多系統群とは?定義・具体例と単系統群・側系統群との違いを解説

多系統群の定義・具体例を図解でわかりやすく解説。単系統群や側系統群との違い、分類学の議論点も整理。

著者: Leandro Alegsa

多系統群とは、複数の独立した系統から由来する生物を一つのグループとしてまとめたもので、まとめられた生物群の最近共通祖先(most recent common ancestor, MRCA)がそのグループに含まれていない場合を指します。言い換えると、多系統群は形質の類似(収斂進化や適応の類似)によって人為的にまとめられたことが多く、系統的な親縁関係を反映していません(参照: 型学の)。

定義とポイント

  • 多系統群(polyphyletic):選ばれた種が異なる祖先から独立に進化しており、そのMRCAがグループに含まれていない。
  • 単系統群(monophyletic):ある共通祖先とその全ての子孫を含むグループ。分類学で理想とされる形。
  • 側系統群 / パラフィレティック(paraphyletic):共通祖先は含むが、その祖先の全ての子孫を含まないグループ。

具体例

たとえば「翼を持つ動物」を一つにまとめると、鳥類とコウモリ(哺乳類)や翼を持った古代の翼竜が混在します。これらの翼は独立に進化したため、まとまったグループは多系統的です。また、海に適応した「海藻(海藻類)」は複数の系統(褐藻類、紅藻、緑藻など)にまたがるため、藻類というまとまり自体が多系統群とされます。

元の文章にある例では、鳥類と哺乳類を単に「似ている」という理由で同じまとまりに置くと、両者は初期の羊膜類のレベルで共通の祖先を持つに過ぎず、進化的に大きく隔たっていると説明されていました(参照: 進化の面)。

分類の実務と多系統群

従来の分類学では、形態や生活様式の類似性を重視して便宜的にグループ分けが行われることがあり、その結果、ある群(例:生きている哺乳類のみをまとめる等)が多系統的になってしまうことがあります。たとえば、化石群や古い系統(例: therapsida に含まれるいくつかのクラッド)を含めないまま生きている種だけをまとめると、グループの系統的整合性が失われることがあります。

生物学的分類は、本来はすべてのグループが単一の共通祖先からの子孫になるように、種をまとめることを目標としています。その観点から見ると、多系統群は誤ったまとまりであり、次のような方法で「修正」されます:

  • 多系統群に含まれる独立した系統ごとに分割して、それぞれを単系統にする。
  • もし可能であれば、共通祖先やその子孫を含めることで群を拡張して単系統群にする(ただし化石資料が不十分な場合は困難)。

単系統群・側系統群との違い

分類学的な理想は、すべてのまとまりが単系統であることです。しかし実際には、便宜上あるいは説明上の理由から側系統群(パラフィレティックである群)を用いることがある、という議論があります。側系統群は共通祖先を含む点で多系統群と異なり、祖先と一部の子孫を含むが他の子孫を除外している点が特徴です。対して多系統群は祖先が含まれないか、共通祖先自体が複数に分かれているため、系統的まとまりがない点で根本的に異なります。

現代の方法と意義

分子系統解析や包括的な形質解析の発展により、多系統群や側系統群であった伝統的なグループの再検討が進んでいます。分類は単に名前を付ける作業ではなく、進化史をできるだけ忠実に反映することが求められるため、可能な限り単系統群に基づく分類が推奨されています。

まとめ

  • 多系統群は、類似性によって人為的にまとめられた、進化的にまとまりのないグループを指す。
  • 分類の修正には、分割して正しい単系統群にするか、必要な祖先や中間系統を含めて群を拡張する方法がある。
  • 現代の分類学は単系統群を基本とし、分子データ等を用いて多系統性の解消を図っている。

(本文中の参照リンクは元文の表示をそのまま残しています:型学の羊膜類のレベルで進化の面、therapsida、生物学的分類は、種を、多系統、種 類学的には単系統でパラフィレティックで

温血動物」のグループは多血種です。Zoom
温血動物」のグループは多血種です。

系統群の比較では、単系統(サウロプシ類)・準系統(爬虫類)・多系統(温血動物)を示している。Zoom
系統群の比較では、単系統(サウロプシ類)・準系統(爬虫類)・多系統(温血動物)を示している。

質問と回答

Q:クラッド学でいうポリフィリーとは何ですか?


A: Polyphylyとは、最後の共通祖先がそのグループのメンバーではない生物のグループを表す、クラディスティックスにおける用語です。

Q: Polyphylyはどのように表現されるのですか?


A:多系統は、「祖先の集団の子孫であるグループを含む」と表現することができます。

Q:鳥類と哺乳類は関係があるのですか?


A:鳥類と哺乳類は関係がありますが、初期の羊膜類のレベルだけです。進化の観点からは、両者の間には大きな隔たりがあります。

Q: なぜ従来の分類学では哺乳類は多系統になるのですか?


A:伝統的な分類学では、哺乳類を多系統化するために、便宜上、進化元のグループ(therapsidaのいくつかのクレードとなる)を除いたすべての子孫(例えば生きている哺乳類)を含めています。

Q:生物学的分類の目的は何ですか?


A: 生物学的分類の目的は、すべてのグループが単一の共通祖先の子孫であるように、種をグループ化することです。

Q:多系統のグループは、どのようにして「固定」されるのですか?


A: 多系統のグループは、クレードを除外するか、共通の祖先を追加することで「固定」することができます。

Q: すべての分類学者が、多系統群の有効性に同意しているのですか?


A: いいえ、すべての分類学者が多系統群の有効性に同意しているわけではありません。分類学では、分類の目的はすべてのグループが単系統であることを保証することであると主張しますが、分類学者の中には、多系統のグループにも有効な場所があると主張する人もいます。このようなグループには、直近の共通祖先は含まれますが、その祖先の子孫はすべて含まれません。


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