有毒な動物は、食欲をそそらない鮮やかな色を発達させるのにかなりの時間を要したと思われる

南米の熱帯雨林の奥深くには、世界で最も鮮やかな色の両生類の 1 つであるヤドクガエルが生息しています。しかし、その鮮やかな外見を近寄る誘いと受け取ってはいけません。この色は、攻撃する価値がないという警告です。世界で最も有毒な動物の 1 つであるヤドクガエルの皮膚に触れると、人間であっても吐き気、腫れ、麻痺を引き起こす可能性があります。

これらのカエルの捕食者は、明るい色を有毒または不味いと見なすことを学んできました。しかし、色と危険を関連付けるには時間がかかり、進化生物学者は矛盾した問題を抱えています。獲物となる種は、自分たちをよりよく見つけることができ、まだ避けることを学んでいない捕食者の中で暮らしながら、どうやって警告信号としての色を進化させるまで生き延びたのでしょうか?

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一つの説は、警告信号とも呼ばれるカラフルな警告信号が間接的に段階的に進化したというものである。本日サイエンス誌に掲載された研究は、 これは、一部の生物が、最初に隠れた信号を使って捕食者にこれらの色には注意が必要であることを学習する十分な時間を与えることにより、鮮やかな皮膚に永久的に適応したことを示唆している。これらの色は、腹部や下側に隠れていることが多かった。

「化学的に防御された系統の中で最初に目立つ個体であれば、その突然変異が集団に定着するのは非常に難しいでしょう。なぜなら、捕食者はその色が化学的防御と関連していることを知るすべがないからです」と、韓国のソウル国立大学の助教授で研究の共著者でもあるチャンク・カン氏は言う。

動物の色彩がどのように進化したかを研究するため、研究者らは1,000種を超えるカエルとサンショウウオを5つのグループに分類した。動物の色の進化に関する研究の大半は、動物を目立つかカモフラージュするかの2つのカテゴリーのいずれかに分類しようとするが、これでは動物の色彩の複雑な理解が制限されると、カナダのカールトン大学の博士研究員で、研究の筆頭著者であるカール・レフラー・ヘンリー氏は言う。

代わりに、この研究では、これら 2 つの極端な例と、動物が発達させた可能性のあるその他の適応について調査しました。赤、黄色、明るい青の皮膚など、目立つ色を持つ動物は目立つ動物として分類されました。環境に溶け込むように色を発達させた動物は隠れた動物でした。部分的に目立つ動物は、手足やその他の体の部分に色がいくらか隠れている動物です。完全に目立つ動物は、下腹部やその他の隠れた部分に明るい色が完全に隠されています。隠れた形態と目立つ形態の両方を持つ両生類は、多型性のカテゴリに分類されました。

その後、生物学者たちは9つの異なる進化モデルをテストし、祖先が防御戦略として警告色と毒性の両方を発達させた時期も含め、祖先が辿った進化の道筋を再構築した。

警告色への道は一直線ではなかった。警告色はカモフラージュ戦略から直接進化したのではなく、重要な過渡状態を経た。「この種の色の進化に有利な条件は、おそらくはるかに制限が少ないが、それでも全体的に明るい色の進化への明確な道筋を提供している」と、この研究には関与していないイーストカロライナ大学の進化生物学者カイル・サマーズ氏は言う。動物が最初に鮮やかな色素を発達させたとき、最初は手足や下腹部などの体の一部にそれを隠していた。

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脅かされると、これらの動物は手足や体を持ち上げて色を露出させ、それが結局は、これらの動物を無知に食べる捕食者への警告として機能した。「警告色は、両生類の別々の系統で何度も独立して進化してきました」と、レフラー・ヘンリーは説明する。「隠されたシグナルは、これがどのように起こっているのかの答えを与え、進化のプロセスがどのように起こったかという興味深い物語を解き明かします。」

「この研究は、目立つ捕食者に対する警告信号の進化に関する長年のパラドックスに新しい解決策を提示している」と、プラハのカレル大学の動物学助教授で、この研究には関わっていないアリス・エクスネロヴァ氏は付け加えた。さらに、この研究結果は、代替的で見過ごされてきた進化戦略を探求することの価値を示しており、自然界における多様な捕食者に対する防御戦略への理解を深めることができると彼女は言う。