870万種ともいわれる地球上の多様な生き物たち。
まだ私たちはそのごく一部しか知らないが、
実に多くのことが明らかにされてきてもいる。
進化生物学者である著者が、
世界中で長年撮りためた貴重な写真と文章で
思いのままに「生き物」を語る。
著者プロフィール
長谷川政美(はせがわ まさみ)
1944年生まれ。進化生物学者。統計数理研究所名誉教授。総合研究大学院大学名誉教授。理学博士(東京大学)。著書に『分子系統学』(岸野洋久氏との共著)『DNAに刻まれたヒトの歴史』(共に岩波書店)、『系統樹をさかのぼって見えてくる進化の歴史』(ベレ出版)、『世界でいちばん美しい進化の教室』(監修、三才ブックス)、『共生微生物からみた新しい進化学』(海鳴社)、『進化38億年の偶然と必然』(国書刊行会)など多数。進化に関する論文多数。1993年に日本科学読物賞、1999年に日本遺伝学会木原賞、2005年に日本進化学会賞・木村資生記念学術賞など受賞歴多数。全編監修を務める「系統樹マンダラ」シリーズ・ポスターの制作チームが2020年度日本進化学会・教育啓発賞、2021年度日本動物学会・動物学教育賞を受賞。
鳥の祖先が恐竜だったことは、現在ではひろく認められている。恐竜は鳥盤類と竜盤類という二大グループから成るが、鳥は竜盤類の中の獣脚類から進化した。獣脚類の中でよく知られているのがアロサウルスやティラノサウルスであるが、鳥は獣脚類の中の、ディノニクスを含むドロマエオサウルス類の祖先から進化したと考えられている。
羽毛は従来鳥類だけがもつ特徴と考えられていたが、近年羽毛をもった恐竜が次々に見つかっている。それらは必ずしも鳥類の祖先の系統だけとは限らず、広範囲の恐竜が「羽毛恐竜」だったようである。それらの中で、ジュラ紀の始祖鳥(図20-1)は羽毛をもつだけでなく、確かに空を飛ぶことができる正真正銘の鳥の祖先だと考えられている(1)。
羽毛はもともと保温のための断熱材として進化したのではないかと考えられるが、ふわふわの羽毛では空を飛ぶことはできない。飛ぶためには板状の羽根が必要なのである。図20-2のように板状の風切羽が翼を構成し、これを羽ばたかせることによって空を飛ぶことができる。そのようなものが保温のために進化したとは考えられない。
1億6000万年前のジュラ紀後期に、アンキオルニスという羽毛恐竜いた(図20-3)。2010年に中国・北京自然史博物館の李全国(Quanguo Li)とアメリカ・イェール大学のリチャード・プラムらのグループは、羽毛恐竜アンキオルニスの羽毛の痕跡に残されたメラノソームの構造を調べることにより、生きていた当時のアンキオルニスの全身の色を推定した。現生鳥類の羽根のメラノソームのかたちと密度がその鳥の羽根の色に対応するので、このことを使って羽毛恐竜の色が分かるのである。
その結果得られたアンキオルニスの色と模様の復元図は、アメリカ自然史博物館のサイトなどで見ることができる。アンキオルニスの頭頂部は赤褐色の冠状の羽毛で覆われ、顔には赤褐色の斑点があった。このような模様は、アンキオルニスのオスに見られた特徴で、セイランのオスの目玉模様と同じような役割を果たした可能性があるのだ。
アンキオルニスは前足に相当する部分から伸びた2つの翼だけでなく、後足からも翼が出ていた。さらに、風切羽の羽軸が羽のほぼ中央を通っていた。始祖鳥を含めて空を飛ぶ鳥の風切羽は、羽軸が前縁に偏った非対称の構造になっている(図20-2)。
一方、ダチョウなど飛べない鳥の風切羽は対称構造である。従って、アンキオルニスは空を飛ぶことはできなかったと考えられる。ダチョウはもともと空を飛ぶ鳥だったものが飛ばなくなって、風切羽が対称構造に戻ったものである。
羽毛恐竜で色彩に富んだ模様が進化したということは、もともとオスがメスにアピールするために進化した可能性を示唆する。最初は断熱材として進化した羽毛が、板状の羽根になってそこにさまざまな模様を描けるようになりそれが、オスが配偶者にアピールするための手段として使われるようになったのかもしれない。
そうだとすると、鳥の翼はもともと飛ぶために進化したのではなく、オスがメスにアピールするために進化したものが、後でたまたま飛ぶために使われるようになったのかもしれないのだ(2,3,4)。
板状のキャンパスを進化させたことによって、はじめてそこにいろいろな模様を描くことができるようになったことが、結果的に鳥類が空を飛ぶことにつながったということである。
進化は遠い将来を見据えた目標に向かって進んでいるものではなく、その場をしのぐためのやりくりの連続である。従って、最初は保温のためだった羽毛が、オスがメスにアピールするための板状の羽根に進化し、それが結果的に空を飛ぶために使われるようになった、というふうにある形質が最初に進化した当初には想像できなかったような使い方が後に明らかになることが多いのである。
性選択ではないが、図20-4でクロコサギが水中の獲物を捕らえやすくするために翼を使って影を作っていることなども、生物はあり合わせのものを工夫して使っている例である。
