南米アマゾンにすむドクチョウ属のゲノムを比較した結果、ヘリコニウス・エレバトゥス（Heliconius elevatus）という種が、H.メルポメネ（H. melpomene）とH.パルダリヌス（H. pardalinus）の交雑によって生じたことがわかったとする論文を、米ハーバード大学の研究員であるニール・ロッサー氏が率いる研究チームが2024年4月17日付けの学術誌「ネイチャー」に発表した。
ダーウィンは『種の起源』を出版する22年前の1837年に、ノートに「生命の樹」の絵を描いた。以来、生命の樹は、共通の祖先から新しい種が分岐するプロセスの比喩として生物学者に利用されている。しかし一部の科学者は、木の枝どうしが融合するように、古い種が混ざり合って新しい種が生じることもあるのではないかと考えてきた。このほど、その「交雑種分化」の証拠が示されたことになる。
H.エレバトゥスも2つの親種も、南米の熱帯雨林で普通に見られるチョウだ。1835年にビーグル号がペルーのリマに停泊したときにダーウィンが少し内陸に足を踏み入れていれば、このチョウたちを目にしたはずだ。
「私たちの研究は、交雑が新種の進化を促す可能性があることを示しています」と、論文の筆頭著者で、ナショナル ジオグラフィック協会のエクスプローラー（探求者）でもあるロッサー氏は説明する。
氏の研究チームは、H.エレバトゥスの2つの親種は200万年前から分かれていたが、氷河期の地球でアマゾンの熱帯雨林が生物多様性の避難所になっていた18万年前にH.エレバトゥスが現れたと推定している。
研究者たちはこれまで2つの親種の交雑から生じた動物種を探し求めてきたが（ロバとウマの交配によって作られるラバには生殖能力がないので、新しい種ができたわけではない）、今回の論文の著者らによれば、説得力のある例はわずかで論争にもなっており、はっきりした結論は出ていなかった。
「多くの研究者に仮定されていながらほとんど実証されていなかったものを、彼らは自然界で発見したのです。これは驚くべきことです」と称賛するのは、最近、これまでで最も包括的なチョウの系統樹を作成した米ニューヨーク市立大学シティ・カレッジのデビッド・ローマン教授だ。なお、氏は今回の研究には参加していない。
翅の模様で気づいた違和感
ドクチョウ属は花粉を食べる唯一のチョウのグループで、彼らがこの花粉を使って合成する「青酸配糖体」は、捕食者がおいしくないと感じる成分だ。彼らは、明るくコントラストの強い警告色で自分のまずさをアピールしている。
「ドクチョウ属の交雑種は、色のパターンが大きく異なるため、非常に目立つのです」と、ハーバード大学の生物進化学客員教授で、この論文の責任著者であるジェームズ・マレット氏は説明する。ドクチョウ属のチョウたちはお互いの警告色のパターンを模倣し（このようにしてできた擬態関係は「擬態環」と呼ばれる）、捕食者をより効果的に抑止するのに役立っている。
マレット氏は20年前に、H.エレバトゥスは後翅にオレンジ色の放射状の模様を持っているのに、H.パルダリヌスを含む近縁種はすべてトラのような黒とオレンジの横縞模様を持っていることに気づいた。H.エレバトゥスと同じ模様を持つのは、遠い仲間のH.メルポメネだけだった。
今にして思えば、これはH.エレバトゥスが雑種であることを示す決定的な証拠だったが、マレット氏がその疑いを裏付けるゲノムデータを得るまでには20年も待たなければならなかった。
「種とは何かという問題の核心に迫る発見」
マレット氏らがドクチョウ属のゲノム解析を進めている間、ロッサー氏はペルーでチョウを飼育するためのケージを設置してH.エレバトゥスの行動を観察した。
「ケージを作るのはたいへんでした」とロッサー氏は振り返る。「強風で折れた枝がケージの上に落ちてきて、チョウがみんな逃げてしまったこともありました」
また、すべての捕食者が擬態環の警告色によって抑止されるわけでもなかったという。「クモはチョウを食べました。そうした問題は、数え切れないほどありました」
マレット氏のゲノム解析をロッサー氏の行動学的研究と組み合わせることで、H.エレバトゥスのゲノムの中から、色のパターン、宿主植物の好み、交配相手の好みなどに関連する重要な領域が発見された。ロッサー氏とマレット氏を驚かせたのは、これらの重要な遺伝子の断片がすべてH.メルポメネに由来していたことだった。
H.エレバトゥスのゲノムのうち、H.メルポメネに由来する部分は1%しかなかったが、これらの断片はH.エレバトゥスのゲノム上で44個の独立の「ゲノムアイランド」に広がっていて、種の同一性にとって重要な特徴を制御していた。
マレット氏は、「このチョウの交雑種分化は50対50の混合で生じたのではありません」と言う。「種とは何かという問題の核心に迫る発見です」
探せば見つかるはず
マレット氏もロッサー氏も、世界にはもっと多くの交雑によって生じたチョウの種がいると考えている。ロッサー氏は、「人々が探せばきっと見つかるはずです」と言う。
米フロリダ大学フロリダ自然史博物館マクガイア鱗翅目・生物多様性センター教授で、チョウの系統樹プロジェクトの主要な貢献者の一人である河原章人氏は、「おそらくアフリカやアジアでも同様の例が見つかるはずです」と話す。なお、河原氏は今回の研究には関与していない。
河原氏は、このような雑種を見つけるために、すべてのチョウのゲノムデータを集める必要があると主張する。氏は、ゲノムデータがもっと集まるまではチョウの系統樹を描き直す予定はないと話す。「いずれそのような状況になるでしょう。しかし、もう少し時間がかかりそうです」
文=Zhengyang Wang/訳=三枝小夜子（ナショナル ジオグラフィック日本版サイトで2024年4月20日公開）
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