に手に入る食物が最初に食べられてしまいます。残った果物は硬すぎて、食べるのにかなりのエネルギーが必要です。小鳥にとっては、つついて開けることすら不可能です。干ばつが終わった後、地上フィンチのくちばしの平均サイズは増加し、くちばしが小さすぎるものは死亡率が非常に高くなった。グラント氏はデータに基づいて、生死の差はわずか0.5mmである可能性があり、鳥のくちばしが小さくなれば淘汰されることを意味することを発見した。

しかし、自然の力というのは実に気まぐれなものです。 1982年にエルニーニョ現象が発生し、大量の降雨をもたらしました。地上フィンチは狂ったように繁殖していました。科学者たちはちょうど雛鳥の巣に足輪を付けたばかりで、数か月後に再び島を訪れたとき、この一年生鳥が卵を温め始めていることを発見した。このカーニバルは必ずしもコメディをもたらすわけではないかもしれない。フィンチは餌を大量に食べたため、島の植物の生産量を上回っていました。やがて洪水が別の種類の飢饉をもたらしました。今回は、自然選択の力が、より小型の地上フィンチを「優遇」した。小さな種子の数は大きな種子の数を上回っていましたが、今回は、大きなくちばしを持つ大きな鳥の方が、小さな種子を処理するのに苦労しました。大雨によって繁殖が急増し、結局、大型の鳥が先に死んでしまった。

これらのデータは、進化に関してこれまで確認されていなかった詳細、つまり速度を明らかにしています。新しい種が出現するには何万年もかかるとよく教えられます。この曖昧な主張はさておき、一部の学者は化石の証拠に基づいて、進化が物理的変化を引き起こす速度は数百万年単位で測定されると主張しています。しかし、グラント氏らの研究により、わずか10年余りの間に地上フィンチの体の大きさは綱引き状態にあったことが明らかになった。鳥のくちばしのわずかな違いが生死を分けることがあり、誰の遺伝子が受け継がれるかを決定することもあります。鳥のくちばしの研究は、進化の傑作における重要な空白を埋めた。自然淘汰はグラントらの目の前で効果を発揮していた。約800万年前、火山活動によって島々が海から隆起しました。その後、サボテン、イグアナ、フィンチの祖先が偶然ここに到着しました。その後、人間が目撃したこの力によって、フィンチはさまざまな種類に進化しました。 「鳥のくちばし」の結論はこうだ。「ダーウィンのフィンチは、ダーウィンの群島と交わした契約を厳格に守り、石の山は証人となるだろう。」しかし、証人たちは石以上のものを持っています。過去 20 年間にわたり、一群の科学者が厳密かつ詳細なデータを活用して進化の力を実証し、非常に独創的で美しい理論の新たな証拠を突き止めてきました。人間は自分自身の証人です。

この記事は、中国科学普及-星空プロジェクト（創造と栽培）によって作成されました。転載の際は出典を明記してください。