兵隊アリの「生きたドア」みたいな頭によって「進化は停滞と迷走を繰り返す」ことが判明

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Credit:kickassfacts
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  • 巨大な頭をもつアリのグループは単一な進化の結果によってできたのではない
  • 進化は常に一方向に向かうのではなく停滞と迷走を繰り返している

セファロット種属と呼ばれるアリのグループには、頭部を巨大化させ、「生きたドア」として機能しているものが存在します。

彼らは兵隊アリで、巨大な頭部によって巣穴の入口を塞ぎ、外敵に対してバリケードを構築しています。この生きたドアは敵味方の識別も可能で、安全が確保されれば、仲間のアリをちゃんと通してくれるようになっています。

ドアの形は実に様々であり、種ごとの防衛戦略によって、塞ぎ方は大きく異なっています。

これまで研究者たちは、様々なドアを持つ種は、単一の簡素な頭部しか持たない先祖から派生したと考えていました。

しかし今回、アメリカの研究者たちによって、兵隊アリを持たない種を含めた、広範なセファロット種属の遺伝子の解析が行われた結果、共通の先祖もまた、巨大な四角い頭部を持っていたことが明らかになりました。

また現存するアリのなかには、異なる2つの頭部形態に、5回も繰り返し行き来する変異を行ったものも含まれていました

「三歩進んで三歩下がるを」繰り返す変異は、進化の本質を問う難題です。アリたちに起きた進化の迷走は、本当に対岸の火事なのでしょうか?

研究内容はジョージ・ワシントン大学のスコット・パウエル氏らによってまとめられ、3月9日に学術雑誌「PANS」に掲載されました。

Trait evolution is reversible, repeatable, and decoupled in the soldier caste of turtle ants
https://www.pnas.org/content/early/2020/03/03/1913750117

様々な頭部の形状は一方方向の進化によるものではない

ドアの形状は種によって様々/Credit:PANS

セファロット種属に属するアリは図のように、種によって頭部の形と穴の塞ぎ方が異なります。

この頭部の多様性は、生物が空間を塞ごうとすると、どのように変化するのかを示唆してくれると考えられます。

一番左にある四角型の頭部をもつ種はスパルタ軍のファランクスの盾のようですし、一番右の種はマンホールに似た高い密閉性を備えています。

しかし遺伝解析の結果、これらの専門性の高い形態は、必ずしも一方方向の変異によって得られたものではないことがわかってきました。

進化が複雑性と専門性へ一方向であった場合、4500万年前に存在したとされる先祖は兵隊アリを持たず、非常に簡素な頭部を持つはずでした。

しかし今回の研究によって、最も古い先祖は図の左端にある四角型の頭部を持っている種であることがわかりました。

先祖はその後の進化によって、ドーム型、ディスク型、皿型のアリなど様々な頭部の形質を獲得しただけでなく、これら巨大な頭部を喪失した種もありました。

ある系統の兵隊アリでは、皿型は5回も変化によって失われた/Credit:Scott Powell.PANS.2020

さらに、あるディスク型の頭部を持つ種族は、皿型やドーム型との変異を繰り返し行き来した結果、元のディスク型の形質を5回も喪失していました(最低10回の変異)。

その過程は、とても合理的とは言えません。

生物進化は高い可逆性を秘めている

Credit:depositphotos

今回の研究によって、生物の進化は常に一方向ではなく、停滞や迷走を繰り返すことがわかりました。

経過した時間のぶんだけ、合理的に変化すると考えられてきた生物進化のモデルも、見直す必要があります。

サルからヒトへの系譜も、常に一方方向だったのではなかったのでしょう。

私たちが手に入れた知恵も、いつ失われてもおかしくないのかもしれません。

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reference: phys / written by
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