LUCA

 

はるかむかし地球上のあらゆる生き物の共通の祖先がいた。

まだ見ぬその姿は細菌のようだったのだろうか?

ダーウィンが夢見た、共通祖先から連なる全生物の進化の系統樹が、

DNA情報にもとづいて、いまその姿を現しつつある。

生き物好きのふたりの著者が撮影した貴重な写真コレクションを用いて、

動物界、なかでも昆虫、魚類、哺乳類、鳥類の驚きの進化を、

100点を超える系統樹で紹介していこう。



著者プロフィール
長谷川政美(はせがわ まさみ)

1944年生まれ。進化生物学者。統計数理研究所名誉教授。総合研究大学院大学名誉教授。理学博士(東京大学)。著書に『DNAに刻まれたヒトの歴史』(岩波書店)、『系統樹をさかのぼって見えてくる進化の歴史』(ベレ出版)、『世界でいちばん美しい進化の教室』(監修、三才ブックス)、『進化38億年の偶然と必然』(国書刊行会)など多数。最新刊は『ウイルスとは何か』(中公新書)。進化に関する論文多数。1993年に日本科学読物賞、1999年に日本遺伝学会木原賞、2005年に日本進化学会賞・木村資生記念学術賞など受賞歴多数。全編監修を務める「系統樹マンダラ」シリーズ・ポスターの制作チームが2020年度日本進化学会・教育啓発賞、2021年度日本動物学会・動物学教育賞を受賞。



著者プロフィール
小宮輝之(こみや てるゆき)

1947年東京都生まれ。上野動物園元園長。明治大学農学部卒。1972年多摩動物公園の飼育係になる。以降、40年間にわたり日本産哺乳類や鳥類をはじめ、さまざまな動物の飼育にかかわる。2004年から2011年まで上野動物園園長。日本動物園水族館協会会長、日本博物館協会副会長を歴任。2022年から日本鳥類保護連盟会長。現在は執筆・撮影、図鑑や動物番組の監修、大学、専門学校の講師などを務める。著書に『人と動物の日本史図鑑』全5巻(少年写真新聞社)、『くらべてわかる哺乳類』(山と渓谷社)、『いきもの写真館』全4巻(メディア・パル)、『うんちくいっぱい 動物のうんち図鑑 』(小学館クリエイティブ) など多数。

 

すべての生き物をめぐる
100の系統樹


第70話

棘鰭上目の系統樹マンダラ

文と写真 長谷川政美・小宮輝之

図70AVb8-3.棘鰭(きょくき)上目の系統樹マンダラ。系統樹は文献(1-3)による。画像をクリックすると拡大表示されます。

棘鰭(きょくき)上目はおもに従来スズキ目と呼ばれていたスズキ系Percomorphaからなる。
ただし、それ以外にこのグループのなかでスズキ系と姉妹群の関係にある、キンメダイ目Beryciformesとイットウダイ目Holocentriformesを含む。 今回の話題は、おもにキンメダイ目とイットウダイ目である。
イットウダイ目はキンメダイ目のなかに含められてイットウダイ亜目とされることもあるが、ここでは文献(1,4)にしたがって独立の目とした。イットウダイ目を構成するのはイットウダイ科だけで、8属83種からなる。一方キンメダイ目は8科24属104種からなる(4)。

◎有棘類とはなにか

話題が少し戻るが、ここで今回からしばらく話題の中心になる「棘鰭上目」を含む、より大きなグループ「有棘(ゆうきょく)類」(下図の赤い部分)の説明をしておこう。

赤色の部分が有棘類(ゆうきょくるい)を示す(図67AVb8の一部)。

上の図は図67AVb8(第67話)の中心部だけを示すが、棘鰭上目Acanthopterygiiとアカマンボウ目を合わせたグループは、前話で紹介した側棘鰭(そくきょくき)上目Paracanthopteryigiiとギンメダイ目を合わせたグループと姉妹群の関係にあり、これらをあわせて有棘類Acanthomorphaという(棘鰭類ともいうが、棘鰭上目と区別するためここでは文献(5)にならって有棘類としておく)。

