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えーっと、皆さん、こんにちは。今回はですね、「すべてには理由があるわけじゃない」っていう、ちょっと意外なテーマでお話ししたいと思います。
あの、チャールズ・ダーウィンが『種の起源』の最後の方で、生命の多様性についてすごく感動的に語ってるじゃないですか。「単純な始まりから、これほど美しく多様な形へと進化してきたんだ」って。でもね、実はその「始まり」って本当にシンプルだったんですよ。地球の歴史のほとんどの間、生命は単細胞生物のままで、なかなか複雑な形に進化しなかったんですね。
で、美しい蘭とかタコ、カササギ、モクレン、ハイエナ、人間…そういった「美しい多様な形」になるためには、運が必要だったんです。それも、ただの運じゃなくて、数十億年に一度レベルの、とんでもない運が。
約20億年前まで、地球上の生き物はみんな、核のない小さな単細胞生物、つまり細菌とか古細菌だったんですね。それが、理由は分からないんですけど、ある時、一つの細菌が別の原核細胞に偶然ぶつかって、その中に入り込んじゃったんです。で、その細菌が最終的にミトコンドリアになったんですね。私たちの細胞のエネルギー源であるミトコンドリアに。
ええ、この瞬間から、すべてが変わったんです。木も、草も、カタツムリも、人間も…すべての複雑な生命は、この偶然の、ありえないような微生物の合併のおかげで存在しているんです。人間の歴史全体が、たった一つの、顕微鏡レベルの偶然に遡れるって、ちょっと落ち着かないですよね。20億年前にたった一度だけ起きたことで、それ以来一度も起きてない。もしかしたら、史上最大の偶然かもしれません。
私たちの種の歴史を辿ると、似たような驚くような話がたくさん出てくるんです。それらの話から明らかなのは、私たちの存在、そして今の私たちの生き方は、偶然で、恣意的で、だからこそ、すごく不安定だってことなんです。最近の研究では、私たちが卵を産まない理由が、約1億年前にトガリネズミのような生き物がレトロウイルスに感染したことにあるかもしれない、ということが分かってきたんです。それが胎盤の進化につながり、最終的に胎生になった、と。私たちの人生の物語には、数えきれないほどの作者がいるんですね。人間もいれば、そうでないものもいる。遠い過去から、広大な距離を超えて、織り込まれたコラボレーションなんです。でも、遠い昔の、忘れ去られた霧の中の、ほんの小さな、一見ランダムな偶然がなかったら、私たち誰も存在しなかったんです。
ええと、進化の長い道のりの、そんな畏敬の念を起こさせる脆弱さって、今の私たちの生活とはかけ離れているように思えるかもしれませんけど、実は、私たちの社会は、日々、年々、その場限りの偶然によって変化しているんです。私たちの世界は相互に絡み合っていて、何かを変えると、すべてが変わってしまう。だから、意味のないような小さな調整が、最も奇妙で予想外の方法で現れることがあるんですね。
私の研究のために、2011年から定期的にマダガスカルに行ってるんですが、数年前、道端の屋台で、マルモクラブ、つまりマーブル模様のザリガニっていう新しい珍味を見つけたんです。彼らは約15年前に、東アフリカ沖の赤い土の島に初めてやってきたんですけど、ここ10年で、あっという間に広がったんですね。どこにでもいるんです。でも、どこから来たのかっていう謎があるんです。
科学者たちはまだ確信できてないんですけど、有力な仮説は、この新しい種が、なんと、1995年にドイツのペットショップの水槽で、たった一匹のメスのザリガニに、突然変異が起きた後に生まれた、っていうんです。理由はまだ謎なんですけど、そのペットショップのザリガニは、不可解な方法で変化したんです。普通のザリガニは染色体を2セット持ってるんですけど、彼女は3セット持ってたんです。しかも、オスのザリガニがいなくても妊娠できたんです。この突然変異したマルモクラブは、突然、無性生殖で自分自身のクローンを作れるようになったんですね。その後のすべてのマルモクラブはメスで、元の突然変異した母親からの遺伝的なレプリカだったんです。単独で繁殖できるっていう奇妙な能力のために、たった一匹のマルモクラブの導入が、マダガスカルで起きたように、爆発的な個体数増加を引き起こす可能性があるんです。
