進化論の話2.5－確率の話

前回までのおさらい。

進化論において高等生物が誕生するまでにすげー時間がかかるんだよーということを、ずっと前にわけわからんソースを持ってこられ「もうっ！むいみさんったらわからずやなんだからっ！！」と言われ、今に至っても理解できない鈍感さをフルに発揮しつつ「やっぱあれ、やめたわ＾＾」とソースを一方的に捨てられてしまったので、なんでやねーんと突っ込んだらでも「10の40乗回の化学的選択があったし進化論はありえないっしょ」と言われ、10の40乗回の化学的選択って何？ってきいたら「もうっ！むいみさんｒｙ」と言われて知恵袋に質問して今に至る、と。

まずはじめに。
知恵袋のサイエンスカテで雑談をして申し訳ありません。
なるべく早く別IDを消します。ああ、でも消すとわけわかめかな。

今までの流れからいくと、進化のありえなさに対する解釈の違いがあるように思われます。
simple_drinkさんが10の40乗回はありうるとして持ってきたソースを見ても、もしかしたら進化論での確率の考え方というのを根本的に誤解していないかな、と思わせるものです。

しかし私の書き方もちょっとよくありませんね。
あとで読んで、違う分野の人が読んで理解し難い文章というのはダメですからね。

> 「一つ一つの事象が低確率であっても数の論理によって、全部失敗する確率はそれほど低くは無いのでは？」 遺伝子組換え技術はまさにそういう感じで進んでいますよね。 適切なセレクション（抗生物質による選択）をかけると効率的に変異体を得られますが、細菌ですとセレクションをかけないと変異体の出現率が1000～10000分の1になります。これが2か所に変異を起こすとなると1000000～100000000分の1ですね。 たとえば5か所に変異を入れるのは大変な確率ですが、いっぺんに5か所ではなく、1か所×5回にするとわりと簡単に作れます。 進化というのはこういう形で進んできたのではないか、と想像できるわけですね。

なんでそういうことがわかるの？
って言われても経験的に、というしかないのですが、形質転換をしたときに抗生物質なしのプレートにまいたときと抗生物質ありのプレートにまいたときの生えてくるコロニーの数の違いがだいたいそのくらいなんですよ。ただ、1000～10000個というよりは2か所目の変異を入れたときの数の差は100：1ぐらいだったのでもしかしたら100分の1ぐらいかも。PCRしても1個も当たらなかったんですけどね！
あと、マーカーレスの変異体をセレクションするのにだいたい10000個ぐらいレプリカしていたので、そのくらいはかかるかもなぁというのもあります。
だいたい1000個に1個変異が入るとして、まったくセレクションをかけないと目的の5か所に変異が入る確率は10^3×5、つまり10¹⁵ですね。
これだけのコロニーをついてたら腕死にますし卒研できません。
1日3000個レプリカすると死ねますが、とりあえず3日で10⁴個とすると、300000000000日かかりますね。
何年だよっ！
ですが、実際には上手い人だとこの作業は1か月ほどで終わります。
変異を1つずつ入れ、適切なセレクションをかけるだけです。
つまり、簡単なものから一足飛びに複雑なものを作るのではなく、少しずつ手を加えていくのです。

私たちは変異体を効率的に得るために抗生物質や誘導物質などでセレクションを行っていますが、実際の進化の過程ではそのセレクションはほとんど働いていない、というのが中立説の立場ですよね。

じゃあさ、実際には進化の過程でセレクションなんてかかってなかったんだし、原始の生物からヒトができるなんて設計者がいたと考えない限りありえないよ！
と言われそうですね。

現在から過去を見たとき、スタート（原始の生物）とゴール（ヒト）の間には途轍もない隔たりがあり、どう考えてもあんなものからヒトができるとは考えられない、と思ってしまうのは当然だと思います。
それは、私たちがゴールを固定しているからなんですよね。
なぜゴールが固定されているかというと現にヒトが存在し繁栄しているからです。
でも進化論の考えかたで見てみると、ゴールはたまたまそこについただけである、ということになります。
ヒトに進化したのは偶然である。ヒトが繁栄したのは……必ずしも偶然ではないと思うんですが、まあ偶然であると。

決して

原始生物→ヒト　・・・・・・①

になったわけじゃないです。

原始生物→それに近い生物→→→→（相当な年月）→→→→原人→新人→ヒト　・・・・・・②

①が起こる確率は極めて低いです。
しかしダーウィンの進化論を肯定する人たちは①が起きたなどとは考えていません。
ですが、中立的な変異の獲得というそれ自体をセレクションと考えればどうでしょうか。
小さな変異自体は十分に起こり得ます。その蓄積、つまり②のような事象も十分に起こり得ます。
②を全部まとめたらすごく小さな確率になるでしょう。
しかし、必ずヒトにならなきゃいけないわけじゃないので確率はそれぞれ独立なんです。
私たちが知っているのはヒトが存在するという事実で、進化論はそれが偶然であったということを説明しているにすぎません。認めたくない人はいるかもしれないけれど。


私が進化論は分子遺伝学的に十分ありうると考えるのはそういうバックグラウンドもあります。


ただ、原核生物と真核生物を分けて考えてるみたいなのでこの例えがまったく通用しないことは考えられますね。

あ、ちなみにニュートンの2009年8月号は「確率」がテーマみたいですね。
私が

ただ、ニュートンで「世界初」ってなんかニュートンらしくないですね。楽しみではありますが。

って言ったのは、雑誌の傾向の話で、ニュートンってそもそも一般大衆向けの科学情報誌なんですよね。
最新の話題をまったく取り上げないか？といったらそうではないんですが、基本的には確立された理論や技術なんかを大衆向けにわかりやすく伝える、というコンセプトだと思うんですよ。
なので「世界初」の発表がニュートンなんて、ニュートンも冒険しましたね、というニュアンスです。

個人的に今月熱いなぁと思ったのはPNE 蛋白質核酸酵素の増刊号「感染現象」です。
新型インフルエンザの拡大を受けた特集なんだと思うんですが、ウイルス、細菌、寄生虫とかなり網羅的ですし専門的です。惜しむらくは私が理解するのに知識が足りないってところでしょうか。
ニュートンはそもそも初学者でもわかるように書いているので専門誌と決定的に違うのはそういうところですね。
PNEも最先端ではあるけれどある程度わかっているところを、って感じです。



さて余談ですが、炭疽菌の莢膜はPGA（ポリガンマグルタミン酸）でできていて、ほぼ100％D体であり、PGAがないと毒性を発揮できないし生体内で増殖しにくいなんて話もあるけどまあD体とL体の話はまだ決着がついていないみたいですね。
・宇宙飛来説
・昔は全種類あった。が、D体のみ→絶滅、　L体のみ→生存、　D体＋L体→絶滅　説
なんて話もあるみたいだけど、実際にはまだよくわかってないみたいですよ。（ニュートン別冊、たしかこれ）
ただブラックボックスに押し込める（ギャップに理由を求める）行為はやめてほしいなぁと思います。



というか、「10の40乗回の化学的選択」が有名、かつあそこに参加していた人（全部で15回答がありましたから8人ぐらいは知ってたはず）みんなが理解している話なら誰かがバチッとソースを持ってきても良さそうなのになんで誰も回答してくれないんですかね。
それはね、むいみさんが疎まれていﾌﾞﾌｯ∵(´ε(○＝(ﾟ∀ﾟ　)

というわけで何か情報をお持ちの方、まだまだまだまだ待ってます。→知恵袋
よろしくお願いします。

補足：形式修正