タマガシラParascolopsis inermis(タイ目イトヨリダイ科)。

「有棘」という名前は、上の写真のタマガシラのように、このグループが鰭に棘(とげ)をもつことからきている。この棘は外敵から身を守る機能があると考えられる。ただし、すべての有棘類が鰭に棘をもつわけではなく、アカマンボウ目のように鰭に棘をもたないものもいる。
種数からは有棘類のほとんど(95.6%)を占めるのが「棘鰭上目」である。
さてここで、当連載では重要な役割を果たしている「系統樹」の見方について、基本的なことを1つおさらいしておきたい。
なぜなら、系統樹のなかで種の出現する順番が違うと別の系統樹だと思ってしまうかたがおられるようなので、下の図の系統樹-1 と系統樹-2 はまったく同じ系統樹を表していることを説明しておこう。

2つの系統樹はまったく同じことを表現している。

系統樹は共通祖先から複数の種に枝分かれする様子を表現するものだが、この図で共通祖先0から出発して例えばCに進化していく様子を赤で示した系統に沿って見てみよう。
Cに至る系統は、共通祖先0でAに至る系統と分岐する。次に共通祖先1でBに至る系統と分岐する。続いて共通祖先2でEとFに至る系統と分岐し、最後に共通祖先3でDに至る系統と分岐する。
このような分岐の様子が系統樹-1 と系統樹-2 でまったく同じであることから、この2つの系統樹が表現する系統進化の歴史は同じものであることがわかる。

◎イットウダイの音によるコミュニケーション

イットウダイSargocentron spinosissimum(イットウダイ目イットウダイ科)。背鰭、腹鰭、尻鰭の前方部分が棘になっている。種小名のspinosissimumは、「非常に棘の多い」という意味である(6)。この写真のイットウダイは、文献(1)では分子系統解析がなされていないために、系統樹には入っていない。

イットウダイ目はイットウダイ科1科のみで、おもにサンゴ礁の海に生息して夜行性である。
夜行性ということと関連すると思われるが、このグループの魚の多くは音を出してコミュニケーションを行う。そのおもな音源が鰾(うきぶくろ)である(8)。
イットウダイ科の魚は生まれて40日くらいするとサンゴ礁内に定着するが、その頃からさまざまな音を出すようになる。隠れ家として使う岩の隙間を守る際の威嚇や、捕食者に襲われた時などに使う。
音の高さなどがからだの大きさと相関するので、配偶相手を品定めするのに使われている可能性が考えられたが、イットウダイ科ではそのような証拠は見つからなかった。
前回深海に進出したタラ目の発音でも紹介したが、鰾に付いた発音筋が鰾を振動させて音を出すのだ。
近年、真骨類の多くの系統で音声によるコミュニケーションが進化したことが確認されている(9)。発音の進化は真骨類の30以上の系統で独立に起ったとされている。
そのなかには発音筋によって鰾を振動させずに咽頭骨をこすり合わせたり、鰭を振動させたりして音を出すものもある。そのような場合でも、鰾は音を増幅させるのに役立っているという(5)。また鰾は音を聞き取る際にも重要である。音波による水圧の変化が鰾を共振させ、この振動が内耳に伝わる(7)。
チャールズ・ダーウィンは魚の鰾が陸上脊椎動物で呼吸のための肺に変換されたと考えたが(10)、実は進化の順番は逆で、もともと呼吸のために進化した肺が真骨類で鰾に変換されたのである。
条鰭類でも真骨類が生まれる前の系統であるであるポリプテルス目、アミア目、ガー目などでは鰾は肺としての機能をもっていて、これらの魚は鰓呼吸とは別に肺呼吸も行う。
無顎類や軟骨魚類が発音するという報告はない(7)。
硬骨魚ではチョウザメ目やポリプテルス目に発音するものがいるらしいが、どのような仕組みで音を出しているのかは明らかになっていない。魚類が本格的に音を出すようになったのは、真骨類で鰾が進化してからのことである。
魚類の発音の機能についてはさまざまなことが考えられるが、主要なものとして捕食者や競争相手に対する威嚇と求愛がある。求愛音はガマアンコウ類、スズメダイ類、タラ類、ニベ類などで知られている。さらに外洋で育った幼魚が音をたよりに生まれたサンゴ礁に回帰するものもあるという(7)。

