はるかむかし地球上のあらゆる生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、
生物のもつDNA情報にもとづいて、いまその姿を現しつつある。
進化生物学者である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、なかでも昆虫綱、哺乳綱、鳥綱の驚きの進化を100点超の系統樹で表現する。
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。最新刊は『ウイルスとは何か』(仮題、中公新書、2023年1月刊行予定)。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。
鋏角亜門のなかでクモ目(Araneae)が一般に「クモ」と呼ばれるものである。クモの最大の特徴は糸を出すことであるが、彼らは鋏角に毒腺を持ち、小動物を捕食する。クモは自分で出した糸で網を張って昆虫などを捕らえることで有名だが、実際には網を張らずに獲物を捕まえる種類も多い。
ほとんどのクモは動物食だが、植物を主要な餌としている種が一種だけ知られている(2)。ほかのクモのなかにも、植物体、花粉、蜜などを補助的に利用するものがいる。
実際にクモが何を食べているかを直接観察することは難しいが、胃の内容物のDNAを解析することによって何を食べたかを調べることができる。今後そのような研究によって、クモの食性が詳しく分かってくることであろう。
自力で空を飛ぶようになった最初の動物は昆虫だが、クモにも空を飛ぶ種類が多い。4000mの上空を飛行するクモが観測されたこともある。彼らは、自分で出した糸に乗って「空中飛行(バルーニング)」するのだ。これにより、分布を広げることができる。実際クモには分布域の広いものが多い。
チャールズ・ダーウィンはビーグル号でラ・プラタ河付近を航行していた際に、船は陸地から100kmほど離れていたにもかかわらず大量のクモが船上に降ってきたことを記している(3)。そのとき船上に降った分だけでも数千匹はいたという。別の日に内陸部で彼は、クモの飛行に関して別の観察もしている。射出した糸に乗ってクモが飛び立ち、あっという間に視界から消えてしまったというのだ。そのとき地表にいた彼には微風一つ感じられなかったという。クモは4~5本の糸を放射状に広げて射出したと記しているが、放射状の糸の射出についてはマレーというひとの静電気反発力による説明を引用している。
ダーウィンのこの体験談に興味をもった現代の研究者がいる(4)。電気の流れによって維持されている大気中の電場を「空中電場」というが、彼らによると、クモはこれを感知することができ、風が吹いていなくても帯電した糸が空中電場に引かれる力だけを使って宙に浮くことができるのだという。クモの糸は腹部下面の後端近くの糸疣(しゆう、いといぼ)から出されるが、出るときに液体から固体に変わる。
クモは空を飛べるだけでなく、水面上をサーフィンすることもできる。バルーニングで飛行するクモは海や池などに落ちる危険性があるが、そのような場合でもクモは水面上に立つことができる。さらに脚を船のマストのように立てて、風によって水上を帆行できるのだ(2)。
現在知られているクモ目は48,000種以上あり、それらはハラフシグモ亜目(Mesothelae)とクモ亜目(Opisthothelae)の2つの亜目に大別される(5)。
ハラフシグモ亜目にはハラフシグモ科のみが含まれるが、この仲間のクモでは「ハラフシグモ」という名前が示すように、腹部がいくつかの体節から成っていることがよく分かる。ハラフシグモの最古の化石としては、およそ3億年前の古生代後期のものが見つかっている。一方クモ亜目では腹部の体節が融合して1つになっている。
クモ亜目はトタテグモ下目(Mygalomorphae)とクモ下目(Araneomorphae)の2つの下目に大別される。トタテグモ下目はタランチュラを含むオオツチグモ科やジグモ科(クモ下目ウシオグモ科のクロガケジグモも「ジグモ」という名前だが、ジグモ科とは別)など20科から成る。トタテグモ下目では上顎に相当する鋏角が下向きについていて上下に動くが、クモ下目では横向きについていて左右に動く。
われわれが日常接するクモのほとんどはクモ下目に属する。
クモは基本的に肉食性だが、獲物を捕らえる方法は様々である。クモの鋏角はたいていそこから毒を出して獲物を麻痺させるために使われるが、ヤマシログモ科は少し変っている。鋏角から出る粘液を吐きかけて獲物を絡め取るのだ。
メダマグモは英語で「Net-casting spiders(投網グモ)」というが、彼らは図10AIaの写真にあるような長方形の糸の枠を作る。枠のなかには粘着性の糸が張られている。獲物が通りかかるとメダマグモはこの枠を獲物めがけて振り下ろすのだ。枠に張られた粘着性の糸のため、獲物は身動きができなくなり、メダマグモに食べられてしまう。使われた投網は再使用できないので、クモはその網も食べる。クモの糸はたんぱく質でできているので、大切な資源をおろそかにはできないのである。
アシダカグモは大型のクモだが、たいていは待ち伏せ型の狩りをする。図10AIaのアシダカグモ科アシダカグモの写真には、クモのほかにツマアカクモバチ(Tachypompilus analis;膜翅目クモバチ科)というハチが写っている。これは狩りバチで、毒でアシダカグモを麻痺させた後、自分よりも大きな獲物を巣まで運び、獲物の体内に卵を産みつける。卵から孵化した幼虫はクモを食べて育つが、クモは麻痺しているだけで死んでいないので、幼虫の食料は新鮮な状態で保たれる。アシダカグモの仲間は英語で「Huntsman spider(狩人グモ)」と呼ばれるが、狩りバチの餌食になるのだ。狩りバチのもっと詳しい話は、以前の連載『進化の目で見る生き物たち』第24話・無慈悲なハチと慈悲深いハチを参照。
ササグモも植物の葉や花の上で、やってくる昆虫を待ち伏せし、素早く跳びかかって捕食する。図10AIaには、オスとメスの写真があるが、オスの触肢は先端が太く丸まっている。下の写真も同様の場面だが、オスがメスに向かって触肢を振って求愛している。この触肢の先端部に精子を一時的に貯めておいて、それをメスに受け渡すのだ。
これまで紹介してきたクモは獲物を捕らえるための固定した網を張らないが、クモのいくつかの系統で捕獲用の網が進化した。一般のひとがクモの網として想像するのは、下の写真のコガネグモが作るような、中央から放射状に引かれた糸に同心円状に糸が張られたものであろう。
「クモの巣」と呼ばれることもあるが、巣というよりは捕獲用の網である。このような網を「円網(えんもう)」と呼び、コガネグモ科、ジョロウグモ科、アシナガグモ科などが張るものである。これらの科は系統樹上でもまとまったグループを作っており、このような網はこれらの共通祖先の段階で進化したと考えられる。
ただし、これらの科に属するクモがすべて円網を張るわけではない。特にアシナガグモ科では、図10AIaにあるウロコアシナガグモのように網を作ることをやめた種類も多い。
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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
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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全て作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)
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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「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」