クシクラゲ：生物学の驚異

ホーム クシクラゲは美しいだけでなく、生物学の驚異です。コメント 記事を保存 後で読む シェア Facebook コピー！ リンクをコピー メール ポケット Reddit Ycombinator コメント コメント 記事を保存 後で読む 後で読む 画像ギャラリー クシクラゲは美しいだけでなく、生物学の驚異です。マーロウ・スターリング著 2026年9月16日 クシクラゲは、初期の神経系がどのように進化したかから生物発光の仕組みまで、生物学の根源的な問いに答えるのに役立っています。コメント 記事を保存 後で読む 画像ギャラリー クシクラゲは美しいだけでなく、生物学の驚異です。マーロウ・スターリング著 2026年9月16日 クシクラゲは、初期の神経系がどのように進化したかから生物発光の仕組みまで、生物学の根源的な問いに答えるのに役立っています。コメント 記事を保存 後で読む お使いのブラウザは動画タグをサポートしていません。リボン状のクチュクチュクラゲ（Cestum veneris）は、クシクラゲの種の中で最大級で、長さ1.5メートルまで成長します。Alexander Semenov/Aquatilis Expedition お使いのブラウザは動画タグをサポートしていません。リボン状のクチュクチュクラゲ（Cestum veneris）は、クシクラゲの種の中で最大級で、長さ1.5メートルまで成長します。Alexander Semenov/Aquatilis Expedition 約7億年前、光るゼラチン状の塊に似た生物群が他の動物から分岐し、おそらく最も初期の動物系統を形成しました。現在、一般にクシクラゲとして知られる（クラゲとは無関係）約200種のクシクラゲが、海の深い冷たい場所から暖かい沿岸の表層水まで、さまざまな環境に生息しています。それらの魔法は、その持続性や虹色だけではありません。それはDNAにあります。過去10年間で、クシクラゲは、初期の神経系がどのように進化したか、そして魅惑的な生物発光現象の起源まで、根源的な生物学に関する長年の問いに答えるのに役立ってきました。 「そのような多様な環境にわたる近縁種にアクセスできることは、『高圧への適応や光感知遺伝子など、特定のものがどのように進化したか』といった問いを立てることを可能にします」と、モントレーベイ水族館研究所でクシクラゲを研究する海洋生物学者のスティーブン・ハドック氏は述べています。「それが私たちがクシクラゲを扱う理由の1つです」と、ベルゲン大学でニューロンと神経系の起源と進化を研究する進化生物学者のパウェル・バークハルト氏は述べています。「彼らは一緒に仕事をするのが非常にエキサイティングで、そして非常に美しい生物でもあります。」 1世紀以上にわたり、科学者たちは海綿動物（海綿類）が最初に分岐した、つまり他のすべての動物の姉妹群であると考えてきました。しかし、過去20年間で、クシクラゲがより古いという証拠が出てきました。2023年には、どちらのグループが先に分岐したかを巡る長年の「ピンポンゲーム」の後、バークハルト氏によると、染色体編成を分析した画期的な論文により、海綿動物ではなくクシクラゲが姉妹群であることが判明しましたが、これはまだ完全に確定されていません。 クシクラゲ姉妹仮説の下での系統樹の外観。Kristina Armitage/Quanta Magazine さらに驚くべきことは、海綿動物には筋肉やニューロンがないのに対し、クシクラゲには筋肉があり、単純な神経系の証拠を示すことです。「もしあなたが最も初期に分岐した動物系統を考えるなら、より少ない複雑さを期待するでしょう」とバークハルト氏は述べています。「それは、最初の動物がどのように見えたかについてのすべての仮定を大きく変えます。」 クシクラゲを調査すればするほど、それらはより複雑に見え、動物の生命の起源についてより多くを学びます。一部の種は最近、成体から幼生段階への発達を逆転させることが観察されています。他の種は、深海での極端な圧力に耐えるのに役立つ特殊な種類の脂質を持っています。それらは、ますます複雑な体の形状の進化の手がかりを保持しています。 「奇妙に見えるかもしれない生物を研究することは、生命の物理的、化学的、生物学的原理について多くのことを教えてくれるため、非常に重要です。そして、それは私たち自身にも応用できます」と、カリフォルニア大学サンディエゴ校で細胞膜を研究する生物物理学者のイタイ・ブディン氏は述べています。