アヒルからワシまで、今日の陸鳥は恐竜の絶滅後に共通の祖先を持つようになった――これは、 Science や GigaScienceなどの学術誌に本日掲載された鳥類の遺伝子研究から得られた知見の一つだ。
大規模な国際共同研究で48種の鳥の遺伝データの配列が解読され、鳥類の新たで詳細な 系統樹が作成された。
「鳥類は、こうした研究に非常に適しています。世界の鳥については、ほかのどの脊椎動物群よりもよく理解しているからです」と、マッコーリー大学で鳥類行動生態学を専門とする准教授のサイモン・グリフィスは述べた。
「世界にいるほぼすべての鳥、約1万種について私たちは知っており、寿命や毎年の繁殖数、繁殖を始める年齢といった重要な特徴にどのような違いがあるかも把握しています。」
約6600万年前、大量絶滅によって地球上の動植物の 約80％ が姿を消したが、それによって鳥類が急速に拡大する道が開かれた。
大量絶滅を生き延びた鳥類の系統はわずかで、鳴禽類、フクロウ、キツツキなど現代の陸鳥の大半は、共通の 頂点捕食者 を祖先に持つ。
食物連鎖の頂点にいたこの巨獣は、2700万年前から1万5000年前にかけて南北アメリカを闊歩した巨大な 恐鳥 に似ていた。
「鳥類間の系統関係を解明するうえでの主な問題は、鳥類が非常に速いペースで多様化したことです」と、オーストラリア国立野生生物コレクション（CSIRO）の研究ディレクター兼キュレーター、レオ・ジョセフは述べた。
極限環境への適応
鳥類は最も広範囲に分布する陸上動物の一群であり、極限環境に対する進化的適応を遂げてきた。ペンギンは地球上でも特に過酷な環境で暮らす。『GigaScience』に掲載されたDNA解析は、ペンギンが約6000万年前に南極で初めて出現したという化石証拠を裏付けた。
「完全なゲノムがあれば、染色体間の変異を比較し、集団の歴史を描き出すことができます」と、グリフィス大学の研究員で、このプロジェクトに携わったサンカル・サブラマニアンは述べた。
「現在生きているペンギンの完全なゲノムを比較すれば、最大20万年前までさかのぼって、いつ進化上の変化が起きたかを追跡できます。」
この研究の側面として、コウテイペンギンの個体数は安定していた一方、アデリーペンギンはまったく異なる様相を示し、極端な気候期と一致する個体数の変動が確認された。
15万年前の温暖な時期には個体数が大きく増加したが、より最近の氷期には個体数が大幅に減少した。
サブラマニアン博士によると、こうした変動は進化に起因するのではなく、「営巣や繁殖に利用できる氷のない陸地がどれだけあるか」に左右されていた。
ほかの鳥類と比べ、ペンギンには脂質代謝に関わる遺伝子が多かった。脂質代謝は、寒さに耐えるための脂肪層の形成に不可欠だ。
このプロジェクトの小グループは、ガラパゴス諸島やニュージーランドなどの熱帯・温帯の海域に生息するペンギンも調べ、より最近の進化的適応が現代のペンギンの遺伝子にどのような影響を与えたかを明らかにしたいとしている。
こうした画期的な研究が完了し、鳥類の系統樹が一定の確度をもって確立されたことで、今後の研究の基盤が整った。
「この新たな研究は、長年の課題だった鳥類の急速な多様化の解明に役立ちます」とジョセフ博士は述べた。
「これで、非常に興味深い問いに取り組めるようになります」とグリフィス准教授は語った。「さえずりの学習はいつ進化したのか。鳥類がさまざまな子育ての形を進化させたのはいつなのか。」
こうした知見は、生態的ニッチを満たすために種がどのようにしてこれほど急速に多様化できるのかという、待ち望まれていた答えをもたらす。
この記事は The Conversation との協力により掲載されています。掲載は、世界経済フォーラムが見解を支持することを意味するものではありません。
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著者：ブライオニー・スコットは『The Conversation』の編集者。テッサ・エヴァンズも『The Conversation』の編集者。
画像：2005年10月16日、イタリア北部チェルヴィアのポー川デルタ自然公園で、ムクドリが電線に止まって休んでいる。REUTERS/Max Rossi。