エイリアンのような外見のクシクラゲは、見た目はクラゲと似ているものの、まったく別の動物だ。大きく異なるのは、クラゲがひとつの穴から食事も排泄も行うのに対し、クシクラゲは口とは異なる肛門孔をもつ点で、これがその様子を初めて撮影した映像。新たな研究によると、きわめて根本的なところで、クシクラゲと我々には共通点があるのかもしれない。(肛門孔から排泄する様子は1:10前後から。字幕解説は英語です)(Video courtesy William Browne)

 肛門の起源について、定説はこうだ。かつて、あらゆる動物の祖先はただの塊に口がひとつあるだけの単純な生物で、その穴で食事も排泄も行っていた。しかし、長い時を経て、体が細長くなるとともに、口と反対の端にもっぱら排泄を行う肛門ができ、口と肛門の間には消化管のある動物があらわれた。

 この定説は、現生の動物を観察した結果生まれたものだ。植物と勘違いされることも多い海綿やイソギンチャク、あるいはクラゲなどはれっきとした動物で、体には穴がひとつしかない。そして、DNAや化石などの証拠から、彼らは5億4000万年以上前に最初に地上に登場した動物の直系の子孫であることが示唆されている。

 一方、ネズミやハエ、カタツムリ、ミミズ(ぜん虫)、そして人間を含むその他の動物に共通の祖先はそれよりももっと新しく、口と肛門というふたつの穴を持つ。現代では穴がふたつある動物のほうが圧倒的に多いことから、そのほうがより環境に適応しやすかったため、多様化が起きたと考えられる。肛門が発達した理由のひとつは排泄物を誤って食べてしまわないためかもしれない。

 以上はどの教科書も採用していた完璧な科学的シナリオだった。ところが、最新の発見によると、これは書き換えられなければならないようだ。

 これまで長いこと、穴がひとつの動物の仲間と考えられてきたクシクラゲ類(有櫛(ゆうしつ)動物)が、肛門から排泄している様子がビデオに捉えられたのだ。その結果、肛門の進化と、それにともなう体の前から後ろへ食べ物を運ぶ消化管の発達の筋書きに見直しが迫られている。ビデオとそれに伴う論文は科学誌「Current Biology」の次号に掲載される予定だ。(参考記事:「新説:動物の共通祖先はクシクラゲ?」

「ビデオを見るまでは、信じられないと思います」と、米モントレー湾水族館の海洋生物学者であるジョージ・マツモト氏は驚きを隠さない。なお、氏はこの研究には関わっていない。(参考記事:「ブラック・シーデビル、世界初の映像」

クシクラゲの一種、ムネミオプシス・レイディ(学名:Mnemiopsis leidyi)(PHOTOGRAPH BY WILLIAM E. BROWNE)
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やさしくしたら、しっかり食べた

 クシクラゲは半透明の海洋生物で、ゼラチンのような体に並ぶ、虹色に光りながら脈動する櫛(くし)の歯状の繊毛から名付けられた。数百種の動物の遺伝子配列を比較分析した結果、クシクラゲの系統はイソギンチャクやサンゴ、クラゲのように動物たちがまだ穴をひとつしか持たなかった頃に進化したと考えられている。(参考記事:「謎のゼリー玉が大量漂着、その意外な正体とは」

 1800年代後半に、クシクラゲの口の反対側に2対の穴が発見され、「肛門孔(anal pore)」と名づけられたものの、ここから排泄物が出てくるのかどうかはわからなかった。研究室のクシクラゲは、食べたものを同じ穴から吐き出していたためだ。

 それから1世紀の間、2対の穴は水圧弁など排泄とは別の役割を担っているのではないか、つまり「うんち」はしないのではないかと考えられてきた。

 しかし、米フロリダ州にあるマイアミ大学の進化生物学者ウィリアム・ブラウン氏は、過去の研究者が間違った方法で餌を与えていたために、デリケートなクシクラゲがそれを吐き出していただけではないかと考えた。そこでブラウン氏は、極小の魚の幼生を少しずつ与えて観察を続けた。

 するとある日、クシクラゲが排泄していたのを見てすぐにビデオカメラを設置し、数時間にわたってタイムラプスビデオを録画した。(参考記事:「【動画】炎上する大地、衝撃の山火事タイムラプス」

 ビデオには、薄茶色の小魚がクシクラゲの透明な体内を移動していく様子が映されていた。完全に消化されなかった魚のうろこが、綿ぼこりのように口の反対側に集まり、肛門孔から外へ出されている。さらにわかりやすくするため、ブラウン氏は体が赤く発光するよう遺伝子操作した魚を餌として与えて、再び撮影した。すると案の定、赤い魚は赤い排泄物となって出てきた。クシクラゲは確かにうんちをしていたのだ。(参考記事:「脳を透明化する試薬、ヒトへの応用も」

ふりだしに戻る

 クシクラゲが口と異なる反対の穴から排泄していたとなると、従来のような単純な肛門の進化のシナリオは通用しなくなる。その代わりとして考えられる仮説は2通りある。

 第一に、クシクラゲの肛門と消化管は、他の動物とは関係なく進化したものであって、その消化管が人間のものと似ていたのは単なる偶然というもの。第二に、イソギンチャクやその仲間にも元々消化管と排泄口があったが、次第に退化して消えてしまったという説だ。(参考記事:「有櫛動物ゲノム、進化史の書換え迫る?」

 どちらの仮説が正しいかは、さらなる研究を待たなければならない。例えば、クシクラゲとネズミは同じ遺伝子を使って消化管を進化させたのだろうか。そうであれば、後者の仮説の方が有力になる。

 クシクラゲの消化機能に関して、これまでの見方に疑問を呈する研究者はほとんどいなかった。それは従来の肛門起源説の方が単純明快だったためだとブラウン氏は指摘する。米ブラウン大学の進化生物学者ケイシー・ダン氏もこの点には同意する。過去にクシクラゲの排泄を観察した科学者は存在したが、今回のように教科書を書き換えなければならなくなるほど詳しく記録されたことはなかった。「クシクラゲが肛門孔から排泄しているとしても、明らかなデータを誰も記録に残していないのであれば、その現象は存在しないのと同じことです」とダン氏は付け加えた。

文=Amy Maxmen/訳=ルーバー荒井ハンナ