理研、哺乳類の鼓膜は下顎から進化したと発表 - 爬虫類・鳥類は上顎から

理化学研究所(理研)と東京大学(東大)は4月22日、進化の中で哺乳類系統と爬虫類-鳥類系統がそれぞれ独自の発生メカニズムで鼓膜を獲得した証拠を発見したと発表した。

同成果は理研倉谷形態進化研究室の倉谷滋 主任研究員、武智正樹 元研究員、東大大学院医学系研究科の栗原裕基 教授、北沢太郎 元大学院生らの共同研究グループによるもので、4月22日付(現地時間)の英科学誌「Nature Communications」に掲載された。

陸上脊椎動物は、空気中の音を聴くために、鼓膜と中耳骨を顎関節の近くに進化させてきた。中耳骨は哺乳類で3個、爬虫類と鳥類では1個ある。しかし、なぜ哺乳類が爬虫類と鳥類よりも多くの中耳骨を持つようになったのかは不明とされていた。また、鼓膜のような軟組織は化石に残らないため、鼓膜がいつ獲得されたのかもわかっていなかった。

同研究グループは、鼓膜の発生メカニズムを調べるために、マウスとニワトリを対象に、顎の骨格が前駆組織から上顎や下顎に分化していく過程を制御するDlx5/Dlx6遺伝子を操作することで、下顎の位置に上顎の骨を発生させる実験を行い、鼓膜にどのような影響が生じるかを調査した。その結果、マウスでは鼓膜がなくなり、ニワトリではサイズが大きくなるという、正反対の影響が見られた。これは、鼓膜がマウスでは下顎の一部として、ニワトリでは上顎の一部として、それぞれ別々のメカニズムで発生していることを示しており、鼓膜の位置の違いが、哺乳類が爬虫類と鳥類より中耳骨を多く有するようになったきっかけの1つであったと考えられるという。

今回の研究のように、発生メカニズムを操作することで、これまで認識していなかった進化過程の痕跡が判明する例は他にもあると考えられるという。