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進化

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1: 2018/10/25(木) 13:07:03.51 ID:CAP_USER
1億2000万年前のいまの中国東北部にあたる場所で、火山噴火に巻き込まれて死んだ鳥がいた。突然降ってきた火山灰に埋まり、軟組織は腐敗する間もなかった。それから長い時間をかけて、組織は化石へと変化しつつ、保存されてきた。

 発見された鳥の化石の中に肺の組織が含まれていたことが、最新の研究で明らかになった。太古の鳥の肺が化石になって発見されるのは初めて。研究成果が学術誌「米国科学アカデミー紀要(PNAS)」に掲載された。

 今回発見されたのは、白亜紀に生きていた鳥、アーケオリンクス・スパスラ(Archaeorhynchus spathula)。化石には、羽毛とともに多くの軟組織が保存されており、現代の鳥にかなり近い肺を持っていたことが判明した。鳥の肺はとても効率的で、空を飛ぶためにうまく適応している。このような進化を遂げた肺が、これまで考えられていたよりもかなり早い時期に現れていたことを、今回の研究成果は示唆している。

「これまで鳥の肺や呼吸、進化についての知見はすべて、骨格の化石から推測されてきたのですが、それだけでは十分ではなかったことに気づきました」と、中国科学院古脊椎動物学・古人類学研究所の古生物学者で、今回の論文の共著者であるジンマイ・オコナー氏は述べている。

「わくわくするような発見です」と、この論文を査読した米ユタ大学の解剖学者で生理学者のコリーン・ファーマー氏は語る。「この種の恐竜に鳥のような肺が見つかるのは予想されていたことですが、実際に確かな証拠を示したというのはすごいことです」

■肺と飛翔能力の大事な関係

 化石になること自体珍しいのに、軟組織の痕跡を残した化石となればなおさら貴重だ。これまでに見つかっているのは、古代魚類の心臓の化石や装甲恐竜のごつごつした皮膚などで、オコナー氏自身も恐竜時代の鳥類の卵胞(受精前の卵子を含んだ袋)を発見した経験を持つ。また、鳥以外の化石化した肺の断片を発見した研究も、過去に3例ある。
 鳥がどのようにしてこれほどの飛翔能力を獲得したのか。それを知るうえで、鳥類の肺の化石は大変有用である。

 肺は、無数の血管が走る薄い膜を通して、酸素と二酸化炭素を交換している。この膜が大きくて薄いほど、膜は複雑に折りたたまれ、肺の効率は向上する。人間の肺の内部表面積は、全体で46平方メートルに達する場合もある。

 空を飛ぶには大変な運動が必要で、鳥はそのために肺を極限まで酷使する。鳥の肺はいくつにも分かれ、胸郭の周囲に貼り付いている。他の動物と違って、鳥の肺は膨張・収縮をせず、その下につながっている複数の気嚢がふいごのように空気を送り、呼吸する。このため、肺の膜は極端に薄くなり、酸素が効率よく吸収され、飛翔筋肉にそれだけ酸素を送り込むことができる。しかし、このような特殊化された肺は、いつごろ進化したのだろうか。

 オコナー氏と中国山東省天宇自然博物館の研究者らは、最初からこの呼吸の謎を解こうとして研究を始めたわけではない。当初は、アーケオリンクスの飾り尾羽も含めた羽毛が、化石で初めて発見されたことに興味を示した。

 オコナー氏と研究仲間の王孝理氏が化石を調べたところ、鳥の胴に斑点のついた奇妙な白い塊がふたつ、突起物のように飛び出ているのに気付いた。ちょうど胸のあたりに位置していることから、化石化した肺ではないかと思われた。

 最初にこの化石について論文を書いた際は、羽だけに注目して、肺があるかもしれないということはわずかに言及したのみだった。ところがオコナー氏によると、これが肺であるとはっきり証明されていないことを嘆いた査読者がひとりいたため、論文は却下されたという。

そこで、突起物を詳しく調べることにした。高精度の顕微鏡を使ってみると、人間の毛髪の10分の1に満たない細い空間が蜂の巣のように並んでいることに気付いた。南アフリカのヨハネスブルク大学教授で鳥の肺組織が専門のジョン・マイナ氏にメールで助言を仰いだところ、細かく分かれた鳥の肺の小房によく似ていると返答してきた。顕微鏡では、それぞれの空気の管まで確認できる。マイナ氏は、最終的な論文の共著者に名を連ねている。

「論文を拒否されて、やる気が湧きました」と、オコナー氏は言う。「おかげで、化石をもっと詳しく調べることができ、肺組織の発見につながりました」

続きはソースで

■原始的な鳥類アーケオリンクス・スパスラの化石には、羽毛だけでなく肺の組織も残されていた。
https://cdn-natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/18/102400458/01.jpg

