英検2級レベルの英語長文問題を読み解きながら、進化発生学の基本的な知識を身につけることが出来る問題集をkindleにて出版しました！
本書では、進化発生学（通称：エボデボ）の基礎から重要なテーマまでをカバーする30の厳選された英語長文問題を収録しています。英文を通じて、進化発生学の本質に迫るとともに、この分野で不可欠な専門的英語力を養うことができます。
英語長文問題で読み解く進化発生学-30: 進化発生学の重要テーマを英語で読み解く 英語長文問題で読み解く学問シリーズ
これまでに発売した英語の長文問題集の一覧はコチラから！
英語長文で読み解く進化発生学-30 の中身を公開！
以下、どんな内容になっているのかを公開します！
目次
はじめに
1.進化発生学 – 生物の進化と発生の関係を研究する学問。
2.ホメオボックス遺伝子 – 発生過程で身体の基本構造を決定する遺伝子群。
3.ホックス遺伝子 – 前後軸に沿った体の形態形成を指示する遺伝子群。
4.形態形成 – 発生過程における組織や器官の形状形成。
5.器官形成 – 個体発生中に器官が形成される過程。
6.個体発生 – 受精から成熟に至るまでの個体の発生過程。
7.系統発生 – 種の進化史を示す系統的な発展。
8.進化的保存 – 特定の遺伝子や機能が異なる種で保存される現象。
9.再帰的発生 – 発生過程が進化の歴史を反映するという仮説。
10.発生のモジュール性 – 発生過程が独立したモジュールによって構成されていること。
11.エピジェネティクス – DNA配列に依存しない形で遺伝子発現を制御するメカニズム。
12.遺伝的スイッチ – 特定の遺伝子がオン・オフされる機構。
13.変異体解析 – 発生過程の研究において、遺伝子変異体を使用してその役割を解明する方法。
14.クライマティック発生 – 環境要因が発生に与える影響。
15.幼形成熟 – 成体が幼体の特徴を持ち続ける現象。
16.パエドモルフォシス – 成体が進化的に幼生形態を保持する進化現象。
17.進化的再利用 – 既存の構造や遺伝子が新しい機能に使われる現象。
18.発生プログラム – 発生における遺伝的指示のセット。
19.漸進的発生 – 発生が段階的に進行する過程。
20.発生的ロバスト性 – 環境や遺伝的変異に対する発生の頑強性。
21.クローン性 – 発生過程で細胞が同一の遺伝情報を持つ現象。
22.発生的制約 – 進化における発生過程の制約要因。
23.発生経路の可塑性 – 発生が環境に応じて柔軟に変化する能力。
24.アポトーシス – プログラムされた細胞死で、正常な発生や組織維持に重要。
25.シグナル伝達経路 – 細胞間で情報を伝える一連の化学反応。
26.Wntシグナル – 発生に関与する重要なシグナル伝達経路の一つ。
27.発生の再起動 – ある段階で停止した発生過程が再開される現象。
28.体細胞リプログラミング – 成熟した細胞が初期の未分化状態に戻されるプロセス。
29.再帰的進化 – 同じ形態や機能が独立して繰り返し進化する現象。
30.発生-進化パラドックス – 発生が進化とどのように矛盾なく連携するかという問題。
1.進化発生学 – 生物の進化と発生の関係を研究する学問。
Evo-Devo: Bridging Evolution and Development
Have you ever wondered why animals look the way they do? Or how different species develop their unique characteristics? These questions lie at the heart of a fascinating field of biology called Evolutionary Developmental Biology, often shortened to “Evo-Devo.” This exciting area of study combines two fundamental aspects of life sciences: evolution (how species change over time) and developmental biology (how individual organisms grow from a single cell to a complex creature).
Evo-Devo emerged as a distinct field in the late 20th century, but its roots go back to the ideas of Charles Darwin and other early evolutionary biologists. These scientists noticed that embryos of different species often look surprisingly similar in their early stages of development. This observation hinted at a deep connection between how organisms evolve and how they develop.
At its core, Evo-Devo seeks to understand how changes in the developmental process can lead to evolutionary changes in body form and function. It asks questions like: How do new body parts evolve? Why do some animals have limbs while others don’t? How can small genetic changes result in significant differences between species?
One of the key discoveries in Evo-Devo was the identification of “toolkit genes.” These are genes that play crucial roles in an organism’s development and are often shared across many different species. A famous example is the Hox genes, which help determine the basic body plan in animals as diverse as fruit flies, mice, and humans. Despite the vast differences between these creatures, they all use Hox genes to establish the head-to-tail axis of their bodies.
