メインコンテンツにスキップ

鳥類は哺乳類とは異なる進化の過程を経て、複雑な脳を発達させていた

記事の本文にスキップ

15件のコメントを見る

(著) (編集)

公開:

この画像を大きなサイズで見る
Image by Marjon Besteman from Pixabay
Advertisement

 鳥類の脳は哺乳類より小さいが、高度な認知機能や優れた知能を持つことがわかっている。それはいったいなぜなのか?

 最新の研究によると、高度な認知機能を司る「外套(がいとう)」と呼ばれる脳の領域が、全く異なった進化を経て発達したことが明らかとなった。

 それぞれ別々の進化をたどって発達した外套だが、その機能はとても良く似ている。これが意味するのは、両者の脳が「収斂進化(しゅうれんしんか)」の事例の1つではないかということだ。

鳥類と哺乳類の脳は同じ進化をたどったのか?

 人間ならではの高度な認知能力は、「大脳新皮質」という部分が司っている。これは「大脳基底核(だいのうきていかく)」をすっぽりとおおっており、それがまるでコートを羽織っているかのようであることから、解剖学では「外套(がいとう)」とも呼ばれる。

 一方、鳥もまた高度な認知機能を持つことで知られている。とりわけカラスは驚くほど賢く、道具を使いこなし統計的なデータに基づき推測し、20年近く前のことも覚えていられる。

 これまで、認知能力を支える外套は、哺乳類、鳥類、爬虫類と、どの動物にもあるため、共通の祖先から進化したものだと思われていた。

 複雑さのレベルでは動物によって違いがあるが、その構造や神経細胞は根本的には同じだと考えられていたのだ。 

 実際、過去の研究では、「興奮性ニューロン」や「抑制性ニューロン」は共通しており、それらの結合パターンも同じであることが示されてきた。

この画像を大きなサイズで見る
ニワトリの脳における各種ニューロンの分布を表すマップ  image credit:Fernando García-Moreno

鳥類の脳の外套は哺乳類のものとは異なる形で進化していた

 だが、スペイン・バスク地方の研究機関「アチュカロ・バスク神経科学センター」のフェルナンド・ガルシア=モレノ博士とエネリツ・ルエダ=アラーニャ氏が率いる研究チームが、最新技術を使って調べたところ、意外な事実が明らかになった。

 外套部の機能は似ているものの、それが発生する機構や神経細胞の分子的特徴が異なっていたのだ。

 つまり、それぞれ独自の進化によって発達したものであることを示している。

 そこで研究チームは、空間トランスクリプトーム解析と数学モデリングによって、鳥類と哺乳類の脳内を調べた。

 その結果、両者の外套は同じような機能を担っていながらも、胚の発達期における神経回路の形成が根本的に異なることが明らかになったのだ。

 鳥類と哺乳類とでは、ニューロンが誕生する場所もタイミングも違う。

 さらに感覚処理を担うニューロンが、それぞれ異なる遺伝子セットによって作られていることも判明した。

 こうした根本的な違いは、両者の外套が同じ共通祖先から受け継いだものではないことを告げている。

この画像を大きなサイズで見る
実験的な操作をほどこしたヒナの胚/CREDIT: Fernando García-Moreno

収斂進化の可能性も

 ガルシア=モレノ氏は、ニュースリリースで次のように語る。

細胞の同一性を確立するために使用される遺伝的ツールは種によって異なります。それぞれが新しく、独自の細胞型を示しているのです(ガルシア=モレノ氏)

