英語で読む日経サイエンス

SCIENTIFIC AMERICAN April 2015

Extreme Evolution

シクリッドの進化

By Axel Meyer A. メイヤー
English 日本語 日本語
Africa’s Lake Victoria is home to one of evolution’s greatest experiments. In its waters, what began as a single lineage belonging to the cichlid family of fishes has since given rise to a dazzling array of forms. Like Charles Darwin’s famous finches, which evolved a wide range of beak shapes and sizes to exploit the different foods available in the Galápagos Islands, these cichlids represent a textbook example of what biologists term an adaptive radiation—the phenomenon whereby one lineage spawns numerous species that evolve specializations to an array of ecological roles. But the Lake Victoria cichlids far surpass Darwin’s finches in the astonishing speed with which they diversified: the more than 500 species that live there and only there today all evolved within the past 15,000 to 10,000 years—an eyeblink in geologic terms—compared with the 14 finch species that evolved over several million years.  アフリカのビクトリア湖は進化の素晴らしい実験場だ。シクリッド科(カワスズメ科)に属する1つの系統から実に多様な形態の魚がこの湖で生まれ,現在に至っている。島ごとの餌の違いに応じてくちばしの形とサイズが様々に進化したガラパゴス諸島のダーウィンフィンチのように,これらのシクリッドは「適応放散」の代表例となっている。1つの系統から,様々な生態学的役割に特殊化した多くの種が生まれる現象だ。
 だが,ビクトリア湖のシクリッドは多様化のスピードが驚異的に速く,この点でダーウィンフィンチをはるかにしのぐ。この湖に生息する(そしてこの湖にしかいない)500種を超えるシクリッドはすべて,過去1万〜1万5000年間に進化した。地質学的には一瞬だ。これに対しダーウィンフィンチ類の14種が進化するには数百万年かかっている。
Lake Victoria is not the only locale cichlids call home. Other tropical freshwater lakes and rivers in Africa, as well as the Americas and the tip of the Indian subcontinent, harbor their own cichlids. All told, the family is estimated to comprise more than 2,500 species. Some, such as the tilapias, are farmed for food and are among the most important aquaculture species in the world. Most, like the oscars and angelfish, are popular with aquarium enthusiasts because they are beautiful and have many interesting courtship and parenting behaviors. Many species have yet to be formally described. The cichlids share their lakes with other families of fishes, but only cichlids have managed to speciate so extensively and so fast. Indeed, no other group of vertebrate animals can rival the cichlids in terms of sheer number of species and variety of body shape, coloration and behavior. At the same time, however, evolution has often repeated itself in these fishes: a number of the same adaptations have evolved in parallel in the separate cichlid lineages—a curious trend.  シクリッドが生息しているのはビクトリア湖だけではない。アフリカや南北アメリカ大陸,インド亜大陸の南端など,他の熱帯域の淡水湖と河川にも,それぞれ独自のシクリッドがいる。シクリッド科の魚は総計で2500種を超えると推定される。ティラピアなど一部は食用とされ,世界的にも重要な水産養殖種だ。また,アストロノータスやエンゼルフィッシュなどシクリッド科の魚の多くは美しく,興味深い繁殖行動と子育て行動を示すので,人気の観賞魚となっている。多くの種は正式にはまだ同定されていない。
 シクリッドのすむ湖には別の科の魚もいるが,シクリッドほど多様で高速な種分化を遂げたものはない。実際,種の数の多さと体形・色・行動の多様さにおいてシクリッド科に匹敵する脊椎動物のグループはほかにない。だが同時に,シクリッドでは同様の進化が繰り返し起こった例が多く,いくつかの同じ適応が別の系統で平行して進化してきた。これは興味深い傾向だ。
I and other scientists have long marveled at the manifold forms of cichlids and wondered what factors allowed this group to differentiate in such spectacular fashion. Recent advances in genome-sequencing technology have allowed us to comb their DNA for clues to this evolutionary exuberance. We have not solved the full puzzle of cichlid diversity yet—far from it. But we have found some special characteristics of cichlid genomes that might have primed them to diversify with such speed yet also to evolve certain traits again and again. As we explore the genetic underpinnings of the extraordinary success of this group of fishes, we are glimpsing the very cogs and wheels of evolution—insights that will help researchers decode the origins of all manner of species.  私たち科学者はシクリッドの多種多様な形態に驚嘆し,この目くるめく分化を可能にした要因を知りたいと考えてきた。近年のゲノム解読技術の進歩により,シクリッドのゲノムを精査して,豊穣な進化の手がかりを探すことが可能になった。シクリッドの多様性の謎はまだ解けておらず,解明には程遠い。だが私たちはシクリッドのゲノムに,高速な多様化と,いくつかの形質が何度も進化することの下地となったと思われる特徴を発見した。異例の進化的成功の遺伝的基礎を探ることを通じ,私たちはその進化の細部と全体像を垣間見つつある。あらゆる生物種の起源を読み解くのに役立つだろう。