LUCA

 

はるかむかし地球上のあらゆる生き物の共通の祖先がいた。

まだ見ぬその姿は細菌のようだったのだろうか?

ダーウィンが夢見た、共通祖先から連なる全生物の進化の系統樹が、

DNA情報にもとづいて、いまその姿を現しつつある。

生き物好きのふたりの著者が撮影した貴重な写真コレクションを用いて、

動物界、なかでも昆虫、魚類、哺乳類、鳥類の驚きの進化を、

100点を超える系統樹で紹介していこう。



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『DNAに刻まれたヒトの歴史』(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)、『進化38億年の偶然と必然』(国書刊行会)など多数。最新刊は『ウイルスとは何か』(中公新書)。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。



著者プロフィール
小宮輝之(こみや てるゆき)

1947年東京都生まれ。上野動物園元園長。明治大学農学部卒。1972年多摩動物公園の飼育係になる。以降、40年間にわたり日本産哺乳類や鳥類をはじめ、さまざまな動物の飼育にかかわる。2004年から2011年まで上野動物園園長。日本動物園水族館協会会長、日本博物館協会副会長を歴任。2022年から日本鳥類保護連盟会長。現在は執筆・撮影、図鑑や動物番組の監修、大学、専門学校の講師などを務める。著書に『人と動物の日本史図鑑』全5巻(少年写真新聞社)、『くらべてわかる哺乳類』(山と渓谷社)、『いきもの写真館』全4巻(メディア・パル)、『うんちくいっぱい 動物のうんち図鑑 』(小学館クリエイティブ) など多数。

 

すべての生き物をめぐる
100の系統樹


第69話

側棘鰭上目の系統樹マンダラ

文と写真 長谷川政美・小宮輝之

図69AVb8-2.側棘鰭(そくきょくき)上目の系統樹マンダラ。系統樹は文献(1)によるが、ドウクツギョ科内部は文献(2)による。ただし、ドウクツギョ科内部の分岐年代解析はなされておらず、この図では時間スケールは任意。ノーザンケイブフィッシュスプリングケープフィッシュオザークケイブフィッシュ、カイゾクスズキ、サケスズキトウジンコエロリンクス・カリッバイウスステューレポルスの画像はそれぞれリンク先より。画像をクリックすると拡大表示されます。

図69AVb8-2は、正真骨類のなかの側棘鰭(そくきょくき)上目の系統樹マンダラである。
第67話の図67AVb8を簡略化した下の図からわかるように、ギンメダイ目は側棘鰭上目と姉妹群の関係にあり、独立させずに側棘鰭上目に含めることもある(2)。

正真骨類の系統樹マンダラ、図67AVb8の中心部分。

図67AVb8のように、ギンメダイ目は別とすると、側棘鰭上目は、サケスズキ目Percopsiformes、マトウダイ目Zeiformes、タラ目Gadiformes、ステューレポルス目Stylephoriformesからなる。
マトウダイ目の多くは深海性である。ステューレポルス目は図69AVb8-2にあるステューレポルス1種のみを含む。この種も深海性で、第67話に出てきたアカマンボウ目のリュウグウノツカイに似ていることからアカマンボウ目に入れられていたが、分子系統解析から独自の目がつくられるようになった(3)。

◎ドウクツギョの進化

サケスズキ目は北アメリカだけに分布する淡水魚であり、サケスズキ科、カイゾクスズキ科、それにドウクツギョ科Amblyopsidaeの3科からなる。
このなかでドウクツギョ科の多くは洞窟での生活に適応していて、真っ暗な洞窟ではからだの色素が失われて白くなったり、眼が退化してしまっている。

図69AVb8-2のドウクツギョ科の部分。

あとで大きな眼の深海魚の話が出てくるが、深海も暗いが、大きな眼でわずかな光を利用するような進化が起るのに対して、入り組んだ洞窟の奥にはまったく光が届かないのだ。そのように光が届かない洞窟では、視覚は役に立たない。眼は傷つきやすいので、視覚として使えない場合には退化させたほうが適応的になるのだ。
上の図のノーザンケイブフィッシュやオザークケイブフィッシュなどは眼を完全に退化させている。
ところが、ドウクツギョのなかにはスプリングケイブフィッシュのように真っ暗闇のところだけに生息するわけではなく、眼をもっている種類もある。形態的な特徴から、スプリングケイブフィッシュはオザークケイブフィッシュよりもノーザンケイブフィッシュに近縁だという説もあったが、眼が退化した系統同士が近縁だという考えが一般的だった。しかし、分子系統解析からこの図のように眼の退化は2つの系統で独立に起ったことが示されたのだ。
オザークケイブフィッシュはノーザンケイブフィッシュと同属のAmblyopsis rosaeとされることが多いが、ここでは文献(2)にしたがって別属としてTroglichthys rosaeという学名を使う。

