小さなオスはメスに愛着を持って成長するため、いつでもその役割を果たすことができます。今回の研究により、この奇妙な生殖システムが深海カエルウオにいつ、そしてなぜ出現したのかが明らかになった。これらの奇妙な海洋動物の進化の歴史を再構成すると、いわゆる性的寄生が、彼らが底生動物から深海の開放水域の支配者へと発展するのに役立ったことが明らかになります。研究チームの報告によると、これは約5000万年から3500万年前、地球温暖化によって海洋生物が絶滅したときに起こったという。
光る餌で獲物を巨大な口に誘い込む奇妙な生き物：深海カエルウオ（Ceratioidea）は、洗練された適応により、世界の海洋の深海域を生息地として征服しました。この魚類のグループの約 160 種は、世界中の深さ 300 ～ 4,000 メートルの海に生息しており、この地球上で最大の生息地で重要な生態学的役割を果たしています。深海カエルウオは、その釣りの概念と奇妙な外観に加えて、別の奇妙なことで知られています。それは、性的寄生と呼ばれる驚くべき生殖戦略を進化させたことです。
一部の種では、オスははるかに大きなメスと文字通り結合関係に入ります。小さな生き物がパートナーを見つけた後、彼らはドッキングし、彼女と一緒に成長します。パートナーの組織が結合し、男性に栄養を供給する共通の血液循環が形成されます。このようにして、メスが産卵するときに、いつでも卵を受精させる準備ができています。
開発の歴史を振り返る
イェール大学のチェイス・ブラウンスタイン率いる研究者らは、今回の研究で、深海カエルウオのグループがいつ、どのようにして発生し、その特別な適応を発展させたのかという問題を調査した。彼らは、深海カエルウオの多数の種と、硬骨魚の中で最も近縁な種から遺伝物質を入手し、配列決定し、分析した。特定の遺伝パターンは種間の関係を反映しています。特別な遺伝的手がかりを手がかりとして使用する、いわゆる分子時計法により、発展と種の分裂の年齢について結論を引き出すことも可能になりました。
研究者らはついに深海カエルウオの進化系図を作成することができ、そこにはいくつかの特別な情報も含まれている。まず第一に、自由な深海のこれらの住民は、海底やサンゴ礁などの固い地面に住んでいた魚から進化したことが根本的に明らかになりました。 「私たちの研究結果は、彼らが改良された腹鰭を持って海底を移動していた祖先から進化したことを示しています」とブラウンスタイン氏は言う。結果は、この開発がいつ行われたかを示しています。したがって、進化の観点から見ると驚くほど若い。研究チームは深海カエルウオのグループの起源を5,000万年前から3,500万年前まで絞り込むことができた。
興味深いことに、これは地球の動物界が大きな変化を遂げることが知られていた時代でした。気温の集中的な上昇により多くの海洋動物が絶滅し、新しい形態が出現しました。この時期に、深海カエルウオの祖先は明らかに深海の外海を征服する機会を利用したようです。遺伝子データには、この成功の根底にある適応も反映されています。 「地球の海洋が生態学的大変動を経験していた極度の地球温暖化の時期に、性的寄生に必要な特性を含むさまざまな特性により、これらの魚が深海に進出できることが判明した」とブラウンスタイン氏は言う。
広大な世界での生活に役立つ
研究者らが説明しているように、性的寄生が新しい生活様式に役立ったということはもっともらしい。広大な深海ではパートナー同士が出会うことはめったにないため、接触が成功すればしっかりとしたつながりを保つことが有益である。研究チームは、必要な適応が深海カエルウオの進化史の初期に起こったことを示すことができた。こうして極端な性的二型が発達し、大きな女性と小型の男性が出現したのです。研究者らはまた、集中型の性的寄生に必要な免疫系遺伝子の適応も特定した。この改変により、融合過程で女性の体が男性を拒絶することが防止される、と研究者らは説明する。
最後に、彼らは深海カエルウオの研究の別の側面に焦点を当てました。彼らの能力は現代医学にとって非常に興味深いものです。イェール大学の主任著者トーマス・ニア氏は、「これらの魚がどのように適応免疫を失ったのかをより深く理解できれば、免疫抑制が重要な臓器移植などの医療処置の進歩に貢献できる可能性がある」と述べた。
出典: イェール大学、Cell Press、専門記事: Current Biology、doi: 10.1016/j.cub.2024.04.066
