処女サメの誕生は生物学者を困惑させている

セックスについて話しましょう。パートナーなしのセックスです。この形態のセックスは一般的に生殖とは関係ありませんが、パートナーなしで子孫を生み出すことは、ヒトデやナナフシのような小さくて背骨のない動物では一般的ですが、脊椎動物ではよりまれです。単為生殖と呼ばれるプロセスを通じて、サメ、エイ、およびエイを含む軟骨魚類のメスの一部の動物は、自分の遺伝物質を使用して卵子を受精させることができます。

このプロセスは通常、交尾相手がいない場合にサメが最後の手段として取るものだが、最近の研究では、イリノイ州シカゴのシェッド水族館のメスのゼブラザメは、同じ囲いの中に健康なオスがいたにもかかわらず、自ら繁殖していたことが明らかになった。

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「これは、単為生殖とその発生理由について私たちが知っていると思っていたことを覆すものです」と、パートナーなしの出産の背景にある生物学的現象について、シェッド水族館の動物運営および生息地担当副部長で、この研究の共著者でもあるリズ・ワトソン氏は言う。「20年間、私たちの群れを観察してきて、彼らとの長い歴史がわかりました。私たちが気づいたことの1つは、メスが特定の時期にオスに対してあまり反応しない、あるいはまったく反応しないことがあるということです。」

これまでの研究で、他の水族館のゼブラザメの単為生殖については詳細に説明されているが、2022年12月にJournal of Fish Biologyに掲載された報告書は、なぜこのような出産が起こるのかを理解するための新たな一歩となる。この研究は、シェッド水族館のワイルドリーフ展示場に生息していたメスのゼブラザメ（太平洋とインド洋に生息する黄色がかった縞模様の暗い色の魚）に焦点を当てている。

2008年、ワトソン氏と同僚たちは、水族館の水槽のスポットライトから離れた場所で安全に孵化できるよう、卵を舞台裏にある子ザメの養育施設に移した。

孵化したばかりのサメの子の DNA を分析すると、信じられないような結果が明らかになった。子には父親候補の誰とも共通する遺伝子マーカーがなかった。子らはいくつかの対立遺伝子、つまり遺伝子の別のバージョンが同一のコピーだった。これは、子らが 2 人の異なる親からではなく、母親から DNA 鎖を受け継いでいることを示している。

「これらの子は、囲いの中にいた成熟した雄のどれとも一致しませんでした。しかし、卵を産んだ雌とは一致しました」と、隣接するフィールド博物館の生物学者で研究者であり、この研究の共著者であるケビン・フェルドハイム氏は声明で述べている。

単為生殖で生まれた子は若くして死ぬことが多く、今回の研究で生まれたサメの子はわずか数か月しか生きられなかった。

「なぜ寿命が短いのか、正確にはわかっていません」とフェルドハイム氏はポピュラーサイエンス誌に語った。「遺伝学では、一般的に近親交配はよくありません。起こりうるのは、致死的な劣性遺伝子の発現、または本質的に死をもたらす2つの対立遺伝子の発現です。」

しかし、このようにして生まれた動物が性成熟前に死亡し、他の動物が生き残る原因は、まだ正確にはわかっていない。「シロザメと呼ばれる種では、メスの1匹が単為生殖で出産し、その後、その子孫の1匹が実際に単為生殖で繁殖したことが水族館で発見されました」とフェルドハイム氏は言う。

ゼブラシャークに関するこの発見は、動物園や水族館でのゼブラシャークの継続的な飼育だけでなく、野生のゼブラシャークに焦点を当てた保護活動にも影響を与える。

「現場で研究されるサメは常に何らかの障壁に直面します」とサラ・アサディ・ガラバギ氏は言う。 テヘランのシャヒド・ベヘシュティ大学の博士課程の学生で、サメ科学の少数派のメンバーだが、この研究には関わっていない。障壁の1つは、すべての成体と子孫のDNAにアクセスして生物学的な親を見つけることができないことだ。

「サメは生き残ろうとするすべての動物と同じなので、たとえ証明できなくても、野生で処女懐胎から子どもが生まれても不思議ではない」とアサディは説明する。深海に生息するサメも同じ戦略を使う可能性があると彼女は付け加えた。

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野生や水族館で絶滅の危機に瀕しているサメを研究している科学者にとって、繁殖を理解することは保全戦略に役立つだろう。

ゼブラシャークはIUCNレッドリストで絶滅危惧種として記載されており、シェッド水族館などの水族館は同種の保護に取り組んでいる。同水族館の遺伝子検査は、遺伝的多様性を最大限に高め、絶滅危惧種を長期的に保護するために専門家のアドバイザーを集める「種の保存計画（SSP）」の一環である。

SSP の 1 つの側面は、「個体群の遺伝学と、その個体群の持続可能性」を決定することだとワトソン氏は言います。遺伝子分析を通じて、彼女と同僚は、個々のサメがグループ全体とどの程度関連しているかを推測できます。そこから、今後 100 年間の個体群サイズがどうなるかを測定できます。

「私たちが保護しているこれらの動物を研究することは、野生のこの種を助けることができる基礎となります」とワトソン氏は言う。「ここでこれらの動物のために私たちが行っているケアは、私たちにとって最も重要です。」