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。

 

すべての生き物をめぐる
100の系統樹


第49話

アロワナ目の系統樹マンダラ

文と写真 長谷川政美・小宮輝之

図49AVb4.アロワナ目の系統樹マンダラ。系統樹は文献(1)による。画像をクリックすると拡大表示されます。

図49AVb4はアロワナ目の系統樹マンダラである。
アロワナ目はアロワナ科 Osteoglossidae、パントドン科 Pantodontidae、ナギナタナマズ科 Notopteridae、モルミルス科 Mormyridae、ギムナルクス科 Gymnarchidaeなどからなる。あとの3つの科はナギナタナマズ亜目 Notopteroideiに分類される。ナギナタナマズ亜目は、ナギナタナマズ科のスポッテッドナイフフィッシュ以外は図49AVb4に出てこないが、この連載では次回紹介する。

図49AVb4の系統樹を拡大してアロワナ目の共通祖先(緑色)、アロワナ科とパントドン科(赤色)、ナギナタナマズ亜目(青色)を示した。

◎アロワナ科の進化と大陸移動

脊椎動物の多くの歯は顎に生えるが、アロワナでは顎ではなく口腔内の傍蝶形骨という骨と舌骨に歯が生えるという珍しい特徴をもつ。このような歯を使って、獲物を捕らえて、すりつぶすこともできる。
アロワナ科は、アフリカのナイルアロワナ(アフリカアロワナともいう)と南アメリカのピラルクのヘテロティス亜科Heterotidinaeと、そのほかのアロワナ亜科Osteoglossinaeに大別される。
アロワナ亜科には、南アメリカのオステオグロッサム属Osteoglossumとアジアとオーストラリア、ニューギニアなどに分布するスクレロパゲス属Scleropagesが入る。ただし、図49 AVb4ではスクレロパゲス属は単系統ではなく、オーストラリア、ニューギニアなどの「バラムンディ」と呼ばれるものがアジアアロワナよりもステオグロッサム属に近い関係にある。

ヘテロティス亜科Heterotidinaeの2種(a)ナイルアロワナHeterotis niloticus

(b)ピラルクArapaima gigas

上の写真(a)のナイルアロワナは<「アロワナ」という名前がついているけども(b)のピラルクに近縁である。
南アメリカとアジアの「アロワナ」はおもに水面付近で捕食するために口が上を向いているが、ナイルアロワナはピラルクと同様に口が上を向いていない。ピラルクとナイルアロワナは鰾(うきぶくろ)が肺のような構造になっていて、鰓呼吸だけでなく肺呼吸もできるという共通点もある(2)。
ピラルクは淡水魚のなかではチョウザメとならんで大きな種だが、大型のチョウザメはたいてい遡河回遊性(そかかいゆうせい)、つまり普段は海で過ごすが産卵時に河川に遡上するという生活史をもつもので、栄養豊かな海で過ごす時間が長いために大きく成長できると考えられる。ところが、ピラルクは一生を淡水で過ごす。それにもかかわらずピラルクが巨大になれるのは、彼らが生息するアマゾンの特異な環境にあるのだろう。そこには巨体を支える豊富な獲物がいるのだ。
それ以外に、チョウザメは比較的高緯度に生息するのに対して、ピラルクは低緯度だということも関係している。前回のウナギ目のところで紹介したように、高緯度では一般的に河川よりも海のほうが栄養豊かだが、低緯度では逆に海よりも河川のほうが栄養豊かなのだ。
ピラルクの卵は受精すると雌雄どちらかの口のなかで保護されて育つ(3)。
分子系統学から推定された分岐年代を考えると、ヘテロティス亜科のアフリカのナイルアロワナと南アメリカのピラルクは、大陸移動の結果としておよそ1億年前にアフリカ大陸と南アメリカ大陸が分かれたことにあわせて種分化したと考えることが可能である。
一方、アロワナ亜科のほうの系統関係と地理的分布の関係はよくわからない。
しかし、アロワナ科のなかでの多様性がもっとも高いのが南アメリカであることからは(アロワナ亜科とヘテロティス亜科の両方が分布するのは南アメリカだけ)、アロワナ科の祖先はもともと南アメリカで進化したものと考えられる。ただし、その頃は南アメリカとアフリカは一つの大陸としてまとまっていた。それが分裂した際に、アフリカのナイルアロワナと南アメリカのピラルクの系統が分かれたと考えられる。
次に紹介するパントドン科はアフリカ固有であり、この連載の次回で紹介するようにナギナタナマズ亜目の共通祖先もアフリカで進化したと考えられる。アロワナ目全体の共通祖先は、アフリカと南アメリカが一つの大陸としてまとまっていた時代にそこで進化し、大陸の分断にあわせて種分化したのだ。

◎西アフリカ固有のパントドン科

バタフライフィッシュ(Pantodon buchhizi;パントドン科)。

パントドン科は上の写真のバタフライフィッシュ1属1種の西アフリカ固有の科である。バタフライフィッシュは、チョウチョウウオ科Chaetontidaeのチョウチョウウオと英語ではどちらも「butterflyfish」なので紛らわしいが、まったくの別物である。
バタフライフィッシュはアロワナ目のなかで最小であり、体長が6~10cmしかない。この種も空気呼吸をする。羽のような胸鰭を広げて水面から跳びはねたり、水面上を滑空できる。最初の標本はチョウの収集家によって捕虫網で捕獲されたという(2)。

◎アロワナ科の新種

2013年に新種として記載されたアラパイマ・レプトソーマArapaima leptosoma©George Chernilevsky)。

上の写真は、2013年に記載されたアロワナ科の新種である。南アメリカのアマゾン地域に分布する。
同じArapaima属に分類されるピラルクに近縁と思われるが、文献(1)では分子系統解析が行われていないので、図49AVb4には含められていない。
つづく

1. Chang, J. (2023) The Fish Tree of Life
2. K.E.バニスター編(1987)『動物大百科13魚類』岩井保監修、平凡社.
3. Dawes, J. (2011)『知られざる動物の世界2:原始的な魚のなかま』中坊徹次・監訳、朝倉書店.



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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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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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※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」
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」