単細胞へ”逆進化”中!?「呼吸しない」多細胞動物が初めて報告される

biology 2020/02/25
放出されたヘネグヤ・サルミニコラの胞子が多細胞形態で遊泳している様子/Credit:Stephen Douglas Atkinson
point
  • ミトコンドリアを捨てて呼吸を放棄した多細胞の寄生動物がみつかった
  • その寄生動物は多細胞から単細胞に退化しつつある

かつて単細胞生物だった私たちの先祖は、酸素呼吸能力のある細菌を体内で飼うことで、自らも酸素呼吸の能力を得ました。

そのため、現在の地球上に存在する全ての多細胞生物には、飲み込まれた酸素呼吸細菌の子孫である「ミトコンドリア」が含まれていると考えられてきました。

しかし今回、ヘネグヤ・サルミニコラと呼ばれる寄生動物の細胞にはミトコンドリアがないことが判明。ミトコンドリアが存在しない多細胞生物が発見されたのは、世界で初めてです。

この寄生動物はどのような進化の過程を経てきたのでしょうか?

研究結果はイスラエルのテル・アビブ大学ダヤナ・ヤハロミ氏らによってまとめられ、2月24日に学術雑誌「PANS」に掲載されました。

A cnidarian parasite of salmon (Myxozoa: Henneguya) lacks a mitochondrial genome
https://www.pnas.org/content/early/2020/02/18/1909907117

寄生動物の生存戦略「捨てれるものは捨てる」を極めた結果

ヘネグヤ・サルミニコラはミクソゾア属に類する。ミクソゾアは元々は複雑な体の作りをした三胚葉動物だった/Credit:JT生命誌研究館

寄生動物は寄生に特化するために見た目が激変するだけでなく、感覚器官や運動器官、消化器官といった大事な器官も失ってしまうことが知られていました。

そのため、どんな生き物が元になって寄生動物へ進化したかは長年、生物学者の頭を悩ませてきました。

ヘネグヤ・サルミニコラはその中でも特に異質で、感覚器官も運動器官も消化器官もないだけでなく、神経系も存在しません。

過去に行われた遺伝解析によって、元の生物が複雑な器官を持つ動物であることがわかっています。

しかし各器官のパージを続けていった結果、ヘネグヤ・サルミニコラの細胞数は激減し、数えられる程度まで落ち込んでしまいました。

研究者たちは、ヘネグヤ・サルミニコラは寄生を極めるために、多細胞生物から単細胞生物へ逆進化している最中だと考えています。

共に研究を行ったテルアビブ大学のフション氏も「動物は常に複雑になるように進化するという常識の真逆が起きている」と述べています。

呼吸すら宿主任せ

ミトコンドリアの内部は膜のひだひだになっている。ミトコンドリアがあるから多細胞動物は酸素を呼吸に使える/Credit:depositphotos

そんなヘネグヤ・サルミニコラの遺伝情報に対して、今回、改めて大規模な調査が行われました。

結果、ヘネグヤ・サルミニコラにはミトコンドリアの遺伝子が存在しないことが明らかになりました。

ミトコンドリアはかつて独立した酸素呼吸細菌でしたが、真核生物の細胞内に取り込まれてからは共生関係にあります。

私たち多細胞生物が酸素を利用できるのも、ミトコンドリアのお陰です。

しかし、ヘネグヤ・サルミニコラはそんな便利なミトコンドリアを細胞内から排除してしまいました。彼らは呼吸する能力すら失ってしまったのです。

では彼らはどうやって外部からエネルギーを得ているのでしょうか。

どうやらヘネグヤ・サルミニコラは呼吸をしなくても、呼吸の産物であるエネルギー(ATP)を宿主から奪って、自分の細胞内に取り込むことができるようです。

寄生は楽な生き方ではない

感染したシャケが死亡すると寄生動物は画像のような多細胞の胞子を放出します。胞子は別の宿主である環状動物に寄生して、シャケに再び食べられるのを待ちます/Credit:Stephen Douglas Atkinson

寄生は楽な生き方に思えますが、必ずしもそうとは限りません。

特にライバルができると途端に熾烈な蹴落とし合いがはじまります。

宿主の限られた資源を生かさず殺さずのまま奪い合い、生き残らなければならないからです。

ヘネグヤ・サルミニコラはそんな熾烈な競争の結果、元々持っていただろう目も鼻も筋肉も神経も脳も失って、さらに呼吸すら放棄して、多細胞から単細胞に退化しつつあります。

激しい変化の過程は、決して楽などではなかったでしょう。

それに一度捨ててしまった遺伝子は簡単には戻りません。

遺伝子の数を減らすことは、進化の可能性の制限でもあります。

「捨てられるものは捨てる」寄生戦略は、諸刃の剣なのかもしれません。

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reference: livescience / written by ナゾロジー編集部
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