選択 (進化)

選択（Selection）

進化における選択の定義

生物の進化において、「選択」とは、特定の個体やその持つ形質が、世代を重ねるごとに集団内での数や割合を増加させていく現象を指します。これとは逆に、集団内での割合が減少していく現象を「淘汰（とうた）」と呼びます。選択と淘汰は、コインの裏表のように密接に関連しており、しばしばこれら二つのメカニズムを総称して「選択」、あるいは文脈によっては「淘汰」と呼ぶこともあります。しかし、増加と減少を明確に区別する必要がある場合は、それぞれを「正の選択（または正の淘汰）」、「負の選択（または負の淘汰）」と呼んで区別します。

この集団内の割合の変化が実際に観察される状態を「選択が働く」または「淘汰が働く」と表現します。そして、このような増減の差を生み出す環境的、あるいは生物学的な要因のことを「選択圧」または「淘汰圧」と称します。これらの過程は、単一の個体の生死に直接適用されるのではなく、世代を超えた集団レベルでの変化を記述する際に用いられる概念です。

選択という概念は、しばしば生物が環境に適応する過程と同一視されることがあります。集団内での割合が増加しやすい個体や形質は「適応度が高い」とされ、逆に減少しやすいものは「適応度が低い」と見なされます。適応度とは、その個体や形質が次の世代に残す子孫の数に相対的に影響を与える指標とも言えます。

選択の分類

選択は、その要因や、進化的な変化が生じる対象（単位）によって、いくつかの種類に分類されます。

要因による分類

自然選択（Natural Selection）: 生物の外部にある自然環境によって引き起こされる選択です。広義には、次に述べる他の選択を含む概念として捉えられることもあります。
狭義の自然選択: 気候、地形、他の生物（食糧、捕食者、寄生者など）、同種の個体密度など、選択を受ける個体自身以外の環境要因全てを含みます。
性選択（Sexual Selection）: 有性生殖を行う生物において、繁殖相手を選択したり、繁殖相手を巡って競争したりする際の社会的な相互作用によって生じる選択です。配偶者を得る能力が適応度に関わります。
社会選択（Social Selection）: 性選択の概念を拡張したもので、ある個体の集団内での社会的地位や評価が、その個体の適応度、特に繁殖の成功率に影響を与えるという考え方に基づいています。
人為選択（Artificial Selection）: 人間が特定の目的（例えば、農業における品種改良や家畜の品種改良）のために、意図的に特定の形質を持つ個体を選んで繁殖させることで引き起こされる選択です。

単位による分類

選択が働く「単位」についても、様々なレベルが提唱されています。

個体選択（Individual Selection）: 古典的なダーウィニズムの中心的な考え方で、選択の単位を個々の生物個体と見なします。実際に生存し、繁殖するのは個体であるため、最も直感的で観察しやすい単位として扱われます。
群選択（Group Selection）: 選択の単位を、個体の集まりである群れ（さらに広くは種や亜種の場合もある）と見なす考え方です。群れ全体の特性が集団の存続や繁栄に影響を与えるとされます。
形質選択（Trait Group Selection）: 特定の形質（例：利他的行動）を持つ個体の集団を単位として選択を考える立場です。その形質を持つ個体で構成される「形質集団」全体の成功が選択の基準となります。
種選択（Species Selection）: 選択の単位を種そのものと見なす考え方です。種の発生率や絶滅率に差が生じることで、特定の特性を持つ種が多く存続すると考えます。
遺伝子選択（Gene Selection）: 個体は寿命が限られていますが、遺伝子は世代を超えて受け継がれるため、真に選択される単位は個々の遺伝子である、という立場です。個体の適応度も、遺伝子を次世代に伝える上でどれだけ有利であるかによって評価されます。
血縁選択（Kin Selection）: 遺伝子選択の理論を発展させたもので、血縁関係にある個体同士は同じ遺伝子を共有している可能性が高いため、血縁集団全体の繁殖成功度に基づいて選択が働くという考え方です。これは個体選択を血縁者へと拡張したものと見なすことができます。
マルチレベル選択（Multilevel Selection）: 選択は個体、群れ、遺伝子など、複数の異なる階層（レベル）で同時に起きているとし、それぞれのレベルでの選択の働きを考慮する必要があるという立場です。

その他の分類

適応景観（形質と適応度の関係を図示したもの）との関係や、個体密度・頻度との関係など、特定の条件下での選択のパターンも分類されます。

安定性選択（Stabilizing Selection）: 集団の平均的な形質を持つ個体が最も適応度が高く、平均から大きく外れた形質を持つ個体が淘汰される選択です。集団の形質分布の中心が維持されます。
方向性選択（Directional Selection）: 集団の形質分布の平均値が特定の方向へ移動する選択です。特定の極端な形質を持つ個体が有利となり、集団全体がその方向へ変化していきます。
分断性選択（Disruptive Selection）: 集団の形質分布の両極端な形質を持つ個体が有利となり、平均的な形質を持つ個体が不利となる選択です。これにより、集団が複数の異なる形質を持つ集団に分化していく傾向が生じます。
密度依存選択（Density-dependent Selection）: 個体群の物理的な密度が選択圧の強さや方向性に影響を与える選択です。例えば、高密度下で有利になる形質や不利になる形質があります。
頻度依存選択（Frequency-dependent Selection）: 特定の形質を持つ個体が集団内でどれくらいの頻度で存在するかによって、その形質の適応度が変化する選択です。例えば、少数派である方が有利になる場合などがあります。

生物以外への応用

選択という概念は、生物の進化にとどまらず、人工知能の分野、特に「遺伝的アルゴリズム」のような探索や最適化の手法においても応用されています。ここでは、仮想的な「個体」や「形質」に対して、特定の基準（適応度関数）に基づいて「選択」と「淘汰」を繰り返し適用することで、より良い解（適応度の高い個体）を探し出すプロセスがシミュレートされます。

生物進化における選択は、生命の多様性と複雑性を生み出す根幹的なメカニズムであり、現在も研究が進められています。

関連項目:

選抜 (遺伝学)

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