ヘビのマクロ進化的特異点

解説

　ヘビは、爬虫類の中でも特に進化の成功者と言える動物です。その理由は、ヘビが他のトカゲよりも速く、多くの面で進化したからです。ここでは、ヘビの進化史と特徴について、最新の研究をもとに解説します。

 ヘビの起源

　ヘビは、約1億5000万年前にトカゲから分岐したと考えられています。その頃のヘビは、まだ四肢を持っていましたが、地面を這うようになり、四肢が徐々に退化していきました。また、ヘビは、大きな動物を飲み込むことができる柔軟な頭蓋骨や、空気中の化学物質を感知することができる舌とヤコブソン器官を進化させました。これらの変化は、ヘビの進化の始まりを示すものでした。

ヘビの多様化

　ヘビの進化は、約6600万年前に起こった大量絶滅の後に加速しました。この大量絶滅は、小惑星の衝突によって引き起こされ、地球上の植物や動物の約4分の3が死に絶えました。このとき、ヘビは新たな機会を利用することができました。ヘビは、トカゲの最大3倍の速度で種分化や形質進化を起こしました。ヘビは、登る、滑空する、泳ぐ、地下を掘るなど、さまざまな生活様式を進化させました。さまざまな種類のヘビが、カタツムリから動物の死骸まで、あらゆるものを食べ、毒や絞めつけといった戦略で狩りをします。

ヘビの特異性

　ヘビの進化は、爬虫類の進化史において特異な事象であったことがわかりました。ヘビの起源は、爬虫類の形態や生態の革新を引き起こし、その後のヘビの多様化は、生態系の構造や機能に影響を与えました。ヘビの進化は、進化史的な偶然性によって生じた可能性が高く、他の脊椎動物のグループと比較しても類似した例は見られません。ヘビの進化は、生物学的な「勝者」を作り出す要素についての洞察を提供します。

まとめ

　ヘビは、他のトカゲよりも速く、多くの面で進化したことで、爬虫類の中でも特に進化の成功者となりました。ヘビは、四肢を失い、地面を這うことができる体、高度に洗練された化学検出システム、大きな動物を飲み込むことができる柔軟な頭骨を進化させました。ヘビは、大量絶滅の後に新たな機会を利用することができ、さまざまな生活様式や捕食戦略を進化させました。ヘビの進化は、爬虫類の進化史において特異な事象であり、進化史上の偶然によって生じた可能性が高いことが示されました。ヘビの進化は、爬虫類の形態や生態の革新を引き起こし、生態系の構造や機能に影響を与えました。

ニュース　ミシガン大学　ストーニーブロック大学　英自然史博物館

　　　　　ポッドキャスト

編集者要約

　ヘビは今日の生態系において重要な存在であり、トカゲとともに脊椎動物の3分の1を占めている。彼らの象徴的な地位は、その形態と印象的で多様な捕食者としての役割に由来するところが大きい。Titleらは、生態系における彼らの役割を探るために、このグループの進化を調べ、多数の自然史的な食事観察を行った。彼らは、1億5,000万年以上前にヘビの起源で起こった進化の革新の脈動が、有鱗目爬虫類の食性の拡大につながり、それが生態系に連鎖的な影響を及ぼし、今日に至っていることを発見した。

要旨

　ヘビとトカゲ（有鱗目Squamata）は陸上脊椎動物の3分の1を占め、運動、摂食、感覚処理において目を見張るような革新を遂げている。しかし、このような放射の進化的な原動力はまだあまり知られていない。我々は、個体ベースの自然史観察（60,000匹以上）と、1018種のゲノムデータ（5400座位）をアンカーとする包括的な時間較正系統樹を組み合わせることで、有鱗目の大進化の潜在的な原因と最終的な結果を推論した。種分化と表現型進化のダイナミクスの変化により、ヘビは特殊な捕食戦略の反復的な起源と多様化を通じて、動物群集の栄養構造を変化させてきた。有鱗目の生物多様性は、ヘビの進化史の初期に起こった特異な出来事の遺産を反映しており、脊椎動物の生物多様性に対する進化史的偶発性の影響を明らかにしている。

論文　Pascal O. Title et al. ,The macroevolutionary singularity of snakes.Science383,918-923(2024).DOI:10.1126/science.adh2449

要約

Introduction: 有鱗目は、脊椎動物の中で最も種類が多く、多様な形態や生態を持つグループです。その中でもヘビは、特に顕著な進化的革新を示し、運動、摂食、感覚の面でトカゲと大きく異なります。しかし、ヘビの起源や進化の原動力については、未だに不明な点が多く、化石記録や分子系統樹の解釈にも議論があります。本研究では、有鱗目の系統樹を、ゲノムデータと化石データを用いて再構築し、ヘビの進化のタイミングやパターン、生態的影響を明らかにすることを目的としています。

Results: 本研究では、有鱗目の1018種のゲノムデータと5400個の遺伝子座を用いて、時間校正された系統樹を推定しました。その結果、ヘビは約1億5000万年前にトカゲから分岐したことが示されました。また、ヘビの進化には、種分化や形質進化の速度が急激に変化するパルス状の現象が関与していたことがわかりました。ヘビの起源と同時期に、有鱗目の食性の多様性が拡大し、ヘビは特殊化した捕食戦略を繰り返し進化させました。これらの結果は、ヘビの進化が有鱗目の生物多様性や生態系に大きな影響を与えたことを示唆しています。

Discussion: 本研究では、ヘビの進化が有鱗目の進化史において特異な事象であったことを明らかにしました。ヘビの起源は、有鱗目の形態や生態の革新を引き起こし、その後のヘビの多様化は、生態系の構造や機能に影響を与えました。ヘビの進化は、進化史上の偶然性によって生じた可能性が高く、他の脊椎動物のグループと比較しても類似した例は見られません。本研究は、ヘビの進化のメカニズムや意義を理解するために、分子系統学、古生物学、生態学の統合的なアプローチが必要であることを示しています。

Conclusions: 本研究は、有鱗目の系統樹を最新のゲノムデータと化石データを用いて再構築し、ヘビの進化のタイミングやパターン、生態的影響を明らかにしました。ヘビの進化は、有鱗目の進化史において特異な事象であり、進化史上の偶然性によって生じた可能性が高いことが示されました。ヘビの進化は、有鱗目の形態や生態の革新を引き起こし、生態系の構造や機能に影響を与えました。本研究は、ヘビの進化のメカニズムや意義を理解するために、分子系統学、古生物学、生態学の統合的なアプローチが必要であることを示しています。