ナショナルジオグラフィック日本版サイト
https://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/18/102400458/
ダウンロード


引用元: 【古生物】太古の鳥の肺が初めて見つかる、飛行進化のカギ[10/25]

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1: 2018/10/19(金) 14:34:09.10 ID:CAP_USER
■動画
Camouflaged Slug Eats Sea Grapes | Nat Geo Wild https://youtu.be/xyGssesiFYU



■好物の海藻に擬態する珍しいウミウシ、DNA調査で1種から5種へ

沖縄名物の「海ぶどう」。だが、海にいるその海藻をよく見てほしい。つぶつぶの海ぶどうの間に、緑色のケープをまとったかのようなウミウシが完璧に隠れていることがある。

 驚異的な擬態をするこのウミウシは、数十年にわたり1種しかいないと考えられていた。しかし、最新の研究によって、実は1種ではなく5種いること、それらは独自の遺伝的性質をもつ新たなグループであることが判明した。

これらの新種は、学術誌「Zoologica Scripta」にこのほど掲載された。擬態するウミウシは、一般に他の動物をまねたり、天敵を寄せ付けない鮮やかな色の体へと進化したりしている。ところが、新たに加わったウミウシは、藻類のような緑色の体をすることで、周囲に溶け込んでいる。こうした擬態の例は、ウミウシではかなりまれだ。

■「海ぶどう」が好物

 今回見つかった新種はイワズタ属の海藻しか食べず、マレーシア、オーストラリア、グアム、フィリピンなど太平洋全域で見られる。この藻類のキャビアのような粒状の部分は「海ぶどう」と呼ばれ、人間にとっては珍味とされるが、あえてこれを食べる海洋生物がほとんどいないため、本来の生育域でない海に持ち込まれると、一気に繁茂する。イワズタ属は、水生生物の国際取引などにともなって、地中海から日本まで世界各地の海に広がっている。

 しかし、一部のウミウシはイワズタ属を食べる。特に、イワズタ属に擬態する種にとっては大好物だ。「この生息地あるいは餌が、(ウミウシの幼生が)成体へと変態する引き金になっていることがよくあります」と話すのは、論文の筆頭著者で米カリフォルニア州立大学ロサンゼルス校の海洋生物学者、パトリック・クルーグ氏だ。「化学物質に依存しているようです」

 ウミウシがイワズタ属の藻類にいったん取り付くと、ブドウ状の粒に穴を開け、のどが渇いた子どもがパック入りのジュースを飲み干すように吸い尽くす。近くにいる天敵は、ウミウシにまったく気付かない。

続きはソースで

https://cdn-natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/18/101800448/ph_thumb.jpg
https://cdn-natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/18/101800448/ph28.jpg
https://cdn-natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/18/101800448/ph28.jpg
https://cdn-natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/18/101800448/02.jpg
https://cdn-natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/18/101800448/03.jpg

ナショナルジオグラフィック日本版サイト
https://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/18/101800448/
ダウンロード (6)


引用元: 【生物】〈動画〉海ぶどうを真似るウミウシ、実は5種[10/18]

〈動画〉海ぶどうを真似るウミウシ、実は5種の続きを読む

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1: 2018/10/18(木) 14:34:23.80 ID:CAP_USER
■自然科学研究機構・基礎生物学研究所などが発表

 自然科学研究機構・基礎生物学研究所(愛知県岡崎市)などの研究チームは、ホタルのゲノム(遺伝情報)を解読し、1億年以上前の白亜紀に発光能力を手に入れたことが分かったと発表した。遺伝子が何度も重複を起こすうち、発光を促す酵素が生まれたという。成果は国際科学誌「eLife」電子版に掲載された。

 同研究所の重信秀治特任准教授と中部大の大場裕一准教授、米マサチューセッツ工科大の研究者らのチームは、日本のヘイケボタルと北米産ホタルのフォティヌス・ピラリスのゲノムを解読した。

 ホタルは発光物質ルシフェリンと酵素ルシフ◯ラーゼが反応して発光する。解読によってルシフ◯ラーゼは、光らない生物にも一般的にある脂肪酸代謝酵素が起源で、遺伝子の重複が繰り返されたことによる突然変異で進化したと判明した。

続きはソースで

https://amd.c.yimg.jp/im_siggjYmum_1Ubw5FJ5VqyejXQg---x381-y400-q90-exp3h-pril/amd/20181016-00000088-mai-000-3-view.jpg

毎日新聞
https://mainichi.jp/articles/20181017/k00/00m/040/116000c
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引用元: 【生物】ゲノム解読 ホタル発光能力、1億年以上前に獲得[10/16]

