地球の大絶滅が鳥類の進化に与えた影響を解明:DNAに刻まれた「進化の化石」
6600万年前の小惑星衝突によって非鳥類恐竜が絶滅した直後、鳥類の初期祖先が進化を始めました。ミシガン大学の研究によると、この「白亜紀末の大絶滅(end-Cretaceous mass extinction)」が鳥類のDNAに重要な変化を引き起こし、最終的に現存する1万種以上の多様な鳥類の誕生に繋がったことが明らかになりました。この研究は、「Genome and Life-History Evolution Link Bird Diversification To The End-Cretaceous Mass Extinction(ゲノムと生活史の進化が鳥類の多様化を白亜紀末の大絶滅に結びつける)」として科学誌Science Advancesにオープンアクセスで公開されています。
鳥類のDNAが記録する「大絶滅の足跡」
本研究のリード著者であるジェイク・バーブ博士(Jake Berv, PhD)は、「生存者のDNAには、絶滅後に生じた進化の痕跡が数千万年後の現在でも見つかる」と述べ、現在の鳥類のDNAを調べることで地球の歴史における大きな変動の影響を探るとしています。DNAはアデニン(A)、チミン(T)、グアニン(G)、シトシン(C)の4つのヌクレオチドで構成され、順序は生物の「設計図」ともいえるものです。この設計図の変化が進化を可能にし、特に大絶滅がもたらしたヌクレオチドの組成変化は、進化の潜在力を支えたと考えられます。
大絶滅がもたらした進化:体サイズの縮小と発達様式の変化
大絶滅から約300万〜500万年後、生き残った鳥類は体サイズが小型化し、孵化後も親に養われる「巣篭もり(altricial)」の発達様式が増えたとされています。これに対し、孵化後すぐに自立できる鳥類は「早成性(precocial)」と呼ばれます。バーブ博士は、「成鳥の体サイズと孵化前の発育様式が、DNAの組成変化と結びついている」と指摘しています。
新技術による進化の樹の解明
進化生物学と鳥類学における大きな課題は、鳥類の系統関係の解明です。従来の研究は強い仮定を持つ統計モデルに基づき、DNAの組成が進化の過程で一定であると仮定していました。しかし、2019年以降、バーブ博士とミシガン大学のスティーブン・スミス博士(Stephen Smit,h PhD)はDNAの組成変化をより詳細に追跡できるソフトウェアを開発し、進化の樹に沿ったDNA組成の変化が検出できるようになりました。
この新たなアプローチにより、DNAの組成が進化の樹の特定の時点や場所で変化している可能性が明らかになり、大絶滅が鳥類の進化に与えた影響を裏付ける証拠が得られました。共同研究者でケンブリッジ大学のダニエル・フィールド博士(Daniel Field, PhD)は「この研究は、大絶滅が生物の進化やゲノムの進化にどのような影響を及ぼすかを理解する上で大きな一歩です」と述べています。
ミシガン大学の研究者らと共著者
本研究にはミシガン大学のベンジャミン・ウィンガー博士(Benjamin Winger, PhD)、マット・フリードマン博士(Matt Friedman, PhD)などが参画し、カリフォルニア州立大学、ケンブリッジ大学、ワシントン大学などの研究者も共同で研究を進めました。この成果は、進化生物学と鳥類学の分野における理解を深める重要な知見を提供しています。



