1859年、チャールズ・ダーウィンは進化論に関する画期的な著書に、新しい生命の樹を盛り込んだ。種の起源今、科学者たちはこの考えを更新しようとしている。
「目標は、二次元の樹を多次元のものへと変えることです……」
論文の著者らによると、科学の新時代が到来したものの、生命の樹全体にわたる微生物の影響を描き出す明確な道筋はない。必要なのは、健康と生存のために互いに依存する無数の種を取り込んだ、学際的な生命分類のアプローチだと研究者らは述べる。人間、サンゴ、藻類、植物と共存する多様な細菌などがその例だ。論文は「Trends in Ecology and Evolution」に掲載された。Trends in Ecology and Evolution。
「私たちの考えでは、ある植物種に結びついた細菌や菌類を、別々の系統分類体系（生命の樹）に分類すべきではありません。それらは進化における一つの機能単位だからです」と、論文の筆頭著者で、ラトガース大学環境・生物科学学部の生態学・進化学・自然科学学科教授であるデバシシュ・バッタチャリヤ氏は語る。
「目標は、二次元の樹を多次元のものへと変え、種間の生物学的相互作用を含めることです。」
より包括的な新しい樹
生命の樹は、細菌、植物、動物など多様な生命体がどのように進化し、互いにどう関係しているかを枝で示す。地球の生物多様性の多くは、細菌、ウイルス、菌類などの微生物で構成されており、それらは植物、動物、その他の宿主と有益または有害な形で相互作用することが多い。物理的につながり、共に進化する（つまり相互依存する）生命体は「共生生物群（シンバイオーム）」と呼ばれる、と論文は述べている。
著者らは、共生生物群を取り入れた新たな生命の樹の枠組みを提案している。これは「SYMPHY」と呼ばれ、「共生生物群系統学」を略した名称だ。その狙いは、高度な計算手法を用いて、生物と生態系の進化をより広範かつ包括的に描き出すことにある。
現在の生命の樹は、共生生物群を認識せず、取り込んでいない。論文によると、代わりに個々の種や系統に大きく焦点を当て、あたかも生命の樹の他の枝とは独立しているかのように扱っている。
著者らは、改良された生命の樹が、科学、技術、社会の多くの分野に広範かつ変革をもたらす可能性の高い影響を及ぼすと考えている。そこには、外来種、代替燃料、持続可能な農業などの環境問題への新たな対処法、機械や器具を設計・開発する新しい方法、人間の健康問題に対する理解の深化、創薬への新たなアプローチが含まれる。
「生物を微生物のパートナーと結びつければ、特定の生態条件下でどの種が共生するか、そのパターンを見つけ始めることができます」とバッタチャリヤ氏は言う。「例えば、栄養が乏しく塩分濃度が高いなど、同じ種類の生息環境を共有する非常に異なる植物の根に、同じ微生物が結びついているなら、塩分やストレスへの耐性をもたらす新たな系統を特定した可能性があります。この有用な形質を作物に与えるため、その微生物を接種に利用できるかもしれません。」
一般に、共生生物群における種の結びつきに関する知見が役立つ問いであれば、SYMPHYを用いて取り組めると同氏は言う。
「実際には、樹同士が相互作用することになります。そうしたネットワークを使えば、さまざまな生物間のつながりを示し、種間相互作用の強さを表現できます」と同氏は語る。
科学者らは、米国国立科学財団、中国国家自然科学基金委員会、その他の資金提供機関に対し、多様な研究者からなる作業部会を支援するよう呼びかけている。この部会が、新しいSYMPHYシステムの構築計画を提案する。
「ダーウィン批判」ではない
「私たちが明確に強調したいのは、ダーウィンを批判しているわけではないということです。ダーウィンは科学の英雄だと考えています」とバッタチャリヤ氏は語る。
「新しい技術によって、微生物間の複雑な相互作用の世界について画期的な知見がもたらされました。古典的な二次元の樹を超えて、生命体の分類方法を見直す必要があります」と同氏は言う。
「また、系統分類学（生命を分類する方法）の研究をSYMPHYの枠組みの下で統合し、動物学、植物学、微生物学、昆虫学など異なる専門分野の学科が協力して、生物間相互作用が種の進化、生態学、そして生物学全般にどのような影響を与えるかを描き出すことも目指すべきです」と同氏は付け加える。