 にもかかわらず、両者の脳はよく似ている。

 つまり、鳥類と哺乳類の外套は、それぞれが独自の進化をたどりながらも、同じような神経回路に辿り着いたということだ。

 こうした異なる系統の生物が同じ特徴を獲得することを「収斂進化(しゅうれんしんか)」という。

 ガルシア=モレノ氏らは、こうした鳥類と哺乳類の違いをさらに追求している。

 鳥類の脳を構成する細胞の種類を調べて分布マップを作り、これを哺乳類や爬虫類のものと比べてみたのだ。

 すると、そこには鳥類とほかの動物で共通するニューロンとしないニューロンがあることがわかった。

 共通するのは「抑制性ニューロン」だ。鳥類は何億年にもわたり、ほかの脊椎動物に存在するほとんどの抑制性ニューロンを持ち続けてきた。

 一方、独自の進化を遂げてきたと考えられるのが、外套で情報の伝達を担う「興奮性ニューロン」だ。

 鳥類の脳において、ほんの一部ではあるが、哺乳類の脳にある前障や海馬などと同じ遺伝的特徴を持つニューロンもあった。

 これらは古い起源を持ち、種の垣根をこえて共有されていると推測される。

 だが、ほとんどの興奮性ニューロンは、新しいもので、それぞれの種で異なる形の進化を遂げたものだったのだ。

この画像を大きなサイズで見る
ニワトリのニューロン分布図  image credit:Fernando García-Moreno

進化は柔軟にさまざまな道筋で解決策を見つけ出す

ガルシア=モレノ氏によれば、今回の発見は、進化が非常に柔軟なものであることを伝えているという。

 何か問題がある時、その解決策は1つとは限らない。そこへいたるまでのルートが複数あってもいい。そしてその結果が似たものになることもある。

この研究は、複雑な脳を構築するため、進化がいくつもの解決策を見出してきたことを示しています(ガルシア=モレノ氏)

 鳥は鳥で、哺乳類は哺乳類で、それぞれ独自に脳の神経回路を作り出してきた。だが最終的に出来上がったそれは、どちらも高度に洗練されたものだ。

 こうした異なる遺伝子が特定の神経細胞型を生み出す基礎的な仕組みを解明することは、脳の機能の根本的な解明につながると、ガルシア=モレノ氏は話す。

その機能を本当の意味で理解するには、脳の形成を胚の発生段階と進化史の両面から解明していくしかありません(ガルシア=モレノ氏)

 この研究は『Science』(2025年2月14日付)に掲載された。

References: Birds have developed complex brains independe | EurekAlert!

📌 広告の下にスタッフ厳選「あわせて読みたい」を掲載中

この記事へのコメント 15件

コメントを書く

  1. 鳥頭は悪い例の例えで使われること多いけど、実はすごい奴という
    ことがわかり、今までバカにしてた人を思いっきり笑ってやろうっと

    • +18
    1. 手が翼になってしまったので、空を飛べるのと引き換えに、複雑な道具を使いこなすような進化はできなかったんだろうな。

      • +4
      1. 掛川花鳥園に行ってみたい!
        (でも遠い。。。)

        • +2
  2. 抑制性ニューロンは何億年も保存されてるのか…発火の制御で記憶の増強と忘却をコントロールしてるけど、やっぱり忘れる方が重要なんだな

    • +2
  3. カラスとダチョウは何が違ってあんなに差がついたんだろう
    脳が発達する方向への進化って何が切っ掛けで起こるんだろう
    頭が良いとモテる系の性淘汰が偶然起きたとか?
    特定の思考、例えば遊び心なんかが芽生えたとたん爆発的に脳が発達する方へ進化の舵が切られる…みたいなスイッチあったりするのかな?

    虫でもやたら賢いのいるけど脳の構造どうなってるんだろう

    • +11
  4. カラスが賢いのは知っているがニワトリさんが賢いとなると食べるのが可哀そうになるな
    (なんか食べ辛いわ)

    • +4
  5. 脳が発達するきっかけは色々あるだろうけど
    三次元的な行動をするのも一つかな、と思った。
    哺乳類だと森に棲む霊長類や海に棲む鯨類なんかは
    知能が高いものが多いけど、どちらも日常的に立体行動をしてる。
    三次元の情報処理は二次元のそれと比べて複雑になるだろうから
    脳の発達を促す要因になるかもしれない。

    鳥も知能が高いものはカラスやオウムなど森林棲が多いように思う。
    知能がいまいちと言われるニワトリやダチョウなんかは
    基本的に地面を歩いてるので平面的な行動になる。

    もちろん当てはまらない例はいくらでもあるだろうけども。

    • +8
  6. 「鳥頭」なんて言ってたら恥ずかしい子になっちゃう
    「鳥目」というのもほとんどの鳥には当てはまらないという事が知れ渡ってほしい

    • +9
  7. 最近、羽鳥慎一モーニングショーの冒頭のVTRでも賢い鳥さんが出てきます。

    • -1
  8. >カラスとダチョウは何が違ってあんなに差がついたんだろう

    ダチョウは古顎類、カラスは新顎類として白亜紀に分離している
    古顎類は原始的な形態を残しているからね
    カラスもだけどオウムもかなり利口で長命な種がいたりで、鳥類の多様性はかなりのものが有るよ

    • +9
  9. 鳥の中からディノサウロイドみたいなのが誕生する可能性もあると?

    • 評価

コメントを書く

0/400文字

書き込む前にコメントポリシーをご一読ください。

リニューアルについてのご意見はこちらのページで募集中!

知る

知るについての記事をすべて見る

  1. 記事一覧を読込中です。

動物・鳥類

動物・鳥類についての記事をすべて見る

  1. 記事一覧を読込中です。

最新記事

最新記事をすべて見る

  1. 記事一覧を読込中です。