◎深海に進出したタラ目

マダラGadus macrocephalus(タラ目タラ科)。

上の写真のマダラは、北太平洋に広く分布し、鮮魚としてだけでなく、干物などの加工物としても利用されている。マダラの抱卵数は150万~640万粒で、アユの20万粒、マサバの140万粒よりもはるかに多い(5)。
マダラの小さな稚魚はプランクトン食だが、生後4年で体長50cmを超える頃には、スケトウダラ、ニシン、カレイ、甲殻類、イカ、タコ、二枚貝、ヒトデ、ウミユリ、ゴカイなど手当たり次第に食べるようになり、ほかの魚にくらべて体重の増加率が高い。

ソコダラNezumia kamoharai(タラ目ソコダラ科)。

ソコダラ科Macrouridaeは種数に関してはタラ目最大の科であり、およそ29属364種を擁するが、毎年新種が記載されて種数は増え続けている(4)。深海に生息する生物に関する情報はこれまで少なかったが、近年急速に調査が進められているからである。
この科の多くの種は、光の少ない深海で群れをつくっている。深海で群れをつくる魚は少ないが、群れをつくることによってオスとメスが出会う機会が多くなり繁殖にとって有利になると考えられる。ソコダラ科の生息密度は深海性魚類のなかで卓越している(5)。
上の写真のソコダラの眼は大きく、深海のわずかな光を捉えることに適応している。さらにおもに暗所で光を感じる桿体細胞の数がヒトの230倍にも達している。
タラ目の多くは、音を利用して群れをつくっていると考えられている。その際、音を出すのと、それを聞き取るのに使われるのが鰾(うきぶくろ)である。
第45話で紹介したように、条鰭類のなかから真骨類が進化するにあたり、それまでは呼吸のために使われていた肺はその機能を失って、浮力調節のための鰾になり、呼吸はもっぱら鰓(えら)で行なうようになった。その鰾が音を出したり増幅したりし、さらにそれを聞き取るのに使われるようになったのだ。水中は陸上よりも音が伝搬しやすく、わずかな光しか届かない環境で、音を最大限利用するように進化したのだ。
深海性のソコダラ科の多くはオスにだけ鰾を振動させて音を出すための発音筋があり、彼らの出す音には求愛の機能があると考えられる(10)。
さまざまな陸上の脊椎動物(四足動物)の音声によるコミュニケーションを調べた最近の研究によると、音声コミュニケーションの進化は夜行性と関連している傾向があるという(7)。
つまり、視覚によるコミュニケーションが困難な夜行性の生活に適応して音声コミュニケーションが進化したのだ。視覚が活用しにくい深海に進出したタラ目でも、これと同じように、音声コミュニケーションが進化したと考えられる。ただし、魚類の音声コミュニケーションがすべて深海で起ったわけではなく、さまざまな環境で進化したことも確かである。
古代ギリシャのアリストテレスも魚が音を出すことは知っていた。しかし彼は、魚には肺や気管がないから「声」は出さないが、ある種の魚はきしるような音で「鳴く」と言っている(8)。
実際には、真骨類では肺が鰾になり、それを利用して「声」を出して仲間同士のコミュニケーションをはかっているのだ。最近の研究で、真骨類の実に多くの系統で独立に「発声」が進化したことが明らかになっている(9)。その多くは鰾の振動で声を出している。
近年脊椎動物のさまざまな系統で音を使ったコミュニケーションの研究が進んでいるが(7)、これまでわれわれは動物社会のことをいかに知らなかったかということが次第に明らかになってきた。

チゴダラPhysiculus japonicus(タラ目チゴダラ科)。

上の写真のチゴダラでは鰾の前端に一対の角状突起がありそれが頭部に伸びて内耳に接触している。鰾で捕えた音を内耳に伝える構造である。またこの魚の腹面には発光器がある(5)。

深海に生息するタラ目の多くは発光細菌を共生させてその光を利用する。
特にソコダラ科ではそれが高度に発達し、上の写真のスジダラでは、肛門直前と胸部の2か所に発光器がある。2個の発光器にはレンズが発達していて、共生細菌の出す光を増幅する(6)。
つづく

