「猿には耐えられない」ことをやっているだけ！雲南省、貴州省、四川省の金色の猿はどうなっているのでしょうか?

ゴールデンモンキーは非常に有名な希少霊長類であり、誰もがその名前をある程度聞いたことがあるかもしれません。しかし、実際にはキンシコウは 1 種類だけではなく、 5 種類存在します。さらに、すべてのキンシコウが金色の毛を持っているわけではありません。中でも、「世界で唯一の子供」として知られる貴州ゴールデンキンシコウ（Rhinopithecus brelichi）は、黒と金色の混ざった体色をしている。頭部と三角筋の毛は金色であることが多い一方、手足の毛は完全に黒色で、非常に特別な外観をしています。

Rhinopithecus brelichi、灰色のシシバナザル |写真: 李桂雲

最近、中国の科学者らが始めた霊長類ゲノムプロジェクトが、有名な学術誌「サイエンス」に特別研究号を掲載した。貴州金猿の黒と金が混ざった毛の起源が解明されただけでなく、貴州金猿の古代の両親も発見された。さらに、この背後にある物語は非常に複雑です。

鼻を上に向けた猿

ゴールデンモンキーはリーフモンキー科に属します。このタイプのサルの頭は、少し尖っているように見えることがよくあります。彼らは主に植物を食べており、葉を噛むことは日常的なことです。霊長類ゲノムプロジェクトは、過去800万年にわたるアジアにおけるリーフモンキーの拡散経路を再構築し、彼らが北から東アジアに侵入したという仮説を否定した。むしろ、彼らはヒマラヤ山脈の南麓を通って北上し東アジアへ、そして南下して東南アジアへ向かったと考えられています。そして約750万年前、キンシコウが属するキンシコウが台頭し、アジアンリーフモンキーの中で大きな勢力を持つようになった。

なぜ「変な鼻の猿」と呼ばれるのでしょうか？なぜなら、キンシコウを含めた 4 つの属のキンシコウを合わせても、完璧な鼻を形成することはできないからです。そうです、キンシコウについても同じことが言えます。正式名称は「Rhinopithecus」で、鼻孔が空を向いているという意味です。

有名な四川の金猿も鼻孔が上を向いています。雨が降ったら水が入ってくると思いますか？ ｜トゥチョンクリエイティブ

鼻孔が上を向いているからといって、キンシコウが傲慢であるという意味ではありません。ただ、鼻梁が少しずれているだけです。長い進化の過程で、鼻梁は完全に退化して消失し、鼻が短くなったため、鼻孔が少し上向きに見え、高原地帯での通気性の向上につながっています。実は、キンシコウはサルの中でも比較的温厚で、気性も温厚です。彼らは大きなグループを形成することができます。霊長類ゲノムプロジェクトでは、キンシコウのこの特徴の起源を分子メカニズムの観点からも説明しており、これは寒冷な気候への適応に関連している可能性がある。

ゴールデンモンキーの毛の色についてお話しましょう。実際、金色の毛を持つのは、中国の四川省、陝西省、甘粛省、湖北省神農架に生息する四川キンシコウ（R. roxellana）だけです。これは、発見された最初のキンシコウの種であり、これがキンシコウという名前が付けられた理由でもあります。雲南シマザル（R. bieti）、怒江シマザル（R. strykeri）、ベトナムシマザル（R. avunculus）はゴールデンモンキーと呼ばれていますが、その毛は主に黒色、または黒と白が混ざった色です。

キンシコウ5種の分布地域 |画像はYu Liの研究チームなどから提供

貴州ゴールデンキンシコウは3番目の例で、金色と黒色の毛を持っています。貴州金猿も非常に珍しい。現在、ジャイアントパンダは2,400頭以上いるが、貴州ゴールデンモンキーはわずか850頭ほどしかいない。分布地域も特に限られており、貴州省北部の梵井山地域にのみ分布しており、「世界の唯一の子供」と呼ばれています。

人々は、貴州省の金色の猿の独特の毛はどこから来るのか疑問に思うだろう。このように分布が限られているキンシコウは、どのようにして生まれたのでしょうか?他の種類のキンシコウとの関係はどのようなものですか?この種はどのようにして誕生したのでしょうか?

