分子古生物学者である著者が、身近な話題も盛り込んだ講義スタイルで、生物学の最新の知見を親切に、ユーモアたっぷりに、ロマンティックに語るロングセラー『若い読者に贈る美しい生物学講義』。養老孟司氏「面白くてためになる。生物学に興味がある人はまず本書を読んだほうがいいと思います。」、竹内薫氏「めっちゃ面白い! こんな本を高校生の頃に読みたかった!!」、山口周氏「変化の時代、“生き残りの秘訣”は生物から学びましょう。」、佐藤優氏「人間について深く知るための必読書。」、ヤンデル先生(@Dr_yandel)「『若い読者に贈る美しい生物学講義』は読む前と読んだあとでぜんぜん印象が違う。印象は「子ども電話相談室が好きな大人が読む本」。科学の子から大人になった人向け! 相談員がどんどん突っ走っていく感じがほほえましい。『こわいもの知らずの病理学講義』が好きな人にもおすすめ。」、長谷川眞理子氏「高校までの生物の授業がつまらなかった大人たちも、今、つまらないと思っている生徒たちも、本書を読めば生命の美しさに感動し、もっと知りたいと思うと、私は確信する。」(朝日新聞書評)と各氏から評価されている。今回は書き下ろし原稿を特別にお届けする。

“魚類”と“両生類”と“爬虫類”と“鳥類”と“哺乳類”は「ヒトとヤツメウナギの共通祖先の子孫だった」…その驚きの事実の詳細とは?Photo: Adobe Stock

最古の脊椎動物

 私たちは脊椎動物の1種である。

 脊椎動物は、魚類、両生類、爬虫類、鳥類、哺乳類という5つのグループから構成され、そのおもな特徴は、名前からわかる通り、脊椎を持つことだ。

 これらの脊椎動物は、どのような生物から進化してきたのだろうか。最古の脊椎動物として有力な化石は、中国の雲南省の地層から発見されたハイコウイクチスである。

 これは、おそらく魚類の1種で、カンブリア紀のステージ3という時代(約5億2100万年前~5億1400万年前)に生きていた。

 ところが、このハイコウイクチスには脊椎がないのである。脊椎がないのに、どうして最古の脊椎動物と考えられているのだろうか。

 じつは、脊椎動物の定義としてよく使われるものは、「ヒトとヤツメウナギの共通祖先から派生した子孫」である。

ヤツメウナギは原始的

 少しややこしいが、図をみればわかりやすいだろう。

 つまり、脊椎動物は、形態ではなく系統で定義されているわけだ【図:脊椎動物の系統樹】。

“魚類”と“両生類”と“爬虫類”と“鳥類”と“哺乳類”は「ヒトとヤツメウナギの共通祖先の子孫だった」…その驚きの事実の詳細とは?【図:脊椎動物の系統樹】

 ヤツメウナギというのは日本にも棲んでいる顎のない魚である。顎がないので、口は丸い吸盤のような形をしている。大昔に生きていた初期の魚には顎がなかったと考えられているので、ヤツメウナギは初期の魚の特徴を残している原始的な魚ということになる。

 そのため、ヤツメウナギとヒトの共通祖先は、すべての現生の脊椎動物の共通祖先ということになり、「ヒトとヤツメウナギの共通祖先から派生した子孫」という定義で、現在生きているすべての脊椎動物、つまり魚類と両生類と爬虫類と鳥類と哺乳類をカバーできるのである。

顎がない魚

 それでは、最古の脊椎動物であるハイコウイクチスは、系統樹のどこに位置するのだろうか。

 ハイコウイクチスは、長さが3センチメートルほどの魚で、ヤツメウナギのように顎がない。脊索という有機物でできた棒のような構造が体の中を前後に貫いているが、骨でできた脊椎はない。

 しかし、ハイコウイクチスには脊椎動物に特有の構造がいくつもある。たとえば、頭部があって、一対の眼があって、体の側面にある筋節がWの形をしているのである。

 脊椎動物は脊索動物というさらに大きなグループに含まれる。私たちに脊索はないけれど、受精卵から発生していく途中で一時的に脊索が作られるので、私たちも脊索動物なのである。

 脊椎動物でない脊索動物には、ナメクジウオやホヤなどがいるが、これらには頭部がなく、一対になった感覚器官もない(一対になっていない感覚器官はある)。

 そのため、頭部があって一対の眼があるハイコウイクチスは、たとえ脊椎がなくても脊椎動物と解釈されているのである。

 ただし、脊椎はないものの、脊索に巻き付いた構造はあるので、それが将来脊椎になっていくのかもしれない。

 ちなみに、現生のヤツメウナギにもはっきりした脊椎はない。しかし、ヤツメウナギの場合は、かつては脊椎があったのだが、現在では退化した可能性が考えられている。

 というわけで、ハイコウイクチスは脊椎動物と考えられているが、現生の脊椎動物とは少し違う。

 そのため、ヒトとヤツメウナギの共通祖先よりも早い時期に、他の脊椎動物の系統から分岐した可能性が高い【図:脊椎動物の系統樹】。

 こういう生物は、一応脊椎動物に分類されるけれど、現在生きている脊椎動物というグループの外側に来るので、脊椎動物の特徴をかならずしもすべて持っているわけではない。

 したがって、最古の脊椎動物が脊椎を持っていなくても、別におかしくはないのである。

(本原稿は『若い読者に贈る美しい生物学講義』の著者更科功氏による書き下ろし連載です。※隔月掲載予定)