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関わる。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。
現生の条鰭亜綱のなかで最初にほかから分かれたのがポリプテルス目であり、続いてチョウザメ目、さらにアミア目+ガー目が現生の条鰭亜綱の大部分を占める「真骨類(しんこつるい)」に至る系統から分かれた。
平成時代にワニ騒ぎがニュースになり、その正体としてアリゲーターガーが話題になった。
平成のペットブームで幼魚がさかんに輸入され、大きく育つと飼いきれなくなり、捨てられたのである。北アメリカの魚なので日本の水温でも暮らすことができ、鰾(うきぶくろ)で空気呼吸もできるので、お堀のような止水域でも生きることができたのだ。
ワニと間違えられたのは、最大3mにもなる大きさと、突起のあるガノイン鱗の鰐皮のような並びと色、突きだした吻状の口がワニを思わせたのであろう。英名「alligator gar」の由来もワニのようなガーパイクということだ。
2018年にはガー科はすべて特定外来生物に指定され、飼育や移動が規制されている。
条鰭亜綱のなかからその後、真骨類という新しいタイプの硬骨魚が出現し、現在では条鰭類のなかのほとんどを真骨類が占めることになった。
ポリプテルス目、チョウザメ目、全骨類(アミア目+ガー目)などでは、からだがガノイン鱗という鎧のような強固な鱗でおおわれているのに対して、新しく出現した真骨類では、ガノイン鱗はなくなり、軟鱗でおおわれるようになった。
また、それまで呼吸のために使われていた肺はその機能を失って、浮力調節としての鰾(うきぶくろ)になり、呼吸はもっぱら鰓(えら)で行なうようになった。こうして真骨類は高い運動能力を獲得し、あらゆる環境に適応して繁栄するようになった。
真骨類の出現に先駆けてこの系統の共通祖先にある遺伝的な変化が起こったことが知られている。「ゲノム重複」である。
ゲノム重複とはゲノムが2倍になることである。ゲノム重複は通常2倍体だったものが、4倍体になることによって起こる。倍になった染色体はその後次第に数を減らしていくが、倍数化によって何が変わるのだろうか。
2倍体では1揃いだった遺伝子が、4倍体では2揃いになる。そのことにより、従来果たしていた機能は1揃いの遺伝子に任せておけば、残りのもう1揃いは自由な試行錯誤が可能になる。これによって画期的な進化の道が開ける可能性が生じるのだ。
進化は遺伝子上で偶然起こる突然変異の試行錯誤で進むが、1揃いしかない状況では失敗したら終わりである。2揃いあることにより、そのうちの1揃いでそれまでもっていた機能を維持したまま、残りの1揃いで自由な試行錯誤が可能になる。
このような遺伝子重複の生物進化における重要性を初めて指摘したのが大野乾(すすむ)(1928~2000)であった(5)。
条鰭亜綱のなかで真骨類の祖先でゲノム重複が起こったことが、その後の真骨類繁栄の遺伝的な基盤を整えた可能性がある。実はそれ以前にもゲノム重複が起こっている。第39話で紹介した脊索動物門の進化のなかで脊椎動物の共通祖先で2回のゲノム重複が起こっていたのだ。
デンキウナギの長い体の後ろ側の約8割には発電器官が収まっている。
前側の2割に消化器や心臓などの内臓が詰まっていて、肛門は顎のすぐ下にあるので、餌は口から入り、前側に収まっている消化器官を通り、頭部の下にある肛門から排泄されるのである(下の写真)。
体の大部分を発電器官に特化させた組織が詰まっているので、デンキウナギは最大800ボルトの発電ができるのだ。
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☆いちばん新しい本!
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)。
*もっと「進化」を詳しく知りたい人に
最適の本:
☆いちばん新しい本!
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。
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)
☆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)。
☆もっと知りたいならコレ!
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」
・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」