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1: 2018/10/19(金) 15:21:03.72 ID:CAP_USER
人間の活動によって300種類以上の哺乳類が絶滅しており、これは「進化の歴史が25億年失われたことを意味する」と最新の研究で発表がありました。現代は哺乳類の絶滅ペースが加速しており、今後50年のうちに密猟や環境汚染がなくなったとしても自然界が回復するには500~700万年かかるとのことです。

Mammal diversity will take millions of years to recover from the current biodiversity crisis | PNAS
http://www.pnas.org/content/early/2018/10/09/1804906115

Mammals cannot evolve fast enough to escape current extinction crisis -- ScienceDaily
https://www.sciencedaily.com/releases/2018/10/181015154435.htm

Humanity is ‘cutting down the tree of life’, warn scientists | Environment | The Guardian
https://www.theguardian.com/environment/2018/oct/15/humanity-is-cutting-down-the-tree-of-life-warn-scientists

これまでに地球では大きな5回の絶滅イベントが発生しています。ビッグファイブと呼ばれる過去5回の絶滅イベントでは、ガンマ線バースト、地球寒冷化、隕石の衝突などにより地球環境が急激に変化したことを原因に多くの植物や動物が絶滅しました。その後、進化によって新しい種が生まれることで、ゆっくりと生き物は多様性を増していきました。

2018年現在、6度目の大量絶滅が起ころうとしているといわれています。ただし今回の地球環境の変化は、自然災害ではなく人間がもらすもの。デンマークのオーフス大学とスウェーデンのヨーテボリ大学の研究者らが調査を行ったところ、次の絶滅が起これば自然界が多様性を回復するまでに何百万年という時間がかかるとのことです。

地球上では、1つの種が絶滅する一方で別の種が生まれるという背景絶滅が常に起こっていますが、背景絶滅で生物の多様性が失われる可能性は非常に低いといわれています。

しかし、研究者によると、現代で起こっている動物の絶滅ペースは、あるべきペースよりも22倍も速いそうです。これは、別の研究で「この傾向が続くと今世紀末には50%の種が消える」と予測されるほどのペースです。たとえ今後、野生動物のすみかの破壊や密猟、環境汚染などが無くなり、絶滅ペースが元に戻ったとしても、50年後の自然界を現生人類が進化するまでの状態に回復させるには500~700万年かかり、現代のレベルにまで回復させるとしても300~500万年かかると研究者は示しました。

今回の研究は、単に絶滅する動物の数を数えるのではなく、絶滅した動物が地球に現れてからどのくらいの時間がたっていたのか、という尺度「系統学的多様性」を考慮したという点が特徴となっています。

かつてオーストラリアに存在したティラコレオやマクラウケニアは近縁生物をあまり持たない哺乳類でした。このような動物が絶滅すると、「進化の木の枝の全てが切られてしまう」ことになります。近縁生物を持たない種が絶滅すると、その種が失われるだけでなく、種の特有の生態的役割や、何百万年も続いた進化の歴史が失われてしまいます。実際に、マンモスが絶滅した際に生態系は大きな影響を受けました。特に大型の哺乳類の与える影響は大きいといいます。

「1万年前に絶滅したジナマケモノや剣歯虎は他の種とは別個の進化をたどっていました。彼らは近縁生物をあまり持っていなかったので、彼らの絶滅は、進化の木の枝が全て切り落とされたことを意味します」と研究を行った古生物学者のMatt Davis氏は語ります。「トガリネズミには何百という種が存在するので、数種類が失われても絶滅はしません。しかし、剣歯虎は4つの種しか存在しなかったために絶滅しました」とDavis氏は説明しました。

研究によって、既に300種の哺乳類が人間の活動によって失われており、25億年の進化の歴史が失われたことが示されています。

続きはソースで

https://i.gzn.jp/img/2018/10/18/mammal-diversity-without-human/00.jpg

GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20181018-mammal-diversity/
ダウンロード (3)


引用元: 【環境】哺乳類の絶滅速度が加速し多様性の回復には500万年以上かかる[10/18]

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1: 2018/10/16(火) 13:34:50.44 ID:CAP_USER
■本研究成果のポイント

世界に生息する28種のカエルについて性染色体注1を同定した結果、過去5500万年の間に13回、性染色体の高頻度な取り替え現象が明らかになりました。
性染色体の取り替えはランダムではなく、5本の染色体の間で繰り返されていることが明らかになりました。
哺乳類では1億7千万年、鳥類では1億年の間、性染色体の取り替えは生じていません。それに対し、カエルでは5種類の性染色体を高頻度で取り替えるという、性染色体進化の新しい様式が解明されました。

■概要

広島大学両生類研究センターの三浦郁夫准教授および、スイス、アメリカ、イタリア、フランス、カナダ、メキシコ、スペイン、韓国そしてアルメニアの国際共同研究チームは、世界に生息する19種のアカガエル類注2について性染色体を同定しました。そして、これまで調べられた9種と合わせ合計28種において、系統進化に伴う性染色体の進化様式について解析しました。
続きはソースで

