Molecular Lamarckism:On The Evolution of Human Intelligence
EXPERIMENTS AND OBSERVATIONS
William McDougall(1927)は、「Lamarckの仮説のテストのための実験」と題する論文を発表しました。”彼は、ラットの第一世代は、迷路を介して彼らの最初の実行中に165ミスの平均を作ったことを報告しました。 いくつかの練習の後、ラットは完全にタスクを実行することを学んだ。 しかし、これらの訓練されたラットの子孫は、獲得した迷路走行能力を継承しているかのように、最初の実行で平均20ミスしかしませんでした。 Ｌａｍａｒｃｋｉａｎ伝達は本質的に実際の過程であると結論した。 他の人たちは反対し、その効果は親から若い訓練に由来すると推測しています（Sonneborn、1931）。 いずれにしても、これはより徹底的な研究に値するそれらの食欲をそそる実験の一つです。 例えば、マクドゥーガルの結果は、有利なルートに沿って第一世代によって堆積された”トレイルマーキング”フェロモンによって説明することができると考えられる。 設計は同一であるがフェロモンを含まない子孫実験のための第二の迷路は、この可能性を排除するために使用することができる。 ここでのポイントは、Lamarckismはテスト可能な概念であるということです。
遺伝可能な遺伝的伝達を含む、いわゆる”種牡馬効果”の多くの例があります。 例えば、Sobey and Connolly(1986)は、粘液腫症ウイルスに対する後天性免疫を有する雄ウサギ（「bucks」）が非免疫の雌ウサギ（「does」）と交配されたとき、免疫が子孫に渡されることを 獲得された形質は明らかに継承された。 この「種牡馬効果」は、非免疫降圧が以前に免疫降圧に交配されていた非免疫doeと交配されたときにも現れました。 子孫のいくつかは、おそらく、免疫降圧との最初の交配からの精子は長い間消えていたが、再びウイルスに対する免疫を持って生まれました。 どういうわけか、doeに堆積された免疫降圧からの遺伝情報は、第二の交配からの子孫のずっと後に現れた。
蛹化する前に、柳の蛾の幼虫は葉の先端の近くを這い、葉の先端から始まり、茎の近くで終わる葉を体の周りに描きます。 巻かれた葉はウェブで所定の位置に保持されます。 50年前、Harry Schroederという名前の科学者は、葉の先端が取り除かれた場合に何が起こるのか疑問に思った（Taylor、1983、pp.48-49）。 彼は、毛虫が葉をテルミニの間ではなく左右に転がすことによってジレンマを解決することを発見した。 さらに興味深いことに、Schroederは、通常の切り取られていない葉にさらされても、横に転がる毛虫の19人の子孫のうち4人も横から転がっていることを発見しました。 取得された動作が継承されたかのように表示されます。
Anway、Cupp、およびUzumcu(2009)は、妊娠ラットがホルモン効果で知られている殺菌剤であるビンクロゾリンに一時的に曝露された実験を報告した。 男性の若者は、精子細胞数と生存率の低下を経験し、その結果、生殖能力が低下した。 これらの効果は雄生殖系列を介して後続の四世代のほぼすべての雄に伝達された。
Lamarckian型実験のリストには、Gorczynski and Steele(1980)のものが含まれている必要があります。 これらの実験を理解するためには、30年前に行われたP.Medawarのノーベル賞の研究に注意する必要があります。 Medawarは、新生児マウスに注入された外来細胞が、後の人生で、同じ外来細胞で構成された移植片の受け入れを可能にすることを示した。 このように、メダワルは、最初に白いマウスを供した後、別のマウスから黒いパッチを白いマウスに移植することができました,新たに生まれながら,黒 言い換えれば、黒色細胞の早期注入は、後の人生で黒色細胞移植に向かって非免疫原性になるために白色マウスを引き起こしました。
Gorczynski and Steele(1980)は、移植片耐性の男性からの白い子孫の50％が、新しく生まれた白い子孫が父親とは異なり、黒い細胞に曝されたことがないにもかかわらず、黒の移植片にも耐性があることを発見した。 未処理の白いラットの第二世代は、ケースの20-40％で黒い移植に寛容であった。 黒色細胞の免疫因子は（おそらくウイルスを介して）生殖系列に移されたか、より簡単に言えば、獲得された耐性が継承されていたと結論づけられた。 他の人がこの作品を再現するのが困難であり、結果として生じる議論はまだ解決されていないと述べられるべきである。
