多くの鳥は蜜や甘い果物を楽しみます。しかし、彼らがこの味をどのように認識するのかは、研究者にとって長い間謎でした。哺乳類とは異なり、鳥類には甘いものに対する明確な受容体がありません。新しい研究で、鳴禽類がどのようにして依然として甘味を感じることができるのかが明らかになった。これによると、実際にうま味を担う彼らのうま味受容体が、進化の過程で糖に反応するように変化したという。研究者らは、甘いものを好むことで鳴き鳥が新たな生態的地位を占め、世界中に拡散することを可能にした可能性があると述べている。
私たち人間は、苦味、塩味、甘味、酸味、うま味の5つの味を感じることができます。味覚は私たちの食べ物の好みを形成し、栄養価の高いものと有毒なものを区別するのに役立つため、私たちの食事に大きな影響を与えます。しかし、動物の味はどんな感じなのでしょうか？彼らの味覚受容体の遺伝子分析により、この証拠が得られます。しかし、ゲノム解析により、あらゆる場所の鳥類には甘いものに対する味覚が欠けていることが示唆されていた。では、なぜこれほど多くの人が依然として甘い食べ物を好むのでしょうか?
穀物を食べる人は砂糖水を好む
日本の東京大学の戸田泰香氏が率いるチームは、このパズルの解決策を見つけた。鳴き鳥は、実際においしい食べ物に反応する受容体を使って、甘い味を知覚できるというものだ。この変換はハチドリによってすでに知られていました。 「しかし、果物や花蜜を食べる他の鳥が甘いものを味わえるかどうかは、これまで不明でした」と戸田氏らは書いている。
この疑問に答えるために、研究者らはまず、さまざまな鳥種の摂食習慣を体系的に調べました。彼らは、典型的な花蜜を食べる人だけが甘い食べ物を好むわけではないことを発見しました。果物や花蜜をたまにしか食べない穀物を食べる人も、行動実験では普通の水より砂糖水を好みました。 「これは、甘い味覚の起源を探る際に、花蜜の専門家だけでなく、さまざまな鳴き鳥に焦点を当てるべきであることを示す最初の兆候でした」と共著者であるゼーヴィーゼンのマックス・プランク鳥類研究所のモード・ボールドウィン氏は説明する。
修飾された受容体
どうやらハチドリだけでなく、他の多くの鳥も甘い味を知覚できるようです。研究者らは、実験室でさまざまな鳥の味覚受容体を再構築し、その受容体がタンパク質や炭水化物などの物質にどのように反応するかをテストすることで、この能力の分子基盤を調査した。結果: 通常、糖を担う受容体サブユニット T1R2 はすべての鳥に欠如していますが、鳴き鳥やハチドリでは他の受容体サブユニットがこの役割を担っています。どちらの場合も、サブユニット T1R1 と T1R3 は、ボリュームのあるタンパク質だけでなく甘い炭水化物にも結合できるように修飾されています。
しかし、さらなる分子分析により、ハチドリと鳴き鳥の受容体は異なる方法で同じ結果に到達することが明らかになりました。 「これは、ハチドリと鳴き鳥がうま味受容体の結合部位を独立して変更したことを意味します」と著者らは説明する。戸田氏らは、鳴き鳥の家系図のさまざまな代表者のうま味受容体を再構築し、それらが砂糖にどの程度反応するかをテストすることにより、鳴き鳥がどのくらいの期間甘味を感じるかを研究した。鳴き鳥の初期の祖先は、故郷のオーストラリアから移住して世界中に広がる前に、すでに甘い味覚を持っていたことが判明した。 「甘い味覚は鳴き鳥のごく初期に現れ、主に甘い食べ物に頼らない種にも残っていたのです」とボールドウィン氏は言う。
新しい味覚による進化の成功
ミネソタ大学の進化生物学者F・キース・バーカーは、「甘味知覚の初期の進化は、今日、現生の鳥類の中で最大のグループを構成する鳴き鳥の多様化に重要な役割を果たした可能性が高い」と、この研究の解説で次のように書いている。 Science誌にも掲載されました。おそらく、甘い食事に焦点を当てたことが、初期の鳴き鳥が新たな生態的地位を占め、新種を形成し、世界中に拡散することに成功したのでしょう。
今後の研究では、砂糖の味覚が、消化や代謝などの他の生理学的特徴とともに、進化の過程でどのように発達したのかを解明する必要がある。
出典: 戸田 泰香 (東京大学、日本) 他、サイエンス、doi: 10.1126/science.abf6505