マルモクラブは、水田を食い荒らす侵略的な種なんですけど、クローンで増えたおかげで、予想外の利益ももたらしているんです。マダガスカルの人口の多くは栄養失調で、高価なタンパク質が不足しています。でも、豊富にあるザリガニが、安くて安定した美味しい栄養源になっているんですね。しかも、マルモクラブは、住血吸虫症っていう、島で何百万人もの人々を苦しめている寄生虫性疾患の媒介者である淡水カタツムリを捕食するみたいなんです。マダガスカルの米作は壊滅的な打撃を受けたけど、3000万人の人々が新しい栄養源を手に入れ、何百万人もの子供たちが寄生虫で死亡する可能性が低くなったんです。すべては、1995年にドイツのペットショップで起きた可能性が高い、たった一つの遺伝子変異、たった一匹の突然変異したザリガニのおかげなんです。
さらに奇妙なことに、研究者たちが遺伝的に同一の2匹のマルモクラブを取り上げて、同じ管理された環境に入れたとき、驚くべきことが起こったんです。遺伝的なコピー同士で、同じ環境で育てられたにもかかわらず、彼らの子供たちは、奇妙なほど異なっていたんです。作家のマイケル・ブラストランドが指摘するように、ある娘個体は、別の個体よりも20倍も大きく成長したんです。グループ全体で、個体ごとに臓器に違いがあったんです。彼らの行動は大きく異なっていました。ある個体は437日後に死亡しました。別の個体は、その2倍以上の期間生き残ったんです。遺伝的にも環境的にも、これらの大きな違いを説明することはできませんでした。では、何が原因なのでしょうか？誰も知らないんです。エピジェネティクスっていう、成長中の分野と関係があるのかもしれませんけど、科学者たちは困惑しているんです。
ランダムな変動は、時間と空間を超えて広がり、予期せぬ機会や、壊滅的な災害、あるいはその両方を引き起こすことがあります。マダガスカルの何百万人もの人々の生活は、遠い昔に死んだ、遠いドイツのザリガニの突然変異によって変わったんです。その背後には、壮大な計画はありませんでした。それはただの偶然で、ランダムな遺伝的な間違いによって生み出されたものでした。そして、その偶然の影響は、私たちの相互に絡み合った存在を通して増幅されたんです。そんな計り知れない偶然に直面して、私たちにできる最善のことは、肩をすくめて、「すべてはそうなったから、そうなっているんだ」っていう、スコットランドの生物学者、ダーシー・トンプソンの説明に従うことなのかもしれません。
でも、私たちは何度も何度も、「すべてには理由がある」って言われて育ちますよね。そんな安心できる神話作りは、私たちに認知的な誤りを犯させ、現実を理解しようとするときに、理にかなった秩序だったパターンに押し込めようとしてしまうんです。例えば、私たちは、グローバルな超富裕層は、その才能のおかげで富を得たに違いない、っていう考え方をしがちなんですけど、少し詳しく見てみると、その神話はすぐに崩れ去ります。
知性、スキル、勤勉さを含むほとんどの人間の特性は、正規分布に従うんですね。釣り鐘型のカーブを描くんです。一方で、富は正規分布に従いません。それは、パワーロー、またはパレート分布に従い、ごく少数の人々が世界の富の大部分を支配しているんですね。あなたよりも5倍背が低い、または5倍背が高い大人を見つけることは決してないでしょうけど、今日の最も裕福な人は、平均的なアメリカ人よりも100万倍以上裕福なんです。だから、あなたよりほんの少し賢い人が、ほんの少し裕福になるのではなく、100万倍裕福になる可能性があるんですね。これは、時に「ファットテール」と呼ばれる世界で、ナシム・ニコラス・タレブが『ブラック・スワン』で生き生きと描いています。
でも、そんな極端な富は、才能ではなく、私たちが普段「運」と呼んでいるランダムな要因によるものだとしたらどうでしょうか？ある研究では、物理学者が経済学者と協力して、競争する個人の間で才能が現実的に分布している、架空の社会をコンピューターモデリングで開発したんです。彼らの架空の世界では、才能は重要でしたが、運も同じくらい重要でした。そして、彼らがシミュレーションを何度も繰り返したところ、最も裕福な人は、決して最も才能のある人ではなかったんです。代わりに、ほとんどの場合、平均に近い人だったんです。
