クジラに関する新たな研究は、ダーウィンが正しいことを知らなかったことを示唆している

灰色、青、大きい、さらに大きい。ヒゲクジラは「大型動物相」に「メガ」という文字を加える。4月4日にScience Advances誌に発表された新しい研究で、研究者らは、現存する最大の動物であるシロナガスクジラを含む、これらのマンモス種の全ゲノム配列について議論している。研究者らは、これらの海洋哺乳類が驚くべき形で関連していることを発見した。これは、進化に関する最も伝統的な見解が必ずしも正しくないことを示唆している可能性がある。

研究者らが研究した種のうち、ザトウクジラ、ナガスクジラ、イワシクジラ、ミンククジラ、シロナガスクジラの 6 種は、ナガスクジラ科と呼ばれる科に属しています。ナガスクジラ科は、ひだ状の喉を持ち、海水を大量に飲み込み、ヒゲ板を使って濾して餌とするヒゲクジラです。別のヒゲクジラ科であるコククジラは、現在、独自の分類学上の科に分けられています。しかし、これらの種のゲノムを配列決定し、進化ネットワーク解析と呼ばれる新しい形式の調査を適用することで、研究者らは、コククジラもナガスクジラ科であり、ナガスクジラやザトウクジラと近縁であることを証明できました。実際、他のナガスクジラ科とこれらのクジラの関係よりも近縁です。

これらの発見は、「進化はダーウィンが想像していたよりもはるかに複雑である」という仮説をさらに裏付けるものだと、ゼンケンベルク生物多様性・気候研究センターとゲーテ大学に所属する研究主任著者で進化遺伝学者のアクセル・ヤンケ氏は言う。数年前、ヤンケ氏と同僚らが遺伝子分析の結果、キリンは1種ではなく4種存在すると主張し、話題になった。同氏の研究室の研究者たちは、キリンがどのように、そしてなぜ種分化したかを解明しようとしている。

チャールズ・ダーウィンは、進化は樹木で表すことができ、それぞれの種は枝の 1 つであると仮定しました。種分化は、生物が地理的な分離によって適応を余儀なくされたときに起こると彼は考えました。わずかに異なる生息地はわずかに異なる適応を促し、大きな物理的隔たりは個体群の混合を妨げます。時間の経過とともに、異なる生態学的影響により、各グループは新しいものへと形作られます。キリンの場合、ジャンケのグループは、進化の歴史における何らかの障害 (たとえば、水位が上昇して渡れなくなった川) が、4 つの種への分裂のきっかけになったと理論化しました。いずれにしても証拠がないものの、それはまだ可能です。

しかし、世界中の海で共存するクジラの場合、祖先種が同じ地理的空間で新しい分派を生み出す「同所的種分化」と呼ばれるプロセスの証拠ははるかに明確だ。進化ネットワーク分析は、樹木の比喩を複雑なウェブに変える。これは、全ゲノム配列によって示されるさまざまな種類の家族関係を認めるものだ。ナガスクジラの全ゲノムを比較すると、遺伝学はダーウィンの「樹木」モデルよりもはるかに流動的であることが分かるとジャンケ氏は言う。

ダーウィンは、それ自体間違っていたわけではない。彼は、主に観察という利用可能なツールを使って研究した。しかし、現代の生物学者は、ダーウィンやその後の何世代もの生物学者が頼りにしてきた外見や行動とは異なる、より微妙な違いを見ることができる他のツールを持っている。

「遺伝子の流動と交雑は生物学者が通常考えるよりも一般的です」とジャンケ氏は言う。ナガスクジラの遺伝子を分析すると、進化の歴史のさまざまな時期にさまざまな方法で交雑してきたことがわかった。家系図の枝が分かれた後は二度と触れ合うことはないというダーウィンのモデルだけに頼るなら、これはあまり意味をなさない。しかし、これらのクジラの多くは同じ広大な海を共有しており、交雑を続ける能力があるにもかかわらず種分化してきたのだ。

これらの結果は、全ゲノム配列解読が海洋生物にとって特に重要である可能性があることを示している。なぜなら、異なる種類の海洋生物間の遺伝的関係がいかに誤解されているかを示しているからである。コククジラの場合、種分化した理由は、新しい生態学的ニッチを見つけたためであると思われる。コククジラは底生動物で、研究対象となった他のナガスクジラのように上空で大量に食べるのではなく、海底から堆積物や食物を吸い上げる。そのニッチを埋めるために、このクジラは異なる進化を遂げ、喉の不要なひだを失うか、そもそも発達させなかった。そのユニークな外見と行動から、生物学者は、このクジラがナガスクジラと同じ科ではないと考え、従来の進化の系図上で独自の枝を得た。しかし、より複雑なネットワークにより、このクジラは遺伝子レベルでは依然としてナガスクジラと密接に関係していることが示された。

ジャンケ氏は、これらのクジラの種分化の​​正確なきっかけは、行動、食物、繁殖時期などである可能性があるが、「これは十分に知られておらず、理解されていません」と語る。さらに研究が必要だが、クジラ目のゲノムの配列が解読された例は非常に少ないとジャンケ氏は言う。

ある種の家族の再会をもたらしただけでなく、この研究はコククジラを含むナガスクジラ類に関する希望的な事実も明らかにした。1980年代初頭に国際捕鯨委員会が実施したほぼ全世界での商業捕鯨の一時停止措置によって、ナガスクジラ類の個体数が安定するのに十分な数が救われたことを示している。「ナガスクジラ類は [遺伝的に] 多様であることがわかった」とジャンケ氏は言う。この遺伝的多様性が種全体の回復力を生み出し、変化する海を乗り切ることを可能にしているのだ。