「私たちは、クシクラゲとクラゲほど遠い関係にあります。」 クシクラゲは古代の海洋捕食者であり、その毛のような付属物である繊毛は泳ぐときに光を屈折させ、虹色の輝きを与えます。それらは、運動に繊毛を使用することで知られる最大の動物であり、水中で移動しながら獲物を捕らえるためにコロブラストと呼ばれる粘着性の細胞を使用します。Marine Biological Laboratory Grass Lab 体積電子顕微鏡を使用して、バークハルトの研究室は、Mnemiopsis leidyi の17のユニークな細胞タイプ（そのうち11は以前は知られていなかった）を、口器（aboral organ）と呼ばれる非常に重要な構造（中央部）で特定しました。これらの細胞は、クシクラゲが光、圧力、重力を感知するのを助け、口器は神経系を形成する融合ニューロンの連続ネットワークと密接に統合されています。「特定の場所にニューロンが多く集中していることは、最初の脳がどのように進化したかについての1つの理論です」とバークハルト氏は述べています。この研究は、2026年3月にScience Advancesに掲載されました。Alexandre Jan, Michael Sars Centre/University of Bergen 神経系は通常、シナプスを介して通信するニューロンのネットワークとして定義されます。しかし、バークハルトの研究室はクシクラゲにユニークなものを見つけました。動物の表面の下には神経網（この3D再構築ではピンクのメッシュ）がありますが、そのニューロンは連続した細胞質で接続されていますが、シナプスはありません。「他の動物でこのような神経系を持っているとは思えません」とバークハルト氏は述べています。クシクラゲは動物の系統樹の最も初期の分岐の1つであるため、この発見は、進化がクシクラゲと、クラゲおよび他のすべての動物で、神経系を2回作成した可能性を示唆しています。Pawel Burkhardt ゲノム調節は、遺伝子がいつどこでオン/オフになるかを決定する上で基本的です。しかし、ゲノムの長い範囲では、このプロセスはより複雑になり、DNAとタンパク質が物理的にループ状に折りたたまれる必要があります。研究者たちは、これが多細胞生物が新しい遺伝子を進化させる必要なしに特殊な細胞を発達させることを可能にするために重要であったと考えています。「これらは、細胞タイプの特殊化と複雑な組織の構築に不可欠です」と、バルセロナのゲノム規制センターでゲノム規制を研究する進化生物学者のアノー・セベ＝ペドロス氏は述べています。クシクラゲM. leidyi（写真）は、わずか1億塩基対のゲノムに4,000以上のループを持っています（人間のゲノムの30億塩基対と比較して）。これは、ループ状DNAが科学者が考えていたよりも1億5000万年早く進化した可能性を示唆しています。Joan J. Soto-Angel 多くの海洋生物種は、生物発光によって自ら光を生成することができます。他の発光多細胞生物の最も遠い親戚の1つとして、クシクラゲはそのゲノムに、これがどのように、そしてなぜ進化したかを示す手がかりを保持しています。ハドックのチームは、光らないクシクラゲのいくつかの種が、コエレンテラジンと呼ばれる発光化学物質の合成を助けると思われる遺伝子を欠いていることを発見しました。その後の研究で、発光するクシクラゲで完全長の遺伝子が特定されました。「それは海で最も豊富で、最も広く分布している発光分子です」とハドック氏は述べています。それはコペポーダ、エビ、イカ、軟体動物などに現れます。「これらのものが生命の木全体にわたって独立して出現した理由を説明するのは難しいです」とハドック氏は述べています。「彼らは、おそらくすべてが持っている何らかの前駆遺伝子を乗っ取り、それを別の目的で使用するために変更しているのかもしれません。」S. Haddock/MBARI/The Bioluminescence Web Page 実験室のM. leidyiクシクラゲのタンクが、1ヶ月の間に成体10匹から成体9匹と幼生1匹に縮小したとき、科学者たちは困惑しました。2024年、クシクラゲは、発達を逆転させる「ベンジャミン・バトン」のような能力を持つことが知られている3番目の動物群となり、「不死のクラゲ」Turritopsis dohrnii と肩を並べました。