私たちは、何億年も前に魚が海から出て、最終的に陸上動物に発展したことを知っています。しかし、これが今日起こる可能性があるとしたらどうなるでしょうか?どうやら、それは不可能ではありません。カナダのマギル大学の研究者グループは、水の外でも生存し、陸上を自由に歩くことができる魚の種を開発しています。
最近、科学誌ネイチャーは、過去 8 か月間「地中で」飼育された恐竜ウナギ (ポリプテルス セネガルス) のグループを分析した 研究を発表しました。この種のウナギは通常は水中に生息していますが、空気を呼吸するための肺（エラだけでなく）も持っており、小さなステップや滑走がそのように考えられるのであれば「歩く」こともできるため、研究には最適な魚でした。
その考えは、恐竜のウナギがどのようにして歩き始めたのかを理解することで、科学者は数百万年前に古代の魚がどのようにして陸地に最初の一歩を踏み出したのかをよりよく理解できるというものである。
「私は彼らのヒレや彼らの動き方を観察して考えていました。それはとても興味深く、複雑なことです」と、進化生体力学の研究者であり、ネイチャー誌に掲載された研究のリーダーであるエミリー・スタンデンは言う。 「そのとき私はこう思いました。すごい！これはどうやってひれから地上で使えるものになるのでしょうか？そうしてこのプロジェクトが始まりました。」
歩く魚
最初の水生動物が陸地に移動したときに何が起こったのかを正確に調べるために、スタンデンと彼の同僚は、111 匹の若いポリプテルス セネガルスを陸生環境で 8 か月間飼育しました。床は小石で覆われ、魚の脱水症状を防ぐための水はわずか 3 ミリメートルでした。
科学者らはまた、自然の水生環境で飼育された 38 匹の魚を使用して対照群を形成しました。 「これらの魚には機能的な肺があり、空気を呼吸することができます」とスタンデン氏は説明します。恐竜のウナギにもえらがありますが、空気の供給を増やすために定期的に水面で呼吸します。時にはヒレを使って地面を歩くこともあります。
「恐竜のウナギは（脱水状態になると）ある一時的な湖から別の湖へ移動するという経験的証拠があります。しかし、彼らは自発的にそうするわけではありません。」とスタンデン氏は報告した。それでも、この事実は、これらの稚魚を陸上で育てようとするのに十分以上です。
「8 か月の研究の後、私たちは高速ビデオを使用して動物の動きを分析しました。時間制限のため、分析のこの部分は 20 匹の陸生魚と 10 匹の水生魚を使用して実行されました。科学者らはまた、この過程が彼らの骨格にどのような影響を与えたかを調査するために、各グループから1人を殺害した。陸上での生活は実際に魚の歩き方を変えることが証明されています。
「陸上で育った魚はヒレを使ってよりよく歩くことができる」とスタンデン氏は断言する。 「彼らは足を体の正中線に近づけ、頭を高く上げ、歩くときに滑るのを減らします。」それ以外では、地面で育てられたものは、一般に、同じものよりも歩き方が一貫しています。ただし、変化したのは行動だけではありません。
たとえば、「ウナギの肩帯の骨（ヒレを支える骨）の形状が変化し、鎖骨が長くなった」と研究者は報告した。起こった変更のほとんどは、頭とヒレが動くためのより多くのスペースを与えることでした。
「これは重要な変更です。なぜなら、地上でのライフスタイルを考えると、首が地面に着く必要があるからです。なぜなら、その位置に固定され、体から独立して頭をもっと動かす必要があるからです。」
海から逃げてきた魚
この研究の実験的な性質により、研究者が到達できるいくつかの結論が制限される可能性があることを強調することが重要です。たとえば、恐竜のウナギは、ユーステノプテロンなど、初めて陸上を歩いた魚類と直接の関係はありません。
「私たちが興味を持っている魚の祖先は存在しません」とスタンデン氏は説明した。その代わりに、科学者たちは最良の選択肢に従い、当時の化石に物理的に類似した種を選択しました。 「[恐竜のウナギは]長く、鱗の鎧と側面の肩帯を備えているため、優れたモデルです。つまり、それらは魚の腹部に近い横向きにあることを意味します。」
限界はあるものの、大規模な進化の移行中に物理的に類似した他の種に何が起こったのかを推測するために、生きた動物を使って実験するのは興味深いことだとスタンデン氏は語った。
「環境によって引き起こされた変化が魚の陸地への移動を促進したことは明らかのようです。このようにして、選択圧がこれらの変化に作用し、それらは長期間にわたってゲノムに固定されたのです。」
現在、スタンデン氏は魚の筋肉の変化を特定したいと考えて実験を繰り返している。彼女はまた、魚を長期間地面に置いた場合に何が起こるかを分析したいと考えています。 「（水から）長期間保管しておけば、より大きな変化が起こる可能性があります。私たちの夢は、これを何世代にもわたって行えるようにすることです」と研究者は結論付けました。