#052 遺伝子重複で4色型に

■1■色覚は明度分部や波長分布が常に変動しているような環境で特に威力を発揮する。水の浅瀬と森林がまさにそのような環境であり、色覚は大きく進化して多様化した。魚類と霊長類が顕著な色覚多様性を示すのはそのような背景にあると考えられている。それらの進化が浅瀬で出現したこととも符合する。

■2■このオプシンは受光する波長の短い方から<紫外/青型><青型><緑型><赤/緑型>の4種に分けられる。人類が持つオプシンは、波長が青寄りになり420nm付近に特化した<紫外/青型>と、530nm付近に特化した<赤/緑型>(緑)、560nm付近に特化した<赤/緑型>(赤)の2種類3サブタイプで、色覚は3色型となる。

■3■脊椎動物のうちで魚類・爬虫類・鳥類が4種類を持っており、両生類もこのタイプと考えられている。しかしほとんどの哺乳類は進化の過程で、夜行性だったために<青型><緑型>を失った。だが2種類2サブタイプの色覚(2色型)哺乳類の内から、霊長類は進化の過程で<赤/緑型>のサブタイプを増やした。

■4■遺伝子重複とは遺伝子含むDNAの在る領域が重複する現象で、進化の主要な役目を担うと考えられている。重複した遺伝子では、単一の遺伝子より遥かに早く、経代に伴う変異が蓄積される。生起する原因としては、遺伝子組み換えの異常、レトロトランスポゾンの転移、染色体全体の重複などがある。

■5■スフィンクスの謎かけは「1つの声を持ちながら、朝には4足、昼には2本足、夜には3つ足で歩くものは何か?」だった。オイディプスの答は「人間」だった。幼少期には4つ足で這い、青年期には2本足で歩き、老いては杖を突いて動くからだ。スフィンクスは絶望の果てに崖に投身自殺をする。

■6■「人間」が正解なのかは示されていないが、4→2→3は色覚の変遷と同じ数である。魚類・爬虫類・鳥類は波長300〜330nmの紫外線を感知する4番目の錐体を持つ。脊椎動物の共通祖先は4タイプの錐体オプシンを持っていた。後に哺乳類は夜間活動に適応するために桿体細胞が発達し、2種の錐体を失った。

■7■ほとんどの哺乳類は青型オプシンと緑型オプシンを失っている。後に紫外型オプシンが青寄りに変化し、青担当として機能することになった。約3000万年前、霊長類の祖先の中で、遺伝子重複から第3の錐体が再生された。そして霊長類狭鼻猿類は、赤型オプシンの緑寄り帯域が緑担当となったのである。

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() 画像<1><4>ニュートン別冊「ゲノム進化論」 、<2>「wikipedia」、<3>「オイディプスとスフィンクス」フランソワ・ザビエル・ファーブル作(部分) より借用・加工。

rewitten on 20240421 Sunday