動物の最も初期の進化はどのように起こったのでしょうか?動物の家系図で最初の枝を形成したグループはどれですか?今回の研究では、染色体分析を用いて、有櫛動物が約7億年前、つまり以前は動物界の最古の代表と考えられていた海綿動物よりも先に、最初に分裂したことが示された。有櫛動物は、今日のすべての動物の中で、最初の動物が発生した単細胞生物と遺伝子レベルで最も密接に関連しています。
数億年前、海洋の単細胞微生物から最初の多細胞動物が発達しました。しかし、今日でも発見されている動物グループのうち、最も原始的なものはどれでしょうか?これまで科学者たちは一般に、これらは海綿であると考えてきました。彼らは臓器や神経系を持たず、単細胞生物の集合体のように見えます。もう 1 つの候補は有櫛動物 (Ctenophora) で、クラゲに似ていますが、クラゲとは遠縁にすぎません。遺伝子分析の結果、海綿動物と有櫛動物は両方とも非常に原始的なものであることが示されましたが、2 つのグループのどちらが動物家系図の最初の枝を形成しているのかを明らかにすることはできませんでした。
海綿動物、有櫛動物、原生動物を調べた
オーストリアのウィーン大学のダリン・シュルツ率いるチームがこの謎を解きました。シュルツらは、遺伝子が時間の経過とともにどのように進化したかを分析するのではなく、遺伝子が染色体上に配置される順序に焦点を当てた。この特性は進化の過程を通じてほとんど変化しません。以前の研究で、研究チームは、海綿動物、クラゲ、その他多くの無脊椎動物の染色体が、5億年以上にわたって独立して進化してきたにもかかわらず、非常によく似た染色体遺伝子パターンを持っていることを示しました。
今回の研究で研究チームは、2種の海綿動物、2種の有櫛動物、および動物門に属さない3つの単細胞生物の染色体構造を比較した。結果: 重要な点で、有櫛動物の遺伝子の配置は単細胞生物の配置とより似ていました。 「それが問題の核心だった」と共著者であるカリフォルニア大学バークレー校のダニエル・ロクサール氏は言う。 「私たちは、海綿動物と有櫛動物を除くすべての動物に共通するいくつかの再配列を発見しました。対照的に、有櫛動物は非動物に似ていました。最も妥当な説明は、再構成が起こる前に有櫛動物が分岐したということです。」
過去への窓
「この古代の進化的出来事の痕跡は、何億年も経った今でも動物のゲノムに残っています」とシュルツ氏は言う。このように、染色体分析は、これまでほとんど知られていなかった動物の発生初期の時代への扉を開きます。 「すべての動物の最も最近の共通祖先はおそらく6億年か7億年前に生きていたでしょう」とロクサール氏は説明する。 「彼らは柔らかい体の動物であり、直接的な化石の痕跡を残していないため、彼らがどのような外見をしていたかを言うのは困難です。しかし、生きている動物を比較して、私たちに共通の祖先について知ることはできます。私たちの分析では、化石が見つかる見込みのない過去を深く調べていますが、ゲノムを比較することで、非常に初期の祖先について知ることができます。」
したがって、この研究は、有櫛動物や海綿動物などの原始的な生物から、線虫や節足動物、そして人間などの脊椎動物に至るまで、動物門が互いにどのように関係しているかを理解するための重要な基盤を提供します。また、神経系、筋肉、消化管などの重要な機能がどのように発達したかを理解するのにも役立ちます。 「この研究は、何が動物を動物たらしめているのかを理解するための背景を与えてくれます」とシュルツ氏は言います。 「それは、環境の認識、栄養、運動など、私たち全員が共通に持つ基本的な機能を理解するのに役立ちます。」
出典: Darrin Schultz (オーストリア、ウィーン大学) 他、Nature、 doi: 10.1038/s41586-023-05936-6