◎停電で見つかったマツカサウオの発光

マツカサウオは下顎中央に1対の発光器があり、発光バクテリアが共生し、青白く発光する。マツカサウオが発光することは、大正時代に富山県にある魚津水族館で発見された。
1914年8月13日、暴風雨の影響で富山県魚津町は停電になった。その時、魚津水族館の真っ暗な水槽の中で、マツカサウオが放つ小さな光が発見されたのである。魚津中学校博物科の吉澤庄作教諭はこの発見を動物学雑誌に掲載し、マツカサウオの発光に関する世界初の報告になった(11, 12)。
マツカサウオ科はインド洋から西太平洋の熱帯・亜熱帯海域に2属4種が知られ、日本海域には1属1種が生息している。もう一つの属のヒカリマツカサCleidopus gloriamarisはオーストラリア海域に生息し、マツカサウオより強い赤い光を発光し、英名では「Knight Fish」と呼ばれている。

マツカサウオの発光器は下顎の下にあり、弱い青白い光を放つ。

ヒカリマツカサCleidopus gloriamarisの発光器は赤く光る。マツカサウオ科の背鰭棘は鰭膜がなく、左右交互に傾いている。

つづく

1. Chang, J. (2023) The Fish Tree of Life
2. Ghezelayagh, A., Harrington, R.C., Burress, E.D., et al. (2022) Prolonged morphological expansion of spiny-rayed fishes following the end-Cretaceous. Nature Ecol. Evol. 6, 1211–1220.
3. Fadli, N., Nor, S.A.M., Othman, A.S., Sofyan, H., Muchlisin, Z.A. (2020) DNA barcoding of commercially important reef fishes in Weh Island, Aceh, Indonesia. PeerJ 8, e9641.
4. Nelson, J.S., Grande, T.C., Wilson, M.V.H. (2016) “Fishes of the World”, John Wiley & Sons.
5. 矢部衞、桑村哲生、都木靖彰 (2017)『魚類学』恒星社厚生閣.
6. 中坊徹次、平嶋義宏(2015)『日本産魚類全種の学名:語源と解説』.
7. 日本魚類学会(2018)『魚類学の百科事典』丸善.
8. Parmentier, E., Vandewalle, P., Brié, C., Dinraths, L., Lecchini, D. (2011) Comparative study on sound production in different Holocentridae species. Front. Zool. 8, 12.
9. Rice, A.N., Farina, S.C., Makowski, A.J., et al. (2022) Evolutionary patterns in sound production across fishes. Ichthyology & Herpetology 110 (1), 1-12.
10. チャールズ・ダーウィン(1859)『種の起源』渡辺政隆訳、光文社、2009年.
11. 吉澤庄作(1916) 動物学雑誌336号p411 マツカサウオの発光に就いて.
12. 門田信幸、不破光大、伊串祐紀、草間啓、木村知晴 (2017) 『富山のさかな(第2版)』稲村修 監修、魚津水族館.




