この画像を大きなサイズで見る人間の中耳は、魚のエラを起源に持つことが2022年の化石の研究で明らかとなったが、今回の研究テーマは外耳である。
外耳とは、耳の外側にある部分で、音を集めて耳の中に伝える役割を持つ構造を持つ器官だ。
米国の研究チームによる新たな遺伝子編集を使った実験では、古代魚のエラに存在する軟骨が、数百万年前の進化を経て、私たち哺乳類の外耳に変化したことが示されている。中耳のみならず外耳も魚由来だったのだ。
それどころか、私たちの耳の起源は、”生きている化石”と呼ばれるカブトガニにまで遡れるかもしれないという。
人間の耳と魚のエラには深い関係がある
2022年の研究によって、「中耳」（鼓膜の向こう側の部分。空気が入った空間と3つの小骨で構成される）が古代魚のエラに起源をもつことが明らかにされていた。
この進化の事例は、生命が1つの構造を変化させ、また別の用途に利用してきただろうことを示ししている。ならば、中耳だけでなく、外耳もまた古代魚の体を再利用したものかもしれない。
米国南カリフォルニア大学のゲイジ・クランプ教授は、「当初、外耳の進化的起源は完全なブラックボックスでした」と、ニュースリリースで述べている。
人間などの哺乳類の「外耳」（外から見える耳と、そこから鼓膜までの部分）の軟骨は、「弾性軟骨」とよばれ、ユニークな特徴がある。
人間の鼻にある硝子軟骨や、腰の椎間板にある線維軟骨に比べると、ずっと柔軟なのだ。
そもそも、この弾性軟骨が哺乳類以外の動物にもあるのかどうか、詳しいことは不明だった。
そこでクランプ教授らは、タンパク質染色を用いてゼブラフィッシュやタイセイヨウサケなどを調べてみた。すると、確かに弾性軟骨は、魚のエラにもあることがわかった。
これらの魚はどれも硬骨魚類であり、このグループでは弾性軟骨が一般的だろうことを告げるものだ。
この画像を大きなサイズで見る外耳とエラの遺伝的なつながりを確認
次に、発見された魚のエラの弾性軟骨と哺乳類の外耳との間に、本当に進化的なつながりがあるのかどうかが検証された。
弾性軟骨はすぐに分解されてしまうため、なかなか化石として残ってくれない。
そこで魚と哺乳類の遺伝子の中に、エラと外耳のつながりを示す手がかりがないか探された。その手がかりとは、「エンハンサー」と呼ばれる短いDNA配列のことだ。
これは遺伝子の働きを強めるスイッチのようなもので、特定の組織でしか機能しない。もし人間の外耳のエンハンサーが魚のエラで機能するなら、外耳とエラには関連があるということになる。
そして確かに、人間の外耳エンハンサーは、ゼブラフィッシュのエラで見事にスイッチが入ったのだ。
さらにクランプ教授らはその逆の流れも確認している。
ゼブラフィッシュのエラ・エンハンサーをマウスの遺伝子に挿入してみたのだ。すると、こちらでもエラ・エンハンサーがマウスの外耳で活性化することがわかった。
こうした結果は、魚のエラと哺乳類の外耳には遺伝的な関連があることを物語るものだ。
この画像を大きなサイズで見る私たちの耳の起源はカブトガニにまでさかのぼれる
その後の実験では、オタマジャクシやトカゲでも同様のことを行い、両生類や爬虫類も魚からエラと耳の構造を受け継いでいることが確かめられた。
トカゲの場合、外耳道でエンハンサーのスイッチが入ったため、爬虫類が地上に登場した頃（約3億1500万年前）には、弾性軟骨がエラから外耳へと変化し出していたことがうかがえるという。
なんと、こうした弾性軟骨のエンハンサーは、カブトガニにまでたどられている。
この画像を大きなサイズで見る4億年前に出現したカブトガニは、「生きた化石」と言われるほど古い種だ。このことは、人間の外耳が想像以上に古い起源を持つ可能性を示している。
研究チームによれば、魚のエラを作り出す遺伝的なプログラムは、脊椎動物の進化過程で何度も再利用され、さまざまなエラや耳の構造を作り出してきたと考えられるそうだ。
この研究は『Nature』（2025年1月9日付）に掲載された。
References: An earful of gill: USC Stem Cell study points | EurekAlert! / An earful of gill: USC Stem Cell study points to the evolutionary origin of the mammalian outer ear - USC Stem Cell
