ラクダは、ソマリアやアラビアで家畜化されて以来、5000年以上にわたって人々を助けてきたのです。 何世紀にもわたる征服、貿易、探検、拡張は、砂漠での極限的な生活への驚くべき適応のおかげで、これらの動物のこぶに乗せられました。 ラクダは何日も華氏100度以上の気温に耐えることができ、水場に行く間に総体重の25パーセントまで体重を減らすことができる。 それに比べて、体重のわずか 15% を失うことは、ほとんどの哺乳類にとって致命的です。

しかし、これらの適応の根源は謎でした。 中国、サウジアラビア、デンマークの研究機関からなる大規模なチームは、このギャップを埋めようと、アジアに生息する2つの瘤を持ち毛むくじゃらのバクテリヤ・ラクダとアフリカと中東に生息する1つの瘤を持つドロメダリー・ラクダの2種について高品質の全ゲノム配列を決定し、その解析を行いました。 また、ラクダの近縁種で、暑くて厳しい環境にはあまり強くないアルパカも比較対象として検討された。 アルパカにはこぶがなく、南米の涼しい高地でよりリラックスした生活を送っています。

Nature Communicationsに本日掲載された報告によると、ラクダとアルパカのゲノムの約83パーセントはヒトおよび牛と共有していることが明らかにされました。 この遺伝子は、ラクダとアルパカの共通祖先が約4270万年前に牛から分離した可能性が高いことを示唆しており、この時期は、北米で見つかったラクダに似た最古の化石に対応します。 その後、約1630万年前にラクダとアルパカに分かれました。 バクテリオンとドロメダリーは、約440万年前に共通の親族が北米からユーラシアに移動した後、小さな突然変異を積み重ねて多様化を始めました。

非常に近い関係にあるラクダ種とアルパカは、その遺伝構造においてほんのわずかな重要な違いを持っています。 しかし、3種それぞれの2万個以上の遺伝子を調べた結果、研究チームは、特にラクダが比較的短期間に例外的に高い進化的変化を示していることを発見しました。 このことは、「砂漠の環境に適応するためにラクダ特有の進化があった可能性を示唆しています」と著者らは書いている。 言い換えれば、ラクダは砂漠で生き残るために進化の軌跡を早送りしなければならなかったのである。

適応には、熱、強い紫外線、砂嵐などのストレス反応の強化、脂肪と水の代謝の調整、長いまつ毛と明るい日光に耐える目という形でのより良い目の保護、砂漠の塵と戦うための呼吸器疾患への抵抗力の強化が含まれます。 特にバクトリアンラクダは、高血糖を利用するための特別な腎臓の機能を進化させたようだ。高血糖は、細胞と環境の間の浸透圧を調整し、最終的には水分を保持するために作用するのである。 ラクダが常に高血糖状態にあるように見えるのは、このためだと著者らは考えています。

ラクダの最も目立つ特徴であるこぶは、これらの遺伝子編集と同時に現れました。 この巨大な脂肪の塊は、重さが80ポンドにもなり、食べ物が不足したときのためのエネルギー備蓄として機能します。 著者らは、ラクダのこぶの数が、進化の時間軸に沿って発達した脂肪代謝の異なる方法に対応していると考えていますが、その関連性を証明するにはさらなる研究が必要です。

ラクダが自然淘汰される中、アルパカは、約44000年前の最終氷期最大期の頃に到来した寒さだけに対処していました。 アルパカは、中央アメリカから南アメリカにかけて、その数を増やしながら、足が長く、フワフワした生き物で、こぶのような厄介で突飛なものが必要になることはなかった。 ラクダは砂漠で確実に死ぬという驚異的な抵抗力で珍重されたが、アルパカはその厚くてカラフルな毛皮で珍重されるようになったわけだ

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