それはなぜでしょうか？80億人の世界では、ほとんどの人が才能の中間レベルに位置していて、釣り鐘型のカーブの最大の領域を占めているんですね。ここで、運を雷に例えてみましょう。雷は無差別に落ちますよね。その圧倒的な数から、運は、ごく少数の超有能な天才ではなく、数十億人の中間レベルの才能を持つ人に当たる可能性が圧倒的に高いんです。研究者たちがまとめているように、「私たちの結果は、私たちが『ナイーブな能力主義』と呼ぶパラダイムのリスクを強調している…なぜなら、それは成功の決定要因におけるランダム性の役割を過小評価しているからだ」と。一部の億万長者は才能があるかもしれません。しかし、全員が幸運だったんです。そして、運は、定義上、偶然の産物です。タレブ、ダンカン・ワッツ、ロバート・フランクは、成功が生み出されたときに、理由を後付けで推測する傾向があることを示しています。彼らはそれを「物語の誤謬」とか、もっと一般的には「後知恵バイアス」と呼んでいます。億万長者は才能があるに違いないっていう考え方は、そんな誤謬の一つなんです。
でも、もし運が成功において、そんなに重要な役割を果たしているとしたら、それは私たちが幸運と不運について考える方法に影響を与えるはずですよね。もし、あなたが才能のある個人に成功が与えられる、能力主義の世界に生きていると信じているなら、偶然や運ではなく、すべての成功に対して全面的に功績を主張し、すべての敗北に対して自分を責めるのは理にかなっています。しかし、もし、表面的なランダム性と偶然が、私たちの生活における変化の大部分を推進していることを受け入れるなら、それはあなたの人生観を変えるでしょう。ルーレットで負けても、自分が役立たずの失敗者だと責めたりはしませんよね。代わりに、恣意的な結果を受け入れて、前に進むんです。意味のない、偶然の結果が、相互に絡み合った複雑な世界から生まれてくることを認識することは、私たちに力を与え、解放してくれるんです。私たちは皆、自分の成功に対してもう少し功績を減らし、自分の失敗に対してもう少し責任を減らすべきなんです。
私たちは、一見ランダムな不幸に直面したとき、特に偽りの説明を捏造し、それに固執する傾向があります。私たちが癌になったり、交通事故に遭ったりする理由を、ランダム性として簡単に受け入れることはできません。悪いニュースには、背後に理にかなった何かが必要なんです。苦しみの本当の理由を見つけ出さない限り、不幸から立ち直ることはできません。「すべてには理由がある」っていうのは、仕事がなくなったとき、別れ話で打ちのめされたとき、または人が死んだときによく聞かれる、対処メカニズムです。それは、すべてに対するきちんとした、秩序だった計画っていう神話に慰められて、無意味なことから意味を見出すのに役立つかもしれませんけど、その言葉は真実ではありません。それは、役立つ、安心できるフィクションなんです。いくつかのこと、重要なこと、腹立たしいこと、恐ろしいことでさえ、ただ起こるんです。それは、相互に接続された混沌とした世界の必然的な結果なんです。事故、過ち、そして何よりも、恣意的な中立的な変化が、種を生み出し、社会を形作り、私たちの人生をそらすんです。
逆に、研究によると、人々は、宝くじに当たったときのような、予期せぬプラスの経験をしたときには、ランダム性や偶然を満足できる説明として喜んで受け入れることが分かっています。そんな驚くべき喜びの瞬間、私たちは、まるで自分の誕生日パーティーに出席している犬のように、なぜチキンやチーズが突然、説明もなく豊富にあるのか分からず、疑問に思うことなく喜んでむさぼり食うんです。
でも、何か重要なことを説明しようとすると、ランダム性と偶然はすぐに消え去ってしまいます。人間間の違いを理解しようとするとき、私たちはほとんどの場合、単純な二分法に頼ることになりますよね。それは、何らかの遺伝子（生まれつき）と、環境、育ち、経験（育ち）の組み合わせによるものに違いない、と。しかし、3つ目の可能性は無視されがちなんです。謎めいたマルモクラブのように、私たち間のいくつかの違いは、単に偶然または恣意的なものではないとしたらどうでしょうか？
行動遺伝学者は、私たち間のばらつきのおよそ半分は、私たちのDNAによるものだと結論付けています。それは、人生の不可解な細部、つまり発達の暗黒物質を半分残しているんですね。キングス・カレッジ・ロンドンの行動遺伝学者、ダミアン・モリスは、私たちの人生の道は、一見ランダムな偶然に左右されることがあると主張しています。彼は、教室にいる双子の話でそれを説明しています。「一人は窓の外を眺めていて、鳥が飛んでくるのに気を取られ、もう一人は教師の特定の詩の説明に夢中になり、それが一生の詩への愛を形成する。」彼らの大学の専攻とキャリアパスは、後に窓をかすめる鳥のせいですべて変わってしまうんです。
