種の交配について

Question

進化の中で　種の交配とは何処で出来なくなるのでしょうか？
交配が出来なくなる　メカニズムについて教えてください。

geneticist12 · Accepted Answer

ウマとロバは染色体数が違うけれどラバが生まれるように、染色体数の違いは、雑種が生まれない主たる理由にはなりません。したがって、

＞数が違えば受精できない　これは生物の時間に習いました。

これは著しく不正確です。
種間で受精ができない、つまり精子が異種の卵とは合体できないという隔離機構はありますが、染色体数とは関係ありません。

受精（精子が異種の卵と合体する）はするけれど、雑種が生まれない、あるいは雑種に生殖能力がないという機構についてという事で続けます。

一番重要なのは、やはり卵細胞質と精子の不和合や、異種の染色体間の不和合でしょうね。種が分かれるとき、いきなり染色体数が変わったのではなく、そういった理由で種間交配で繁殖できなくなった、その後、それぞれ独自の染色体の変化が起こった、と考えるのが妥当でしょう。ショウジョウバエなんかでも近縁の種では染色体数、染色体構造はかなり共通していますが、それでも雑種は繁殖はできません。

染色体数が違ってた場合に確実にいえるのは、先にも書いたように、正常な減数分裂ができなくなるということです。

＞相同染色体の対合＞あつかましいとは思いますが此処の部分をもう少し教えていただけないでしょうか？お願いします＾＾

体細胞分裂では、複製された姉妹染色体が動原体で束ねられています（X字型に見えるのはそのため）。
紡錘糸が動原体のところについて、両極に引っ張って姉妹を両極に分配するのですが、最初は動原体がくっついているので綱引きになります。綱引きになっていることで姉妹それぞれを正しく逆方向引っ張ることが保証されます。

第一減数分裂では、姉妹を分配するのではなく、複製の終了した相同染色体を分配します。相同染色体同士は動原体で束ねられているわけではなく独立しています。しかし、対合してキアズマ（乗換え）が生じることで両者がある程度の強度でくっつきます。これで紡錘糸の綱引きができるので、均等に分配できるのです。

対合が起こらなければ、相同染色体がどちら側に引かれるかがランダムになって、両方が一方に行ってしまい、反対側は不足するというようなことが起こります。このような異数性の生殖細胞は受精したとしても正常に発生しません。

筆力不足であまりうまく説明できませんでしたが。

moo_jan · Answer

質問者様自身も、染色体数が異なる種間での交配でその子供ができないとか、子供が出来てもその子が繁殖能力を持たない、ということ自体はわかっておられるのですよね？
じゃあどうして染色体数の違うチンパンジーから人が出てきたのか？
チンパンジーが進化してヒトが生まれても、染色体数の違いからヒトは増えることができないじゃないか？
というのが質問の本質と捉えて回答させてもらいます。

とりあえず先に訂正ですが、チンパンジーからヒトが出てきたわけではなく、チンパンジーとヒトの共通祖先が過去にいて、それがチンパンジーとヒトに分岐して進化した、というのが現在広く受け入れられている説です。
で、確かチンパンジーの染色体は48本で、共通祖先も48本、ヒトは46本であり、これは共通祖先の２つの染色体が繋がって人では46本になったのだと記憶しております。

そこで、「チンパンジーでも共通祖先でも、そこから染色体数の違うヒトが生まれたらヒトは繁殖できないじゃないか！？」という疑問が生まれるわけです。

実は、染色体数の違いが必ずしも子孫を残さないことにはつながらないのです(染色体数の違いによる不妊は異種交配により生まれた子供も含めます)。
ある種のげっ歯類やムシは染色体数の違う種同士で交配可能であり、その子供も生殖可能ですし、植物などでは倍数体も存在します。
細かい事はおいといて、「基本的なメカニズムとしては染色体が同数でないと子孫は残せないが、そうでない例外も多数存在する」、ということです。その辺りが進化の過程で染色体数に違いがでる原因の一つかと思われます、

最後にヒトがどうやって現れたか、という点ですが、ひとつは質問者さんがおっしゃるとおり、「1世代でそのような変化が同時期に起こ」ったのではないかと思われます。確率は相当低いですが、進化ということは往々にして確率としては相当低い出来事です。

otx · Answer

質問者様の
＞交配が出来なくなる　メカニズムについて教えてください。
これについてはほかの回答者様のすべてが理由になると思います。

私はこの質問については他の回答者様のようなコメントが出てくるだろうと思うので、あまり面白くないと思ったのですが、

質問者様の
＞44の生物が46の染色体を持つ突然変異が起きたとしたら其の個体は同時に偶々起きた46の異性と結ばれなければ子孫を残す事が出来ないじゃないですか？
放射線にあたるとか余程特殊な環境におかれない限り1世代でそのような変化が同時期に起こるということはかなり考えにくいのですが・・・
どのようにして染色体の数の違う進化が行われるのでしょうか？

