共通テスト(理科) 過去問
令和7年度(2025年度)追・再試験
問146 (生物(第5問) 問4)
問題文
生物は、形態や(a)DNAの塩基配列などの類似と相違によって分類されている。この類似と相違をもとに、(b)系統関係を表す系統樹を作成できる。
キリンやシカを含む分類群(鯨偶蹄(ぐうてい)目)には、頭部に角を持つ種と、持たない種の両方が存在する。(c)系統樹からは、この分類群において角がどのように進化してきたのか推測できる。これらの角は(d)雌をめぐる雄どうしの闘争によく用いられてきた。
下線部(c)に関連して、図2は、化石種Z(図中の●)を含む鯨偶蹄目の系統樹と、それぞれの動物の角の有無とを示したものである。分岐点あるいは端点を結ぶ各枝上の記号A〜Iは、それぞれの枝が対応する祖先の系統を表す。キリン、オカピおよびアカシカは、少なくとも雄の成体が頭に角を持つが、ジャコウジカ、マメジカおよび化石種Zは、角を持たない。角を持つよう進化した回数と失うよう進化した回数の合計が系統樹全体で最小となると仮定する場合、角の進化の過程を推測する記述として最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。
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問題
共通テスト(理科)試験 令和7年度(2025年度)追・再試験 問146(生物(第5問) 問4) (訂正依頼・報告はこちら)
生物は、形態や(a)DNAの塩基配列などの類似と相違によって分類されている。この類似と相違をもとに、(b)系統関係を表す系統樹を作成できる。
キリンやシカを含む分類群(鯨偶蹄(ぐうてい)目)には、頭部に角を持つ種と、持たない種の両方が存在する。(c)系統樹からは、この分類群において角がどのように進化してきたのか推測できる。これらの角は(d)雌をめぐる雄どうしの闘争によく用いられてきた。
下線部(c)に関連して、図2は、化石種Z(図中の●)を含む鯨偶蹄目の系統樹と、それぞれの動物の角の有無とを示したものである。分岐点あるいは端点を結ぶ各枝上の記号A〜Iは、それぞれの枝が対応する祖先の系統を表す。キリン、オカピおよびアカシカは、少なくとも雄の成体が頭に角を持つが、ジャコウジカ、マメジカおよび化石種Zは、角を持たない。角を持つよう進化した回数と失うよう進化した回数の合計が系統樹全体で最小となると仮定する場合、角の進化の過程を推測する記述として最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。
- 祖先Cと祖先Eとで、それぞれ角を持つよう進化した。
- 祖先F,祖先Gおよび祖先Hで、それぞれ角を持つよう進化した。
- 祖先Eと祖先Hとで、それぞれ角を持つよう進化した。
- 祖先Aで角を持つよう進化した後、祖先Iで角を失うよう進化した。
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この過去問の解説 (2件)
01
この問題は問われているのは、系統樹上の現在の生物の特徴から、共通祖先がどのような特徴を持っていたのかを推測することです。
今回の「角」については、
・角あり:キリン・オカピ、アカシカ
・角なし:化石種Z、ジャコウジカ、マメジカ
となっています。
ここで、
・「角あり」という特徴が進化の過程で何回生じたのか。
・「角なし」へ戻る進化が何回起こったのか。
を考えます。
この選択肢では、まず祖先Cで角が生じ、さらに祖先Eでも角が生じたと考えます。
しかし、祖先Cで角を持つようになったとすると、その後の系統には角を持つ状態が受け継がれることになります。
ところが、その途中には角を持たない動物も存在します。
そのため、「祖先Cで角を獲得した」だけでは、途中で「角を失った」という進化も考慮する必要があるので、現在の角の有無を説明できません。
そのため、
・祖先Cで角を獲得:1回
・祖先Cから分かれた系統で角を失う:1回
・祖先Eで角を獲得:1回
となり、合計3回の進化が必要になります。
3回より少ない進化が他の選択肢にあります。
よって、この選択肢は誤りとなります。
この選択肢では、
・祖先Fで角を獲得
・祖先Gで角を獲得
・祖先Hで角を獲得
と、3つの場所で角が進化したと考えています。
つまり、角を獲得する進化が3回必要になります。
3回より少ない進化が他の選択肢にあります。
よって、この選択肢は誤りとなります。
祖先Eで角を持つようになったと考えると、その後に分かれた系統にいるキリンやオカピなどの角をまとめて説明できます。
つまり、「祖先Eで1回だけ角が生じた」と考えられます。
さらに、別の角を持つ系統については、祖先Hで角を持つようになったと考えます。
つまり、「祖先Hでも1回だけ角が生じた」と考えられます。
よって、
・祖先Eで角を獲得:1回
・祖先Hで角を獲得:1回
となり、合計2回の進化で角を獲得できます。
よって、この選択肢は正しいと言えます。
この選択肢では、
・祖先Aで角を獲得:1回
・途中の系統で角を喪失:1回
・祖先Iで角を喪失:1回
と、合計3回の進化が生じています。
よって、この選択肢は誤りとなります。
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02
図の系統樹と角の有無から、角を持つまたは失う進化がどのように効率的に行われてきたのかを推測する問題です。
角の有無をまとめると、
角あり:キリン、オカピ、アカシカ
角なし:化石種Z、ジャコウジカ、マメジカ
それぞれの選択肢の場合、角を持つよう進化した回数と失うよう進化した回数の合計がどのようになるのかを見ていきましょう。
不適です。
【合計回数3回】
祖先C(角を持つ)→祖先I(角を持たない)
祖先E(角を持つ)
角に関して3回進化をする必要があり、他にもっと少ない選択肢があります。
不適です。
【合計回数3回】
祖先F(角を持つ)
祖先G(角を持つ)
祖先H(角を持つ)
それぞれ独立して角を持つよう進化すると、合計3回となり、他にもっと少ない選択肢があります。
正解です。
【合計回数2回】
祖先E(角を持つ)・・・祖先Fも祖先Gも角を持ったまま
祖先H(角を持つ)・・・祖先Hは角を持つがIは角を持たない
合計2回の進化でありながら、系統樹で角の有無が正しく分かれる選択肢のため、正解となります。
不適です。
【合計回数3回】
祖先A(角を持つ)→祖先D(角を持たない)
祖先I(角を持たない)
祖先Aで角を持ってしまうと、祖先Iだけでなく、祖先Dでも角を失うよう進化する必要があるため合計3回となり、他にもっと少ない選択肢があります。
系統樹を考える時、最も単純で合理的な進化を行うという考え方を取り入れます。(最大節約法)
今回は一つ一つの選択肢で進化した場合、他にどこで角を持つ/失うの進化をしたのかを検討する必要がある問題でした。
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