犬も飼い主と同じように、ミルクを飲むことにだんだん慣れてきています。

制作：中国科学普及協会

制作者：劉延湖（中国科学院昆明動物研究所）

制作者: 中国科学院コンピュータネットワーク情報センター

諺にあるように、南は甘く、北は塩辛く、東は辛く、西は酸っぱく、人それぞれ好みがあります。この複雑な世界では、地域によって人々の食習慣は異なります。人間と一緒に暮らし、食事をする犬はどうでしょうか?たとえば、牛乳を飲みますか？

11,000年前から10,000年前の新石器時代には、中東で人間が牛を家畜化し、それ以降、家畜牛が登場しました。家畜牛は8,400年前に古代ギリシャに、7,500年前に中央ヨーロッパに広まりました。

牛とミルク（写真提供：Veer Gallery）

家畜の牛は人間の労働を助け、労働効率を向上させることができます。同時に、肉、牛乳、牛革など、人間に日用品や食料も提供しています。

しかし、牛が初めて家畜化されたときやヨーロッパに広まったとき、地元の大人は大量の牛乳を直接飲むことは許されませんでした。乳糖不耐症を引き起こす可能性があるためです。

乳糖不耐症とは何ですか？

乳糖は牛乳に含まれる主な糖であり、吸収される前にラクターゼによって分解される必要があります。哺乳類の乳児や幼児は腸内に多量のラクターゼを発現しているため、母乳を主食として利用することができます。

しかし、ほとんどの哺乳類は成体になると腸内にラクターゼが欠乏します。乳糖は腸内細菌によって分解され、大量のガスを発生させ、腹部膨満、腹痛、下痢などの症状を引き起こします。これは乳糖不耐症です。

乳糖不耐症を避けるには？

すでに7000年前に、人類の祖先がその答えを出していました。彼らはチーズを発明しました。チーズの製造工程では、乳糖の大部分が濾過されるか微生物によって分解されるため、出来上がったチーズは美味しくて安全です。

ヨーロッパにおけるミルク食文化の広がりの歴史（出典：ミルク革命）

研究により、ラクターゼ耐性を持つ人の割合は北欧の人々の間で高く、中東や南欧の人々の間ではわずかに低く、アジアやアフリカの非遊牧民の間では最も低いことが判明した。これはなぜでしょうか?

約4000年前、ヨーロッパ人のラクターゼ遺伝子が変異し、ヨーロッパ人の成人の腸内に大量のラクターゼが存在するようになり、乳児のように大量の牛乳を飲むことができるようになりました。

牛乳は人々に豊富な栄養と水分を提供し、この変異を持つ人々は生き残る可能性が高く、ヨーロッパの人口におけるこの変異の頻度が増加し続けています。これは正の選択の効果です。

しかし、現在の東アジアの人口では、成人の大多数がこの変異を持っていません。この時点で、多くの人はこう言いたがります。「それはおかしい、私は毎日牛乳を飲んでいるのに、なぜ乳糖不耐症の症状が出ないのか？」

実際、乳糖不耐症の人は牛乳をまったく飲めないわけではありませんが、大量の牛乳を飲むことはできません。乳糖不耐症の実験で一般的に使用される投与量は、コップ一杯の水に乳糖 50g を加えるというもので、これは一度に牛乳 1 リットルを飲むのとほぼ同等です。

ラクターゼ耐性を持つ成人の割合（出典：ミルク革命）

飼い主の後を追って、犬たちはミルクを飲むことにどんどん慣れてきている

でも、ご存知ですか？ヨーロッパとアジアの人々は乳糖耐性のレベルが異なるだけでなく、ヨーロッパとアジアの犬の嗜好も異なり、ヨーロッパの飼い犬は牛乳食に適応しやすいです。

