突然変異

何億文字もある長大なレシピ本を手書きで書き写すときに、偶然混ざってしまった「たった1文字の誤字」のようなものです。

定義 生命の設計図であるDNAに、もともととは異なる変化が起きる現象のことです。細胞が分裂してDNAをコピーする際にちょっとしたミスが起きたり、太陽光の紫外線や化学物質などの外部刺激を受けたりして、遺伝情報の文字が書き換わることで生じます。

膨大なレシピ本を書き写すときに起きる「写し間違い」

分厚い百科事典を何百冊も手書きで書き写す場面を想像してみてください。どんなに几帳面な人でも、何百万文字も書き続けるうちに文字を1つ飛ばしたり、別の文字を書き間違えたりするミスは避けられないものです。生命の体の中でも、実はこれとまったく同じことが常に起きています。

私たちの体を形づくる細胞は、成長し、体を維持するために絶えず2つに分裂して自身を複製しています。このとき、細胞の中にある膨大な遺伝情報(DNA)を一文字一文字、正確にコピーしなければなりません。しかし、細胞の精密なコピー装置も100%完璧ではなく、ごくまれに塩基配列のコピーミス(誤字)を出してしまいます。

このように、生命の設計図に思いがけない文字の変化が生じる現象こそが「突然変異」です。細胞自体のコピーミスだけでなく、強い日差しに含まれる紫外線や特定の化学物質にさらされ、遺伝情報が傷つくことでも起こります。

DNA複製時の塩基配列エラー(突然変異)の図 正常な遺伝情報 A T G C 正常(ATGC) 細胞複製 変異発生 A A G C ! 複製ミス(T→A)

怪物ではなく、生命の多様性を生む種

映画やアニメに登場する突然変異といえば、超能力を得たり、恐ろしい怪物に変身したりする姿として描かれがちです。しかし、自然界における突然変異の多くは、見た目にはほとんど気づかないようなものや、毛の色がほんの少し変わる程度のささやかな違いです。

もしすべての生命が親の遺伝情報を一文字の狂いもなく完璧にコピーし続けていたら、どうなっていたでしょうか? そうであれば、地球上のあらゆる生き物は、太古の原始生命とまったく同じ姿のままだったはずです。コピーの過程で生じたちょっとした誤字が何億年にもわたって積み重なり、それまでになかった新しい特徴を生み出し続けてきました。

黒っぽい木の幹が多い森では、偶然にも濃い色の翅(はね)を持つようになったガ(蛾)の方が目立たず、生き残りやすくなります。このように、突然変異によって生まれた無数の個性の中から、周りの環境に適したものが生き残っていくプロセスが「自然選択」です。突然変異とは、地球上に多彩な生命の世界を花開かせた大切な原動力なのです。

もう少し詳しく見ると

突然変異といっても、すべてが同じように起こるわけではありません。遺伝子の文字がたった1つだけ入れ替わる小さな変化もあれば、設計図の数ページが丸ごと抜け落ちたり、逆さまにくっついたりするような大きな変化もあります。

また、突然変異が体のどの部分で起きたかによって、その影響は大きく異なります。植物の葉や茎、動物の皮膚のような一般的な「体細胞」に起きた突然変異は、その個体一代限りで終わり、次の世代へは受け継がれません。たとえば、木の1本の枝の葉だけに偶然黄色い斑(ふ)が入ったとしても、その木の実(種)から育つ若芽の葉は元の緑色に戻ります。

一方で、花粉や卵細胞、精子といった生殖細胞に起きた変化だけが、次の世代の子孫へとそのまま受け継がれます。子孫へと伝わり、種全体の特徴を変化させて進化の材料となるには、必ず次の世代につながる生殖細胞の設計図が書き換わる必要があるのです。

体細胞変異と生殖細胞変異の遺伝差 体細胞変異 子孫に不伝達 生殖細胞変異 子孫へ遺伝

🤔 よくある誤解

✕ 誤解

突然変異は、生物にとって常に有害で危険な異常を引き起こすものである。

✓ 事実

突然変異の多くは、生命活動に大きな影響を与えない「中立」なものです。さらに、環境の変化に適応するための新たな武器となり、進化の種になることもあります。

🧺 日常で出会う場面

1 真っ暗な洞窟に棲む魚の目が退化し、代わりに感覚器官が発達したのも、突然変異と適応の結果です。
2 野生の草だったトウモロコシが、粒がこぼれ落ちずにぎっしり実るように変化したのも、偶然の突然変異によるものです。
💡 つまり ひとことで

突然変異とはDNAの複製過程などで生じる「文字の誤字」であり、生命が多様化し進化していくための土台となる現象です。