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進化的負荷とは、過去の個体では有利であったが、今日の自然選択による圧力の下では不利となる集団のゲノムの部分である。[1]
起源
過去には有利だった遺伝子が、今日の環境の個体には決定的に不適格である可能性があります。自然淘汰は完璧なプロセスではありません。生物が特定の環境で生き残り、繁殖するのに「十分に適応」している場合、その遺伝子は次の世代に受け継がれます。 [2]これらの遺伝子の中には、生物の適応度を高めるものもあれば、わずかに不利なものさえあります。この一見矛盾した現象が進化的負荷の起源であり、これは現在とは異なる環境で進化した集合的に受け継がれた特性です。[2]
鎌状赤血球症とマラリア
劣性遺伝子である鎌状赤血球症は、それを打ち負かす優性遺伝子がなく、ホモ接合性の場合のみ存在します。マラリアが蔓延している熱帯地域に住む人々に発生する鎌状赤血球症は、硬い鎌状の赤血球を特徴とする遺伝性血液疾患です。これらの変化した赤血球の異常な形状と硬さにより、細胞が通常の血流で効果的に移動する能力が低下し、静脈を塞いで適切な血流を妨げることがあります。鎌状赤血球症の人の平均余命は短くなりますが、現代医学によりこの病気の人の平均余命は大幅に延びています。鎌状赤血球症の影響は有害に思えますが、予期せぬ利点もあります。鎌状赤血球遺伝子を持つ人は、マラリアに感染しても症状がそれほど重くありません。これは、病気によって引き起こされる血球の異常な形状が、マラリア原虫がこれらの細胞に侵入して複製する能力を妨げるためです。[3]鎌状赤血球遺伝子を持っていても、ヘテロ接合体の場合のように病気を発症しない可能性もあります。
マラリアは蚊が媒介する人間や他の動物の感染症で、発熱、疲労、吐き気、筋肉痛、咳、そして極端な場合には昏睡や死を引き起こす、潜在的に致命的な病気です。マラリアは、蚊の唾液を介して人の循環器系に運ばれた寄生性原生動物によって引き起こされ、肝臓に移動して成熟します。世界保健機関によると、2010年にはマラリアの症例が推定2億1900万件記録されました。[4]
鎌状赤血球症とマラリアの相関関係は諸刃の剣です。鎌状赤血球遺伝子を持っていると、人の平均寿命が制限されますが、鎌状赤血球遺伝子が存在すると、マラリアにかかった場合の有害な影響が軽減されます。自然淘汰により、マラリアを運ぶ蚊が多い地域では鎌状赤血球遺伝子が広がり、マラリアにかかりにくい蚊は、かかりやすい蚊よりも生き残る可能性がはるかに高くなりました。マラリアは以前ほど蔓延していないため、鎌状赤血球症の利点は失われ、病気の有害な影響は残されました。
参照
注記
- ^ アペンツェラー、T. 1999. 「試験管の進化は瓶の中の時間を捉える」サイエンス。284: 2108-2110
- ^ ab Thanukos, A. 2008. 「進化を理解する視点：寄生虫と病原体が飛躍する」進化：教育とアウトリーチ1:25-28
- ^ Wellems TE、Hayton K、Fairhurst RM（2009年9月）。「マラリア寄生の影響：小体からコミュニティまで」J. Clin. Invest.119（9）：2496–505。
- ^ Nayyar GML、Breman JG、Newton PN、Herrington J (2012)。「東南アジアとサハラ以南のアフリカにおける低品質の抗マラリア薬」Lancet Infectious Diseases 12 (6): 488–96。