これらの化石化したヤツメウナギの幼生は、古くからの進化論を否定している

あなたは水吸血鬼の子孫ではありません。おそらく今まで考えたこともなかったでしょうが、進化生物学者は100年以上もの間、顎のないウナギのような形をした吸血魚であるヤツメウナギが、最も初期の脊椎動物に最も近い生きたモデルであると考えていました。

どう聞こえるかはさておき、それは不合理な疑惑ではない。ヤツメウナギは脊椎動物と無脊椎動物の祖先の境界に存在する数少ない動物の 1 つだ。成体のヤツメウナギには脊柱があり、魚を探して水中を泳ぎ、歯の並んだ口で魚にしがみついて血を流す。しかし、「ヤツメウナギの生涯の初期段階はまったく異なり、とんでもないことです」と、カナダ自然博物館の脊椎動物古生物学者、宮下哲人氏は言う。

ヤツメウナギの幼生はイソギンチャクのように生活し、生涯の最初の 2 ～ 7 年間は川底に埋もれて、歯のない筋肉質の喉で水から餌を濾し取ります。無脊椎動物に非常によく似ているため、ヤツメウナギは長い間、最も古い脊椎動物のモデルとして扱われてきました。私たちの祖先ではありませんが、そっくりです。

「原始的な状態から変化した原始的な動物がここにいます」と宮下氏は説明する。「進化の初期段階で起こったであろうことの類似点のように思えます。非常に都合の良い話です。」

しかし、水曜日にネイチャー誌に掲載された古生代ヤツメウナギの幼生の新たな化石に関する研究は、その話をひっくり返した。「ちょうどそこにあった朝のつららが屋根から垂れ下がっているように、150年も続く進化論を覆したことは私には非常に明白でした」と、この研究の筆頭著者である宮下氏は言う。

生物学者は以前からヤツメウナギが祖先であるという説に疑問を呈していたが、問題はヤツメウナギの化石記録の少なさにあった。この説を反証するには、科学者はヤツメウナギが最初は完全に魚類に似ていて、その後、定住型の幼生形態に進化したことを証明する必要がある。

したがって、この新しい研究は、一連の注目すべき化石にかかっています。それは、卵黄をまだ抱えているほど幼いヤツメウナギの孵化直後の化石です。「一目見た瞬間、卵黄嚢を持つ孵化したばかりの幼生であることは明らかでした」と宮下氏は言います。しかし、それは現代のヤツメウナギの底生幼生とはまったく異なっていました。「すでに大きな目と、歯の付いた口の吸盤を持っていました。まるでミニチュアの成体のようでした。」

野球に例えるのが好きな宮下氏は、化石化した幼生を発見したことは「野球場に行って、25年間ホームランを打ったことのない選手が打ったボールをキャッチするようなもの」だったと話す。最も小さな化石は小指の爪に収まるほどで、骨も歯もない。泥だらけのラグーンの底に刻み込まれた軟組織にすぎない。

研究者らは、この場所からさらに化石を収集し、ヤツメウナギが成体になった姿や、同時期に世界中で発見された幼体の標本などを確認した。「これは時間と空間を超えて存在するパターンです」と宮下氏は述べ、これはただ奇妙なヤツメウナギの幼体に関する証拠に過ぎないわけではないとしている。

つまり、幼虫期​​は遠い過去からの名残ではなく、「完全に新しい進化の革新」であると彼は言う。

マニトバ大学のヤツメウナギ生物学と遺伝学の専門家であるマーガレット・ドッカー氏は、この発見を「非常に興味深い」と評している。彼女は、この化石が「現代のヤツメウナギを最古の脊椎動物のモデルとして除外する」ことに同意している。

ドッカー氏は以前、ヤツメウナギの進化について、幼生と成体の両方の特徴を持つ祖先に関する別のモデルを提唱していた。彼女によると、現時点では、これらの化石がその理論を支持する証拠となるか、それとも反証となるかを判断するのは時期尚早だという。それでも、彼女は全体的な結論には同意している。「問題に直面するのは、現代のヤツメウナギを『生きた化石』として扱い、過去 4 億年から 5 億年の間、ヤツメウナギが変化していないと仮定した場合です。」

しかし、この発見によって2つの新たな疑問が浮上した。ヤツメウナギがなぜこのような紛らわしい生物に進化したのか、そして最古の脊椎動物は実際どのような姿だったのか？

最初の答えは、現代のヤツメウナギの生息地に関係しているようだ。ミヤシタ氏によると、古代の魚のようなヤツメウナギの幼生はすべて、汽水湖からラグーン、沖合の河川デルタまで、海水環境で発見されたという。そして、それらは地球上で最も生物学的に生産性の高い生態系の一部である。ミシシッピ川やメコン川のデルタ地帯の大規模なエビ産業を考えてみよう。

「これは現代のヤツメウナギとは全く対照的です」と宮下氏は言う。ヤツメウナギのほとんどは淡水の川や湖に生息している。「そして、すべての種は川でそのライフサイクルを始めるのです。」

沿岸湿地に比べると、これらの川床は不毛だ。「幼生期を過ごすということは、生命の資源を2度味わうことになる」と、論文の主任著者でシカゴ大学の脊椎動物古生物学者マイケル・コーツ氏は言う。「つまり、幼生と成体の間には大きな隔たりがあるということだ。ある意味で、彼らは異なる生態系に生息しているのだ」。ある成長段階で食糧が不足しても、個体群全体が絶滅するわけではない。

そもそもヤツメウナギがなぜ豊かな沿岸水域を離れたのかは明らかではない。宮下氏とコーツ氏はともに、ヤツメウナギは地球上で起きた5回の大絶滅のうち4回を生き延びたと指摘し、そのハイブリッドなライフサイクルがその回復力の一部であったのではないかと推測している。

[関連:ヌタウナギの粘液が0.4秒で10,000倍に大きくなる仕組み]

コーツ氏はまた、主に北米の川や小川にのみ生息している「遺存種」の魚が数多くいると指摘する。ボウフィン、アリゲーターガー、チョウザメはいずれも、かつては巨大な魚類だったが、外洋から追い出されて内陸に避難した最後の生き残りである。ヤツメウナギもそのパターンの一部である可能性がある。

最も古い脊椎動物については、マヤシタ氏と共著者らは、皮膚に骨の鎧があるのが特徴の別の魚類のグループの方が、より原始的な説に近いと主張している。ヤツメウナギのように、この魚類には顎がなく、骨のない他の脊椎動物を生み出したようだ。「骨は深いところまで根付いているのではないか」とコーツ氏は言う。言い換えれば、ヤツメウナギやサメなどの動物が原始的なのは骨がないからではなく、ある時点で骨を手放したからだという。

もしヤツメウナギの「原始的な」特徴が実際には特殊な適応であるならば、それはヤツメウナギを基準として扱う他の研究にも重要な影響を及ぼす。特に興味深いのは、ヤツメウナギが脊髄を再生できるという事実であり、人間が同じルーツを持つとすれば、この特徴は人生を変えるものとなるかもしれない。

「ゲノムから医療工学、進化生物学に至るまで、ヤツメウナギを原始的な脊椎動物の便利なモデルとして見ることができるという考えがあります」とマヤシタ氏は言う。「今、私たちは立ち止まってそれについて考える必要があります。」