ついに解明されたか？自然界における10のミステリー

　地球上に広がる自然には多くの不思議と謎に満ち溢れている。

　謎を解明すれば、また次の謎が浮かび上がり、それは尽きることがない。ここではようやく解明された自然界にまつわる長年の謎をを紹介しよう。

10. 鳥はどうやって迷わず目的地まで到達するのか？

　鳥の中には驚くほど長大な旅をやってのける仲間がいるが、どうやって迷わずに目的地までたどり着いているのかずっと謎だった。

　しかし、その答えは鳥のタンパク質にあったようだ。

　これまで鳥は磁場を感知して旅をしているのではと推測されてきた。

　そこで鳥のタンパク質を調査してその仮説を検証してみたところ、ハトとオオカバマダラから地球の磁場に合わせて並んでいるタンパク質複合体が発見されたのである。

　鳥が目的地を見つけ出す解剖学的構造が明らかにされたのは初めてのこと。今後、似たような習性を持つほかの動物についても謎の解明が進むだろうと期待されている。

9. フクロウはどうやって音を立てずに飛行するのか？

　フクロウはことさら特殊な生き物ではない。印象的な雰囲気を別にすれば、特に振り返って見るような鳥ではないだろう。

　しかし専門家は、それが音を立てずに飛行する能力に昔から感嘆してきた。

　最近、高解像度顕微鏡でフクロウの羽を詳しく調べた研究が発表された。

　これによると、フクロウの羽には少なくとも3つの特徴があり、それが組み合わされることで無音飛行を実現しているらしい。

　その特徴とは、前縁が逆立ってクシ状になっていること、後縁が柔軟なふさになっていること、上部に柔らかい素材が均一に並んでいること、だ。

　このような洗練された羽を持つ鳥はフクロウ以外にはいない。この発見がヒントになって、いつか音がしない飛行機が開発されるかもしれない。

8. 鳥にはなぜ歯がないか？

　鳥は恐竜の直接の子孫である。それなのに祖先にはあったギザギザした歯がない。

　かつて鳥には歯があったのだが、クチバシを作るために、どこかの時点でそれを捨てたのである。しかし、いつ、どのように歯を捨てたのか不明だった。

　そこで研究者は鳥48種の歯を作る遺伝子を調べることで、1億1600万年前の共通祖先にまで遡ることに成功した。

　それは半鳥・半恐竜の生物で、クチバシはあったがまだ未完成だった。それだけでは生きられなかったことから、歯でもエサを食べていたと考えられている。

　この祖先からさらに進化が進み、今日の鳥が誕生したようだ。

7. 海にはなぜ有害なアンモニアが蓄積しないのか？

　海はあらゆる生物の故郷であり、今もなお無数の生物が暮らしている。だが生きとし生けるものは皆死ぬ。

　その死の割合が地上のそれと似ていると仮定するのならば、海は死体だらけで、そこから発生した有害なアンモニアが蓄積するはずだ。

　それなのに、どういうわけかそんな陰惨な状態にはなっていない。

　これまでその理由は、アンモニアを食べて、海に豊富にある亜酸化窒素に変えている微生物がいることだと考えられてきた。

　それが古細菌という生物なのだが、これを実験室で培養することができなかったため、実際のところは分かっていなかった。

　ところが、ある研究者がうっかり冷蔵庫の中に海水入りのボトルを1年半入れっぱなしにしてしまったことがあった。このせいで、海水に含まれていた生物は、古生物を除き全滅してしまった。

　研究者が試しに、そのボトルの海水に含まれている亜酸化窒素を解析すると、海のそれとそっくりであることが分かった。

6. 水棲哺乳類はどうやって酸素を蓄えているのか？

　クジラやイルカは、かつて地上で暮らしていた哺乳類が再び水の中に戻るという進化を遂げて現在の姿になった。彼らが水中に戻った理由は不明だ。

　だがそれ以上に謎なのは、彼らの呼吸である。たとえばクジラは一度呼吸をすれば、長時間水中に留まることができる。

　最近、その秘密は筋肉の中にあるミオグロビンであることが判明した。

　彼らのミオグロビンはプラスの電荷を帯びている。この電荷のおかげでほかのタンパク質が寄り付かず、余計なものが付着するのを防ぐことができる。

　このために長時間の潜水を可能にするだけの酸素を蓄えておくことができるのである。

　こうした動物は1時間も潜水を続けることができる。陸上の哺乳類にはとうてい無理な芸当だ。

5. 深海に潜む紫の靴下

Extraordinary Deep-Sea Worm Species Discovered

　1950年代、スウェーデン沖でミステリアスな深海生物が発見された。それはまさに紫色の靴下のような姿で、いったい進化の系統樹のどこに含めればいいのかまったく分からなかった。

