オスのエリマキシギ（ruff sandpiper）は交尾行動において、攻撃性や羽毛の派手さなどにおいて異なる3つのタイプに分類されます。今回発表された新たな研究によると、こうしたオスのタイプ間に見られる顕著な違いを生み出す要因として、HSD17B2という単一の遺伝子が関与していることが明らかになりました。この成果は2025年1月24日号の『Science』誌の表紙記事として掲載され、1つの遺伝子の構造、配列、そして制御の進化的変化が、同一種内における大きな多様性を引き起こす可能性を示しています。
男性ホルモンであるテストステロンは、オスの生殖の発達において重要な役割を果たしています。体の大きさや装飾的な特徴など、さまざまな身体的特性に影響を与えるほか、求愛に関連する社会的行動にも影響を及ぼします。テストステロンの血中濃度は個体間で大きく異なり、その一部は遺伝的要因によると考えられています。しかし、テストステロン濃度の違いと生殖表現型の違いがどのように遺伝子変異と結びついているかを解明するには、さらなる研究が必要です。
マックス・プランク生物知能研究所（Max Planck Institute for Biological Intelligence）のジャスミン・ラブランド博士（Jasmine Loveland, PhD）とその共同研究者らは、顕著なオスの形態的特徴と生殖行動の多様性で知られるシギ科の渡り鳥であるエリマキシギ（学名：Calidris pugnax）を用いて、テストステロンの産生および代謝を調査しました。エリマキシギのオスには、交尾に関して3つの異なるタイプ（モルフ）が存在します。
「インディペンデント（Independent）」型のオスは派手な羽毛を持ち、メスを引き寄せるために縄張りを積極的に防衛します。「サテライト（Satellite）」型のオスは装飾も攻撃性も控えめで、支配的なインディペンデント型のそばでディスプレイを行い、隙をついて交尾の機会を得ようとします。対照的に、「フェーダー（Faeder）」型のオスはメスに似た体格と外見を持ち、他のモルフのような派手な羽毛はなく、メスに擬態することで他のオスの攻撃を避け、ひそかに交尾を行います。
インディペンデント型のオスは、血中テストステロン濃度が高く、より弱いアンドロゲンであるアンドロステンジオンの濃度は低い傾向にあります。一方で、攻撃性の低いサテライト型およびフェーダー型のオスは、これとは逆のパターンを示します。これまでの研究では、これらのモルフはおよそ100個の遺伝子を含む「スーパー遺伝子（supergene）」と呼ばれる遺伝子群と関連付けられてきました。ラブランド博士らは、このスーパー遺伝子内に含まれるHSD17B2遺伝子に注目し、低テストステロン型モルフにおいて活性の高い酵素が大量に産生される進化的変化を発見しました。これらの酵素はテストステロンをより速くアンドロステンジオンへと変換するため、血中のテストステロン濃度が低く保たれるのです。
HSD17B2の組織特異的な活性により、これらのモルフは、生殖のために精巣内のテストステロン濃度を高く維持しつつ、体内の他の部位ではその影響を最小限に抑えることが可能となり、独自の交尾行動と形質が成立しているのです。
「ラブランド博士らの研究成果は、ホルモンを介した形質、あるいはすべての複雑な形質に対する進化において、“生命のルール”となりつつあるかもしれない原理を示しているように思われます。すなわち、進化においては、1つの問題に対して多様な解決策が存在するのです」と、Science誌に掲載された関連論説（Perspective）でキンバリー・ロズヴァル氏（Kimberly Rosvall）は述べています。
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