その推測は、科学的に検証されつつあります。一見ランダムな変動は、出生前の脳の発達中に始まり、それらの小さな変化が私たちの人生の軌跡に大きな役割を果たす可能性があることが明らかになりつつあります。研究者たちは、同じ環境で育てられた遺伝的に同一のショウジョウバエの行動を比較する実験を行いました。それでも、非遺伝的な特性には、かなりの説明のつかないばらつきがありました。これらの違いは、神経回路のわずかな、一見ランダムな不一致、発達中の小さな変動によって、生涯にわたる刻印が作成されたことによるものみたいなんです。私たちの脳はハエの脳と似た構造を持っているので、人間に同様の実験を行うことは非倫理的ですが、私たちの配線も、私たちが生まれる前から、無計画で重要ないくつかのバリエーションに従っていると信じる理由があります。私たちがいくらそうでないふりをしても、私たちは時々、偶然の操り人形なんです。
多くの人々は、この世界の見方に反対し、そんな考え方は哲学者が熟考するには良いかもしれないけど、単なる「ノイズ」だと主張します。ひょっとしたら、それらの一見ランダムな変動は、時間の経過とともに洗い流されるのかもしれません。確かに、変化は構造化されたパターンと秩序に従って起こるはずです。だから、ついに、その中核的な謎に答えてみましょう。私たちの世界は偶発的なのでしょうか、それとも収束的なのでしょうか？すべてには理由があるのでしょうか、それとも何かがたまたま起こるだけなのでしょうか？
ヒンドゥー教の神話、中国の神話、そして一部のネイティブアメリカンの起源の物語では、地球は巨大なカメの背中に支えられていると言われています。有名な寓話によると、このことを聞いた少年は、当然の質問をします。「でも、そのカメは何の上に立っているの？」最初のカメは2番目のカメの上に立っている、と彼は言われます。「では、2番目のカメは何の上に立っているの？」と少年は尋ねます。答えは素早く、そして明確です。「どこまでもカメだよ」
「どこまでもカメ」は、無限後退の省略表現になっています。それぞれの説明が別の説明の上に立ち、それがまた別の説明の上に立ち、以下続く…という具合に。それが偶発性の働き方なんです。偶発的な世界では、あなたは、あなたの存在を生み出すために、ちょうど良いストランドと連動するパターンで配置された、ほぼ無限のイベントのウェブの集大成なんです。どんなに小さなストランドでも変更すると、あなたは消え、「生まれてこなかった幽霊」の仲間入りをします。ほんの少しの調整で、すべてが違っていたかもしれません。どこまでも偶発性。
多くの人気のある本が、人間の歴史の「もしも」を想像しています。しかし、根本的な問題があります。私たちには地球が1つしかないんです。他のあり得る世界についての仮説をテストすることはできません。時間を巻き戻し、イベントをわずかに変更して再度実行し、歴史がどのように展開するのか、または異なるのかを確認することによって、反事実をテストするメカニズムはないんですね。私たちは推測に立ち往生しているんです。
1998年、「スライディング・ドア」っていう映画は、私たちが他のあり得る世界を見ることができると想像しました。映画は、グウィネス・パルトロウが演じるヘレンが、ロンドン地下鉄で電車に乗り込もうと急いでいるところから始まります。彼女は階段を駆け下りますが、一時的に小さな女の子に邪魔され、一瞬遅れます。ヘレンが電車に着くと、ドアが閉まり、彼女はホームに残されます。そして、テープは約15秒巻き戻され、再開します。すべて同じように見えますが、今回は小さな女の子の母親が娘を邪魔にならないように引き寄せます。その結果、ドアが閉まると同時に、ヘレンは電車に乗り込みます。映画は、ヘレンが電車に乗った世界と、乗れなかった世界の両方で、ヘレンの人生をたどります。いくつかの点で、ヘレンの人生は根本的に異なります。他の点では、ヘレンの人生は同様の結果に収束しますが、彼女の道は変更されています。映画を考えると、これが私たちの人生がどのように機能するかは明らかになりますが、ほとんどの場合、私たちはそれについて考えません。おそらく、あらゆる瞬間が重要であることを認識することは圧倒的で、腹立たしいことだからでしょう。そして、映画製作者とは異なり、私たちには巻き戻しボタンがないので、私たちのスライディング・ドアのどの瞬間が最も重要だったのかを知ることは決してできません。
