「生きたドリル刃」が進化について教えてくれること

ルイーズ・ラーナー著

2023 年 2 月 17 日

ハマグリとして生計を立てる方法はたくさんありますが、おそらく最も奇妙なものの 1 つは、「生きたドリル刃」になることでしょう。 ハマグリの一部の種は、固い岩やコンクリートに穴を開け、自分の殻よりも硬い物質の中に穴を作ることができます。

しかし、科学者たちはこれらの二枚貝を研究することで、その進化パターンに何か奇妙な点があることに気づきました。 生物が新しいニッチに参入すると、多くの場合、新しい種が急増します。 しかし、「生きたドリル刃」は歴史の過程で進化を繰り返してきたにもかかわらず、決して繁栄したようには見えません。 科学者たちは、これが唯一の例ではなく、進化全体に対する私たちの理解に影響を与える可能性があると考えています。

シカゴ大学地球物理学特別教授ウィリアム・R・ケナン・ジュニア、デイビッド・ジャブロンスキー氏、スミソニアン博物館のスチュワート・イーディ氏、ロンドン自然史博物館のケイティ・コリンズ氏らによる研究は、王立協会の議事録 B.

科学者たちは、硬い表面に穴をあけることができる約 200 種の貝をカタログ化しました。 サンゴ礁や木材（歴史を通じて海軍に問題を引き起こした）に惹かれる人もいますが、固い岩を目指す人もいます。

貝の中には化学物質を放出して木、サンゴ、または柔らかい石灰岩に穴を掘るものもあります。 しかし、花崗岩のような硬い石の場合は、別のアプローチが必要です。 これらの貝は通常、新たに定住した幼生のときに小さな亀裂や裂け目から始まり、成長するにつれて体の一方の端に体を支え、殻をテコで石の破片を削り取りながらゆっくりと侵入していきます。 中には岩石や硬い鉱物の破片を殻の中に閉じ込めて、摩耗を増大させるものもあります。 その結果、波の乱流やほとんどの捕食者に抵抗する巣穴が完成します。

ジャブロンスキーの研究室は、時間の経過に伴う種の進化を理解する方法として、二枚貝（ホタテ貝、ムール貝、ザルガイなどのすべての二枚貝を含むカテゴリー）を長年研究し、時間の経過とともに体やライフスタイルを形作る力についての手がかりを明らかにしてきました。 。

この研究のために、彼はイーディーとコリンズと協力して、これらの「退屈な」二枚貝の既知の種と化石をすべてカタログ化しました。

この適応は少なくとも 8 回、独立して進化してきました。 コリンズとイーディーは、8種すべての子孫である75種と、同じ系統だがより伝統的な二枚貝の生活様式に従う310種の3Dスキャンを行い、それらの系統の最古の化石メンバーを追跡した。

科学者らを最初に驚かせたのは、これらの穿孔虫の殻の形が、長い管から「小さな殻のついたゴルフボールのような」球体まで、多種多様であることだ、とイーディ氏は語った。 「それらすべてが単一の最適な設計に収束しないのは驚くべきことです。」

科学者たちはまた、進化のパターンについて何か奇妙なことに気づきました。 ボーラーの生活様式は二枚貝の歴史のほぼ全期間を通じて見られ、最初のボーラーは約 4 億 5,000 万年前に出現しましたが、その後に生息する種は存在しません。

「むしろ、そのたびに、彼らは生まれては衰退するか、少なくとも多様性という点では特別なことを何もしない傾向があります」とジャブロンスキー氏は言う。

通常、生物が何らかの新たな利点を進化させると、種の数は劇的に、時には爆発的に増加する傾向がある、とヤブロンスキー氏は説明した。 「鳥は飛行を進化させ、いわば飛び立ちます」と彼は言う。 「このプロセスが、私たちの周囲で見られる進化上の多様性の多くをもたらしたと私たちは考えています。」

しかし、ボーラーアサリにはそれが起こりません。

「その意味では、退屈は行き止まりであり、時には進化の失敗ですらあります」とイーディ氏は語った。 「それは進化系統を引き寄せますが、一度そこに到達すると、多様化する特別な傾向は示しません。」

これは科学者たちを困惑させました。 「明らかに短期的な進化上の利点がある。そうでなければ、これほど大きく分かれた系統ではこれほど何度も進化することはなかっただろう」とコリンズ氏は言う。