ご注意の上ご入場ください！ 1億年前の寄生虫が今日保存されていたら、どのような姿になるでしょうか？

私たちが子どもの頃、食事の前に手を洗わないと、大人たちは「お腹に寄生虫がいる」と言って私たちを怖がらせました。この言葉を聞くと、多くの場合、回虫（線虫の一種）や条虫（扁形動物の一種）のような、細長い虫のような不快な生き物を思い浮かべます。特に、寄生虫に感染するとさまざまな病気を発症する可能性があり、重症の場合は命にかかわることもあります。

実際、寄生虫は自然界では非常に一般的です。寄生虫は人体に寄生するだけでなく、さまざまな動物、植物、さらには真菌にも寄生します。このことから、現代​​だけでなく古代においても、さまざまな生物が寄生虫に悩まされていたことが想像できます。しかし、寄生虫はこのように秘密裏に生活しているため、その進化の歴史や古代の生息状況に関する私たちの現在の理解は極めて限られています。

幸いなことに、科学者たちは最近、ミャンマーの1億年前の白亜紀カチン琥珀の中に大量の寄生虫を発見した。これにより、白亜紀の寄生生物を観察する窓が開かれます。

パート1胃を空にする致命的な殺人者 - 線虫

琥珀に見られる寄生虫の主なカテゴリーの中で、線虫、特にコード線虫は重要な位置を占めています。線虫はほぼすべての表面環境に広く分布しており、食物連鎖の重要な構成要素です。線虫は、昆虫、ヤスデ、クモ、カタツムリ、ミミズなどのさまざまな無脊椎動物に寄生する特殊な種類の線虫です。宿主の形態や生理学的特徴を変えたり、さらには宿主の行動を操作することさえ可能です。

他の線虫と比較して、線虫はサイズが大きく、宿主の体腔のほぼ全体を占めることができます。邪魔されると（宿主が琥珀に包まれている場合など）、彼らはしばしば早期に宿主から離れます。そのため、琥珀の中には線虫とその宿主の化石が一緒に保存されているものが数多く存在します。しかし、このタイプの化石は主に新生代の琥珀で報告されており、新生代以前の化石記録は非常に稀です。したがって、線虫の寄生行動の初期の進化については、あまり知られていない。

線虫に感染したアリの腹部は赤くなり、ベリーのように見えるため、ベリーを食べる鳥が寄ってきて捕食します。虫の卵は鳥の糞とともにさらに遠くまで広がり、他のアリに寄生します。 (画像出典: Wikipedia)

最近、中国科学院南京地質古生物学研究所が率いる研究チームが、ミャンマーのカチン琥珀に含まれる線虫の化石の研究を行った。科学者たちは、宿主とともに保存された線虫の標本を合計16個発見した。これらの線虫は、イシジラミ（原始的な無羽昆虫の一種）、トンボ、ハサミムシ、コオロギ、ゴキブリ、ハゼミ、チャタテムシ（一般にチャタテムシとして知られている）、ユスリカなど、さまざまな昆虫のグループに広く寄生します。これらの標本の発見は、線虫が昆虫に寄生する現象が白亜紀にはすでに非常に一般的であり、昆虫の個体数を制御する役割を果たしていた可能性があることを示しています。当時の昆虫にとって、線虫に感染することはほぼ確実に死を意味していたため、線虫はまさに「悪夢のような致命的な殺人者」でした。

ビルマ産琥珀に寄生する線虫に寄生された昆虫（画像提供：Luo et al., 2023）

しかし、現代と比較すると、白亜紀の線虫の宿主は多少異なっていました。現在の化石分析結果によると、当時の線虫は不完全変態の昆虫に寄生する傾向が強かったことが科学者によって発見されました。昆虫は、その発育過程に基づいて、完全変態昆虫と不完全変態昆虫の 2 つの主要なカテゴリに分けられます。完全変態昆虫とは、生涯を通じて卵、幼虫、蛹、成虫の 4 つの段階を経る昆虫を指します。現代の昆虫の大部分は完全変態昆虫です。不完全変態の昆虫とは、卵、幼虫、成虫の3つの段階のみを持ち、蛹の段階を持たない昆虫を指します。

完全変態の昆虫は不完全変態の昆虫よりも遅く出現します。白亜紀が主流となっているが、琥珀化石の統計結果によると、中期白亜紀のミャンマーのカチン琥珀では線虫に寄生された9つの昆虫目のうち、完全変態昆虫は1つだけであるのに対し、バルト海の琥珀では6つの昆虫目のうち4つが完全変態昆虫であり、ドミニカの琥珀では3つの昆虫目すべてが完全変態昆虫である。

線虫寄生虫の化石記録。 (画像出典: Luo et al.、2023)

科学者たちはさらに、これまでの線虫の化石記録をすべて数え、同じ状況が線虫だけでなく線虫のグループ全体で起こっていたことを発見した。中期白亜紀のカチン琥珀では、宿主の約 40% のみが完全変態昆虫であったが、新生代のバルト海およびドミニカ共和国の琥珀では、宿主の 80% が完全変態昆虫であった。したがって、少なくとも白亜紀中期以前は、線虫は非完全変態昆虫に寄生する傾向が強かった。線虫と完全変態昆虫の間に広範囲にわたる寄生関係が現れたのは、おそらく白亜紀末期の大量絶滅が起こるまで待たなければならなかった。

パート2 ：サナダムシ：口はないが皮膚で食べることができる

琥珀は陸上の樹木が分泌する油から作られるため、理論的には、陸上の生物のみが琥珀に保存される可能性があります。したがって、寄生虫は陸生生物上でのみ保存されます。しかし、絶対的なものは何もありません。科学者たちは、数多くの琥珀の破片の中に、海洋寄生虫であるサナダムシを保存した琥珀の破片も発見した。

