生物の系統と分類｜高校生物

根拠は高等学校学習指導要領（平成30年告示）「生物」の内容 (1) ア (ｳ) ㋐「生物の系統と進化」。
内容の取扱いは「３ドメインを扱うこと。また、高次の分類群として界や門にも触れること」を
求めている。

0. どういう論点か

生物どうしの類縁関係（系統）は、いまは塩基配列やアミノ酸配列から推定します。
見た目ではなく分子で比べると、それまでの分類が組み替わりました。
その結果が ３ドメインです。

	細菌（バクテリア）	アーキア（古細菌）	真核生物（ユーカリア）
核膜	無い	無い	ある
細胞壁のペプチドグリカン	ある	無い	無い
真核生物との近さ	遠い	近い	—

引っかけの分かれ目は次の 3 つ。

古細菌は「細菌の一種」ではない（真核生物のほうに近い）
分子系統樹と形態からの系統樹は一致しないことがある（収束進化があるため）
分子時計が使えるのは、変化の速さが一定とみなせる中立な変化

1. 系統と系統樹

根拠: 学習指導要領生物-(1)-ア-(ウ)-㋐

生物が進化してきた道筋（類縁関係）を何という？

系統

これを枝分かれの図で表したものが系統樹。

塩基配列やアミノ酸配列の違いをもとに作った系統樹を何という？

分子系統樹

形態を使わないので、見た目の似ていない生物どうしも比べられる。

分子系統樹で、2 種の配列の違いが大きいほど何が言える？

分岐してからの時間が長い（類縁関係が遠い）

違いの数を、分かれてからの時間の目安として使う。

配列の変化の速さが一定だとみなして、分岐した年代を推定する考えを何という？

分子時計

化石の年代と組み合わせて目盛りを合わせる。

形態から推定した系統樹と、分子系統樹が食い違うことがあるのはなぜ？

似た環境で似た形になること（収束進化）があるから

見た目の類似が、必ずしも近縁を意味しない。

ヘモグロビンのアミノ酸配列を比べて系統樹を作れるのはなぜ？

多くの生物が共通してもち、共通祖先から受け継がれてきたタンパク質だから

比べる対象が対応していないと、違いの数に意味が無い。

2. ３ドメイン

根拠: 学習指導要領生物-(1)-ア-(ウ)-㋐

ここが取扱いの本命です。rRNA の塩基配列で分けたことと、
古細菌が真核生物側に近いことの 2 点を握ります。

全生物を細菌・アーキア（古細菌）・真核生物の 3 つに分ける考えを何という？

３ドメイン説

ウーズが rRNA の塩基配列をもとに提唱した。

３ドメインの区分の根拠になった分子は？

リボソーム RNA（rRNA）の塩基配列

すべての生物が共通してもち、変化が遅いので遠い類縁も比べられる。

アーキア（古細菌）と細菌（バクテリア）は、近い仲間？

近くない

どちらも原核生物だが、アーキアのほうが真核生物に近い系統にある。

アーキアと細菌の違いを、細胞壁の成分で言うと？

細菌はペプチドグリカンをもち、アーキアはもたない

抗生物質の効き方の違いにもつながる。

高温・高塩濃度など極端な環境に多く見られるのは、３ドメインのどれ？

アーキア（古細菌）

好熱菌・高度好塩菌・メタン生成菌などが含まれる。

ドメインの下に置かれる、より小さい分類群を大きい順に 5 つ挙げると？

界・門・綱・目・科（そのあと属・種）

ドメイン → 界 → 門 → 綱 → 目 → 科 → 属 → 種の順。

「界」という分類群は、３ドメインのどこに置かれる？

ドメインの下

たとえば真核生物ドメインの中に、動物界・植物界・菌界などが置かれる。

真核生物のドメインに含まれる界を挙げると？

動物界・植物界・菌界・原生生物界

このうち原生生物界は、まとまった系統ではないことが分かっている。

3. 分類の約束

根拠: 学習指導要領生物-(1)-ア-(ウ)-㋐

種の名前を、属名と種小名の 2 語で表す方法を何という？

二名法

リンネが確立した。ヒトは Homo sapiens。

生物を似たものどうしでまとめる「分類」と、進化の道筋を表す「系統」の関係は？

現在の分類は、系統（進化の道筋）を反映するように組み直されている

見た目でまとめるだけの分類から、共通祖先に基づく分類へ移った。

「門」はどの階級にあたる？　例を 1 つ挙げると？

界の下の階級。例：脊索動物門（動物界）

門の下に綱（哺乳綱など）が置かれる。

共通の祖先とその子孫をすべて含むまとまりを何という？

単系統群

系統に基づく分類では、この単位でまとめることが目指される。