DATE2024.11.18 #Press Releases
動物の種をまたぐ「背骨数ルール」を発見
－哺乳類は和が一定、鳥類はバランス重視－
発表概要
理化学研究所（理研）生命機能科学研究センター生体非平衡物理学理研白眉研究チームのローリー・サーバス研究員（発生エピジェネティクス研究チーム研究員）、川口喬吾チームリーダー 理研白眉研究チームリーダー（開拓研究本部川口生体非平衡物理学理研白眉研究チーム理研白眉研究チームリーダー、東京大学大学院理学系研究科附属知の物理学研究センター准教授）、発生エピジェネティクス研究チームの平谷伊智朗チームリーダーの研究チームは、四肢動物の椎骨の数（背骨の数）のパターンを網羅的に解析し、哺乳類と鳥類の脊椎骨の数の多様性においてこれまで知られていなかった進化的制約を発見しました。
本研究成果は、動物の形態進化のメカニズムの解明に貢献し、種の分類や進化系統の推定にも役立つ可能性を秘めています。
哺乳類の首の骨は、ヒトもキリンも7個という共通ルールの存在はよく知られています。このような形態的な制約は進化の過程で獲得され、体の各部分を作るホックス遺伝子などの働きによりその一部は規定されると考えられています。しかし、哺乳類以外のさまざまな脊椎動物に共通する制約があるかは系統的に調べられていませんでした。本研究では、国内外の博物館の記録や標本コレクションを参照することで、両生類、爬虫（はちゅう）類、鳥類、哺乳類の四つのグループから数百種の四肢動物の椎骨の数を調査し、その中に見られるパターンを調べました。その結果、哺乳類では隣り合う領域の椎骨の数が変化しても、その合計数がほぼ一定に保たれる「総数一定型制約」、鳥類では体の軸の中の前後で椎骨の数をそろえる「バランス型制約」が見られることが分かりました。また、鳥類の「バランス型制約」は、飛行能力と関連して恐竜から鳥への進化の過程で獲得された可能性が示唆されました。
本研究は、米国の科学雑誌『Proceedings of the National Academy of Sciences（PNAS）』（11月11日付）に掲載されました。
図：データ収集と系統樹解析から浮かび上がった「背骨数ルール」
関連リンク：理化学研究所 生命機能科学研究センター
発表雑誌
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雑誌名 Proceedings of the National Academy of Sciences（PNAS）論文タイトル