霊長類だけ「喉頭が急速に進化している」と判明。声によるコミュニケーションの重視が原因か?

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ゴリラの咽頭。/Credit:Jacob Dunn, Anglia Ruskin University
point
  • 喉頭の進化は肉食動物と比較した場合、霊長類が非常に進化速度が速いことがわかった
  • 体の大きさから予想される喉頭のサイズも、霊長類は大きく、種によるサイズのばらつきも大きい
  • 急速な進化の理由は、霊長類がコミュニケーションを複雑化させたことが要因と考えられる

喉頭と言われても、なんとなく喉のあたりだろうというのはわかるけど、具体的にどこ? と思う人は多いかもしれません。

喉頭は気管より上で、舌骨より下のちょうど首の真ん中あたりにある器官です。男性の「のど仏」がこれに当たり首の上から触ることもできます。

その主な役割は、どの動物でも共通していて、摂食時の気道の保護、肺への空気供給の管理、そして発声の制御です

新たな研究は、この喉頭について霊長類が肉食動物などと比較して、急速に進化させていたという事実を報告しています。

他の動物と比較して、なんで人間は単純な鳴き声ではなく複雑な言葉を使うのだろう? と疑問に思っていた人は多いでしょう。

その答えの一端がここにあるのかもしれません。喉頭の進化は、種が複雑なコミュニケーションを実現するための重要な鍵になっているようです。

喉頭進化の研究

一風変わったテーマに思えますが、今回の研究者たちは霊長類の進化について喉頭に着目して、55の異なる種の喉頭を包括的に調査しました。

進化の研究においては、霊長類が非常に柔軟性を持っていると言われており、喉頭はこの事実を明らかにするための重要な指標になるだろうという仮説がありました。

そのため、今回の研究は科学者にとって興味深いものであり、長年の仮説を証明する証拠ともなるものなのです。

研究チームは喉頭の3Dスキャンとコンピュータモデルを用いて、他の種との比較調査を行いました。

Credit:Jacob Dunn, Anglia Ruskin University

今回の研究チームの1人、イギリスのアングリア・ラスキン大学(ARU)の行動生態学者Jacob Dunn氏は「今回の研究で、哺乳類のグループ間で喉頭の進化には明確な違いがあることがわかった」と述べています。

具体的には、霊長類の喉頭は体のサイズと比較して大きく、比較群として相性の良い肉食動物と比べた場合、急速に進化していたことが初めて示されたのです。

これは種によって声帯器官の進化に根本的な違いがあったことを示しています。

霊長類の大きな喉頭

調査された霊長類には、体重わずか110グラムのピグミー・マーモセットから体重120キログラムのニシゴリラまでさまざまな種類が分析されています。

ピグミー・マーモセット(左)とニシゴリラ(右)/Credit:Imagina,Wikipedia

霊長類と肉食動物(クマやトラなど)は、似たような社会構造を形成していて、似たような生息地で生活し、体の大きさも似たような範囲を持っているため、比較群として多くの研究で利用されています。

調査の結果、霊長類の喉頭は同程度のサイズの肉食動物と比べて平均で38%も大きいことがわかりました。

さらに他の種では喉頭のサイズと体の大きさの比率がだいたい固定されていたのに対して、霊長類は体と喉頭のサイズの関連性が低く、サイズにさまざまなバリエーションを持っていました。

 

オルンシュタイン=ウーレンベック過程に従った進化モデルでの喉頭サイズ比較。赤のグラフが肉食獣、青のグラフが霊長類を示す。グラフは体から予想される喉頭のサイズと実際のサイズとの比較を表していて、肉食獣は予想より小さいマイナス側へ、霊長類は予想より大きいプラス側へ偏っているのがわかる。/CREDIT: BOWLING ET AL, 2020

研究では、喉頭の大きさが声のピッチの変化と関連することも示されていて、声のコミュニケーションにおいて喉頭のサイズが重要な役割を果たしていることがわかります。

実際、霊長類の多くの種が、他の種よりも豊かで変化に富んだ声帯をもっており、研究チームは霊長類の「進化の柔軟性」が喉頭をこのように進化させたのだろうと考えています。

今後の研究課題は、何がこのような喉頭の急速な進化を可能にさせたのか明らかにさせることだと研究チームは話しています。

そこには摂食行動や酸素調節、また生息地ごとに必要となるコミュニケーションの違いなどが関係していたと考えられます。

喉頭というピンポイントな進化の違いを明らかにした今回の研究は、哺乳類グループ間での変化を調べる将来的な研究にも、役立つ道筋を提供しています。

この研究は、スタンフォード大学の神経科学者Daniel L. Bowling氏を筆頭とした研究チームより発表され、生物学を扱う科学雑誌『PLOS Biology』に8月11日付けで掲載されています。

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reference: sciencealert,eurekalert/ written by KAIN
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