画像出典：著者作成

実はこれ、ヨーロッパ人の食習慣と深い関係があるんです！

ドッグフードが発明される前は、犬は飼い主が食べるものを食べるのが普通だったので、ヨーロッパに住む犬はより多くのミルクを飲んでいました。

最近、中国科学院昆明動物研究所の張亜平院士率いるチーム、イギリスの王国東率いるチーム、雲南大学の梁斌率いるチームは、ヨーロッパの飼い犬でもラクターゼ遺伝子が正の選択を受けていることを発見し、ヨーロッパの犬の変異によってラクターゼの発現が増加し、それによってヨーロッパの犬が牛乳を飲むことに慣れたことを確認した。

これらの結果は、ヨーロッパの犬と人間が牛乳を食することで同じまたは類似の進化過程を経てきたことを示唆しており、「収斂進化」の概念を導入する必要がある。

犬と人間：相互の友情による収斂進化

収斂進化とは、異なる種が類似した生息環境に適応するために、類似した表現型または分子レベルの特徴を進化させる現象を指します。

先ほどお話しした消化の側面に加えて、犬と人間はエネルギー代謝や神経など多くの側面で収斂進化を遂げています。たとえば、オオカミからイヌへの家畜化の過程では、食習慣の変化が伴いました。

1万年前、人類の祖先は主に動物を狩り、野生の果物を採集して生活していました。農業の出現により、ほとんどの人類の狩猟採集生活は徐々に農耕社会に取って代わられました。この移行期間中、人間も犬も徐々にでんぷん質の食物に適応しました。

画像出典: Veer Gallery

研究により、主にでんぷん質の多い食事を摂る人は唾液アミラーゼ遺伝子 AMY1 のコピーが多く、より多くのアミラーゼを発現してでんぷん質の食品をよりよく消化することが判明しました。

犬も同様の表現型を持っています。農業が以前に発達した地域の犬は、膵臓アミラーゼ遺伝子AMY2Bのコピーが多く、遺伝子発現レベルも高かった。

過去数万年にわたって、飼い犬はユーラシア大陸の灰色オオカミから人間に付き添う従順な犬へと徐々に進化してきました。飼い主のさまざまな好みやニーズに応えて、過去 200 年間でさまざまな形をした 400 種類以上の現代犬種が飼育されてきました。

実際、犬と人間の消化の収斂進化に加えて、多くの動物が表現型、生理学、分子レベルで収斂進化を示しており、これは自然界でよく見られる現象です。

非常に類似した表現型を持つ 2 つの種は、非常に遠い関係にある可能性があります。例えば、海に住むクジラは魚に似た外見をしていますが、哺乳類です。

クジラはよく発達したソナーシステムを持っており、活動時には主にエコーロケーションに頼っています。夕方によく見られる反響定位するコウモリについても同様です。反響定位コウモリは口から超音波を発し、反射した音波を耳で受信して反響定位を行います。これは、クジラと反響定位を行うコウモリが反響定位において収斂進化したことを示しています。分子レベルでは、エコーロケーション関連遺伝子のPrestin、Cdh23、Otofにも収斂進化の変異部位が見つかりました。

最後に、「飼い主からミルクを飲むことを学ぶ」ことができる犬は、他の動物と比べてどのような特徴を持っているのか見てみましょう。

ミルクを飲む犬（写真提供：Veer Gallery）

まず、飼い犬は人間と密接な関係があり、生活環境も最も似ています。飼い犬の環境適応の遺伝的メカニズムを研究することは、人間の適応進化を分析するための重要な参考資料となります。

第二に、飼い犬も重要な疾患モデルです。飼い犬に知られている 809 の病気や特性のうち、503 は人間の特性や病気を研究するための潜在的な動物モデルです。その中で、犬が患う腫瘍の多くは、組織学的外観、腫瘍の遺伝学、生物学的行動、および従来の治療に対する反応の点で、人間の腫瘍と非常によく似ています。多数の犬を飼育していることと相まって、腫瘍の発生や進行、薬剤の開発を研究するための優れたモデルとなります。

現在、飼い犬の適応進化や疾患の遺伝的メカニズムに関する研究は、主に関連遺伝子の発見の段階にあり、遺伝子が表現型にどのように影響するかについての研究は不足しています。飼い犬の研究には、依然として多分野にわたるチームの共同の取り組みと、社会のあらゆる分野の積極的な参加が必要です。

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