1. Chang, J. (2023) The Fish Tree of Life
2. Hart, P.B., Niemiller, M.L., Burress, E.D., et al. (2020) Cave-adapted evolution in the North American amblyopsid fishes inferred using phylogenomics and geometric morphometrics. Evolution 74 (5), 936–949.
3. 宮正樹(2016)『新たな魚類大系統-遺伝子で解き明かす魚類3万種の由来と現在』慶應義塾大学出版会.
4. Nelson, J.S., Grande, T.C., Wilson, M.V.H. (2016) “Fishes of the World”, John Wiley & Sons.
5. 岡村収(1993)『動物たちの地球89』魚類5、pp.146-149.
6. Endo, H., Yabe, M., Amaoka, K. (1992) A rare macrourid alevin of the genus Hymenocephalus from the Pacific Ocean. Jap. J. Ichthyology 39 (3), 265-267.
7. Chen, Z., and J. J. Wiens. 2020. The origins of acoustic communication in vertebrates. Nature Comm. 11, 369.
8. アリストテレス全集7『動物誌(上)』島崎三郎訳、岩波書店(1968年)
9. Rice, A.N., Farina, S.C., Makowski, A.J., et al. (2022) Evolutionary patterns in sound production across fishes. Ichthyology & Herpetology 110 (1), 1-12.
10. ピーター・ヘリング(2006)『深海の生物学』沖山宗雄訳、東海大学出版会




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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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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「全生物界の系統樹マンダラ」
第2話「動物界の系統樹マンダラ」
第3話「植物界の系統樹マンダラ」
第4話「単子葉植物の系統樹マンダラ」
第5話「真正双子葉植物の系統樹マンダラ」
第6話「続真正双子葉植物の系統樹マンダラ」
第7話「菌界の系統樹マンダラ」
第8話「アメーボゾア界の系統樹マンダラ」
第9話「節足動物門の系統樹マンダラ」
第10話「クモ目の系統樹マンダラ」
第11話「汎甲殻亜門の系統樹マンダラ」
第12話「昆虫綱の系統樹マンダラ」
第13話「鱗翅目の系統樹マンダラ」
第14話「シャクガ上科の系統樹マンダラ」
第15話「カイコガ上科の系統樹マンダラ」
第16話「ヤガ上科の系統樹マンダラ」
第17話「アゲハチョウ上科の系統樹マンダラ」
第18話「タテハチョウ科の系統樹マンダラ」
第19話「タテハチョウ亜科とその仲間の系統樹マンダラ」
第20話「アゲハチョウ科の系統樹マンダラ」
第21話「アゲハチョウ属の系統樹マンダラ」
第22話「アオスジアゲハ属の系統樹マンダラ」
第23話「シロチョウ科の系統樹マンダラ」
第24話「シジミチョウ科の系統樹マンダラ」
第25話「双翅目の系統樹マンダラ」
第26話「鞘翅目の系統樹マンダラ」
第27話「オサムシ上科の系統樹マンダラ」
第28話「コガネムシ上科の系統樹マンダラ」
第29話「カブトムシ亜科の系統樹マンダラ」
第30話「膜翅目の系統樹マンダラ」
第31話「半翅目の系統樹マンダラ」
第32話「カメムシ下目の系統樹マンダラ」
第33話「直翅目の系統樹マンダラ」
第34話「蜻蛉目の系統樹マンダラ」
第35話「トンボ科の系統樹マンダラ」
第36話「軟体動物門の系統樹マンダラ」
第37話「刺胞動物門の系統樹マンダラ」
第38話「棘皮動物門の系統樹マンダラ」
第39話「脊索動物門の系統樹マンダラ」
第40話「軟骨魚綱の系統樹マンダラ」
第41話「ノコギリエイ目の系統樹マンダラ」
第42話「トビエイ目の系統樹マンダラ」
第43話「テンジクザメ目の系統樹マンダラ」
第44話「メジロザメ目の系統樹マンダラ」
第45話「条鰭亜綱の系統樹マンダラ」
第46話「ポリプテルス目の系統樹マンダラ」
第47話「チョウザメ目の系統樹マンダラ」
第48話「ウナギ目の系統樹マンダラ」
第49話「アロワナ目の系統樹マンダラ」
第50話「ナギナタナマズ亜目の系統樹マンダラ」
第51話「コイ目の系統樹マンダラ」
第52話「カマツカ亜科とタナゴ亜科の系統樹マンダラ」
第53話「クセノキプリス亜科の系統樹マンダラ」
第54話「コイ亜科の系統樹マンダラ」
第55話「金魚の系統樹マンダラ」
第56話「ドジョウ科の系統樹マンダラ」
第57話「シマドジョウ属の系統樹マンダラ」
第58話「カラシン目の系統樹マンダラ」
第59話「カラシン科の系統樹マンダラ」
第60話「キノドン科とその仲間の 系統樹マンダラ」
第61話「ナマズ目の系統樹マンダラ」
第62話「ピメロドゥス科の系統樹マンダラ」
第63話「ギギ科の系統樹マンダラ」
第64話「ナマズ科の系統樹マンダラ」
第65話「ロリカリア科の系統樹マンダラ」
第66話「カリクティス科の系統樹マンダラ」
第67話「正真骨類の系統樹マンダラ」
第68話「サケ目の系統樹マンダラ」