この疑問は、考えてみると面白いと思いました。

私が考えたことは、

進化には突然変異も関与していると思われます。しかし、染色体の数は昨日46本だったのが今日生まれた子供は48本だったというような「突然」ではなかったと思います。
それでは質問者様が疑問に思われるように子孫を残せないでしょう。

長い年月をかけて、Ｘの形だった染色体が徐々にＹの形になって、そのうちｒの形になって「、」の形・・・しまいにはなくなってしまった。
逆に、Ｘの形だった染色体の一部がちょっと分離して「、」の形になった、これがいつしかＸの形になっていった。
（この間、遺伝子がどう変わり生物の姿かたちがどう変わるかはここでは無視）
このような変化が、生物でものすごーーーーーーくゆっくりと起こっているとします。太古の昔は今と違って車や飛行機等がなく、移動できる範囲が限られます。
最初に発生したある生物は各地に広がっていったのはいいけれど、その後住み着いた先でそれぞれ隔離されたような形になって、このものすごーーーーーくゆっくりとした変化が起こってしまった後に、再び出会ってみると染色体の数が違っていたので、もう交配が不可能になっていた。

という感じではないでしょうか？この変化とともに体の構造や遺伝子の変化も伴っているとしたら、もうそれは全くの別の生物ですよね。

ちなみに、こちらの「サルとヒト、染色体は同じ？」の質問の答えを見てみてください。染色体数が変わる原因はよくわかっていないようです。
http://www.pri.kyoto-u.ac.jp/PRI-QandA/QandA-top.html

geneticist12 · Answer

交尾前隔離（生態や行動、交接器の形態の違いなど）による交配不能ではなく交尾後隔離（交尾は起こるけれど受精卵が正常に発生しない）に限って書きます。

雑種が生まれない理由として考えられるのは、
卵細胞質と精子由来のゲノムの不和合で、異種の卵細胞質中では精子由来の遺伝子が正常に機能しないから。
あるいは父方と母方の遺伝子が調和して発現しなければならないのに、異種だと協調した発現ができないから。

異種間で雑種ができる場合でも、どちらの種を母（父）にするかで、できたりできなかったりする例は少なくないです。これもやはり、細胞質と異種の染色体の不和合が考えられて、一方の種の卵の細胞質が、他方の種の精子由来の染色体に寛容か不寛容か、あるいは精子由来のゲノムが異種の卵細胞質中でも機能できるかどうか、というようなことによります。
そのメカニズムはいろいろあるんでしょうけれど、分子生物学レベルで解明されているものはまだないと思います。

雑種ができても繁殖能力がないというのも、上で述べた理由が当てはまるでしょう。
異種間で、染色体構造や染色体数が違う場合は、ほかのメカニズムも関係してきます。配偶子をつくるのに、減数分裂が不可欠ですが、このとき、相同染色体の対合が起こります。染色体対合は、第一分裂で染色体を均等に配分するのに不可欠です。このとき、異種の染色体間で長さが違うとか、遺伝子の並び順が違うとか、数が違うとかがあると、きれいな対合ができなくなります。すると、染色体配分がうまくいかなくて、生殖細胞は染色体が足りなくなったり、余分にあったりして、正常な発生ができなくなります。

いずれにしても、種間雑種ができないメカニズムはひとつではないですし、特定の種間でも複数のメカニズムが複合的に働いていると考えていいでしょう。

noname#160718 · Answer

獣医師です。まあこの手の問題には専門家、というわけではないのですが。

　誤解されがちなのですが、「交配ができなくなること」と「別種であること」は必ずしもイコールではありません。というか、正しく書けば「交配ができなくなること」が唯一の種の定義ではない、ということです。(「交配ができない」にはレオポンやラバなどのような、その雑種が繁殖能力を持たない場合も含みます)

　種の分類の基準はたくさんあるのですが、とにかく何らかの理由によって互いが「隔離」されていれば、それは別種と見なすことができる、と覚えておいて間違いはないです。
　ご質問の「交配ができなくなる」というのは、「生殖的隔離」ですし、交配が可能であっても地域的に隔離されていれば別種と分類される場合があります(ニホンザルとタイワンザル等)。
　また、同一地域に生息していて交配も可能なのに、その生態が明らかに異なれば(生態的隔離)、これも別種となり得ます(犬とオオカミ等)。
　むろん、形態的に明らかに異なる、というのも種の分類基準のひとつです。地質時代の生物は化石しか残っていませんから、この形態的特徴でしか分類できませんし。

