進化の「ビッグバン」がヘビにこれほど多くの奇妙な種類がある理由を説明する

進化の「ビッグバン」がヘビにこれほど多くの奇妙な種類がある理由を説明する

ジャック・タミシア著 アンドレア・トンプソン編集

1億年以上前にヘビが初めてトカゲから進化したとき、ヘビは恐竜が支配する生態系の周縁を這う生態学的ピースプレイヤーでした。しかし、今日では約 4,000 種のヘビが存在し、その大きさはゴリラの成体よりも重いアオアナコンダから、クリップより軽いヘビまでさまざまです。彼らは地球上で最も効率的で多用途な捕食者の一部です。 「ヘビは本当に珍しいです」とミシガン大学の進化生物学者ダニエル・ラボスキーは言う。

独立して足を失った約25のトカゲのグループのうち、本当に多様性が爆発的に増加したのはヘビだけとなった。今週発表された新しい研究 科学 理由の説明: ゲノムデータにより、ヘビは約 1 億 2,500 万年前、進化の歴史の初期に急激な適応を経験し、それが複数の生態学的ギャップを利用するのに役立ったことが明らかになりました。 「この論文は、ヘビが地球の様相を変えた進化上の『特異性』であることを示している」とオーストラリアのフリンダース大学の進化生物学者マイケル・リー氏は言う。同氏は爬虫類の進化を研究しているが、今回の新たな研究には関与していない。

ヘビと足のないトカゲのグループを区別するものを決定するために、ラボスキーと研究チームは詳細な進化系統樹を構築しました。彼らは、これらの鱗状の生き物が時間の経過とともにどのように変化したかを説明するために、1,000種以上の有鱗目（ヘビやトカゲを含む爬虫類の目）のゲノムデータを使用してその枝をモデル化しました。最後に、彼らはこのデータセットに、70,000 匹近くのトカゲとヘビの食事情報を追加しました。そのほとんどが博物館のコレクションにあるアルコールで保存された標本です。

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その結果、特別な形質の発達に関連している可能性が高い早期適応の爆発的な現象が示されました。これらの特徴には、ヘビが匂いと熱を通して獲物を巧みに見つけるのに役立つ走化性構造と、特大の餌を飲み込むのに役立つ柔軟な顎が含まれます。一部のヘビは、より大きな獲物を狩るために猛毒を開発しました。

新しい論文は、どの特定の形質がヘビの成功につながったのかを正確に指摘することは予定していない。リー氏は、おそらく特性の相互作用が進化の大当たりに貢献したのだと言う。 「ヘビは複数の適応の相乗効果で成功する [such as] 「細長い体、くびれ、毒、柔軟な頭蓋骨。」とリー氏は言い、「多くの脚のないトカゲは、これらのヘビの特徴を 1 つか 2 つ持っていますが、それほどうまくいきませんでした。」とリー氏は、細長い体と柔軟な頭蓋骨を持つが、少数の種以上に多様化することのなかったヤモリのグループを挙げています。

ラボスキー氏は、一連の特殊な形質の採用がヘビの進化を促進した可能性があることに同意する。研究の進化系統図によると、ヘビはトカゲよりも最大3倍の速さで進化したようだ。 「ヘビが新しい形質を開発し、新しいタイプの食性を開発する速度は基本的に過剰になっています」とラボスキー氏は言う。 「トカゲは原付バイクに乗って走り回りますが、ヘビはジェットコースターに乗っています。」

6,600万年前に起こった大規模な大量絶滅により、非肥満の恐竜を含むいくつかの爬虫類グループの運命が決まった後、このような急速な進化により、ヘビはトカゲよりも多くの生態学的ギャップを利用することができます。この多様性は今日でもヘビの食事に反映されています。生きているトカゲのほとんどは昆虫や他の小さな節足動物にしがみついています。ヘビは一般にはるかに冒険心があり、げっ歯類や鳥からカンガルーやワニに至るまでの動物を捕食します。

ヘビは多様な味覚を共進化させてきましたが、多くの種は特定の獲物を狙うことに高度に特化しています。これらには、獲物を掘るために進化した穴鼻ヘビの種や、パドルのような尾で泳ぎ、サンゴ礁の魚のように獲物をかじるウミヘビの種が含まれます。鳥の卵を丸ごと飲み込む種もいます。他の種ではほとんど食べようとしない有害な食物を摂取する個体もいます。ほとんどのトカゲはそれほど専門化されておらず、口に収まるほど小さい無脊椎動物なら何でも食べます。

ラボスキーとその仲間たちは、ヘビの開発を推進した進化的イノベーションの爆発を「マクロ進化的特異点」と表現している。進化のビッグバンのように、これらのまれな出来事は、地質学的基準に照らして、生物のグループが瞬く間にさまざまな新種に急速に分岐するときに発生します。白亜紀における開花植物の多様性の突然の爆発も、チャールズ・ダーウィンが「忌まわしい謎」と呼んだこの現象のもう一つの例である。

これは、「進化のこれらの偉大な補償者が地球上の生命の歴史にとって非常に重要である」ことを示すもう一つの例にすぎないとラボスキーは言う。

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