このハイブリッドハチドリのカラフルな羽は遺伝的パズルである

鳥類の中では、小さくて素早いハチドリは色彩感覚に優れ、私たちが想像できない色を見ることができます。羽にもさまざまな色合いがあり、求愛中にオスがメスを見つけるのに役立つと考えられています。メスの中には、他の鳥に邪魔されないように派手な羽を使ってオスに見せかけるものもいます。

ルシファーハチドリ（ Calothorax lucifer ）のように紫色の場合もあれば、リボリハチドリ（ Eugenes fulgens ）のように明るいターコイズ色の場合もあります。また、その名の通り、ピンク色のノドを持つ鮮やかなハチドリ（ Heliodoxa gularis ）はピンク色です。生物学者は、これらの色の役割と、ハチドリの羽にどのように現れるのかをまだ解明中です。

[関連:ハチドリの野性的な色彩は、羽の中にある「空気で満たされたパンケーキ」によるものです。]

「私は鳥の世界を見渡して興味深い色を探し、それらの色がどのように生み出されるのかを物理的に理解しようとしています。その知識があれば、なぜこれらの色のいくつかがより急速に進化しているのか、あるいはなぜ世界の特定の地域にもっとカラフルな種がいるのか理解できるのです」とシカゴのフィールド博物館の進化生物学者チャド・エリアソンはPopSciに語っています。

しかし、科学者チームが、通常はピンク色の喉を持つヘリオドキサハチドリの喉が金色であることを発見したとき、彼らはそれがまったく新しい種であると考えました。DNA は別の事実を明らかにしました。金色の喉を持つ鳥は、これまで記録されたことのない 2 つのピンク色の喉を持つ種の雑種でした。

研究チームは、ペルー中央部の孤立したコルディリェラ・アズール国立公園での現地調査中に初めて遭遇したこのユニークな鳥について、2月28日に学術誌「ロイヤル・ソサエティ・オープンサイエンス」に発表した論文で述べている。

「私はその鳥を見て、『これは他の何にも似ていない』と思いました。最初に思ったことは、これは新種だということです」とシカゴのフィールド博物館の鳥類学芸員で研究の共著者でもあるジョン・ベイツ氏は声明で述べた。

研究チームは、この驚きを確認するために博物館のDNAラボでさらにデータを収集し、いくつかのマーカーがこの地域に生息するピンクの喉を持つハチドリの一種、 Heliodoxa branickii ( H. branickii ) と一致していることを発見した。しかし、ほとんどのハチドリは、同じ種内でこれほど大きく変化することはなく、

[関連:ハチドリは、大したことではないかのように、日常的に 9G に達します。]

DNA 配列解析では、母親からのみ受け継がれる遺伝物質であるミトコンドリア DNA を調べました。ミトコンドリア DNA は、 H. branickiiと一致するという明確な結果をもたらしました。

研究チームが両親から受け継いだこの鳥の核DNAを分析したところ、 H. branickiiと遺伝的近縁種であるHeliodoxa gularis (H. gularis)の両方との類似性が示された。

しかし、この鳥は半分がブラニッキで半分がグラリスというわけではない。その祖先の1つが半々だったに違いなく、その後の世代はより多くのブラニッキの鳥と交配した。

2 種のピンクの喉を持つ鳥がどのようにしてピンクではない喉を持つ雑種を生んだのかという疑問に答えるために、研究チームは虹色の羽毛の色が決定される複雑な仕組みを調べる必要があった。カロテノイド (赤と黄色) やメラニン (黒) などの色素が羽毛の基本色を決めるが、羽毛の細胞の構造と光が細胞から反射する方法が構造色を生み出す。その結果、羽毛の色が変化する虹色になる。

「この研究を始める前から、ハチドリはあらゆる鳥類の中で最も複雑なメラニン構造、つまり虹彩構造を持っていることはわかっていました」と、この研究の共著者でもあるエリアソン氏は言う。

電子顕微鏡で喉の羽毛構造の細胞レベルを調べ、分光法で羽毛で光がどのように反射してさまざまな色を生み出すのかを測定した。ハチドリの親の色の起源に微妙な違いが見つかり、それが雑種の子孫がこれほどまでに大きく異なる色を生み出した理由を説明できるかもしれない。

「虹彩のあるマゼンタ色を作る方法は1つではありません」とエリアソン氏は声明で述べた。「親種はそれぞれ独自の方法でマゼンタ色を作ります。そのため、羽の色を作る2つのレシピを混ぜると、非線形で驚くべき結果が得られるのだと思います。」

雑種は一度限りの出来事であったり、ラバのように繁殖できなかったりすることもあるが、新しい種を形成する場合もある。こうした種類のハチドリの雑種がどれほど一般的であるかは明らかではないが、研究チームは、ハチドリの系統樹全体に見られる構造色の多様性に貢献している可能性があると考えている。

研究者らは、ハチドリに見られる色の進化の速度に基づいて、単一の鳥類種でピンクから金色への色の変化が進むには600万年から1000万年かかると計算した。

エリアソン氏によると、進化の時間スケールで見ると、600万年から1000万年というのはかなり早い。さらなる研究により、こうした奇妙な変化が起こるまでに何世代かかるかがわかり、ハチドリに関する古い研究に新しい遺伝学やゲノム配列解析ツールを適用できるようになるだろう。