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『系統樹をさかのぼって見えてくる進化の歴史』（ベレ出版）『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）『新図説 動物の起源と進化―書きかえられた系統樹』（八坂書房）など多数。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。進化が一目でわかる「系統樹マンダラ」シリーズ・ポスターは全編監修を務める。

 

進化の歴史

ー時間と空間が織りなす生き物のタペストリー

第11話

ペンギンの分布

文と写真　長谷川政美

◎なぜコウテイペンギンは北極にいないのか

コウテイペンギンは南極圏に、ホッキョクグマは北極圏に生息する。どちらも極寒の環境に適応したさまざまな特徴をもっている。創造論者であれば、創造主がそれぞれの環境にあわせた生き物をお造りになり、それぞれの環境に配置されたと考えるのであろう。それならばなぜ、コウテイペンギンは北極にはいなく、またホッキョクグマは南極にいないのだろうか。このことが、それぞれの生物が環境にあわせて突然創造されたのではなく、祖先から進化してきたものであることを示しているのだ。
ダーウィンが「生命の樹」と呼んだように、生物が共通祖先から進化したことを認めれば、進化の様子は系統樹で示すことができる。図11-1に分子系統学から明らかになっているペンギン目の系統樹マンダラを示した。ペンギン目に一番近縁な現生鳥類はアホウドリなどが属するミズナギドリ目である。ミズナギドリ目との共通祖先から分かれたあと、どのような進化の歴史をたどって現在のペンギンが生まれたかについてはさまざまな説がある。しかし、分子系統学からは、次のようなシナリオが描かれている。

◎ペンギンの進化の歴史

コウテイペンギンとオウサマペンギンから成るオウサマペンギン属がペンギンのなかで最初にほかの仲間から分かれた。コウテイペンギンは南極大陸、オウサマペンギンは南大西洋とインド洋の、南緯45度から55度にかけて位置する南極大陸に近い島嶼で繁殖する。
次に分かれたのが、ジェンツーペンギン属である。この属のアデリーペンギンは南極大陸、ジェンツーペンギンも南極周辺の島々で繁殖する。これらのことから、現生のペンギンの共通祖先は南極周辺の寒冷な地域で進化したと考えられる（図11-1の共通祖先１と2）。
その後、共通祖先2でジェンツーペンギン属から分かれた共通祖先3の子孫は、多様化してそのなかから比較的温暖な地域に進出するものが現れた。ケープペンギン属のガラパゴスペンギンは赤道直下のガラパゴス諸島に分布する。
なぜ寒冷地に適応したペンギンが赤道直下にまで進出したかといえば、ガラパゴスには南極海から南アメリカ西海岸沿いに流れるペルー海流（フンボルト海流ともいうが、この名前のもとになったアレクサンダー・フォン・フンボルト自身は地元のひとが昔から知っている海流に、あたかも自分がそれを最初に発見したかのような名前がつけられるのに反対した）が達しているために、海水温が低く、赤道直下の割には比較的寒冷な気候になっているからである（図11-2）。このペルー海流はガラパゴスのあたりから西に向きを変えるため、この冷たい海流に乗って、さらに北上することはできないのだ。そのために北半球にはペンギンが進出できなかったと考えられる。

◎北極の“ペンギン”たち

それでは北極に近いところに、ペンギンのような鳥はいないのであろうか。実はペンギンにそっくりな鳥がいる。ペンギンはペンギン目という独自の目を構成しているが、北半球のペンギンのそっくりさんは、ウミガラスというチドリ目・ウミスズメ科の鳥である。図11-3aのハシブトウミガラスは見た目もペンギンのようで、図11-3bのように海で魚などをとる様子もペンギンに似ている。ただし、この種は図11-3cのように空を飛ぶことができる。ハシブトウミガラスは北極海と北太平洋、北大西洋に広く分布する。

ところが、同じウミガラスの仲間でオオウミガラス（図11-4）というもっと大きな種はかつてカナダからノルウエーにかけての大西洋や北極海に広く分布していたが、ペンギンと同様に飛べない鳥だった。巨大なコロニーを作って繁殖するため、肉と卵は食用に、さらに羽毛や脂肪などのために乱獲され1850年頃に絶滅した。最後の繁殖地はアイスランドのエルディ島だったと言われている。

この種の学名はPinguinus impennisというが、この属名はもともとこの鳥がペンギンと呼ばれていたことからきている。ヨーロッパの船乗りたちが南半球に進出し、そこで自分たちの故郷にいたペンギンに似た鳥を同じ名前で呼んだことが、現在のペンギンという名前の始まりなのだ。最初は「南極ペンギン」と呼ばれていたが、北半球のペンギンが絶滅し、いつの間にかペンギンと言えば南半球のものを指すようになってというわけである。
このように、ペンギンは北極海にもいたが、それは現在われわれがペンギンと呼んでいるものとは別のものから進化した。南極周辺の寒冷地で進化した今日われわれに馴染みのペンギンは、北半球に進出することはできなかったが、北の海では、ウミガラスが南半球のペンギンに似たすがたに進化し、生態的にも似たような役割を果たすようになったのだ。
図11-5にウミガラスがチドリ目のなかでカモメと共通の祖先から進化してきた様子を示した。ウミガラスと同じウミスズメ科には、北海道の海でも見られるエトピリカも含まれる。

北半球にはそのほかにペンギンモドキというペリカン目と思われるペンギンそっくりな鳥がいた（図11-6）。この仲間は、北アメリカ太平洋沿岸からカムチャッカ、日本にかけて分布していたが、およそ1700万年前に絶滅した。これもペンギンとの収斂だと思われる。
ペリカンモドキについては、2013年になってこの化石を所蔵する北九州市立自然史・歴史博物館の河野壮一郎さんらが頭骨をCTスキャンで調べたところ面白いことが分かった。小脳の形態がペリカンよりもペンギンに近いというのだ。この結果は新聞でも報道されて話題になった。

ペリカンは上空から海に突っ込んで魚を捕るが（図11-7）、ペンギンは水中を泳ぎながら捕る。ペンギンモドキも図11-6bのようにペンギンと同じような行動をとっていたとすると、そのために小脳の形態が似ていたという可能性がある。しかし、もしも河野さんたちの発見が、ペンギンモドキがペンギンの系統から進化したことを意味するのであれば、ペンギンの分布についての私の議論は間違いだということになる。

◎残された課題

系統関係について最終的な決着をつけるためには、分子系統学的な解析が望まれるが、1700万年前に絶滅したDNAの解析は残念ながら現在の技術では不可能である。ところが、この問題を解明できる可能性はまだ残っている。DNAは分解されやすくて1700万年前のものは解析できないが、たんぱく質ならば解析できる可能性があるのだ。6600万年前に絶滅した恐竜の骨から採取したコラーゲンというたんぱく質の解析から、恐竜が鳥に近いという結果が得られている。同じような手法でこの問題が解決されることが望まれる。
もう一つの方法は、分子系統学からチドリ目に属することが分かっているオオウミガラスの小脳が、ペンギンモドキと同じようにペンギンのものに似ているかどうかを調べることである。もしもこれが似ているという解析結果が得られれば、それは収斂によるということだから、ペンギンモドキでも収斂が起った可能性を示唆されることになる。

つづく