進化論者はしばしば、ダーウィンの進化を「無作為」と呼ぶことに対して私たちを挑発します。 彼らは、列車を動かすとされる力である自然淘汰が、より「適合」した生物を常に選択するので、ランダムではないという事実を指摘します。 しかし、これは物語の一部に過ぎず、なぜ進化が本当にランダムと言えるのかを理解するためには、残りの部分を語る必要があるのです。

進化は4つの部分から構成されていると考えることができます。 最初の部分は、粉砕機の原料であり、突然変異が生成されるプロセスである。 これは一般にランダムなプロセスであると考えられているが、いくつかの例外がある。 一塩基の変化は、多かれ少なかれランダムに起こりますが、どの塩基がどの塩基に置き換わるかについては、多少の偏りがあります。 他の種類の突然変異、例えば、欠失、転位、組換え（DNAが染色体間で交換されること）は、しばしばホットスポットで起こりますが、常に起こるわけではありません。 正味のところ、突然変異は、生物が何を必要とするかを考慮することなく、ひょいひょいと起こるものなのです。 その意味で突然変異はランダムなのです。 その名が示すように、この過程もランダムであり、偶然の出来事の結果であり、生物の利益とは無関係である。 ほとんどの突然変異は、特に新しく生じた場合、宿主となる生物が繁殖に失敗したり、遺伝学とは無関係の原因で死んだりするために、その混合の中で失われてしまいます。 また、新しい突然変異が他の有害な突然変異と組み合わさって、排除されることもあります。

ドリフトのランダムな効果は、例えば100万人以下の小さな繁殖集団の生物では、自然淘汰を圧倒するほど大きい。 新しい突然変異はドリフトによる損失を免れるほど速く生まれない。 新しい突然変異が「固定」される、つまり、すべての個体に普遍的に存在するようになるには、集団の中で越えなければならない閾値があるのである。 新しい突然変異は一般に、その集団の閾値を超える前にドリフトによって失われる。 第三の自然淘汰はランダムではなく、有益な変化を維持し、有害な変化を排除するように作用する。 それは方向性を持っていると言える。 しかし、いくつかの注意点がある。 有益な突然変異はまれであり、通常は弱い有益性しかないので、自然淘汰の効果は通常それほど強くはない。 ほとんどの変化はわずかな利点をもたらすだけである。

さらに、「有益な」突然変異が何かを破壊し、情報の喪失と潜在的な改良の喪失を伴うことがあり、それはしばしば起こります。 この破壊は、あらゆる意味で不可逆的なものである可能性があります。 人類の進化における第一の例は、鎌状赤血球症です。 鎌状赤血球症は、マラリア原虫に対して抵抗力を持つ赤血球を作るヘモグロビン遺伝子の突然変異によって引き起こされる病気である。 壊れた遺伝子が1本だと有益なのだが（マラリアに対する抵抗力が増す）、2本あると（両方の染色体が突然変異を担っている）、赤血球が変形し、痛みを伴う衰弱を引き起こすのである。 壊れた遺伝子は、マラリアが存在する場合を除いて、実際にはその正常なバージョンよりも機能的に悪いのです。

このことは、重要な点を浮き彫りにしています。 自然淘汰は常に同じ突然変異を選択するとは限らない。 環境によって、どの突然変異が好まれるかが決まるのである。 たとえば、マラリアが存在するところでは、自然淘汰は鎌状赤血球形質の1コピーを持つ個体に有利に働き、マラリアが存在しないところでは、鎌状赤血球遺伝子に不利に働くのです。 このように、淘汰は、何が有利で何が不利かという基準が変化する、変動する風景の上を蛇行しているのです。 鎌状赤血球の形質を持っていることは有益であり、そうでないこともある。 異なる集団は、異なる時期に有利になる。 この意味で、選択にはランダムな要素もあると言えるかもしれません。なぜなら、選択が強く、一方向的で、常に同じ突然変異を好むということはまれだからです。

このような選択のばらつきは、別の例として、ガル・パゴス諸島のフィンチのくちばしの進化を見ればわかるでしょう。 干ばつの年には大きなくちばしが好まれ、雨の年には小さなくちばしが好まれます。

亜集団が形質を獲得しても、環境変動があるため、その形質が普遍化することはない。 たとえば、乳糖不耐症は、大人になっても乳糖を消化できる遺伝子のバージョンを全員が持っているわけではありません。

進化には特殊な方法があり、集団に突然ボトルネックが生じると、その集団で優勢な形質が固定化される傾向があります。 核兵器によるホロコーストでスウェーデン人以外が全滅したとします。 乳糖を消化する遺伝子はほぼ確実に固定化されるだろうし、金髪や青い目など、チーズを食べて高緯度に住んでいる北欧人の形質も固定化されるだろう。 新しい環境で新しい突然変異が起こるまでは、この状態が続くでしょう。

さて、あなたは進化の集団遺伝学について、想像以上に多くのことを知っていますね。 これらすべての要因の総和が、進化、すなわち時間の経過に伴う変化をもたらすものです。 突然変異、ドリフト、淘汰、環境変化のすべてが役割を担っているのです。 これらの4つの力のうち3つは、生物の必要性を考慮しないランダムなものです。 淘汰でさえ、環境に応じてその方向がランダムになることがある。

では、教えてください。 進化はランダムなのか？ 働いているプロセスのほとんどは間違いなくそうです。 確かに、何か他の要因が働かなければ、進化は一方向に着実に進むことはありません。 その要因が何であるかは、まだわかりません。 個人的には、物質的な説明は見つからないと考えています。なぜなら、目的を持って進化を導くためには、目的を持った設計者がそのプロセスを作る必要があるからです。

画像引用元: David Adam Kess (Own work) , via Wikimedia Commons.