進化生物学の研究は、スライディング・ドアの概念を反映しています。種は、進化の電車に乗るかどうかにかかわらず、予測可能なパターンで興隆と衰退を繰り返すのでしょうか？それとも、小さな、一見取るに足らない変化や事故が軌道を変え、新しい特性、新しい行動、そして新しい種を生み出すのでしょうか？進化生物学は歴史科学であり、変化についてより一般的に考え、評価するための比類のない方法を私たちに提供します。したがって、他の動植物からの教訓を使って、私たちの生活や社会がどのように変化するかを理解するために、ダーウィンの世界への旅を簡単にすることには価値があるんですね。
ダーウィンの核となる洞察は、自然界が「選択圧」を生み出し、それが平均して誰が生き残り、誰が死ぬかを決定するということでした。もし、広い嘴を持つ鳥の群れが、狭い割れ目にしか食物が見つからない岩の多い崖に住んでいるとしたら、それらの鳥は、その割れ目から食物を取り出すことができる狭い嘴を持つ鳥よりも死ぬ可能性が高いですよね。時間が経つにつれて、狭い嘴は「選択」されます。なぜなら、それらを持っている鳥は生き残り、子孫を残す可能性が高く、他は自分自身を養うことができないので死んでしまうからです。世代から世代へと、種はその環境に適応し、もし狭くて槍のような嘴を持つフィンチがいつか生まれたら、それは進化の競争で他の者を打ち負かすでしょう。これは、環境が変化し、生存のための選択圧が変化するまで続きます。
しかし、進化が理にかなうためには、地球は古くなければなりませんでした。種が実験し、適応するための時間を与える必要があったんですね。何世紀にもわたって、地球は約5,850年しか古くないというパラダイムが主流でした。（1600年代に、ジェームズ・アッシャー司教は、地球は紀元前4004年10月22日の午後6時頃に創造されたと結論付けました。）それは、進化が魔法をかけるには十分な長さではありませんでした。もしローマが一日にして建設されなかったとしたら、ハトは確かに6日間で現れなかったでしょう。そして、地質学者たちが、地球が以前考えられていたよりもはるかに古代のものであることを発見し始めたとき、進化論は妥当になりました。
ダーウィンは、その生涯において、その根本的なメカニズムを理解することができませんでした。つまり、微細な化学的なレシピが、種内および種間にばらつきを生み出すということですね。しかし、彼の死後数十年にして、進化生物学の分野は、現代合成と呼ばれるアイデアによって形作られるようになりました。それはシンプルながら強力なモデルで、種内および種間の変化だけでなく、人間内の社会的および文化的な変化を理解するのに役立ちます。生物は突然変異を起こし、ランダムなバリエーションが蓄積されます。これにより、問題解決への試行錯誤のアプローチのための遺伝的な構成要素が作成されます。（今日、一見ランダムな突然変異はDNAがコピーされるときに起こることを知っていますが、ダーウィンは二重螺旋が発見される71年前に亡くなりました。）それらの突然変異は異なる嘴のタイプを作り出すかもしれません。いくつかは長く狭く、他は短く広いです。そして、自然選択がその手腕を発揮します。より有用な特性を持つ生物は生き残り、平均してより多くの遺伝子を次の世代に伝えます。一方、有用性の低い特性を持つ生物は、平均して生殖する前に頻繁に死亡します。
生存者が未来を決定するんです。冷酷ですが、効果的です。
しかし、生物学者たちは、進化の変化を、必然的な結果に向かって収束する滑らかで予測可能な輪郭として描く者と、偶発性によって定義される変化のギザギザで予測不可能な行進と見なす者に分かれています。（この分裂は、歴史学、経済学、政治学、社会学などの分野における同様の分裂を反映しています。）変化はどれくらい突然起こるのでしょうか？科学者たちはこの議論にユーモアのセンスを持っています。それがゆっくりと着実なプロセスだと主張する者は、時々軽蔑的に「クリープによる進化」を表していると言及されます。進化は、突然の変化がすべてを変えるまで、ほとんど安定していると示唆する者は、「ジャークによる進化」を表していると嘲笑されます。