この条虫はトリパノソーマ条虫です。科学者が推測した物語では、サナダムシの経験は伝説的である。白亜紀中期の気候は現在よりもずっと温暖で、嵐の威力は現在よりも恐ろしいものだった。不運なアカエイが嵐によって海岸に打ち上げられました。さらに不幸なことに、ちょうどそのとき恐竜が通りかかり、おいしい食事が玄関に届けられたのを見て、当然ながらそれを放っておくことができなかったのです。それで、この「幸運の」エイが恐竜の食事になったのです。

しかし、恐竜がごちそうを食べている間に、何かがエイの胃から落ち、近くのナンヨウナギツネ（白亜紀に繁茂した高木）が分泌する樹脂の中に落ちたようです。

時は流れ、瞬く間にその年の樹脂は地質学的作用によって琥珀に変わりました。そして、この琥珀はたまたま科学者の注目を集めました。なぜなら、その年にアカエイの腹から落ちたものは本当に奇妙だったからです。

よく観察すると、この物体は全体的に細長い虫のような形をしており、表面には多数のフック状の構造があり、フック状の構造は前方から後方に向かって徐々に小さくなっており、フックの分布は一定の螺旋状になっていることがわかります。同時に、高精度マイクロコンピューター断層撮影により、化石の前部に円錐状の構造の層が保存されていることが発見されました。科学者たちはこれらの特徴を利用して、この奇妙な生物が実は海洋寄生条虫の一種であるトリパノソーマ条虫の体の一部であることを突き止めた。

サナダムシは扁形動物門に属する一般的な寄生虫です。これらはすべて寄生性であり、人間を含むほぼすべての脊椎動物に感染する可能性があります。これらはほぼすべての陸上、淡水、海洋の生態系に広く分布しています。彼らは皮膚を通して食物を吸収し、口や消化管を持っていません。

コノイデア条虫は、海洋で最も数が多い条虫のグループの 1 つであり、主に板鰓目の軟骨魚類 (主にサメとエイ) の消化管に寄生します。分子生物学では、コノドン科は三畳紀とジュラ紀の変わり目（約2億年前）に発生した可能性があると推測されているが、これまでに化石証拠は発見されていない。つまり、サナダムシの寄生性とその柔らかい体の劣化のしやすさのため、その化石記録は極めて稀なのです。その結果、科学者たちはサナダムシの初期の進化についてほとんど何も知らない。

第四紀以前、比較的確実なサナダムシの化石は、ブラジルのペルム紀の地層にあるサメの糞石の中にあったサナダムシの卵から発見された唯一のものでした。これらの条虫の卵の 1 つに発育中の条虫の胚が含まれている可能性がありますが、保存状態が悪いため、広く受け入れられていません。琥珀の中で発見されたこのサナダムシの化石は、私たちが知る限り唯一のサナダムシの化石であり、白亜紀にはすでにサナダムシが軟骨魚の胃の中で「食物をめぐって競争」していたことを示しており、サナダムシの初期の進化を理解するための直接的な証拠となっている。

実際、条虫が属する扁形動物門全体の体化石は極めて稀で、非常に物議を醸す記録がわずかにあるだけです。最も古い化石はデボン紀の魚類に見られるフックのような構造で、単生類の吸虫の特徴と一致しているが、他の構造は保存されていない。ビルマ産琥珀の中のトカゲの中にも、吸虫メタセルカリアに似た構造が 2 つ発見されているが、明確な形態学的証拠は欠けている。バルト海の琥珀の中に単腸渦虫類が発見されたと主張する研究もあるが、後にそれは単なる泡であったことが判明した。したがって、この化石は扁形動物門の体化石に関する最も信頼できる記録でもあります。

さらに、コノドン科の条虫は純粋に海洋寄生生物であるため、この発見は、ミャンマーのカチン琥珀の堆積環境は海に近いため、古代の海洋動物を捕獲するチャンスがあるという科学者のこれまでの推論をさらに裏付けるものとなった。

パート3結論

今日の地球規模の気候変動により、寄生虫の宿主が減少するにつれ、多くの寄生虫が絶滅の危機に瀕したり、絶滅したりしています。寄生虫を保護するというのは馬鹿げているように聞こえますが、自然界では生存のための良い方法と悪い方法の区別はなく、寄生虫も生態系の重要な一部なのです。

科学者たちは、1億年前の琥珀に埋もれた寄生虫の化石を研究することで、当時の生態系で寄生虫が果たしていた役割を復元し、過去の寄生虫の進化をさらに理解し、将来の絶滅リスクを評価することを可能にした。これらの研究は、古寄生虫学における琥珀の研究の重要性を浮き彫りにしています。古代を旅して今日まで生き残ったタイムカプセルである琥珀は、古代の生命のさらなる謎を私たちに明らかにしてくれることでしょう。

参考文献:

[1]Luo Cihang、Poinar GO、Xu Chunpeng、Zhuo De、Jarzembowski EA、Wang Bo、2023。白亜紀の昆虫に広く分布するメルミチド線虫の寄生。 eLife 12、e86283。 https://doi.org/10.7554/eLife.86283

[2]Luo Cihang、Palm HW、Zhuang Yuhui、Jarzembowski EA、Nyunt TT、Wang Bo、2024。白亜紀の琥珀に保存された海洋条虫の触手の例外的な保存。地質学。 https://doi.org/10.1130/G52071.1

出典：サイエンス研究所