[公開日] 2024 年 4 月 1 日午後 8 時 13 分 (BST)
[著作者] Jacqueline Nguyen, Simon Ho
鳥類のゲノムに関する史上最大規模の研究により、鳥類系図の驚くほど明確な全体像が明らかになりました。 本日ネイチャー誌に 掲載された我々の研究は、現代の鳥類のグループのほとんどが恐竜の絶滅後500万年以内に初めて出現したことを示しています。
鳥は私たちの生活の大部分を占めており、都市であっても自然の象徴です。 それらは一般の人々の間で人気があり、科学者によってよく研究されています。 しかし、これらすべての鳥を家系図に載せるのはイライラするほど困難でした。
360種を超える鳥類のゲノムを分析することにより、私たちの研究は、生きている鳥類の主要なグループ間の基本的な関係を特定しました。
新しい家系図は、鳥の関係についてのこれまでの考えをいくつか覆すと同時に、いくつかの新しいグループ分けも明らかにしました。
こじれた関係を解決する
これまでの研究では、鳥類の系統樹には 3 つの主要な枝があることが示されています。 最初のブランチには、エミュー (emu)、キウイ (kiwi)、ダチョウ (ostrich) などの飛べない鳥を含む、チナム類 (tinamous) と走鳥類 (ratites) が含まれています。
2 番目の枝には、ニワトリ (chickens)、アヒル (ducks) などの陸鳥 (landfowl) と水鳥 (waterfowl) がいます。 他のすべての鳥は、新鳥類 (Neoaves) として知られる 3 番目の枝に生息しており、鳥類の 95% が含まれています。
新鳥類の枝には 10 のグループの鳥が含まれています。 これらのほとんどは、生物学者が「Magnificent Seven: ７大名門」と名付けた、陸鳥 (landbirds)、水鳥(waterbirds)、熱帯鳥(tropicbirds)、カッコウ(cuckoos)、ヨタカ(nightjars)、ハト(doves)、フラミンゴ (flamingos) です。 他の 3 つのグループは「orphans: 孤児」として知られており、シギ・チドリ類 (shorebirds)、ツル類 (cranes) 、爪羽鶏 (hoatzin: 南米原産の種) が含まれます。
これら 10 のグループ、特に「孤児」の間の関係を解決するのは信じられないほど困難です。 私たちのゲノム研究は、解決が手の届くところにあることを示しています。
「エレメンタブス」との出会い
私たちのゲノム研究により、鳥の新しいグループが明らかになり、「Elementaves」と名付けられました。 土、空気、水、火の 4 つの古代元素にインスピレーションを得た名前を持つこのグループには、陸、空、水での成功に適応した鳥が含まれています。 鳥の中には、火の要素を表す太陽に関連した名前を持つものもあります。 Elementaves グループには、ハチドリ類 (hummingbirds)、シギ・チドリ類 (shorebirds)、ツル類 (cranes) 、ペンギン類 (penguins)、ペリカン類 (pelicans)が含まれます。
picture: Hummingbirds, the smallest of all birds, belong to the new Elementaves group. Zdeněk Macháček/Unsplash すべての鳥の中で最も小さいハチドリは、新しいエレメンタブスグループに属します。
私たちの研究では、オーストラリアで最もよく知られている鳥類の 2 つのグループであるスズメ目 (passerines: 鳴き鳥とその近縁種) とオウム (parrots) との間に密接な関係があることも確認しています。 これらの人気のある鳥は、オーストラリアの今年の鳥の投票 (the Australian Bird of the Year polls) を独占しています。
picture: The iconic Australian magpies are songbirds. Chris Gresham-Britt/Unsplash オーストラリアの象徴的なカササギは鳴き鳥です。
鳴き鳥 (songbirds) は全鳥種のほぼ 50% を占め、カササギ (magpies)、フィンチ (finches)、ミツスイ (honeyeaters)、ミソサザイ (fairywrens) などの鳥が含まれます。 彼らは約5,000万年前にオーストラリアでささやかに始まり、その後世界中に広がり、最も成功した鳥類のグループになりました。
鳥が実際に出現したのはいつですか?
私たちの研究のさらなる目標は、鳥の家系図に時間スケールを置くことでした。 私たちは、「分子時計: molecular clock」として知られるツールを使用してゲノムの進化をモデル化することでこれを行いました。 200 近くの化石からの情報を利用することで、鳥の系統樹のいくつかの枝の年齢を限定することができました。
私たちの研究は、現生の鳥類はすべて、9,000万年以上前に生きていた祖先を共有していることを示しています。 しかし、現生の鳥類のほとんどのグループは、約 2,500 万年後、約 6,600 万年前の白亜紀 (the Cretaceous period) の終わりからわずか数百万年という小さな期間内に出現しました。
これは、小惑星の地球衝突によって引き起こされる 恐竜や他の生物の大量絶滅と一致します。 したがって、鳥たちは、これらの他の支配的な生命体が絶滅した後に得られた機会を最大限に活用したようです。
謎が一つ残っている
このゲノム研究は、「鳥類 10,000 ゲノム プロジェクト (the Bird 10,000 Genomes Project)」 の一環として実施された、10 年近くにわたる研究の成果です。 このプロジェクトの最終目標は、10,000 種すべての現存する鳥類のゲノムを解読することです。
プロジェクトの現在の段階では、鳥類のすべての主要なグループまたは科の種を含めることに焦点を当てていました。 これら 363 のゲノムの研究は、コペンハーゲン大学、カリフォルニア大学サンディエゴ校、中国の浙江大学の研究者らによって主導された真に国際的な取り組みでした。
これほど膨大なゲノムデータがあるにもかかわらず、鳥類系図の 1 つの系統は依然として謎のままです。 私たちの分析では、「孤児」の 1 つである ツメバケイ: 爪羽鶏 (ホアチン: hoatzin)との関係を確信を持って特定することはできませんでした。 南アメリカに生息する ツメバケイ は、非常に特徴的な鳥であり、その系統 (lineage) の唯一の生き残りです。
私たちの研究は、生命の樹における一部の関係は、膨大な量のゲノムデータを使用してのみ決定できることを示しています。 しかし、私たちの研究はまた、地球上の生命の進化の歴史を理解するために、ゲノムと化石を一緒に研究することの威力を実証しています。
この記事は、クリエイティブコモンズライセンス(CCL)の下で The Conversation と各著作者からの承認に基づき再発行されています。日本語訳は archive4ones(Koichi Ikenoue) の翻訳責任で行われています。オリジナルの記事を読めます。original article.
