2016年09月26日

無性生殖と多様性

自己複製をするだけの機能を持ち、人間の役には立たないロボットの例では、その繁殖の仕方が無性生殖であった。
つまり、クローンによって自分自身の複製を作り続けるロボットが、文字通り指数関数的に繁殖することになる。
そこでは最初に用意された一代目のロボットの種類の数がそのまま変わらず、全体数だけが増えていく。
最初に一種類しか用意しなかった場合は、一種類だけの同じ形をした同じ動きをするロボットが無数に増えていく。

ただし、その自己複製に何らかのエラーが混じらないというわけではない。
その自己複製の過程で何らかのエラーが起こった場合、それは「突然変異」として、そのまま次の世代に受け継がれていく。そのエラーの回数だけ、微妙に異なる「亜種」に枝分かれすることになる。
 

それを「多様性」と呼べるのかどうかは微妙である。

自然界において、あるいは人工生命によるシミュレーションにおいて、多様性のメリットとは、種が一種類に収束しないことによって、あらゆる環境の変化にも耐えられる確率が高くなる、というものがある。

たとえばある種にとっての適温が20℃として、環境が0℃あたりまで冷え込むと、凍え死んでしまい、種全体が滅びることにつながる。
そこに0℃を適温とする種もいた場合は、その種は生き残る。
このように、様々な適温を持った種が入り混じった環境では、リスクの分散ができる。

さきほどの無性生殖による繁殖における自己複製のエラーによって起こる亜種への枝分かれについては、環境への適応度という点でリスク分散ができることは考えにくい。

では無性生殖を行う種にとってのメリットとは何なのか?
そのひとつには、生殖にかかるコスト、というものがあげられる。

有性生殖においては、ある一個体が、自分と生殖することが可能な別の個体と出会う必要がある。
ここで「自分と生殖することが可能」というのは、性別の他に、「生殖適齢期」というものもある。

人間や哺乳類などの身近な生物は、オス/メスという二つの性別だが、たとえばキノコには180の性別があり、その組み合わせによって生殖可能な性別と不可能な性別の組み合わせがあるという。

また生殖適齢期について考えてみると、一般にある個体の人生の中で、生殖が可能な時期というものは限られている。
たとえば生殖適齢期に達するまで生き延びることができなかった個体、あるいは生殖適齢期をこえた個体はその子孫を残すことができない。
これは「生殖適齢期まで生き延びることができた」ということを「優性」とする自然淘汰の摂理であり、あるいは「生殖適齢期をこえた」古い個体からの子孫を残さない、ということでもある。

以上のように、有性生殖は次世代を残すことに非常にコストがかかることによって、より有性な個体の子孫を残す、という最適化が行われている。そしてその結果として、無性生殖には見られないほどの多様性が実現できる。

それに対し無性生殖では、ある個体は非常に限られた条件の「生殖可能」な別の個体と出会う必要はなく、自分のコピーを作ることが可能である。そのかわり、自然淘汰による最適化は行われないし、多様性を得ることもできない。

この世界に有性生殖だけではなく、無性生殖がある、ということは不思議なことだが、繁殖のしやすさと多様性、自然淘汰による最適化というもののトレードオフによって絶妙なバランスが保たれているということである。
 

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myinnerasia at 08:08│Comments(0)生命 

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