古典的育種とハイブリッド育種

古典的な進化論では、祖先集団は移住や環境の変化などの要因により、互いにコミュニケーションできない複数の独立した集団に分かれ、それぞれが異なる突然変異を蓄積して異なるものになったとされています。その後、再び出会ったとしても生殖能力のある子孫を残すことができず、地理的隔離によって生殖的隔離が起こる。これに基づいて、エルンスト・ヴァルター・マイヤーは、種を定義する鍵は、個体群が他の個体群から生殖的に隔離できるかどうかであり、つまり、生殖的隔離の出現が新しい種の形成を示すと信じていました。この議論は数え切れないほど多くの人々の指針とされ、高校の教科書にも掲載され、一般にもよく知られています。

このため、進化のプロセスは、進化樹、つまり共通の祖先集団が時間の経過とともに分岐し続ける樹のような構造として説明されることが多いのです。各枝が互いに交差しないこの樹形構造は、あらゆる歴史的段階における現存する各種の祖先が同じ集団から来ていることを示しています。今日、種の進化樹は、種の進化について議論する際に生物学者が最もよく使用するツールの 1 つです。

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その後、種間の交雑も新しい種を形成するメカニズムの一つであることが徐々に認識されるようになりました。特に植物の進化の過程において、雑種分化は重要な種分化モードであると考えられており、通常、倍数体分化、同質倍数体雑種分化、および遺伝子移入雑種分化の3つの形式に分けられます。

倍数性は、両方の親種の染色体を保持し、それによって遺伝物質を倍増させ、親からの生殖的隔離を迅速に生み出して新しい種を形成するプロセスです。たとえば、四倍体のプリムラ・ケウェンシス (Primula kewensis) は、2 倍体の P. verticillata と P. floribunda の交雑種から生まれました。しかし、この方法は通常、植物などの比較的「適合性」の高い遺伝子システムでのみ発生し、動物ではほとんど発生しません。同質倍数体交雑も遺伝子移入も遺伝物質の倍数を変えることはなく、組み換えにより「モザイク/パッチのような」遺伝構成を呈するだけです。遺伝子移入の過程では、新しい種が形成される前に、子孫は少なくとも 1 つの親種と複数回交雑します。

ハイブリッドキュープリムラペンプリムラス

植物学者は交雑について非常によく知っています。しかし、動物の進化に関しては、動物学者は異なる見解を持っています。動物が交雑することはめったにないと一般的に信じられていました。

しかし、種のゲノムデータが分析されるにつれて、動物学者は、多くのグループ内で種間の生殖的隔離は想像されているほど強くなく、雑種化が起こる可能性が高いことを発見しました。蝶、オオカミ、ヒヒ、鳥、クマなどは、短期間で新しい種が大量に爆発的に増える急速な適応放散を経験したことが知られているグループです。

この進化の過程において、一部の種は単一の祖先種の子孫ではなく、2つ以上の異なる種間の種間雑種化によって生じます。この時点で、単純なツリー構造では種の進化の過程を正確に説明できなくなっています。

では、ゴールデンモンキーの種はどのような形成過程を経たのでしょうか?貴州金色のキンシコウはどのようにして誕生したのでしょうか?

予想外だが妥当な結論

貴州ゴールデンモンキーは、おそらく自然界における交雑の一例である。

霊長類ゲノムプロジェクトのプロジェクトの一つとして、雲南大学の李宇研究員率いるチームは、いくつかの研究チームと共同で、雲南キンシコウの高品質な参照ゲノム配列を組み立て、キンシコウ全5種の106サンプルの全ゲノムデータに対して集団遺伝学解析を実施しました。

結果は、貴州ゴールデンモンキーのゲノムには、四川ゴールデンモンキーの個体群と、貴州ゴールデンモンキーの両親に相当する雲南ゴールデンモンキー/怒江ゴールデンモンキーの祖先個体群という2つの系統の混合遺伝成分が含まれていることを示した。しかし、これは通常の交尾とは異なります。一般的に言えば、子孫の親からの遺伝物質の比率は 1:1 に近いですが、貴州ゴールデンモンキーのゲノムの大部分は四川ゴールデンモンキーの親から来ています。つまり、ゲノムの観点から見ると、貴州省の金猿は四川省の金猿に似ているということです。おそらくこれが、これまでの研究でこの猿が四川キンシコウの姉妹種と一般的に考えられていた理由である。