　という具合に、「種の分類基準」は現在２２ほどあるらしいです。その全ては私も知りません。

　ま、考えてみれば同じ犬でもトイプードルとグレートピレニーズはもはや交配不可能でしょう。人為的に人工授精や体外受精などを行えば雑種はできるでしょうし、その雑種に生殖能力もあるでしょうけど、自然の状態では体格が違いすぎて「交尾」ができないでしょうし、トイプードルが雌ならば、人工授精を施しても子犬が無事に生まれるともとても思えません。
　つまりトイプードルとグレートピレニーズ(チワワとセントバーナードでも良いですが)は、「生殖的に隔離」されていると言えます。
　でも、これらを「別種」に分類しようとは誰も言いませんよね。数百問年後にでもこれらの化石を発掘した人がいれば、絶対に同種には分類しないと思いますが・・・

　つまり、結局のところ、生物の分類はヒトがヒトの都合でやっていることですから、あまり厳密な基準はないのです。だからこそ喧々囂々と論争しながら分類されるわけで、その分類もしょっちゅう変わるのです。

　「交配できなくなるメカニズム」は、トイプードルとグレートピレニーズの例のように、「体格が大きく異なる」というのが最も単純な回答です。他にも生殖器の形状が違ったりという"機械的な"理由で交配不可能である組み合わせはよくあります。
　また、生態が異なるので自然状態下では交配が起きない、というパターンもあります。雄が雌を、あるいは雌が雄を誘うシグナルが異なるため、雄と雌がその気にならない、ということです。ヒョウとライオンでも、自然下ではわざわざ互いに交尾しようという気にならないでしょうし。犬とオオカミも同様でしょう。でも飼育下で特殊な環境を作ってやれば交尾して子供が生まれる可能性もあるわけです。

　もう少し遺伝的に離れると遺伝子の構造が異なってきますので、体外受精で授精させるのが不可能になります。もちろん染色体の数が違ってしまえばどうにもなりません。

　整理すれば、ＡとＢの種が
１．交尾あるいは人的手段を用いても受精しない
２．受胎してできた交雑種の産子は繁殖能力を持たない
　この２つの場合は間違いなくＡとＢは「別種」と分類されるでしょう。
　しかし、逆は必ずしも真ならずで「ＡとＢは交配可能だから同種だ」ということにはならない、ということです。

nemutaina · Answer

獣医学科に通っている学生です。
間違いがあったらごめんなさい。

種が分化するのは、「ここまでがＡ種」と線が引かれているものではないと思います。
何かのきっかけで、たとえば陸続きだった島が分裂したり、
集団の一部がほかの場所に移動したりすることによって、
異なる場所にいる者同士、違う進化をたどることになります。
つまり、遺伝子的な変化が長時間を経て起こってきます。
それで結果的に進化した両者が繁殖できなくなると、
異なる種として認められます。

厳密には、ＡとＢの子どもが繁殖能力を持たない場合に、
異なる種と言われることになります。
ＡとＢには子どもは生まれることもあります。
有名どころで言えば、オスのヒョウとメスのライオンの子ども、レオポン、
オスのロバ、メスのウマの子ども、ラバ…などなどです。

今現在でも、どのように種を定義するか自体も議論され続けています。
見た目でほとんど同じだと思われていた動物同士が、
遺伝子的には完全に異なることが発見されることもあります。

なんだか質問とずれてしまったでしょうか…ごめんなさい（＾＾；）

参考URL：http://www.kanpira.com/iriomote_museum/scientific_name.htm

種の交配について

ウマとロバは染色体数が違うけれどラバが生まれるように、染色体数の違いは、雑種が生まれない主たる理由にはなりません。

質問者様自身も、染色体数が異なる種間での交配でその子供ができないとか、子供が出来てもその子が繁殖能力を持たない、ということ自体はわかっておられるのですよね？

質問者様の

交尾前隔離（生態や行動、交接器の形態の違いなど）による交配不能ではなく交尾後隔離（交尾は起こるけれど受精卵が正常に発生しない）に限って書きます。

獣医師です。

獣医学科に通っている学生です。

似たような質問が見つかりました

関連するカテゴリからQ&Aを探す

デイリーランキングこのカテゴリの人気デイリーQ&Aランキング

マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング

　獣医師です。