■用語解説

(注1)性染色体
オスないしメスの性を決める染色体を性染色体と呼び、性を決定する遺伝子が乗っています。それ以外の染色体を常染色体と呼びます。

(注2)アカガエル類(True frog)
アカガエル科に属するカエルで池や水田を主な生息地とします。わが国では、ニホンアカガエル、ヤマアカガエル、トノサマガエル、ツチガエルなどがこれに含まれます。

https://www.hiroshima-u.ac.jp/system/files/106749/01.jpg
図1 28種のアカガエル類における性染色体の取り替え

https://www.hiroshima-u.ac.jp/news/47709
ダウンロード (1)


引用元: 【生物】取り替える(とりカエル)性染色体 ~カエル類で解明された性染色体の新しい進化様式~広島大学

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1: 2018/10/11(木) 21:42:26.85 ID:CAP_USER
「浦島太郎」や「ウサギとカメ」といった子供が親しむおとぎ話に登場し、ペットとしても飼われることも多い亀は、私たちにとって非常に身近な生き物の一つです。トカゲやヘビ、ワニなどと同じ爬虫類の一種ですが、硬い甲羅を背負った胴長短足のそのユーモラスな体つきは、他の爬虫類の仲間とは大きく異なっています。


 なぜ亀はあのように他の生き物とは違う独特なフォルムになったのでしょうか。古生物学者の池尻武仁博士(米国アラバマ自然史博物館客員研究員・アラバマ大地質科学部講師)が最新の研究成果を紹介しながら、謎に満ちた「カメの起源」について2回に分けて解説します。

■他にいない不思議な脊椎動物

 亀(カメ)目(Testudines)に属す種ほど謎に満ちた不思議な脊椎動物のグループは、他にいないのではないだろうか?

 独特の甲羅と呼ばれる装甲を身にまとった物々しいいでたち。愛嬌さえ漂わせる胴長短足の体つきは、イソップ寓話の一つである「ウサギとカメのマッチレース」でなじみ深い。ウサギのように野原を疾駆したり、障害物をぴょんと飛び越えたりすることなどとても無理だ。古今東西、大空を羽ばたくことを実現させたという種は、ガメラという架空の存在を除いて今のところ知られていない(今後も発見されることなどないだろう)。

 亀の体つきはカメにしか見られない。馬や牛、カツオと鮭、トカゲとワニなど分類学上かなり異なるグループに属していても、一見非常に似た大まかな体のデザインを備えたモノが、脊椎動物群においてよく見られる。しかしカメに似た他のグループを探せと言われても、私には思いつくものがない。

 この事実はカメの体の構造をつかさどる設計図―いわゆる「ボディープラン」―が、かなりユニークなことを暗示している。遺伝子によって仕組まれた成長パターンも他の爬虫類の仲間と比べてかなり違うはずだ。そして太古の昔に初めて登場してから現在に至るまでの長い進化のプロセスに も、何か独特の道のりがあったに違いない(ウサギをやぶったカメの寓話は、脊椎動物の長大な進化史においてもいろいろな意味で含蓄があるのかもしれない)。

■脊椎動物進化史上の一大ミステリー

 あえて断るまでもなく、カメ独特の体つきはやはり「甲羅」の存在につきるだろう。

 亀の骨格を詳しく調べてみると背中側の甲羅は「背甲」と呼ばれ、平ら状になった肋骨と甲羅自体の骨が直接つながって構成されているのが分かる(注1)。我々ヒトの背中は皮膚と筋肉に覆われているので、亀のモノとは当然異なる。

 そして亀においてもう一つ忘れてはならない重要な特徴に肩の骨(肩甲骨)の位置がある。亀において手と肩の骨は全て肋骨で囲まれた鎧のような甲羅の「内側」におさまっているのだ。肩こりを経験したことのある方(カタ)ならご存知だろう。人間を含むほとんどの陸生脊椎動物(=四足動物 Tetrapoda)の肩の骨は、肋骨の上(=外側だ)に位置している。

 カメの構造の不可解さ・不思議さを再確認するために自分の肩甲骨をあらためてなでてみてはどうだろうか。(どうして亀の祖先はこのような奇天烈な構造を手に入れることができたのだろうか?)

続きはソースで

https://lpt.c.yimg.jp/amd/20181010-00010001-wordleaf-001-view.jpg
https://amd.c.yimg.jp/im_siggD1qU0wr3H25rirxuGQG3Kg---x400-y191-q90-exp3h-pril/amd/20181010-00010001-wordleaf-000-2-view.jpg

Yahoo!ニュース
https://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20181010-00010001-wordleaf-sctch
ダウンロード (1)


引用元: 【古生物】謎に満ちた「カメの起源」(上) 中国での発見による最新研究[10/10]

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