これらの議論は私たちにとって重要です。私たちがスヌーズボタン効果と呼ぶものにとって。もし世界がほとんど収束的であるなら、あなたが元々計画していた時間よりも5分遅れてベッドから出ても問題ないでしょう。しかし、もし世界が時には小さくて偶発的なイベントによってそらされるとしたら、スヌーズボタンをタップするたびにすべてが変わってしまう可能性があります。
自然界は両方の視点の証拠を提供します。偶発性の側には、カモノハシのような生物がいます。これは、生物学者のジョナサン・ロソスが「進化的には一度限りのもの」と呼ぶ種の1つです。カモノハシは、毒を持ち卵を産む哺乳類で、カモの嘴、ビーバーの尾、カワウソの足を持っています。基本的に、お腹の毛穴からミルクを汗のように出して、子供たちに与えます。この生物は非常に珍しく、他に類を見ないため、1799年に最初の標本がイギリスに送られたとき、主要な解剖学者は「それは当然、人工的な手段による何らかの欺瞞的な準備という考えを刺激する」と述べました。彼は、他の動物の死骸を縫い合わせてカモノハシのフランケンシュタインのようなものにするための縫い目を無駄に探しました。別の者は、それは進化の乱交による奇妙な子孫であると仮説を立てました。「これらすべての異なる動物の異なる性の間の乱交」と。まさに仮説ですね。
あるいは、東南アジア原産のビントロングのことを考えてみてください。その尿には2-アセチル-1-ピロリンという化学物質が含まれています。その化学化合物は、調理されたポップコーンにその魅力的な香りを与えます。ビントロングは、足と尾に尿をたっぷりと塗る傾向があり、それが香りの痕跡を作り出します。そのため、ビントロングの生息地を歩くと、映画館のロビーの香りがジャングルで漂ってくることが多いんです。偶発的な出来事による進化は、かなり奇妙なものになる可能性があります。
カニは収束にとって、カモノハシは偶発性にとってです。例えば、タラバガニ、イソカニ、ヤドカリは、真のカニではなく、無関係の甲殻類です。それは、進化が少なくとも5つの異なる機会に、動物をカニのような体の計画に変えてきたためです。それは非常に一般的であるため、「何かをカニのような形に変える」ことを意味するカニ化という用語さえあります。（収束する力が非常に大きいため、人間は最終的にはペンチで歩き回ることになると示唆している人もいます。）同様に、飛行能力は、生命の木の中で少なくとも4つの異なる枝、つまり昆虫、コウモリ、鳥、そして翼竜で進化しました。自然は共通の問題に対して同様の解決策に収束します。
私たちの世界は偶発性と収束の間をちらつき、構造と秩序の錯覚を提供しますが、1つの小さな調整がすべてを変えます。洗練されたDNAシーケンスを使って、レディング大学の進化生物学者、マーク・ペイジェルは、驚くべきことに新しい種の78％が単一のイベントによって引き起こされたという証拠を発見しました。自然はランダムな間違い、または偶発的な逸脱を起こし、そうすると、新しい種類のカブトムシが生まれるんです。
しかし、なぜそれが私たちにとって重要なのでしょうか？
人間の歴史の理解は、偶発性と収束の間の戦いなんです。安定した長期的な傾向が変化を推進するのでしょうか？それとも、歴史は最小の詳細に依存するのでしょうか？私たちは過去を実験的にテストできないため、2つの世界観の間で推測するしかありません。
しかし、もしあなたが複数の世界を作ることができたらどうでしょうか？そして、もしあなたがその中で、中で起こることを制御するだけでなく、時間をも制御できたらどうでしょうか？神を演じる能力を想像してみてください。意のままに一時停止し、主要な瞬間を巻き戻して再生することさえできます。それは、原因と結果の奥深い謎を前例のない精度で垣間見ることができるでしょう。私たちはついに、変化がどのように起こるのか、そして偶発性または収束のどちらが支配するのかを知ることができるでしょう。それは酔わせるような思考実験です。しかし、それは起こり得るのでしょうか？
