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。
アオスジアゲハ属の口吻は、ほかのアゲハチョウ科のものとは少し違った特徴をもつ。下の写真はアゲハとアオスジアゲハの口吻を比較したものである。左に示したアゲハなど一般のアゲハチョウ科の口吻は花蜜を吸うときには曲げられているが、右のアオスジアゲハの仲間はまっすぐに伸ばしたまま花に突き刺すようにして蜜を吸う。
ウォーレスタイマイ(Graphium wallacei)は、19世紀にマレー諸島を探検したアルフレッド・ウォーレスに因んでつけられた名前であるが、ウォーレスの名著『マレー諸島』にはニューギニア島周辺の島々で彼が出会ったアオスジアゲハ属のチョウとして、これ以外にもアオスジアゲハ、オオオナガタイマイ、セレベスアオスジアゲハ、セレベスオナガタイマイ、ミナミミカドアゲハなども紹介されている(3)。マレー諸島ではアオスジアゲハ属の多様性が高いのだ。
ただし、彼の時代にはこれらのチョウもGraphium属ではなく、アゲハチョウ属(Papilio)に分類されていた。下の写真の(図22AIbi-1-9にもある)ミイロタイマイは、ニューギニア島の高地に生息する美しいチョウである。
第20話で紹介したように、アゲハチョウ亜科のなかで最初にほかから分かれたグループがアオスジアゲハ属である。このなかで、アオスジアゲハは日本では本州以南に分布し、東京の都心でもよく見かけるチョウである。
アオスジアゲハの前翅と後翅には青緑色の帯があるが、この帯には鱗粉がなく、透き通っている。図22AIbi-1-9でアオスジアゲハと一番近縁な関係にあるタイワンタイマイは、尾状突起をもつことを除くと非常によく似ている。
この話題は、第17話で取り上げたチョウ全体に相当するアゲハチョウ上科に関わる問題であり、第17話の補足である。
多くのチョウのオスは、翅の模様とその色を手掛かりに配偶者のメスを探す(7)。色覚は多くのチョウにとって非常に大事な感覚なのである。
アゲハチョウ上科は第13話で紹介したようにガのなかの一つの系統から進化した。
ガのなかにはニシキオオツバメガ(シャクガ上科ツバメガ科)のように派手な色彩をもった昼行性のものもいるが、その多くは地味な色彩で夜行性である。そのようなガから進化したチョウの共通祖先は夜行性だったと考えられる。派手な色彩は昼間にしか効果を発揮しないから、そのような色彩は昼行性になってから進化したものであろう。
アゲハチョウ上科進化の初期にほかの系統から分かれたシャクガモドキ科は夜行性だから、共通祖先も夜行性だった可能性が高い。
夜行性だったと思われるチョウの共通祖先では、色を識別するための視物質であるオプシンたんぱく質の遺伝子の一部が失われていた証拠がある。ヒトの場合には3種類のオプシンたんぱく質を使っているが(3原色)、チョウでは3個あるいは4個のオプシンが色覚を成り立たせている。
ところが、夜行性だったと考えられる共通祖先ではそのうちのいくつかは失われていたのである。夜行性だった時代には色覚はあまり役に立たないので退化したということだ。
そのようなチョウが昼行性に移行するに伴ってゲノム中でオプシン遺伝子が重複し(コピーを作って増える)、それが分化することによって色覚を再び獲得したのである(8)。
同じようなことは、われわれヒトの祖先でも起った。霊長目全体の共通祖先は夜行性で、2個のオプシン遺伝子しかもたず色覚を失っていたが、昼行性に移行した真猿類の段階でオプシン遺伝子の重複によって3原色による色覚が進化したのだ。
つづく
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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
』 (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。
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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)
☆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「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」