昆虫の変態では羽は背中の一部が肥大化したもの
京都大学の大出高弘氏らの研究グループは陸に上がった虫の背中の一部が肥大化して羽になったという説を提唱しています。
これは幼虫から成虫になる際に羽を得る虫において遺伝子の活性化を観察した結果によるものです。
幼虫から成虫になる「変態」において、背板の細胞が肥大化し羽となる様子が観察されました。
さらに背板の中で肥大化して羽となるかを検証するため、該当箇所を切除した個体の成長を観察した結果、羽の発達は大きく阻害されていました。
このことから変態によって羽を持つ虫たちの羽は背板の一部が肥大化したものであることが示され、研究グループは進化の上でも同様に羽が背板から発生した可能性を指摘しています。
肥大した背中の一部は甲殻類における脚の一部かも
また、羽となる背板の一部がもともと脚の一部だったという説もあります。
アメリカのウッズホール海洋生物学研究所で行われた虫と甲殻類の脚の遺伝子比較では、両者の脚の分節の1～6対までは完全に一致していました。
しかし甲殻類にはあと2対、背板側に分節が存在します。
このため、虫では見られないこれらの分節が背側に移動して背板の一部となり、羽の形成に寄与している可能性が示唆されたのです。
虫の羽における進化が謎に包まれる理由
このように陸上で背板が羽になったという説にも様々な根拠があります。
しかし、あくまでこれらは現存の虫を使った研究であり、エラが羽になった学説と同様にどこから進化したかを決定的に結論付けるには至っていません。
虫の羽の進化が謎に包まれている理由は、鳥における始祖鳥のように中間的な化石が見つかっていないためです。
今回の化石の発見で、水生もしくは半水生の昆虫が羽を持つ昆虫の祖であった可能性は高くなりましたが、前述の通り化石の昆虫の成虫はすでに羽を持っており、虫の羽の進化における中間的な存在とは言えません。
虫の羽について、現存の虫に対する遺伝子的な分析と、化石の分析の2つのアプローチが行われていますが、虫に羽が生じる直前の中間的な存在が見つかるまで、虫の羽に関する進化の議論はまだまだ続きそうですね。
参考文献
New evidence that insect wings may have evolved from gills
祖先の背中の肥大化が昆虫の翅を生んだ ―150年来の昆虫翅進化の謎に迫る―
元論文
Thoracic and abdominal outgrowths in early pterygotes: a clue to the common ancestor of winged insects?
A hemimetabolous wing development suggests the wing origin from lateral tergum of a wingless ancestor
Knockout of crustacean leg patterning genes suggests that insect wings and body walls evolved from ancient leg segments
ライター
いわさきはるか: 生き物大好きな理系ライター。文鳥、ウズラ、熱帯魚などたくさんの生き物に囲まれて幼少期を過ごし、大学時代はウサギを飼育。大学院までごはんの研究をしていた食いしん坊です。3人の子供と猫に囲まれながら、生き物・教育・料理などについて執筆中。
編集者
海沼 賢: 以前はKAIN名義で記事投稿をしていましたが、現在はナゾロジーのディレクションを担当。大学では電気電子工学、大学院では知識科学を専攻。科学進歩と共に分断されがちな分野間交流の場、一般の人々が科学知識とふれあう場の創出を目指しています。