数十年前、リチャード・レンスキーという科学者が、それがサイエンスフィクションなしに可能であることに気づきました。印象的なダーウィンスタイルのひげを生やしたレンスキーは、進化生物学者として働き、ノースカロライナ州の農村部で肉食性のミナミオサムシを研究するためのフィールドワークを行っていました。彼は屋外を楽しんでいましたが、作業は遅く、対処すべき有毒なヘビがたくさんいて、彼のカブトムシはしばしば大雨で溺れてしまい、そして最も重要なことは、現実世界の複雑さが非常に多くの変数を導入したため、彼が最も興奮するアイデアを正確にテストすることが不可能だったということでした。レンスキーは、進化の変化に関する実験は、飼いならされていない荒野ではなく、科学実験室の管理された環境で実行できるのだろうかと疑問に思い始めました。1988年、レンスキーは科学史の中で最も長く、最も重要な実験の1つを開始しました。
レンスキーの実験は、そのシンプルさにおいて洗練されています。12個の同一のフラスコを取り上げ、それらに12個の同一の大腸菌株を入れ、それらにまったく同じグルコースブロスを与え、進化させてください。大腸菌は急速に繁殖するため、1日に6.64世代を経ます。平均的な人間の世代は26.9年続くため、これらの細菌の世界の1日は、およそ178年間の人間の時間に相当します。信じられないかもしれませんが、1988年以来、レンスキーは7万世代以上にもわたって大腸菌の進化を直接観察してきました。それは人間の時間に換算すると190万年の変化に相当します。2004年、別の驚くべき科学者、ザカリー・ブラウントがレンスキーの研究室に加わりました。彼らは長年にわたり、それぞれがフラスコの中で渦巻いている12個の微生物宇宙を監督してきました。
私も彼らの研究室を訪れたので、私もこれらの管理された宇宙を見つめることができました。ミシガン州立大学にあるレンスキーとブラウントの研究室は目立たない場所にあります。ビーカー、メスシリンダー、シャーレ、そして化学薬品の白いボトルが詰まった棚に置かれています。ドアの隣で、レンスキーは箱型のインキュベーターを指し示しています。それは37℃、つまり人間の体温と同じ98.6°Fに設定されています。インキュベーターは、ゆっくりと微生物のフラスコをかき混ぜて揺らすにつれて、ハミングしています。その無菌的な外観にもかかわらず、その研究室は進化の謎に夢中になっている場所であるという手がかりを提供しています。ダーウィンの有名な航海を描いたポスターが壁に貼られています。光スイッチの隣には、男のように直立していますが、タコの触手を持つファンタジー生物の額装された絵があります。その上には、アメリカのモットーであるエ・プルリブス・ウヌム、つまり「多から一へ」を逆転させたフレーズが書かれたバナーがあります。長期進化実験（LTEE）では、彼らは異なるマントラ、つまり進化の変化への敬意を払ったものを守っています。それはエクス・ウーナ・プルレス、「一から多へ」です。
私は、そのモットーを採用し、そのバナーを作った男、ザカリー・ブラウントに、彼の研究室の近くにあるストリップモールのインド料理店で会いました。彼は、ハイキングブーツの上に高くそびえ立つカラフルなストライプの靴下を履いていて、見逃すことはありませんでした。彼は自称「21世紀の変わり者」で、携帯電話を持っていません。ブラウントは、生命の最も厳重に守られている秘密のコードを解読する研究室で、または荒野のキャンプ場で厚い歴史書を読みながらそれらの秘密を熟考していることが多いでしょう。彼は微生物と人間の歴史の両方における偶然に魅了されています。つまり「昼はバクテリア、夜はビザンツ帝国」というタイプです。彼と4時間を過ごした後、私はこれまで、世界にそれほど興味を持ち、それを理解するためにそれほど思慮深く生産的な人に会ったことがあるかどうか確信が持てません。
ブラウントは熱意を持って実験について説明しています。毎日、各フラスコ内のバクテリアは、グルコース、つまり砂糖とクエン酸の同一のブロスで成長します。クエン酸は、オレンジジュースにその風味を与える酸としてよく知られています。その小さな生物はクエン酸の中で泳ぎますが、グルコースしか食べることができません。細菌は性交をして繁殖するのではなく、2つのほぼ同一の娘細胞に分割します。したがって、フラスコ内のバリエーションは、主に突然変異、つまりコピー中に起こるDNAの小さな間違いから生じます。実験の天才的なところは、1つの共通の祖先から、12個の異なる個体群が同一の条件下で自由に進化できるということです。エクス・ウーナ・プルレス。したがって、その実験は性交、環境変化、そして捕食者を方程式から排除し、科学者が最も純粋な形で進化を観察できるようにしています。