研究者たちはゲノムから遡って祖先のシミュレーションを実行した。結果は、貴州シシッコの進化パターンがおそらく次のようになることを示しています。

約187万年前、四川省の金色キンシコウの祖先集団と雲南省の金色キンシコウ/怒江省の金色キンシコウの祖先集団の間で交雑が起こり、最初の貴州省の金色キンシコウの集団が誕生しました。

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後年、雑種起源の貴州シシッポザルは、ゲノムの生物学的機能の安定性を回復または維持するために、異なる親の遺伝的要素をスクリーニングしました。

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さらに、貴州省の金猿、四川省の金猿、雲南省の金猿/怒江省の金猿の共通の祖先の間では、 2 回の交雑が起こりました。

というわけで、これは少し面倒な話に聞こえるが、貴州ゴールデンモンキーのゲノム内で異なる親種の遺伝物質が不均衡になっている理由をうまく説明している。

貴州シシバナザルの進化 |写真提供：Yu Liの研究チーム

次は貴州金猿の毛色についてです。研究者らは、貴州ゴールデンキンシコウの特殊なモザイク毛色の形成に関連する遺伝子を発見した。研究により、ゴールデンモンキーの毛の色はメラニン中のフェオメラニンとユーメラニンの比率によって決まることがわかっています。フェオメラニンの割合が高いと、髪は金色になります。フェオメラニンの割合が低いと髪は黒くなります。貴州キンシコウの頭部と三角筋にはフェオメラニンの割合が高く、金色に見えます。手足はフェオメラニンの割合が低いため、黒く見えます。李宇らは、貴州省の金猿でメラニン合成に関連する5つの遺伝子を発見したが、それらの遺伝子はそれぞれ異なる起源を持っている。SLC45A2、MYO7A、ELOVL4遺伝子は四川省の金猿に由来し、PAHとAPC遺伝子は雲南省の金猿と怒江省の金猿の共通祖先に由​​来している。貴州キンシコウのゲノム内で異なる起源のメラニン合成遺伝子が組み換えられたことにより、貴州キンシコウは独特のモザイク状の毛色を呈するようになった。

では、貴州ゴールデンキンシコウはどのようにして他の 2 種から生殖上の隔離を形成し、最終的に独立した種になったのでしょうか?

もともとは髪の色に関するものだったのかもしれません。性的選択が説明の1つである可能性がある。キンシコウの毛は他の2種のものと異なっているのだ。大きな可能性としては、四川省のキンシコウの場合、金色の毛を持つ個体は異性に人気があることが多いということだ。雲南省のキンシコウや怒江省のキンシコウの場合、黒い毛を持つ個体は配偶者を選ぶ際に有利になることが多い。貴州省のキンシコウの場合、金色の頭と黒い手足を持つ個体が好まれる。これにより、交配前の隔離が実現します。

はっきり言って、彼らはただお互いを嫌っていて、お互いのタイプではないのです。写真は雲南省の金色の猿です |トゥチョンクリエイティブ

交配前の隔離に加えて、交配後の隔離も、雑種起源の貴州キンシコウが2頭の親から進化的に独立するのに寄与した可能性がある。例えば、生殖特性に関連する遺伝子に関しては、四川省のゴールデンモンキーから受け継いだ 31 個の遺伝子と、もう一方の親から受け継いだ 36 個の遺伝子が貴州省のゴールデンモンキーのゲノムに保持されています。その結果、これら 2 つの生殖関連機能遺伝子セットに基づいて、貴州シシッポザルは 2 匹の親と交配して交配後の隔離を確立し、最終的に独立した種を形成できる可能性があります。

貴州ゴールデンキンシコウの進化の過程は、哺乳類が交雑を通じて新しい種を形成できることを証明している。この研究の成功は、中国の科学者が始めた霊長類ゲノムプロジェクトが無限の可能性を秘めていることを示している。世界には500種を超える霊長類が存在します。それらについての研究は、人類の起源、進化、生理学的特徴、遺伝子変異マップ、疾患を引き起こす遺伝子変異についてさらに詳しく知るのに役立ちます。

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著者: ラン・ハオ、ホアン・ズィージェン

編集者：You Shiyou、ヘイジョメイメイ

修正の提案をしてくださった Yu Li 先生と Wu Hong 先生に感謝します。

この記事はGuokrNature (ID: GuokrNature) から引用したものです。

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