1億年前、深海で「進化の導火線」が点火され、イカの多様化が始まった

クレジット: 浅田圭周

皮膚の色の変化からジェット推進の動きまで、イカやコウイカは長い間科学者を魅了してきました。それらの独特の特徴の起源を理解するために、その進化の歴史を定義するために多くの試みがなされてきました。しかし、限られた化石記録と不完全なゲノム情報により、これまでこれらの謎に満ちた生物の進化を自信を持って命令することは不可能でした。

に掲載 自然生態学と進化沖縄科学技術大学院大学（OIST）の新たな研究では、既存のデータベースと新たに配列決定された3つのイカゲノムを組み合わせて、今日のイカとコウイカの多様性につながった「長い融合体」を特定し、これらが合わせて十脚目（十肢）の頭足類を構成していると発表した。

グスタボ・サンチェス博士（この研究の筆頭著者であり、OISTのスタッフ科学者） 分子遺伝学ユニット「イカとイカは注目に値する生き物ですが、その進化を研究するのが難しいことで知られています。彼らの祖先の問題は何十年も研究されており、多くの研究グループが異なる進化論を提案しています。」 仮説 さまざまな形態学的特徴と分子データセットに基づいています。新しいゲノム情報により、私たちはそれらの起源をめぐる謎の一部を解決することができました。」

十脚目の謎を解く

イカとコウイカは、深海から浅い海岸線まで、世界中のさまざまな生息地で見られます。これらの多様な生物のほとんどを結び付ける数少ない特徴の 1 つは、その内部の殻です。しかし、これさえもさまざまな形をとり、イカの滑らかで丸いイカの骨、海洋および沿岸のイカの薄い剣のようなグラディウス、ツノイカの渦巻状の殻から、浅海の種では完全に失われます。

これらの動物の進化を秩序づけようとするこれまでの試みは、データ不足により制限されてきた。サンチェス教授は、「十脚類の進化に関する初期の再構成は、解像度が限られたデータセットから構築されており、偏ったシグナルが発生しやすく、異なる種間の真の関係がわかりにくくなっていました。現在、全ゲノムデータによって、これらの動物がどのように進化したかについて、より明確で一貫した全体像が提供されるようになりました。」と説明しています。

ほとんどのイカとコウイカのゲノムは大きく、通常はヒトゲノムの最大 2 倍のサイズに達するため、それらのゲノムを生成および分析するには最先端の配列決定施設とかなりの計算能力が必要です。研究者は配列決定のために新鮮な DNA も必要としますが、これは海上で標本を入手する際の課題です。 「一部の系統は、琉球列島のような熱帯のサンゴ礁系にのみ豊富で多様性に富んでいますが、他の系統は謎に包まれ、深海でのみ知られています。私たちは幸運なことに、沖縄のすぐ近くでいくつかの重要な種を見つけることができ、より困難なサンプルにアクセスできる同僚と協力することができました」とサンチェス氏は言います。

この論文は、ほぼすべての十脚目系統の配列決定されたゲノムに基づいた、初めての十脚目の進化系統樹を提示します。これは、ウェルカム・サンガー研究所が資金提供した水生共生ゲノミクス・プロジェクトとの過去5年間にわたる世界的な協力のおかげで可能となり、他の海洋種や淡水種の一部の頭足類ゲノムの配列を決定することを目的としていました。サンチェス氏はこのプロジェクトの頭足類ハブの日本支部を率いていた。

「共生プロジェクトの中で、私たちは数年間にわたって着実にゲノム配列を解読してきましたが、いくつかの重要なギャップが残っていました。今回の研究では、これらの欠けていたパズルのピースを埋めることができました」とサンチェス氏は認めます。

進化のロングヒューズモデル

研究者らは、ゲノムデータと最近発見された化石を組み合わせて、イカとコウイカの起源と多様化に関する進化のタイムラインと生態学的シナリオを計画することができた。

「私たちの分析によると、これらの動物は深海に起源があり、そこには今もツノイカのような種が生息している生息地であることが分かりました」とサンチェス氏は言う。

このモデルは、さまざまな十脚目は約 1 億年前に最初に急速に分裂し、その起源が白亜紀中期に確実にあることを示しています。しかし、6,600万年前、白亜紀-古第三紀（K-Pg）として知られる壊滅的な大量絶滅現象により、地球上の動植物種の4分の3が絶滅しました。これと同じ出来事が恐竜の絶滅と哺乳類の出現につながったことは有名です。では、イカはどうやって生き残ったのでしょうか？

研究者らは、古代の頭足類は豊富な酸素を蓄えた深海の小さな小宇宙の中に避難場所を見つけることができたと考えている。サンチェス教授は、「頭足類にとって海面は非常に過酷な環境だったであろう。当時、海岸付近には酸素に富む適切な生息地がほとんど見つからなかったはずだ。浅瀬での激しい海洋酸性化も頭足類の殻を劣化させた可能性が高い。したがって、この特徴の何らかの形が進化の歴史を通じて保持されてきたという事実は、頭足類の起源が深海であることの証拠となる。」と説明する。

K-Pg イベントの後、サンゴ礁は海岸線に沿って再建され始めました。これにより、より住みやすい浅海の生態系が形成され、古代の十肢頭足類の系統の多くがそこに移動しました。

「白亜紀の最初の系統分裂の後、何千万年もの間、大きな分岐は見られません。しかし、K-Pg回復期には、種が新しく変化する生態系に適応し進化するにつれて、突然急速な多様化が見られます。これは、限られた変化の後に多様性の爆発が続く『長い融合』モデルの一例です」とサンチェス氏は言う。

遺伝子進化から遺伝子編集へ

研究チームは、この研究が十脚目の独特の特徴の起源に関する将来の調査のための枠組みを提供できることを期待している。

「イカやコウイカは他の動物群に比べて非常に多くのユニークな特徴を持っており、科学者にとって無限のインスピレーションの源となっています」と分子遺伝学ユニット長のダニエル・ロクサール教授は言います。 「これらのゲノムとそれらの進化関係の明確な画像があれば、新しい器官の出現や動的迷彩から頭足類の驚くべき行動を支える神経の複雑さに至るまで、頭足類の主要な革新に関連する分子変化を明らかにするための有意義な比較が可能になります。」

ジャーナル

自然生態学と進化

研究方法

実験研究

研究テーマ

動物

記事のタイトル

白亜紀中期のイカとコウイカの急速な多様化は、沿岸ニッチへの放射に先立って起こりました。

記事の公開日

2026 年 3 月 30 日

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