したがって、レンスキーとブラウントは、偶発性または収束のどちらが支配するかをテストできます。もし変化が収束によって推進されるなら、12個のフラスコは長期にわたってさえ、わずかなバリエーションしか持たないでしょう。それらは12個の異なる経路をたどるかもしれませんが、ほぼ同じ場所にたどり着くでしょう。それは、進化のスヌーズボタンはほとんど意味がないことを意味します。しかし、もし偶発性が支配するなら、12個の個体群は最終的には実質的な方法で分岐するはずです。なぜなら、偶然の出来事が微生物の異形を作り出し、進化の経路を永遠に変えるからです。スヌーズボタンを1回タップするだけで、すべてが変わる可能性があります。
レンスキーとブラウントはまた、ほとんどの科学者が持っていないもの、つまりタイムマシンを持っています。大腸菌は害を与えることなく凍結できるため、冷凍庫は一時停止ボタンのように機能します。再生するには、バクテリアを解凍するだけです。最初から、レンスキーと彼のチームは、500世代ごとに12個すべてのバクテリアの系統を凍結しました。それは、彼らが実験の任意の部分を任意の特定の時点から再生できることを意味していました。ソビエト連邦が崩壊した日から、または2001年9月11日から始まるバクテリアの再生を作成したいですか？問題ありません。それらの12個のブロスの宇宙では、レンスキーとブラウントが時間を制御します。
10年以上もの間、その実験は進化の収束という仮説を裏付けているように見えました。12個の培養は異なっていました。なぜなら、わずかな変化は避けられないからです。しかし、12個すべてがほとんど同じように変化しているように見えました。各バクテリアの系統は、グルコースを食べることが徐々に上手になり、ダーウィン的な意味でより「適合」するようになりました。明確な秩序感がありました。特定の突然変異はあまり重要ではないようでした。まるで12個すべてが同じ線路をたどって、同じ目的地に向かって競争しているかのようでした。ジャークではなく、クリープが正当化されていました。
そして、2003年1月の寒い日に、博士研究員のティム・クーパーが、以前に何百回もやったように、12個の個体群の世話をするために研究室に到着しました。今回は、何かが異なりました。11個の個体群は正常に見えました。つまり「ミルクが1滴または2滴混ざった水のフラスコのようなもので、わずかな濁りだけが何百万もの常駐バクテリアを示していた」と。しかし、12番目はまったく異なりました。それは部分的に不透明で、ほとんど透明で透明であるはずのものが、濁った混合物でした。「私はそれが間違いだと思いました」とクーパーは私に言いました。「しかし、私は何か面白いことが起こっているとかなり確信していました。」
クーパーはレンスキーを呼びました。
「私はそれが研究室の誤りだと思いました」とレンスキーは私に言いました。「汚染を避けるための研究室での私たちのモットーは『疑わしい場合は、捨ててください』です。」レンスキーは、最後の冷凍サンプルからそのバクテリアの系統を再開することにしました。ありがたいことに、彼らの微生物タイムマシンを使えば、間違いは簡単に修正できました。
数週間後、同じフラスコが再び濁りました。明らかに間違いはありませんでした。何かが起こっていました。困惑した科学者たちは、その不透明なフラスコ内の大腸菌のDNAを解析し、信じられないことを見つけました。そのバクテリアは、泳いでいたクエン酸を食べることができるように進化していました。それはあり得ないことでした。20世紀には、クエン酸を消化できる大腸菌の記録された事例は1つだけでした。それが偶然に起こったこと自体が、すでに重要な発見でした。しかし、その物語はもっと面白くなることになっていました。
クエン酸を消化するために、この「変わり者」のバクテリアの系統は、まず個体群に明らかな利益をもたらさない少なくとも4つの無関係な突然変異を経験していました。つまり、一見意味のないエラーです。しかし、もしそれらの4つの間違いがすべて、その特定の順序で起こらなかったなら、クエン酸を食べることができるようにした5番目の突然変異は、不可能だったでしょう。5つの偶発的な突然変異が互いに積み重ねられていて、それらはまったくありそうもないことでした。どこまでも偶発性。
それらはどれくらい偶発的