How Snakes Lost Their Legs

Eric Zamora/Florida Museum of Natural History and Martin J. Cohn/University of Florida

蛇は約1億5千万年前には脚を持って地球をさまよっていましたが、その後、闊歩からスリザーへと変化しました。

今回、2人の科学者が、蛇が脚を失う原因となった遺伝子プロセスを突き止めました。

パイソンなどの一部のヘビは、骨盤の両側に2つの小さな隆起という形で脚の名残を残しています。

共同執筆者で分子遺伝学教授のMartin Cohn氏がThe Two-Wayに語ったように、ソニックヘッジホッグとして知られる遺伝子が四肢の発達に関わっています。

フロリダ大学の研究者たちは、生後24時間未満のニシキヘビの胚で、ソニックヘッジホッグ遺伝子がごく短時間だけ点滅することを発見しました。

Cohn氏によると、ヘビのソニックヘッジホッグは、手足のある脊椎動物と同じようにオンになりますが、その後はオフになるそうです。 “

手足のある脊椎動物では、ソニックヘッジホッグは、手足だけでなく、多くの器官の発生を制御していると説明しています。 エンハンサーと呼ばれるDNA調節配列が、これらの遺伝子が特定の体の部位でスイッチを入れたり切ったりする方法を制御している。 エンハンサーがなければ、ソニックヘッジホッグは手足を完全に発達させることができない。 研究者たちは、ニシキヘビの進化の過程で、そのエンハンサーのDNAのいくつかの部分が削除されていることを発見した。

同じ部分がボア・コンストリクターのDNA配列でも削除されていました。また、コブラやクサリヘビのように足の痕跡が全くないヘビでは、さらに顕著な結果が得られました。 ソニックヘッジホッグの四肢増強因子は、「ほとんど検出されませんでした」と彼は言う。 “

この研究を要約すると、ソニックヘッジホッグ四肢エンハンサーのこれらの変異が、パイソンの四肢の発達を停止させる原因であるということになります。

その後、科学者たちが手足の指を作るのに関与するHOXDと呼ばれる別の遺伝子の活動を調べたところ、研究はさらに驚くべき方向に進みました。

そして、Cohn氏と共同研究者のFrancisca Leal氏は、次のことを発見しました。 パイソンの胎児は、「四肢のすべての骨格要素について、軟骨化する前のモデルを作っている」のです。 …

「これは、胚の中にある暗号のような脚の骨格が発達しているようなもので、まったく驚かされました」と彼は言い、さらに、変異したソニックヘッジホッグの肢体エンハンサーは、最終的にこの暗号のような肢体を成長させることはできないと付け加えました。

このことは、ヘビが何百万年もかけて進化してきた方法について、興味深い示唆を与えているとコーン氏は言います。

「ヘビの化石には、脚のあるものがたくさんあります。

これは、パイソンが手足を作るための分子機構の多くを保持しているからではないかとCohn氏は考えています。

「失われた構造をどのようにして再進化させることができるのか、非常に興味深いことです。

「しかし、今回の結果が教えてくれたのは、それが見かけほど困難なプロセスではなかったかもしれないということです。 手足を一から作り直す必要はなかったのです。 胚の中では、すでに驚くほどの四肢の発達が行われており、それらの胚の構造を保持し、骨格の発達を完了させるだけで、足ができるのです」

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