投稿者: 新種の進化には通常数百万年かかるが、アフリカのある湖の魚の場合はそうではない。
進化の過程で時が止まったかのような生物もいる。恐竜が最初に孵化する以前とほとんど変わらない姿をしているのだ。しかし、シクリッドという魚類は、まるで遺伝子のビデオデッキの早送りボタンを押して、何十万年、あるいは何百万年も経たなければ起こらなかったであろう進化の過程を、一気に駆け抜けたかのようだ。
このような生物がどのようにして信じられないほど速く進化し多様化できるのかは、長らく謎のままでした。この現象は適応放散として知られており、単一の祖先から派生した系統が急速に多様化し、新しい系統がそれぞれの環境の特徴に適応した詳細な進化を遂げます。適応放散は、カンブリア爆発が生命の急激な爆発的増加となった理由の少なくとも一部であると考えられています。さらに、交雑によって古い遺伝子変異が個体群に再び導入され、生物がそれぞれの状況や環境において有利な点を獲得できるような形で組み換えられることもあります。
組換えの過程では、突然変異によって新しい対立遺伝子（染色体の同じ位置に現れる遺伝子の異なる形態）が形成され、生存の可能性が高まる。しかし、組換えは、既存の適応的な遺伝子の組み合わせを破壊してしまうと、生物の生存と新たな種の出現の両方にとって有害となる場合もある。そこで、進化は別の方法を見出した。染色体逆位と呼ばれるプロセスによって、DNAの断片が切断され、反転し、再結合することで、遺伝子が逆順になる（逆位によって形成される遺伝子クラスターは、しばしばスーパー遺伝子と呼ばれる）。このように有益な形質群がそのまま残ると、より効率的な進化が可能になる。そして、まさにそれがシクリッドで起こったことなのだ。
アフリカ大陸の南東端近くには、魚がキラキラと輝く鮮やかなターコイズブルーの湖、マラウイ湖があります（地元の企業の中には、シクリッドにちなんで名付けられたところもあります）。この湖では、共通のシクリッドの祖先が驚くほど短い期間で800種以上もの種を生み出しました。捕食者へと進化したものもあれば、藻類やプランクトンを食べるものもありました。研究者のハネス・スヴァルダル氏と彼の研究チームが、このような極端な多様化の原因を調査したところ、1,300種以上のシクリッドのゲノムを解析し、複数の種で遺伝子浸透（繰り返し交配することで遺伝子が再導入されること）と染色体逆位の証拠を発見しました。
「マラウイ湖周辺で発生した多種多様な生物群において、5つの大きな逆位が種間および種内で分離していることを我々は明らかにした」と、研究チームは最近『サイエンス』誌に掲載された論文で述べている。「大きな染色体逆位は組換えを抑制することで、影響を受けたゲノム領域がゲノムの残りの部分とは一貫して異なる進化の歴史を示す原因となる可能性がある。」
これまでの研究では、マラウイ湖にはシクリッドの 3 つの大きな亜放散が存在することがわかっています。中層に生息する種が多いRhampochromis属と、深層を好む種が多いDiplotaxodon属が1 つのグループを構成しています。もう 1 つのグループには、半開放水域に生息するutaka属と、湖底の浅い部分または深い部分を好む種が含まれます。主に岩場に生息するMbuna属が最後の放散を構成しています。Svardal 氏は、新しい種が進化してきた元のシクリッド系統に最も近い種であるAstatotilapia calliptera (別名、イースタンハッピーまたはイースタンリバーブリーム) のゲノムをリファレンスとして使用しました。そのスパンコールのような鱗は、日光の下で虹色の輝きを放ちます。
スーパー遺伝子には、生存を可能にする遺伝子が含まれています。湖のより深い場所に生息するシクリッド種を研究した結果、これらの種は、そのような深さで生活することを可能にする感覚的および生理的な適応を進化させてきたことがわかりました。個々の魚の逆位は、触覚や視覚を含む神経系に関連する組織に関連する遺伝子の発現レベルを上昇させました。血管系に関連し、高圧および低酸素濃度下での生存を促進する遺伝子もより多く発現していました。さらなるゲノム解析により、逆位から生じる追加の遺伝子変異が存在する可能性も示唆されましたが、それらはサイズが小さかったり、存在する種が少なかったりするため、すぐには明らかにならなかった可能性があります。
「マラウイ産シクリッドの適応放散における遺伝子逆位は、適応進化と種分化に伴う繰り返しの遺伝子浸透のスーパー遺伝子様の兆候を示している」とスヴァルダル氏は述べた。
「これは（遺伝子浸透と）相まって、豊かな進化のダイナミクスの基盤を提供する。」
Reference : Scientists Found ‘Supergenes’ That Turbo-Charge Evolution
https://www.popularmechanics.com/science/a70919288/scientists-found-supergenes-that-turbo-charge-evolution/
