「生きた化石」の新たな王者に会いましょう

カブトガニを見ると、本質的に何百万年も前の時代を覗いていることになります。カブトガニ、シーラカンス、カモノハシなどの動物は、チャールズ・ダーウィンが「生きた化石」と呼んだもので、何百万年も前の化石記録に残っている生きた標本には、祖先との身体的差異がほとんど見られないからです。

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現在、ガーと呼ばれる条鰭類の古代のグループは、他の脊椎動物よりもゆっくりと進化した究極の生きた化石である可能性がある。3月4日にエボリューション誌に掲載された研究によると、 顎を持つ脊椎動物の中で分子進化の速度が最も遅く、ゲノムの変化も他の動物よりもはるかに遅いことがわかった。

ガーとは何ですか？

ガーには 7 種類が知られています。北米に生息し、淡水、汽水、塩水に生息し、通常は河口のような流れの遅い水域に生息します。体はダーツのような形をしており、長い嘴はピンセットのような働きをします。また、ガーは緑色の卵を産みますが、これは捕食者に食べられてしまうと非常に有毒です。

現生のガー 7 種はすべて、最も古い化石ガーとほぼ同一です。これらの標本は、約 1 億 5 千万年前のジュラ紀に遡ります。1 億年前 (白亜紀中期) には、現生のガーの 2 大系統のうちの 1 つが化石記録に現れ始めました。

ハイブリッド化について

この新しい研究で、研究チームは 471 種の顎脊椎動物のサンプルから 1,105 個のエクソン (DNA のコード領域) を含むデータセットを分析しました。その結果、ガーの DNA は他の主要な脊椎動物のグループよりも一貫して最大 3 倍ゆっくりと進化していることが分かりました。チョウザメやヘラチョウザメも変化の速度が遅いことが分かりましたが、ガーほど緩やかな変化ではありませんでした。

研究者たちは次に、2 つの異なる種が成熟すると生殖能力を持つ生存可能な子孫を生み出す、交雑と呼ばれるプロセスに注目しました。たとえば、馬とロバは 2 つの異なる種ですが、交配してラバを産むことができます。しかし、ラバは通常不妊で生まれ、生殖できません。一部のガー種は交配でき、その子孫は性的に成熟しても生殖能力を維持します。

研究チームは、テキサス州のブラゾス川とトリニティ川の流域に生息するアリゲーターガーとロングノーズガーという2種類のガーを調べた。両種は少なくとも1億年前に共通の祖先を持ち、現在も生存可能で生殖能力のある子供を産んでいるが、新種は産まれていない。2種類のガーが繁殖に成功しているのは、DNAの変化が遅いことと、種の数をわずか7種に抑えていることに関係している可能性が高い。

「種のゲノムの変異が遅いほど、長い期間にわたって遺伝的に隔離されていた別の種と交配できる可能性が高くなる」と研究の共著者でイェール大学博士課程の学生チェイス・D・ブラウンスタイン氏は声明で述べた。

研究によると、ガーは、生き残り繁殖できる子孫を生むことができるすべての動物、植物、菌類の中で、最も古い親の分岐を持つことが判明している。これまでの記録保持者はシダ植物 2 種で、ガーの共通祖先は、両方のシダ植物の共通祖先よりも約 6,000 万年古い。

進化の偶然ではない

研究チームは、ガーは異常に強力な DNA 修復装置を持っていると考えています。これにより、魚は体細胞および生殖細胞の突然変異を修正できます。これらの突然変異は、受胎前と受胎後に発生する DNA の変化です。ガーは他の多くの脊椎動物よりも効率的にこれらの突然変異を修正できる可能性があり、そのプロセスを理解することは、将来的に人間の健康に影響を与える可能性があります。

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「ほとんどのがんは、個体のDNA修復機構の失敗を示す体細胞変異です」と、研究の共著者でイェール大学の進化生物学者であるトーマス・J・ニアー氏は声明で述べた。「さらなる研究でガーDNA修復機構が非常に効率的であることが証明され、その仕組みが解明されれば、人間の健康への潜在的な応用について考え始めることができるでしょう。」

研究チームによれば、この研究は地球上の生きた化石が単なる偶然の進化の産物ではないことを示している。生きた化石は、自然界における進化の仕組みを生き生きと描写しているのだ。

「生きた化石の進化の歴史のパターンを分析することは、私たち自身の歴史にも影響を与える可能性があることを示している」とブラウンスタイン氏は語った。「地球の生物多様性をより深く理解するのに役立つだけでなく、将来的には医学研究に応用され、人間の健康を改善する可能性もある」