対象範囲と前提条件
この資料は、コースが 2025 に初めて評価された際のHLトピックの一部を扱っており、全カリキュラムではありません。
前提知識：A.3.1由来の生物多様性と、A.1.2由来のDNA配列。
これらの例は独自かつ架空のものであり、実際の測定値や実際の生徒による調査ではありません。
分類と系統解析
この観察を説明するのは何か？
- 鳥類はかつて爬虫類とは遠い位置に置かれていたが、そのDNAや頭蓋骨の構造はワニ類に近接している。どの証拠に基づいてグループ化すべきか？
モデルを構築する
- 分類は、すべての種を階層的に配置します：ドメイン、界、門、綱、目、科、属、種。名付けは二名法（属名＋その種を識別する第2の語、例：Homo sapiens）で行います。系統発生群解析は、共通祖先に現れた特徴である共有変異形質によって生物をグループ化し、分岐節が共通祖先を表す系統樹として描かれます。
- DNA配列の相違といった分子情報は、競合する系統樹を決定する際に通常用いられる。系統樹のノードにおける枝の回転は意味を変えない：関係性は左右の順序ではなく分岐パターンで記録される。
- 分類：共有する特徴に基づいて生物を階層化したグループに入れること；二名法：属名に続いてその種を識別する第2の語を用いて種を命名すること；共有変異形質：グループの直近の共通祖先から継承された特徴；系統樹：共有変異形質に基づいて関係性を構築した分岐図。
モデルを検証できる証拠を選ぶ
- まず形質行列から系統樹を作成し、その後新しいデータセット（例えばDNA配列）が同じグループ化を再現するか問う。独立した一致が最も強力な根拠となる。
- 単一の可視的特徴は収束進化により誤解を招くことがある（遠縁の動物が類似した生活様式のために類似した形状を進化させる）。したがって、一つの形質だけで-clade-を定義することはできない。
既知の値から始める
- Known: two aligned DNA sequences differ at 8 of 50 sites. Percentage difference = differences / sites × 100 = 8/50 × 100 = 16%. A third species differing at only 5 of 50 sites (10%) shares a more recent ancestor with the second sequence than the first does.
例：
別の整列では、40個所中6個所で差異が見られる。上記と同じ配列を用いて差異率を求める。既知量 → モデル → 関係式 → 代入 → 単位と解釈を行う。（答え：6 ÷ 40 × 100 = 15%。この割合は観測された比較であり、較正された分子時計ではないため、分岐時期の特定には進化速度に関する仮定が必要である。）
結論とその限界を確認する
- 系統樹は関係性の仮説であり、より良い証拠が得られれば修正される。観察された相違率は同じ塩基位での多重変化を無視するため、遠縁のペアに対して真の分化を過小評価する。
警告：
1つの枝の先端にある現生種は、他の先端にある種の祖先である。この主張は誤りである：すべての先端は現生の後裔であり、節はもはや存在しない共通祖先を表している。鳥類は主鱗竜の祖先から派生したが、現在のワニから派生したわけではない。
重要：
分類と系統発生：ドメインから種までの階層的なグループで、二名法により命名される；系統樹は共有由来形質に基づき分類され、分子差が決定的証拠となる。差の数を百分率として数え、枝分かれを読み取って関係性を理解する——末端の順序ではなく。
20%の差異から記述
- Two aligned DNA sequences differ at 12 of 60 sites.
- 差異率を求める：12 ÷ 60 × 100 = 20%。
最も近いペアから記述
- 種CはBに対して50個所中3個所で、Aに対して50個所中12個所で異なる。
- どちらの2つがより最近の共通祖先を共有するか：CとB（6% vs 24% — 差異が小さいほど節は近い）。
先端の順序による罠から記述
- 系統図においてXとYが隣接する先端に描かれ、Zが遠くにある。
- XはYから派生したか？いいえ — 先端は現生の親戚であり、共通の節が祖先である。枝の回転は何も変更しない。