Let’s consider a specific example to illustrate how Evo-Devo works. Take the case of the beetle’s horn. Some species of beetles have large, elaborate horns, while closely related species don’t. Evo-Devo researchers discovered that the same genes involved in leg development in other insects were repurposed to create horns in beetles. This shows how evolution can take existing developmental processes and modify them to create new structures.
Another fascinating area of Evo-Devo research is the study of how body plans evolve. For instance, how did vertebrates (animals with backbones) develop their distinctive body plan? Researchers found that a gene called Pax6 plays a crucial role in eye development across many species, from fruit flies to humans. This suggests that the basic genetic toolkit for eye development existed in a common ancestor and has been modified in different ways as species evolved.
Evo-Devo has also shed light on how seemingly minor genetic changes can lead to significant differences between species. For example, the beaks of Galápagos finches, famously studied by Darwin, show a wide variety of shapes and sizes adapted to different food sources. Evo-Devo studies have revealed that changes in the activity of just a few genes during beak development can account for much of this diversity.
One of the most exciting aspects of Evo-Devo is its ability to explain evolutionary novelties – new features that appear in a lineage of organisms. For instance, how did butterflies develop their colorful wing patterns? Evo-Devo research has shown that genes involved in forming the basic wing structure were co-opted and modified to create intricate color patterns.
Evo-Devo also helps us understand why some evolutionary changes are more likely than others. The concept of “developmental constraint” suggests that the way an organism develops can limit the possible evolutionary paths it can take. For example, mammals have seven neck vertebrae (with rare exceptions), whether they’re giraffes with long necks or humans with short ones. This constraint likely arises from how the neck develops in mammalian embryos.
The field of Evo-Devo has important implications beyond just understanding how animals evolve. It provides insights into human health and disease. Many genetic disorders result from problems in developmental processes, and understanding these processes from an evolutionary perspective can help in developing treatments. Moreover, Evo-Devo research on regeneration in animals like salamanders could potentially lead to breakthroughs in regenerative medicine for humans.
As technology advances, Evo-Devo continues to evolve as a field. New techniques in genetic sequencing and manipulation, such as CRISPR gene editing, are allowing researchers to test evolutionary hypotheses in ways that were impossible just a few years ago. For instance, scientists can now alter genes in chicken embryos to induce the growth of dinosaur-like features, giving us a glimpse into how birds evolved from their reptilian ancestors.
In conclusion, Evolutionary Developmental Biology, or Evo-Devo, offers a powerful lens through which we can view the diversity of life on Earth. By bridging the gap between evolution and development, it provides a more complete picture of how organisms change over time and how complex structures arise. As this field continues to grow, it promises to unlock even more secrets about the fascinating story of life on our planet.
注釈
- Evolutionary Developmental Biology (Evo-Devo) (進化発生生物学): 生物の進化と発生の関係を研究する生物学の分野
- Embryo (胚): 受精卵から器官形成期までの発生初期段階にある生物
- Toolkit genes (ツールキット遺伝子): 生物の発生に重要な役割を果たし、多くの種で共有されている遺伝子
- Hox genes (ホメオボックス遺伝子): 動物の体の基本的な構造を決定する遺伝子群
- Body plan (体制): 生物の基本的な体の構造や配置
- Vertebrates (脊椎動物): 背骨を持つ動物
- Genetic changes (遺伝的変化): DNAの配列や構造の変化
- Evolutionary novelties (進化的新規性): 生物の系統で新たに現れた特徴
- Developmental constraint (発生制約): 生物の発生過程が進化の可能性を制限する現象
- CRISPR gene editing (CRISPR遺伝子編集): 特定のDNA配列を正確に変更できる遺伝子編集技術
設問
- What is the main focus of Evolutionary Developmental Biology (Evo-Devo)?
a) Studying how individual organisms age
b) Examining the relationship between evolution and development
c) Investigating plant growth in different environments
d) Analyzing the behavior of animals in their habitats - What observation led early scientists to suspect a connection between evolution and development?
a) The similarity of adult animals across species
b) The rapid growth of certain plant species
c) The similarity of embryos across different species in early stages
d) The diversity of ecosystems around the world - What are “toolkit genes” in the context of Evo-Devo?
a) Genes that determine an organism’s lifespan
b) Genes that are unique to each species
c) Genes that play crucial roles in development and are shared across many species
d) Genes that control an organism’s behavior - How does the example of the beetle’s horn illustrate a principle of Evo-Devo?
a) It shows how new structures can evolve from existing developmental processes
b) It demonstrates that all insects have horns
c) It proves that beetles are more evolved than other insects
d) It indicates that horns are essential for survival in all species - What does the study of Pax6 gene suggest about eye development across species?
a) Eyes evolved independently in each species
b) Only vertebrates have eyes
c) A common ancestor had the basic genetic toolkit for eye development
d) Pax6 gene is only found in humans - How does Evo-Devo explain the diversity of beak shapes in Galápagos finches?