　ところが、最近になってそれが珍渦虫属の新種であることが明らかになった。

　このチームの研究からは、この属があらゆる動物の進化にとってきわめて重要な役割を果たしていたことが明らかになっている。

　珍渦虫属にはほかの生物には見られる脳も臓器もない。ただ口と直腸の役割を果たす穴があるのみで、今この生物は系統樹の根元の部分に置かれている。

4. 地球の水の起源

　水は生命にとっては必要不可欠なものだが、地球に存在するそれがどこからもたらされたのか、これまでずっと謎だった。だが、この議論にもついに一応の決着がつけられた。

　隕石の調査から、地球の水の起源は、惑星誕生の黎明期にあった太陽系が起源であることが判明したのである。

　したがって、従来唱えられていた水は地球上で形成されたという説よりもずっと早くにできたということになる。

　また、カナダの溶岩を分析した研究からも、同じ結果が得られている。

　こうした研究者は、地球上の水は太陽よりももっと古い起源があると結論付ける。これについては現在もまだ議論がなされているが、今の時点ではこれが水の起源の暫定的な回答だ。

3. キリンはどうやって首を伸ばしたのか？

　あの長い首は進化生物学者お気に入りのトピックだ。

　よく、キリンの首が長くなった理由について、首の長い個体は高いところにある葉を食べることができたために、子孫を残せる可能性も高く、そのために徐々に長くなったのだと説明される。

　だが、この説はどうやら正しくないようだ。キリンの化石を調べたところ、意外な事実が浮かび上がったのである。

　じつはキリンの首はこれまで考えらてきたようには進化していなかった。それはキリンが存在する以前に登場したものだったのだ。

　頚椎の各部分は、異なる時代に進化を遂げていた。今日見られるような長い首は、その結果として完成したのだ。

　なぜキリンがこのように首を長く発達させたのか依然として不明なままだが、少なくともその進化の道のりについては判明したわけである。

2. 飛ばない鳥はどうやって飛ばなくなったのか？

　進化の視点から見ると、鳥が飛ぶことを止めた理由は自然界最大の謎の1つだ。

　だが、この点を抜きにしても、飛べない鳥が大陸をどのようにして渡ったのかという謎は、150年も学者を悩ませ続けてきた。

　走鳥類が進化したときにはすでに大陸は分かれており、飛べないのに海を渡るなど不可能なはずなのだ。

　しかし最近になってすべての走鳥類は6000万年前にある鳥から進化したことが判明した。

　これまで走鳥類は、大陸が分裂してから大型哺乳類が登場する前の時期に、個別に進化したものだと考えられてきた。

　だが、一見まったく別個の種に見えるニュージーランドのキーウィとマダガスカルの絶滅種エピオルニスは近縁種であった。

　異なる走鳥類同士の遺伝的な親戚関係が明かされたのは、これが初めてではない。1990年代には、エミューとキーウィが親戚であることも明らかになっている。

1. 地球の生命の起源

　地球最初の生命はどのようにして誕生したのか？

　チャールズ・ダーウィンは生命の材料が含まれる「始原のスープ」が生きた分子を生み出す揺かごだったろうと仮説を立てた。

　しかしこの仮説には問題がある。たとえば、RNAは地球上最初の生命体と広く考えられているのだが、それは複雑なタンパク質分子によってしか複製されない。

　だが、このタンパク質分子はもっと後になって形成されたものだ。ならば、そもそもRNAは誕生し得ないではないか？

　しかし生命が誕生したころの地球の条件の研究によって、RNAを作るために必要なものは、すべて当時の環境中に存在していたことが証明された。

　この研究では、50種の核酸（RNAの基本ブロック）を硫化水素、紫外線、シアン化水素から人工的に作り上げることに成功した。

　これら3つは生命が誕生した時代、地球に存在していたものだ。

　RNAがタンパク質より早く登場していただろうという仮説はあったが、タンパク質がなくても存在し得たことが証明されたのは初めてのことだ。

追記（2019/01/26）本文の一部を修正して再送します
written by hiroching / edited by parumo
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