いや、カブトガニは節足動物だから脊椎動物がアノマロカリスに追われていたころからすでに系統としてはわかれてますんで、遡るというなら脊椎動物と節足動物共通の祖先までさかのぼれるってことではないでしょうかね。 魚に内耳があることは知ってましたが、中耳の話は覚えてませんでした。 確かにこうなると外耳お前もかになりますね。 某マンガのカイジ関連の話かと思って開いたら全然違ってましたｗ
動物の頭部組織の発生をコントロールする遺伝子ということなら体節制を持つ全動物で共通の形質である可能性がある。人工幹細胞から移植用組織の分化を誘導するのに役立つかも。
カブトガニと人間の共通祖先が持っていたとすると
もう殆どの動物が受け継いでることになりそうだな
左右相称動物の共通祖先レベルだもんね
カイメン・クラゲ・クシクラゲ以外全部って相当だな
こういった話を聞くと生物って実は一定の姿形を保つのってすごく大変なことなんじゃなかろか？簡単に変わっちゃうのがデフォな気がしてきます
簡単に変わる（数百・数千万年スパン）
人間も子供、孫世代で親知らずがなかったり牙のないゾウが生まれたりつねに変化してるもんな
一定の姿かたちを保つのは外圧があるからとも言われるね
通常は淘汰圧が生物の外枠のようになってその中で小さく変化するのみ
外枠が外れる大イベント≒大量絶滅があると一瞬で崩れて様変わりする
ファンタジーでよくある人魚のヒレ耳は間違っていた・・・！
（いやファンタジーだから）
なんぼファンタジーとはいえだな、上半身が人間である以上は背骨の構造上、下半身が魚であるのがすでにおかしい。鯨類であるべきだ。（言い訳みたいに魚の尾っぽが鯨みたいに横になってるけどなー）
ざわ…ざわ…
自分の耳穴の上の平なところには，両耳とも小さな小さな穴がひとつずつ空いているけど，これってエラの痕跡かなって言われてた。たまに同じような人と出会う。
それは、フナの鼻の穴の名残りさ。
同じ
片耳だけだけど
「（先天性）耳瘻孔」ですかね。
初期の胎児で「鰓弓（咽頭弓）」が癒合して顔面や首が形成される際、
完全にくっ付かずに残った部分があると
管の痕跡がそのままになるそうですね。
だいぶ鰓とは機能は違っているけどな
でも最初の頃の胎児というか受精したての人間ってサカナみたいなんだろ？
エンハンサーは基本転写翻訳が行われる上流に位置してるからそこに蛍光組み込んだところで画像みたいに発現しないと思うんだけどどうやってんだろ
そもそもヒトの弾性軟骨と同じ物質を魚で調べたらエラでヒットしたって話だけどそれもヒト→魚の一方通行で魚→ヒト(霊長類)のデータが無いから本当は魚のエラはヒトの別の組織に分化してそこから派生したという可能性も残ってる
短い配列作るのはお金かからないしそっからのPCR〜形質転換を含む遺伝子挿入とかは正直学生でもやるレベルだからまあ分かるんだけど
実際やってるのがエンハンサーという「複数箇所」存在する基本「非翻訳」遺伝子の発現だからやるなら下流のDNA配列比較とかリアルタイムPCRとかそういう作業もやらなきゃ説は補強できんよ
実際論文書いてるときはそういう可能性に目を瞑ってそれっぽい引用調べまくって結論捻り出すことがあるから強くは言えないけどね…
面白そうなので調べてみました
あるエンハンサーは関連する複数のプロモーターに働きかけることができる
それぞれのプロモーターが必要なmRNAを作るので新たなプロモーターに発光遺伝子を組み込んだものを追加したわけですね
それで、元はエラのためのものらしいエンハンサーが複数種の生物のそれっぽい場所で働いているのが確かめられたと
世界最高峰の科学雑誌Natureに載ってる論文にその程度の見識で意見するのはすごいな
気になるならリンク先の論文を読んでみたらどうだろう
魚類→哺乳類と繋がるのはわかった
その間を埋めないと
両生類、爬虫類（下位群も）では、このパーツがどうなっているかが次の課題
えらいこっちゃ
遺伝子いじった後
マウス ｢なんかエラ開く予感…｣
ゼブラフィッシユ ｢なんかシーマンになる気がする｣
エラって呼吸器官だけど耳で呼吸できるってこと？
って思ったら、そういえば耳と鼻って繋がってるんだった
なるほど
咽頭弓（いんとうきゅう）もしくは鰓弓（さいきゅう）の発生 人間の「エラ」は何になるのか？
ikagaku.jp/archives/10526
ここに動画があります
自動翻訳を使えばある程度は理解できると思います（私が理解できているとは言っていないｗ）
人間の胎児では咽頭弓というエラになる前の器官が一時的にできて消えてしまいます
この段階で耳穴になるらしき空間も存在しています
エラになる前の構造が耳として再利用されているらしいってことですね