遺伝学者T. Sonnebornは、繊毛（小さな毛）で覆われた単細胞動物であるparameciumの皮質（外面）の一部をマイクロサージェリーによって除去した（Beisson&Sonneborn、1965）。 その後、研究者は最初に元の位置から180°回転させた後、ピースを再挿入しました。 パラメシウムが今、”間違った”方向を指している繊毛の部分を持っていたので、作品が回転していたことは明らかでした。 驚くべきことに、パラメシウムの子孫はまた、繊毛の逆列を有していた。 獲得された形質は、表向きは真のラマルク様式で継承されていた。
副甲状腺は、血液中のカルシウムレベルを維持するのに役立ちます。 腺が除去されると（”副甲状腺摘出術”）、カルシウムレベルが低下する。 藤井(1978)は妊娠ラットに対して副甲状腺摘出術を行った。 彼らの新生児の子孫は、出生時に副甲状腺摘出術が行われていたにもかかわらず、人生の最初の24時間の間にカルシウムのほとんど減少を経験し 換言すれば、母ラットからの副甲状腺除去は、同様の手術の影響から新生児を保護した。 対照実験では、母親は手術を受けなかったが、子孫は手術を受けなかった。 これらの子孫のいずれも、前の実験で明らかな保護を示さなかった。 最終的かつ最も有益な実験では、副甲状腺摘出母を持つ兄弟と姉妹が、彼らの甲状腺を維持することが許可されていたが、交配されました。 このような組合の子孫は、副甲状腺を除去したときに保護応答を有する新生児ラットを産生した。 この効果は四世代にわたって持続し，得られた形質，すなわち副甲状腺除去に対する保護が継承可能であることが明らかであった。
J.A. Araiら(2009)は、若いマウスを、新しいおもちゃへのアクセスや社会的相互作用のレベルの上昇を含む強化された濃縮プログラムの2週間に暴露した。 プログラムは、メモリと学習する長期的な能力を大幅に向上させました。 重要なのは、子孫自身が濃縮プログラムにさらされていなかったにもかかわらず、利益は子孫によって継承されました。 適切な制御が行われていた。 このように、”豊かな”母親の子孫は二つのグループに分割され、そのうちの一つは”豊かな”里親に与えられ、もう一つは”非豊かな”里親に与えられた。 里親のタイプは違いがないことが判明しました。 子孫の両方のグループは、出生前に彼らの生物学的母親が経験した刺激的な環境から均等に利益を得ました。 これは環境変化によって生じる遺伝的適応の明確なケースであると思われる。
ドイツのVictor Jollos(1921)は、paramecium aureliaがヒ素、高塩レベル、熱、および表面抗原に対する抗血清への暴露に対して比抵抗性を開発したことを発見した。 これらの抵抗（”Dauermodifikations”または永続的な変化と呼ばれる）は、何百世代にもわたって伝達され、最終的には消滅する可能性があります。 抗血清に対する耐性は細胞質を介して伝達される可能性があるが、分子レベルでの効果の詳細な理解は明らかにされなかった。 ヒ素暴露の別の可能性は、例えば、Jollosがヒ素によって増幅されたゲノム内に既にヒ素抵抗遺伝子を有するパラメシアを扱っていたことである。 どちらの場合でも、環境は、遺伝学、ラマルク主義の本質を口述していました。
Jollosのそれに似た他の多くの調査がありました。 例えば、ノーベル賞を受賞した物理化学者であるシリル–ヒンシェルウッド卿は、致死下レベルの毒性薬物で増殖させた細菌を実験した（Dean&Hinshelwood、1963）。 すべてではないが、ほとんどの細菌は生存し、生存者はその後、薬物を含む新鮮な培地に繰り返し移された。 Hinshelwoodは、細菌が暴露された連続通路の数に応じて、細菌が徐々に薬物に適応することを観察した。 十分な数の通路の後、細菌の100％が薬物を生存した。 これらの耐性菌は、その後、薬物を含まない培地上で数世代にわたって増殖させた。 細菌が薬物含有培地に移されたとき、それらはすべて生存し、薬物を含まない培地での増殖および増殖中に元の抵抗性が維持されていたことを示 Hinshelwoodは、彼がlamarckによって提案されたものとは違って遺伝的適応変化を観察していたと結論づけた。
