人間の指は古代魚のおしりにある遺伝子スイッチを利用して進化した可能性

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　進化とは、ときに残酷で、そして予想もしない道をたどる。私たちの指や足の指は、魚のヒレから進化したと考えられてきたが、最新の研究が示したのはもう1つの遺伝子スイッチだった。

　スイスとアメリカの研究チームが明らかにしたのは、デボン紀の古代魚の「おしり」である、排泄と生殖を兼ねる開口部「総排出腔」の形成に使われていた遺伝子の制御プログラムが、指を形づくるスイッチとして機能していたという点だ。

　つまり古代魚のおしりにあった遺伝子の制御方法が、進化の過程で哺乳類の「指」に転用されたということになる。

この研究成果は『Nature』誌（2025年9月17日付）に発表された。

哺乳類の指のルーツは古代魚のおしりにあった？

　これまで哺乳類の指は、魚のヒレから進化したとする説が広く受け入れられてきた。2020年には、カナダで発見されたデボン紀の古代魚「エルピストステゲ・ワトソニ（Elpistostege watsoni）」のヒレに、指の骨に似た構造が確認され、この考えを裏づけるものとして注目された。

　だが今回、スイスのジュネーブ大学とローザンヌ連邦工科大学、アメリカのストワーズ研究所による研究チームは、もう1つの進化の可能性を提示している。

　研究者たちは、マウスとゼブラフィッシュという進化的に離れた2種の動物を使い、それぞれの胚の成長過程を比較。指の形成に関わる特定の遺伝子が、体のどこで、どのように働いているのかを調べた。

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指とおしりをつなぐ共通の遺伝子「Hoxd13」

　研究チームは、「Hoxd13（ホックスD13）」という遺伝子に注目した。これは、哺乳類の指やつま先の形成に欠かせないもので、マウスではこの遺伝子が手足の先端で活性化し、指の成長を促している。

　興味深いことに、ゼブラフィッシュのような魚にも、Hoxd13遺伝子は存在している。だが彼らには指がない。

　そこで研究チームはHoxd13が魚の体内のどこで働いているのかを調べることにした。

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指とおしりは、同じ遺伝子制御ネットワークでつながっていた

　マウスとゼブラフィッシュの胚を比較した研究チームは、意外な共通点を発見した。指の形成に関わる遺伝子「Hoxd13（ホックスD13）」が、魚類ではヒレではなく、排泄や生殖をつかさどる「総排出腔（cloaca）」で活性化していたのだ。

　総排出腔とは、排泄と生殖をひとつの開口部で行う構造で、魚類、両生類、爬虫類、鳥類などに広く見られる。いわば「おしり」のようなものである。

　ではなぜ、まったく異なる働きを持つ「指」と「おしり」に同じ遺伝子が使われていたのだろうか。

　その鍵を握っていたのが、Hoxd13の働きを制御する「遺伝子制御ネットワーク」だった。

　これは、遺伝子そのものではなくいわばスイッチのようなもので、働く場所やタイミングをオン・オフで切り替えて調節する役目を持つ領域のことだ。

　この研究で明らかになったのは、マウスの指とゼブラフィッシュの総排出腔の両方で、同じ遺伝子制御ネットワークがHoxd13を活性化していたという事実だ。

　つまり、もともとは古代魚が「おしり」をつくるために働いていた遺伝子のスイッチが、進化の過程で「指」の形成にも転用されたということになる。

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遺伝子の働きを止めて進化の痕跡を検証

　この仮説を裏づけるため、研究チームは「CRISPR/Cas9」と呼ばれる遺伝子編集技術を使って、Hoxd13を制御する領域を削除する実験を行った。

　その結果、マウスではこの制御領域が失われると、Hoxd13が働かなくなり、指が正常に形成されなくなった。

　一方でゼブラフィッシュではヒレに変化はなかったが、総排出腔の形成が妨げられた。

　このことから、Hoxd13をコントロールしていた制御ネットワークは、本来は総排出腔の形成に使われていたものであり、それが進化の過程で指に転用されたと考えられる。

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古代魚の遺伝子スイッチが、私たちの指にも使われていた

　このように、まったく別の目的で使われていた遺伝子制御ネットワークが、新たな構造の形成に利用れる現象は、「進化的流用（evolutionary co-option）」と呼ばれている。

　今回の研究は、それが実際に分子レベルで起こっていた証拠を示したものだ。

　　実際、哺乳類の胎児にも「urogenital sinus（尿生殖洞）」と呼ばれる器官が一時的に現れる。

　この構造は、将来の尿道や膀胱、生殖器につながる“共通の出口”のようなもので、男女の体が分化する前に一時的に存在する。つまり、魚類に見られる「総排出腔」の進化的な名残であると考えられている。

　今回の研究で明らかになったのは、まさに哺乳類の指に、古代魚のおしりと同じ遺伝スイッチが使われているという点だ。

　進化は常に新しいものを一から作るわけではなく、すでに存在する仕組みを巧みに使い回しながら、新たな構造を生み出してきた。今回の研究は、その柔軟なプロセスを見事に浮き彫りにしている。

　我々の指はヒレからきているのか、お尻からきているのか、どちらも仮説なのでまだ正確なことはわからない。

　だが、いずれにせよ私たちの体には、陸上に進出する以前の古代魚たちの名残が今も息づいている。

　そう思うと、生命のつながりが織りなす進化の歴史に、どこかロマンを感じずにはいられない。

追記（2025/10/09）誤解を招きやすい点を修正して再送します

References: Nature / Our Fingers May Have Evolved From a Fish Butthole / How Human Fingers May Have Evolved From Ancient Fish Butts

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