a) Through major genetic mutations in each species
b) By changes in the activity of a few genes during beak development
c) Through dietary changes in different environments
d) By interbreeding between different finch species - What is meant by “developmental constraint” in Evo-Devo?
a) The limitation on the number of offspring an organism can have
b) The way an organism’s development can limit its possible evolutionary paths
c) The constraint on an organism’s size due to environmental factors
d) The limitation on an organism’s lifespan - How is Evo-Devo research potentially beneficial to human health?
a) By developing new exercise routines
b) By creating new dietary guidelines
c) By providing insights into genetic disorders and potentially aiding regenerative medicine
d) By improving agricultural techniques - What new technology is mentioned as advancing Evo-Devo research?
a) Microscopes
b) CRISPR gene editing
c) Satellite imaging
d) Virtual reality simulations - According to the passage, what can Evo-Devo research on salamanders potentially lead to?
a) Improved swimming techniques for humans
b) Better understanding of salamander behavior
c) Breakthroughs in regenerative medicine for humans
d) Development of new types of salamander pets
解答・解説
- 進化発生生物学（Evo-Devo）の主な焦点は何ですか？
a) 個々の生物の加齢過程を研究すること
b) 進化と発生の関係を調べること
c) 異なる環境での植物の成長を調査すること
d) 生息地での動物の行動を分析すること
答え: b) 進化と発生の関係を調べること
説明: 本文の冒頭で、Evo-Devoは「進化（種がどのように時間とともに変化するか）と発生生物学（個々の生物がどのように単一の細胞から複雑な生物に成長するか）という生命科学の二つの基本的な側面を組み合わせたもの」と定義されています。
- 初期の科学者たちが進化と発生の間の関連を疑うきっかけとなった観察は何ですか？
a) 種を超えた成体動物の類似性
b) 特定の植物種の急速な成長
c) 異なる種の胚が初期段階で類似していること
d) 世界中の生態系の多様性
答え: c) 異なる種の胚が初期段階で類似していること
説明: 本文では、「これらの科学者たちは、異なる種の胚が発生の初期段階でしばしば驚くほど類似していることに気づいた」と述べられています。
- Evo-Devoの文脈における「ツールキット遺伝子」とは何ですか？
a) 生物の寿命を決定する遺伝子
b) 各種に固有の遺伝子
c) 発生に重要な役割を果たし、多くの種で共有されている遺伝子
d) 生物の行動を制御する遺伝子
答え: c) 発生に重要な役割を果たし、多くの種で共有されている遺伝子
説明: 本文では、ツールキット遺伝子は「生物の発生に重要な役割を果たし、しばしば多くの異なる種で共有されている遺伝子」と定義されています。
- カブトムシの角の例は、Evo-Devoのどのような原理を示していますか？
a) 既存の発生過程から新しい構造が進化する可能性を示している
b) すべての昆虫に角があることを示している
c) カブトムシが他の昆虫よりも進化していることを証明している
d) 角がすべての種の生存に不可欠であることを示している
答え: a) 既存の発生過程から新しい構造が進化する可能性を示している
説明: 本文では、「他の昆虫の脚の発生に関与する同じ遺伝子が、カブトムシでは角を作るために再利用されていることを発見した」と述べられており、これは既存の発生過程が新しい構造を作るために修正されることを示しています。
- Pax6遺伝子の研究は、種を超えた目の発生について何を示唆していますか？
a) 目は各種で独立して進化した
b) 脊椎動物だけが目を持っている
c) 共通の祖先が目の発生の基本的な遺伝的ツールキットを持っていた
d) Pax6遺伝子はヒトにのみ存在する
答え: c) 共通の祖先が目の発生の基本的な遺伝的ツールキットを持っていた
説明: 本文では、「これは、目の発生のための基本的な遺伝的ツールキットが共通の祖先に存在し、種が進化するにつれて異なる方法で修正されてきたことを示唆している」と述べられています。
と、このような感じで、30問の長文問題が一冊にまとまっております！
進化発生学の重要テーマ、30問あります！
目次にもあるように、30個の進化発生学にまつわる重要テーマやキーワードを使い、長文問題を作りました。
英語力を向上させたい、かつ、進化発生学の知識を得たい人にとって、最適な長文問題集となっております。
英語レベルは英検2級を目指している人にとって丁度いい塩梅。
生物学から更に派生した進化発生学にまつわる長文問題集です。iPS細胞に対する理解にもつながる、進化発生学にまつわるテーマやキーワードの理解を深めながら、英語力を向上させてみましょう。
タイパを重視して、進化発生学の知識を得つつ、英語の読解力を向上させたい人は、ぜひ活用してみてください。
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