シーラカンスのDNA分析により、そのゲノムは近年の進化の歴史の中で重大な変化を経験していることが示唆されており、この象徴的な魚が「生きた化石」であるという一般的なイメージを払拭する可能性がある。
1938年、南アフリカ沖で生きたシーラカンス（発音は「シーラカンス」）が発見されたことは、絶滅したと考えられていたこの動物にとって大きな衝撃でした。この大型魚は、化石記録に見られるほぼ同一の種との不思議な類似性から、その後「生きた化石」と呼ばれるようになりました。
分子生物学・進化学誌に掲載された新たな研究によると、少なくとも1種のシーラカンス（正式名称はラティメリア・カルムナエ）は、これまで考えられていたような生きた化石ではないことが示唆されています。シーラカンスは過去2300万年の間に数十もの新しい遺伝子を獲得しており、これは驚くべき発見です。この種は3億年以上前に祖先が出現して以来、ほとんど変化していないという考えとは大きく異なります。さらに、この発見は「生きた化石」という概念が時代遅れであり、ある種の誤った呼称であることを改めて証明するものです。
シーラカンスについてはあまり知られていないが、特に攻撃的ではなく、むしろある程度社会的な性質があると、今回の研究の筆頭著者であるアイザック・イェラン氏はメールで説明した。L. chalumnaeはインド洋とアフリカ南東部の沖合に生息しており、絶滅はしていないものの、見つけるのが難しく、絶滅が深刻に危惧されていると、トロント大学分子遺伝学科の大学院生であるイェラン氏は述べた。
イェラン氏と彼の同僚たちは、DNAに結合するタンパク質、特にCGG結合タンパク質1（CGGBP1）と呼ばれるタンパク質の研究中にこの発見をしました。他の研究者たちはヒトにおけるこのタンパク質の機能を研究してきましたが、進化史におけるその役割は十分に解明されていません。また、ゲノム内で位置をシフトさせることができるDNA配列である特定のトランスポゾンファミリーとの類似性も明らかになっていません。この発見をきっかけに、研究チームは他の種の結合タンパク質を研究するようになり、最終的にこの特異体質の魚に辿り着きました。
「アフリカシーラカンスが注目されるようになったのは、公開されているゲノム中のCGGGBP（DNA結合タンパク質）を探し始めた時でした。そして、シーラカンスには62個のCGGGBP遺伝子が存在することを発見しました。これは他のどの脊椎動物よりもはるかに多い数です」とイェラン氏は説明する。「そこで、この巨大な遺伝子ファミリーがどこから来たのかを調べ始めました。」
前述の通り、62個の遺伝子はトランスポゾンであり、ゲノム上を「ジャンプ」する性質を持つため「ジャンピング遺伝子」と呼ばれることが多いが、自己複製も可能である。トランスポゾンは寄生遺伝子と考えられており、自己複製のみを目的としているが、一部のトランスポゾンは機能に影響を与える可能性がある。したがって、シーラカンスには62個のトランスポゾン遺伝子が見られることから、これらのジャンピング遺伝子は重要な役割を果たしていると考えられる。
実際、この新しい論文は、トランスポゾンが種のゲノム全体と進行中の進化に及ぼす劇的な影響を強調している。
トランスポゾンは「寄生性であることが多く、遺伝子を破壊すれば非常に有害となる可能性がありますが、宿主と協力関係を築くこともあります」とイェラン氏は述べた。「これには様々な方法があります」と彼は言い、限られた量の複製は宿主の遺伝的多様性を高める可能性があると付け加えた。しかし、トランスポゾンが複製能力を失うこともあり、「CGGGBP1の場合のように、宿主はそれを利用することがあります」。
非常に奇妙に聞こえるかもしれませんが、要するに、宿主種は、移動できないトランスポゾンがその有益な性質のために保持されるという状況を、時に活用できるのです。これは進化のもう一つのメカニズム、つまり突然変異と選択の別の形態と考えてみてください。イェラン氏によると、シーラカンスには前例のない62個のトランスポゾンが存在し、これらは移動できないトランスポゾンから派生した正真正銘の遺伝子であるというのです。
「私たちが研究したトランスポゾンは、もはやシーラカンスのゲノム内を飛び回ることができないことも指摘しておきたい」と彼は付け加えた。「残っているのは、トランスポゾン自身の死んだ『化石』とCGGGBP遺伝子だけだ」
研究者たちは、これら62個のトランスポゾンが何をしているのか完全には分かっていないが、論文によると、おそらく遺伝子制御に何らかの役割を果たしているのだろう。
イェラン氏と、同じくトロント大学の分子遺伝学者ティム・ヒューズ氏を含む同僚らは、他の動物のゲノム中に関連遺伝子を発見したが、これらの遺伝子の分布は、共通祖先以外の起源を示唆していた。
実際、すべてのトランスポゾンが獲得されるわけではないものの、一部のトランスポゾンは、遠縁の種を含む他の種との相互作用を通じて獲得されます。これは水平遺伝子伝播と呼ばれるプロセスです。著者らは、L. chalumnae で記録されたトランスポゾンの正確な起源を特定することはできませんが、いくつかの考えを持っています。
「トランスポゾンが種間で拾われ、運ばれる方法の一つは、魚の血を吸うヤツメウナギなどの寄生性の中間宿主を介することです」とイェラン氏は述べた。「このことは、ヤツメウナギの一種でこれらのトランスポゾンの一つを発見したという事実によって裏付けられています。ただし、シーラカンスがヤツメウナギからトランスポゾンを受け取ったのか、あるいはその逆なのかは不明です。」
新論文が指摘するように、これらの遺伝子は過去2230万年の間にさまざまな時点で出現した。この数字は、アフリカの魚とインドネシアの同種であるラティメリア・メナドエンシス（現存する唯一のシーラカンスの他の種）との比較分析を通じて導き出されたもので、当時、これら2種のシーラカンスは分岐していた。
ここから、生きた化石という概念が生まれます。生きた化石とは、長い年月を経てもゲノムがほとんど変化していない種のことです。他の例としては、肺魚やムカシトカゲ（ヘビとトカゲの両方の祖先に似た動物）などが挙げられますが、イェラン氏の説明によると、シーラカンスのように、これらの動物のゲノムは静的ではありません。
「これまでの研究で、シーラカンスの遺伝子は他の魚類、爬虫類、哺乳類に比べてゆっくりと進化しているものの、ゲノム全体としては異常にゆっくりと進化しているわけではなく、不活性というわけでもないことが分かっている」とイェラン氏は述べた。
同氏はさらにこう付け加えた。「ゲノムがどんどん公開されるにつれ、『生きた化石』という概念はますます誤解の域に達しつつあり、多くの科学者はおそらく、どの種に対してもそれを当てはめることを躊躇するだろうと思う。」
生きた化石という概念は昔から好きだったのですが、今ではそれが偽りの概念だと確信しています。確かに動物は表面的には遠い祖先に似ているかもしれませんが、すべてを物語るのは中身の中身です。