ヒンシェルウッドの作品は、彼の反対派が適応が遺伝的な環境的誘発効果からではなく、ダーウィン型のメカニズムで自然変異から生じたと主張したため、広範な解雇を描いた。 実際、変異は、通常、非変異原性と考えられる食事および他の要因に由来するものであっても、遺伝的環境影響に対する議論として頻繁に呼び出される。 変異事象からの寄与を完全に排除することは困難であるが、Hinshelwoodのデータのいくつかの特徴は間違いなく新ダーウィンのメカニズムよりもLamarckianを好む: （a）用量は致死下であったので、これは増殖し続けるいくつかの耐性変異体を除いてすべての細菌が殺されるケースではありません。 （ｂ）多様な構造の薬物はすべてその効果を示し、いずれの薬物も変異原性であることは知られていない。 （ｃ）多くの突然変異に特徴的な「すべてまたはなし」の挙動ではなく、薬物含有培地上の継代の数が進行するにつれて抵抗性がほぼ連続的に増加した。 （ｄ）抵抗性は、稀な突然変異事象から予想されるよりも集団全体でより迅速に発現された。 （e）ほとんどの変異行動とは異なり、細菌は、薬物を含まない培地上で多くの世代にわたって増殖させた後、元の薬物感受性表現型を取り戻した。 漸進的可逆性は、突然変異よりも起源においてより適応的である。DiasとRessler(2014)は最近、pavlovスタイルのアセトフェノンの臭いと軽度の足のショックを関連付けるように訓練された雄マウスについて、nature Neuroscienceで報告しています。 未露光の雌を持つこれらのマウスの子孫は、以前に遭遇したことがなかったが、臭いを恐れていた。 感作マウスの精子を用いた人工授精によって考案されたとしても，恐怖応答は次世代に受け継がれた。 一般的に真実であるように、情報が世代間でどのように転送されるかは正確には不明である。
自然そのものは、形質の遺伝可能な伝達がDNAヌクレオチド配列の変化（すなわち、突然変異）以外の効果から生じるという証拠を提供している。
例えば、ヒト胚の細胞は、神経、皮膚、血液、および骨などの様々な表現型に分化する。 所与のヒトにおけるこれらの細胞型はすべて同一のＤＮＡ配列を有するので、古典的なＤＮＡベースの遺伝とは対照的に、細胞とその環境との相互作用に依存 腸と骨髄の細胞が何千世代にもわたって永続するという事実は、分化した胚細胞によって獲得された形質が永続していることを示しています。
上記のサンプル実験の一つ以上が不十分に検証されている（あるいは誤って解釈されている）可能性があるとしても、獲得された形質の遺伝性を示唆する多様なデータのバックログがあり、Lamarckian構成を無視することは不可能である。 明らかにラマルクは、ダーウィンが適者生存の背後にある遺伝学の考えを持っていなかったのと同じように、取得された形質の継承の背後にある遺伝学の考えを持っていませんでした。 その後の議論では、「Lamarckian継承」をより現代的な用語「エピジェネティック継承」（Jablonka&Lamb1995,1998）と同一視することがよくあります。 したがって、エピジェネティクスはラマルク主義であり、ネオダーウィニズムはダーウィニズムである。 言い換えれば、エピジェネティクスは、獲得された特性の継承に分子的根拠を提供する。 後者は感情的で歴史的な手荷物を持たないことを除いて、”エピジェネティクス”の代わりに”新ラマルク主義”という用語を使用することができます。
エピジェネティクスは自然選択と直接競合していないことを直ちに述べなければならない。
エピジェネティクスは自然選択と直接競合してい 両方のモデルは、有利な形質（起源で獲得されたか変異したかにかかわらず）が子孫に優先的に渡され、それによって形質（”自然選択”）を永続させることがで しかし、エピジェネティックな継承は、新ダーウィン理論とそれに基づく多くの現在のオフシュートに含まれていない環境条件から派生した変化のさらなる源を提供する。 この2つの構成要素の違いは重要です。 一つは、外部刺激に応答して変化を作成し、他はDNA配列決定におけるランダムな変化に応じて変化を作成します。 遺伝子導入エピジェネティック継承の分子的側面を考えてみましょう。