島のクモがゲノムを半分に縮小、進化の驚き

科学者たちは、カナリア諸島にのみ生息するクモ Dysdera tilosensis が、数百万年という短期間でゲノムのサイズをほぼ半分に縮小したことを発見した。この縮小は、島嶼種でゲノムが大きくなるという伝統的な理論に反する。小さなゲノムにもかかわらず、このクモは本土の近縁種よりも高い遺伝的多様性を示している。

カナリア諸島のグラン・カナリア島に固有のクモ Dysdera tilosensis は、数百万年前に島々を植民地化した以来、顕著なゲノム縮小を経験した。研究者らはそのゲノムを本土種 Dysdera catalonica と比較し、D. tilosensis が17億塩基対(1.7 Gb)を持つことを明らかにした。これは D. catalonica の3.3 Gbのほぼ半分である。これは海洋島嶼植民地化中に動物種のゲノムが半分になる初めての記録された事例であり、Molecular Biology and Evolution に掲載された研究で詳述されている。

カナリア諸島は進化の自然実験室として機能し、Dyssera 属の約14%を占めるほぼ50種の固有 Dysdera 種を宿主としている。研究チームは、バルセロナ大学の生物学部および生物多様性研究所(IRBio)の Julio Rozas と Sara Guirao が率い、第一著者の Vadim Pisarenco を含み、ラ・ラグナ大学、スペイン国立研究評議会(CSIC)、スイス・ヌーシャテル大学の協力者も含まれる。先進的なDNAシーケンシングを使用して、彼らは D. tilosensis が6つの常染色体と1つのX染色体からなる単倍体染色体数を持つことを発見した。これは D. catalonica の4つの常染色体と1つのXに比べて多い。

「D. catalonica 種のゲノムは33億塩基対(3.3 Gb)で、D. tilosensis 種(1.7 Gb)のほぼ2倍です。有趣なことに、ゲノムが小さいにもかかわらず、カナリア諸島の種はより高い遺伝的多様性を示します」と、バルセロナ大学の進化ゲノミクスおよびバイオインフォマティクス研究グループのディレクターである Julio Rozas 教授は説明する。

系統解析とフローサイトメトリーは、共通祖先が約3 Gbの大きなゲノムを持ち、縮小が島到着時またはその後に起こったことを示す。これは、選択圧の低下により島嶼植民地化が繰り返しDNAの多い大きなゲノムを生むという長年の仮定に挑戦する。「研究ではその逆を観察しました:島嶼種はより小さくコンパクトなゲノムを持ち、より高い遺伝的多様性を有します」と、博士課程学生の Vadim Pisarenco は語る。この発見は、非適応的メカニズム、例えば安定した集団を維持する強い選択圧が不要なDNAを排除したことを示唆する。

Sara Guirao 教授は、これらの類似種間のゲノムサイズの違いは生態的または行動的要因に簡単に帰属できないと指摘する。この研究は、ゲノムサイズがトランスポゾンのような繰り返し要素の蓄積と除去のバランスに依存し、直接的な環境適応ではなくすることを支持する。この発見は、一部の種が合理化されたゲノムに進化する一方で、他の種が余分なDNAを蓄積する理由についての議論を深める。

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