春先に「ホーホケキョ」というウグイスのオスの囀りはたいていの日本人にとって馴染みのものである(図20-5)。バードウォッチングの愛好家にとっては、鳥の外見の美しさだけではなく、囀りの美しさも魅力である。囀りはスズメ目の半分以上の種が属する鳴禽(めいきん)類のオスが主に繁殖期に発するものである。キビタキのオスのように、美しい色と美しい囀りを兼ね備えた鳴禽類も多い(図20-6)。
それでは美しい囀りはなぜ進化したのであろうか。それは繁殖期のなわばりを守るためだと考えられる。囀りによってここは自分のなわばりだから入ってくるな、とほかのオスに対して主張しているのだ。ウグイスの「ホーホケキョ」を聴いたことのあるひとは多いが、その姿を見たことのあるひとはそれほど多くないかもしれない。
ウグイスは茂みの中に隠れていることが多い。図20-5の写真は、囀りを聴いた私が口笛で「ホーホケキョ」とやったら、なわばりを侵害されたと勘違いしたオスが見えるところに現れて囀り始めたところを撮ったものである。
囀りは英語でtwitterというが、鳥がツイートするのは単なるつぶやきではなく、積極的な自己主張がある(ネット上のツイートもそうであるが)。また、鳴禽類のオスの囀りは、なわばりの主張ということだけではないようである。オスの囀りは、ほかのオスに対する自分のなわばりの主張であるとともに、メスに対するアピールでもあるのだ。繁殖効率を上げる性選択によって進化したものである。
たいていの囀りは鳥が学習によって獲得するものであり、幼鳥は環境の中から自分の歌にふさわしいものを選んで記憶し、自分の下手なさえずりとお手本との差を修正しながら学習が進む。この過程でさまざまな囀りが現れるが、変奏されることで囀りの意味が変わるわけではない(5)。
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☆本連載が本になりました!
長谷川政美著『進化生物学者、身近な生きものの起源をたどる
』 (ベレ出版)。 イヌやネコやクマなど身近な生き物はすべて進化していまここにいる。もちろんヒトも。生き物の進化が一目でわかる「系統樹マンダラ」を多数掲載(系統樹の「見方」付き)。ささやかな「現代版 種の起原」ができました。
☆はじめの一冊にオススメ!
長谷川政美監修・畠山泰英構成『世界でいちばん素敵な進化の教室
』 (三才ブックス)。 本書は美しい写真とQ&A形式の簡潔な文章で、38億年におよぶヒトを含む生き物の進化を解説した超入門ビュアルブックです。子供から大人まで気軽に楽しんでいただけます。
4刷(2022年10月)。
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』 (ベレ出版)。 イヌやネコやクマなど身近な生き物はすべて進化していまここにいる。もちろんヒトも。生き物の進化が一目でわかる「系統樹マンダラ」を多数掲載(系統樹の「見方」付き)。ささやかな「現代版 種の起原」ができました。
ブックデザイン:西田美千子
イラスト:ちえちひろ
編集:畠山泰英(科学バー/キウイラボ)
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長谷川政美著『系統樹をさかのぼって見えてくる進化の歴史 (BERET SCIENCE)
』 (ベレ出版)。 本書は当サイトで連載していた「僕たちの祖先をめぐる15億年の旅」を加筆修正および系統樹図をすべてつくり直して一冊にまとめたものです。カラー図版600点掲載。扉絵は小田隆さんによる描き下ろし。
※紙の書籍は品切れ。電子書籍のみ販売中。
ブックデザイン:坂野 徹
編集:畠山泰英(科学バー/キウイラボ)
☆じっくり読みたいならこちら!
長谷川政美著『進化38億年の偶然と必然: 生命の多様性はどのようにして生まれたか
』 (国書刊行会)。 本書は当サイトの好評連載「進化の歴史」を大幅に加筆修正および図版を刷新。進化にまつわる重要かつ最新トピックスを余すところなく一冊にまとめたもの。
※電子書籍あり。
ブックデザイン:垣本正哉・堂島徹(D_CODE)
編集:畠山泰英(科学バー/キウイラボ)
<バックナンバー>
・第1話「コウモリの自然史」
・第2話「特異なコウモリ『アブラコウモリ』」
・第3話「海流と生き物の分布」
・第4話「海を越えた動物の移住」
・第5話「ヒグマの自然史」
・第6話「クマ科の進化」
・第7話「動物の長距離移動」
・第8話「スズメ目の進化」
・第9話「イヌの起源」
・第10話「ウマの起源」
・第11話「ネコの起源」
・第12話「動物のからだの模様の形成」
・第13話「光を求めて」
・第14話「酸素濃度の極端な増減」
・第15話「木材を食べるタマムシ」
・第16話「木材を食べる動物たち」
・第17話「物質循環をあやつる小さな生き物」
・第18話「退化と中立進化」
・第19話「目的なき性選択」
・第20話「鳥が飛べるようになったのは性選択のため?」
・第21話「音楽の起源」
・第22話「節足動物の進化」
・第23話「オスとメスの出会い」
・第24話「無慈悲なハチと慈悲深いハチ」
・第25話「チョウとガの進化」
・第26話「遺存種」
・第27話「植物の遺存種」
・第28話「クジラの進化」
・第29話「思い出に残る生き物たち」
・第30話「ネアンデルタール人との出会いに思いを馳せる」