タスマニアタイガー(タイラシン)は、オーストラリアで最も謎めいた固有種の一つであった。

ヨーロッパ人が到着するまで生存していた最大の有袋類の捕食者でしたが、カンガルーやコアラのように袋に赤ちゃんを入れて運んでいました。

悲劇的なことに、最後に知られていたサイラシンは、首に懸賞金がかけられた後、数十年にわたる農民による狩猟の末、1936年にホバートで死亡した。

 初期の博物学者は、タスマニアタイガーをThylacinus cynocephalusと名づけました。 写真 TMAG Tasmanian Museum and Art Gallery
初期の博物学者はタスマニアタイガーThylacinus cynocephalusを、大まかに「ふくらんだ犬の頭」と訳すことができる。 写真 TMAG Tasmanian Museum and Art Gallery

最後に知られているチラシン(Tylacines)の心霊写真やフィルム、博物館の豊富な標本から、オオカミの頭とトラの縞模様という不気味な動物であることがわかります。

メルボルン大学のアンドリュー・パスク教授と私が率いる新しい研究は、学術誌『Genome Research』に掲載され、サイラシンとオオカミの完全なDNA配列を比較することにより、この疑問に答えるための最初の前進を遂げました。

オオカミ、イヌ、キツネなどの胎盤性イヌ科動物とサイラシンは、おそらく収斂進化の最も顕著な例と言えるでしょう。 このプロセスを通じて、遠縁の動物が、共通の環境上の課題に対応して、似たような形態を進化させることができるのです。

少なくとも1億6000万年前に最後の共通祖先がいたにもかかわらず、食物連鎖の頂点にあり、他の動物に捕食されないこれらの頂点捕食者は、ほぼ同じ頭蓋骨の形と同様の生物機械的特性を持っていました。

その類似性は初期の博物学者に非常に明白であったため、彼らは「Thylacinus cynocephalus」という学名をつけました。これは「袋状の犬頭」と大まかに訳すことができます。

両者が同じような生態的ニッチを満たしていたという証拠もあり、オーストラリアにディンゴがやってきたことが、本土でのサイラシンの絶滅に関与していると考えられています。

 有袋類のサイラシンと胎生哺乳類のオオカミは、どうしてそんなに似ているのでしょうか。 写真 TMAG Tasmanian Museum and Art Gallery
有袋類のサイラシンと胎盤哺乳類のオオカミは、どうしてこんなに似ているのでしょう? 写真で見る TMAG Tasmanian Museum and Art Gallery

2018年、私たちのチームは、C5757とラベルされたジョイから初めてサイラシンのDNAを解読し、ゲノム配列のドラフトを組み立てました。

しかし、遺伝子を分析したところ、分子の類似性や自然選択による同様の圧力についてほとんど証拠がないことがわかりました。 タンパク質コード化遺伝子は極めて重要な生物学的機能を持つため、これは難問でした。

現在、61種の脊椎動物のゲノム全体の進化速度を分析することにより、私たちの研究は、サイラシンとオオカミに何百もの非コード化DNA要素を発見しました。

これらの要素は「TWAR」(Tylacine-Wolf accelerated regions)と呼ばれ、両種において自然選択の証拠を示していますが、ゲノムの中でもはるかによく理解されているタンパク質コード領域の外側に位置しています。

過去には、これらの非コード領域は「ジャンクDNA」と考えられていましたが、今日では、種の独自性をもたらす形質のほとんどが生じる発生中の遺伝子の制御因子として重要な役割を果たすことが認められています。

TWARは、骨、軟骨、顔面の筋肉の発生に関わる遺伝子の近くに特に多く存在しました。

このことは、自然選択が両種において非常によく似た方法で作用し、同じ基礎的な発生プロセスを微調整することによって、共通の顔の構造を構築したことを示唆している。

 サイラシンとオオカミの頭は、ほぼ同じ形をしていた。 彼らの発達の過程で、その類似性は、離乳が近づき、肉食の成獣の食生態に移行するときに最も顕著になった。 写真 Supplied
サイラシンとオオカミの頭部はほぼ同じ形をしていた。 発達の過程で、離乳期が近づき、肉食の成獣の食生態に移行するにつれて、その類似性は最も顕著になった。 写真 2137>

これらの発見は、進化発生生物学(Evo-Devo)の分野で長年続いている、進化におけるタンパク質コード遺伝子と非コード制御要素の相対的重要性に関する議論の片方を支持するものです。

逆説的に言えば、遺伝子が多くの力仕事をするという事実そのものが、適応における遺伝子の役割を実際に制限しているのかもしれない。

1つの遺伝子が発生時の複数の構造の発達に重要である場合があるため、突然変異が体全体に付随的な損傷を与える可能性があるのです。

これに対して、非コード制御要素は通常、1つまたはいくつかの身体領域で遺伝子の活性を制御するため、遺伝子そのものよりも変異に寛容である。

このユニークな分子特性は、調節領域に進化上の大きな「柔軟性」を与え、マイナスの副作用なしに有益な変異を獲得する可能性を高める。

いわゆる「ジャンクDNA」は、実際には動物の多様性の主要な推進力であり、サイラムとオオカミの収斂進化を理解する鍵になるかもしれません。

予想外に、この研究の過程で、我々のチームはサイラムとオオカミが脳遺伝子の制御要素において収斂した証拠を示していることも発見しました。

有袋類と有胎盤類の脳は大きな構造的違いを示すので、この発見は驚くべきことでした。

早すぎる絶滅の前に、サイラシンの狩猟や社会行動についてはほとんど記録されていませんでしたが、収斂進化のこれらの兆候は、これらの遠い親戚が、見た目以外のものも共有していたかもしれないという、心ときめく可能性を提示しています。 ウィキメディア