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ブックデザイン:西田美千子
イラスト:ちえちひろ
編集:畠山泰英(科学バー/キウイラボ)


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編集:畠山泰英(科学バー/キウイラボ)





<バックナンバー>
第1話「全生物界の系統樹マンダラ」
第2話「動物界の系統樹マンダラ」
第3話「植物界の系統樹マンダラ」
第4話「単子葉植物の系統樹マンダラ」
第5話「真正双子葉植物の系統樹マンダラ」
第6話「続真正双子葉植物の系統樹マンダラ」
第7話「菌界の系統樹マンダラ」
第8話「アメーボゾア界の系統樹マンダラ」
第9話「節足動物門の系統樹マンダラ」
第10話「クモ目の系統樹マンダラ」
第11話「汎甲殻亜門の系統樹マンダラ」
第12話「昆虫綱の系統樹マンダラ」
第13話「鱗翅目の系統樹マンダラ」
第14話「シャクガ上科の系統樹マンダラ」
第15話「カイコガ上科の系統樹マンダラ」
第16話「ヤガ上科の系統樹マンダラ」
第17話「アゲハチョウ上科の系統樹マンダラ」
第18話「タテハチョウ科の系統樹マンダラ」
第19話「タテハチョウ亜科とその仲間の系統樹マンダラ」
第20話「アゲハチョウ科の系統樹マンダラ」
第21話「アゲハチョウ属の系統樹マンダラ」
第22話「アオスジアゲハ属の系統樹マンダラ」
第23話「シロチョウ科の系統樹マンダラ」
第24話「シジミチョウ科の系統樹マンダラ」
第25話「双翅目の系統樹マンダラ」
第26話「鞘翅目の系統樹マンダラ」
第27話「オサムシ上科の系統樹マンダラ」
第28話「コガネムシ上科の系統樹マンダラ」
第29話「カブトムシ亜科の系統樹マンダラ」
第30話「膜翅目の系統樹マンダラ」
第31話「半翅目の系統樹マンダラ」
第32話「カメムシ下目の系統樹マンダラ」
第33話「直翅目の系統樹マンダラ」
第34話「蜻蛉目の系統樹マンダラ」
第35話「トンボ科の系統樹マンダラ」
第36話「軟体動物門の系統樹マンダラ」
第37話「刺胞動物門の系統樹マンダラ」
第38話「棘皮動物門の系統樹マンダラ」
第39話「脊索動物門の系統樹マンダラ」
第40話「軟骨魚綱の系統樹マンダラ」
第41話「ノコギリエイ目の系統樹マンダラ」
第42話「トビエイ目の系統樹マンダラ」
第43話「テンジクザメ目の系統樹マンダラ」
第44話「メジロザメ目の系統樹マンダラ」
第45話「条鰭亜綱の系統樹マンダラ」
第46話「ポリプテルス目の系統樹マンダラ」
第47話「チョウザメ目の系統樹マンダラ」
第48話「ウナギ目の系統樹マンダラ」
第49話「アロワナ目の系統樹マンダラ」
第50話「ナギナタナマズ亜目の系統樹マンダラ」
第51話「コイ目の系統樹マンダラ」
第52話「カマツカ亜科とタナゴ亜科の系統樹マンダラ」
第53話「クセノキプリス亜科の系統樹マンダラ」
第54話「コイ亜科の系統樹マンダラ」
第55話「金魚の系統樹マンダラ」
第56話「ドジョウ科の系統樹マンダラ」
第57話「シマドジョウ属の系統樹マンダラ」
第58話「カラシン目の系統樹マンダラ」
第59話「カラシン科の系統樹マンダラ」
第60話「キノドン科とその仲間の 系統樹マンダラ」
第61話「ナマズ目の系統樹マンダラ」
第62話「ピメロドゥス科の系統樹マンダラ」
第63話「ギギ科の系統樹マンダラ」
第64話「ナマズ科の系統樹マンダラ」
第65話「ロリカリア科の系統樹マンダラ」
第66話「カリクティス科の系統樹マンダラ」
第67話「正真骨類の系統樹マンダラ」
第68話「サケ目の系統樹マンダラ」
第69話「側棘鰭上目の系統樹マンダラ」