アルゴノートオクトパスは、自ら作った「殻」に至るまで謎に満ちている

8本の腕を持ち、ピンクの斑点があるアルゴノートは、一見すると謎めいた生活を送っている。他のタコとは異なり、熱帯の海面近くを漂い、腕を切り離して交尾し、乳白色のケースの中で丸まって過ごす。そして、これは私たちがこれまでに野生で観察したものにすぎない。しかし、アルゴノートのゲノムを研究することで、科学者たちはこの不可解な頭足動物についてさらに多くのことを明らかにしたいと考えている。

日本の研究者にとって、アルゴナウタイの謎の最新版は、その「殻」に関するものだ。これは実際には、メスを包む、自ら作った紙のように薄い卵のケースである。アルゴナウタイが（タコであるにもかかわらず）紙のオウムガイと呼ばれるのは、このケースが理由である。このケースは、何千年もの間、科学者や哲学者にとって特に興味深いものであり、アリストテレスの好奇心をそそったほどである。

アルゴノートはオウムガイと呼ばれる硬い殻を持つ頭足動物と遠縁であるため、科学者たちは共通の遺伝情報が同様の殻の形成につながるのではないかと疑問を抱いている。研究者たちはすでに、オウムガイの殻を作るのに使われるタンパク質の一部がアルゴノートの殻には存在しないことを知っていた。つまり、アルゴノートの「殻」はオウムガイのものと組成的に同じではないということだ。彼らが知らなかったのは、アルゴノートのゲノムにオウムガイの殻を作るのに使われた遺伝情報が今も残っているかどうかだった。

本日Genome Biology and Evolution誌に発表された研究で、生物学者のチームがオオアルゴノートの種であるArgonauta argoのゲノム配列を解析し、アルゴノートの殻の起源を解明した。国立和歌山工業高等専門学校の分子生物学者で、ゲノムプロジェクトの主任研究者である Davin Setiamarga 氏によると、アルゴノートはオウムガイ類と同様に殻を作るのに必要な遺伝子を持っているが、卵嚢を作るのには全く異なる遺伝子を使用するという。

それは驚きだった、とセティアマルガ氏は言う。「アルゴノーツがこれらの古い遺伝子のいくつかを再活性化して軟体動物の殻を形成した可能性があると考えていました」と彼は言う。「しかし、実際にはそうではないことが分かりました。彼らは異なる遺伝子セットを使用していたのです。」

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科学者たちは、オウムガイなどの他の頭足動物の殻形成に必要な遺伝子が、これらの動物の卵嚢形成に再利用されているかどうかを調べるために、アルゴノート細胞の遺伝情報を調べました。

アルゴノートは飼育が難しいことで有名であるため、遺伝情報を確保するため、セティアマルガ氏と研究チームは日本海の隠岐諸島付近で地元漁師の協力を得てオオアルゴノートのサンプルを採取した。研究者らは次に、抽出したアルゴノートのDNAの配列を解析し、その機能を解明した。この情報を近縁の軟体動物の情報と比較することで、科学者らは卵嚢の形成に必要なタンパク質が近縁種の殻の形成には使われていないことを突き止めることができ、卵嚢が独自に進化したことを示唆した。それでも、アルゴノートが近縁種が殻に使う遺伝情報を保持している理由や、それらの遺伝子がアルゴノートにとって別の目的に役立っているかどうかをより深く理解するには、さらなる研究が必要だと著者らは指摘している。

「アルゴノートのゲノムの中には軟体動物の殻を形成するために使われている遺伝子が見つかりますが、卵嚢の形成には使われていません。ですから、アルゴノートがゲノム内でまだ何をしているのかはわかりません。それはまた別の疑問です」とセティアマルガ氏は言う。

この研究は卵嚢がオウムガイの殻とは別に進化したことを示唆しているが、これらの構造は依然として浮力という重要な機能を共有している。海底に沿った底生帯に生息する多くのタコとは異なり、アルゴノーツは遠洋性で、外洋を漂う。海底というアンカーがないため、浮力のコントロールが不可欠だ。「メスは殻の中に空​​気のポケットを作るようにしています」とシカゴのフィールド自然史博物館の無脊椎動物担当副学芸員で、研究チームには参加していないジャネット・ボイト氏は言う。「そしてメスが水柱の中に潜ると、その空気のポケットが圧縮され、いくらか浮力が得られます。つまり、メスと成長中の卵の重量を相殺するのです」。オウムガイも同様に殻を使って浮力を調節し、浸透圧を利用して殻内の水とガスの動きをコントロールしている。

しかし、オウムガイはオスもメスも殻を持って生まれ、成長するにつれて殻の数を増やしていくが、人間の親指の先ほどの大きさしかないオスのアルゴナウタイは卵嚢を作ることはない。一方、メスのアルゴナウタイは、交尾後に、文字通り自分の手で、2本の特殊な腕から方解石と呼ばれる鉱物を分泌して、自分の「殻」を作る。

この研究は、これらの捕らえどころのない生物をよりよく理解するための小さな一歩だとセティアマルガ氏は言う。「特定の特徴がどのように進化したかの詳細を知りたい場合は、結局のところ、ゲノムを調べる必要があります」と彼は言う。地球上の動物の約98％は、アルゴノーツのように無脊椎動物であると彼は指摘する。「そして、それらのゲノム情報は十分ではありません。保全に興味があるなら、科学的に正確な政策を立案するのに十分な情報がありません。」

アルゴノーツのゲノム配列を解読することで、背骨のない動物に対する理解が深まるだけでなく、海洋生物に関する知識も深まります。「この種はほぼすべての海に生息していますが、その基本的なことはわかっていません。ですから、知っておくべきではないでしょうか」とヴォイト氏は言います。「海は私たちにとって非常に重要であり、気候変動が悪化するにつれて、そのことがわかるでしょう。今、海について学ばなければ、学べないかもしれません。」