ダーラム、ノースカロライナ州 – カモノハシからホコリタケまで、動物、植物、菌類、微生物に属する約230万の命名された種を対象とした「生命の樹」の初版が公開されました。
11の機関による共同の取り組みであるこの樹は、生物同士の関係を、時間の経過とともに分岐してきた様子として描いています。その起源は、35億年以上前の地球上における生命の始まりにまでさかのぼります。
数万もの小規模な系統樹が、長年にわたり生命の樹の特定の枝について発表されてきました。中には10万種以上を含むものもあります。しかし、これらの成果を、あらゆる生命を包含する単一の樹にまとめたのは今回が初めてです。最終的な成果は、誰でも自由に利用または編集できるオンライン上のデジタル資源であり、進化樹の「ウィキペディア」のような存在です。
「点と点を結びつけ、すべてを一つにまとめようとする、初めての本格的な試みです」と、主任研究者であるデューク大学のKaren Cranstonは述べました。「バージョン1.0とお考えください」
樹の現行版は、基礎となるデータおよびソースコードとともに、次のURLで閲覧・ダウンロードできます https://tree.opentreeoflife.org。
この成果は、9月18日付の『Proceedings of the National Academy of Sciences（全米科学アカデミー紀要）』に掲載された論文でも紹介されています。
進化樹は、枝分かれした図で、しばしば燭台と地下鉄路線図を掛け合わせたような見た目をしていますが、ツチブタがモグラに近いかマナティーに近いかを判断したり、粘菌の最も近い仲間を特定したりするためだけのものではありません。地球上の数百万種が互いにどのように関係しているかを理解することは、科学者が新薬を発見し、作物や家畜の収量を高め、HIV、エボラ、インフルエンザなどの感染症の起源と拡散をたどる助けとなります。
研究者らは生命の樹をゼロから構築するのではなく、既にオンラインで発表されていた数千もの小さな断片を収集し、それらを統合して、命名されたすべての種を包含する巨大な「スーパーツリー」にまとめ上げました。
初版は、以前に発表された研究による約500の小規模な系統樹に基づいています。
異なる情報源の系統樹を単一のスーパーツリーの枝や小枝に対応させる際、最大の課題の一つは、各種の名称変更、別名、一般的な誤記、略称を考慮することでした。例えば、eastern red batは、Lasiurus borealisとNycteris borealisという二つの学名で記載されることがよくあります。かつてハリモグラは、ウツボの一群と同じ学名を共有していました。
「それ自体が大規模な取り組みではあるものの、この生命の樹の初版は、あくまで最初の一歩にすぎません」と研究者らは記しています。
まず一つには、公表された系統樹のうち、デジタルで利用可能なものはごく一部にすぎません。
2000年から2012年の間に100以上の学術誌に掲載された7,500件以上の系統学研究を調査したところ、研究者が利用できるデジタルでダウンロード可能な形式でデータを寄託していたのは、6件に1件のみでした。
進化樹の大多数は、データベースに入力したり、他の系統樹と統合したりすることが不可能なPDFやその他の画像ファイルとして発表されています。
「生物がどのように関係しているかについて科学者が知っていることの総和と、実際にデジタルで利用可能なものとの間には、かなり大きな隔たりがあります」とCranstonは述べました。
その結果、樹の一部に描かれた関係性、例えばpea family（マメ科）とsunflower family（ヒマワリ科）を表す枝などは、専門家の見解と必ずしも一致しません。
樹の他の部分、特に昆虫や微生物については、依然として不明な点が多く残っています。
これは、多くの系統樹の構築基盤となっている、最も広く利用されているオンラインの生のゲノム配列アーカイブでさえ、地球上に存在すると推定される数千万種のうち、5%未満の種についてしかDNAデータを含んでいないためです。
「関係性について判明していることを示すことと同じくらい重要なのは、この初めての生命の樹が、分かっていないことを明らかにする点でもあります」と、共著者であるフロリダ大学のDouglas Soltisは述べました。
こうした空白を埋めるため、研究チームは、数百万に上る今なお命名・発見が続く種について新たなデータが得られるたびに、研究者がログインして樹を更新・改訂できるソフトウェアの開発も進めています。
「決して完成したものではありません」とCranstonは述べました。「生命の樹を改善したいのであれば、既に発表された研究と新たに発表される研究の双方でデータを共有することが極めて重要です」
「25年前、この巨大な系統樹という目標は不可能だと言われていました」とSoltisは述べました。「Open Tree of Lifeは、他の研究者が今後数十年にわたって改良・発展させることのできる、重要な出発点です」
本記事は デューク大学との協力により掲載されたものです。掲載は、世界経済フォーラムによる見解の支持を意味するものではありません。
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執筆者：Robin A. Smithはデューク大学のニュース室に勤務しています。
写真：ツァボ東国立公園を歩くゾウの群れ。REUTERS/Noor Khamis.
