目を失った洞窟魚が「時計」になる？遺伝子変異で古代洞窟の年代を測定する新手法
光の届かない地底湖にひっそりと生息する、小さく、色が無く、目を持たない魚。この不思議な生き物が、実は地球の古代史を解き明かすための「タイムカプセル」だったとしたらどうでしょう？イェール大学の研究者を中心とするチームは、この洞窟魚のゲノム（全遺伝情報）を解析することで、彼らがいつ目を失ったのかを特定し、それによって彼らが住む洞窟の年代を測定するという、ユニークな手法を開発しました。
この研究は、生物の進化の謎だけでなく、地質学的な歴史にも新たな光を当てるものです。研究成果は、2025年8月5日に学術誌「Molecular Biology and Evolution」に掲載されました。論文のタイトルは「Convergent Evolution in Amblyopsid Cavefishes and the Age of Eastern North American Subterranean Ecosystems（ケンタッキーメクラマス科の洞窟魚における収斂進化と北米東部の地下生態系の年代）」です。
研究対象となったのは、米国東部の地下水系に生息するケンタッキーメクラマス科の洞窟魚です。ゲノム解析の結果、異なる種の洞窟魚は、それぞれ独立して洞窟という環境に進出し、暗闇に適応する過程で、目や色素を失うといった同様の形質を別々に進化させてきたことが明らかになりました。
遺伝子が刻む「変異時計」
研究者たちは、魚の目が退化する原因となった遺伝子変異を調べることで、一種の「変異時計」を開発し、各種がいつ目を失い始めたのかを推定しました。その結果、最も古い洞窟魚であるオザークメクラマス（Troglichthys rosae）では、視覚関連遺伝子が最大で1100万年前に退化し始めたことがわかりました。
この年代測定法は、洞窟魚が視力を失い始めた時には、すでに地下水系に生息していたはずであるため、彼らが定着した洞窟の「最低年齢」を示すものだと研究者らは述べています。
「北米東部の古代の地下生態系は、従来の地質年代学的な洞窟年代測定技術では年代を特定するのが非常に困難です。それらの技術は、上限が約300万年から500万年で信頼性が低くなります」と、イェール大学大学院の生態学・進化生物学科に所属する、本研究の共同筆頭著者チェイス・ブラウンスタイン（Chase Brownstein）氏は言います。「洞窟に適応した魚の系統の年代を特定することで、彼らが住む洞窟の最低年齢を推測できます。なぜなら、魚たちが白昼の光の下で暮らしながら目を失い始めることはないからです。今回の場合、私たちはいくつかの洞窟の最低年齢を1100万年以上と推定しています。」
本研究では、化石記録やゲノムデータ、現存するすべての関連種の高解像度スキャンを用いて、ケンタッキーメクラマス科の進化系統樹を再構築しました。その結果、すべての洞窟魚は、洞窟生活に適応する前から、濁った地表水に生息する近縁種（スワンプフィッシュ）と同様に、光の少ない環境に適した体の特徴を備えていたことが示唆されました。
独立した進化と、人への意外なつながり
洞窟魚がいつ洞窟に定着し始めたのかを理解するため、研究チームは88個の視覚関連遺伝子に変異がないか調査しました。その結果、さまざまな洞窟魚の系統で、視力喪失に関わる遺伝子変異のセットが全く異なっていることが判明しました。これは、別々の種が独立して洞窟に定着し、それぞれの地下生態系に適応したことを強く示唆しています。
この発見は、人間の健康にも示唆を与える可能性があると、論文の責任著者であるイェール大学の生態学・進化生物学教授、トーマス・ニア（Thomas Near）氏は述べています。
「洞窟魚のゲノムに見られる、目の退化につながる変異の多くは、人間の眼疾患を引き起こす変異と類似しています」と、イェール・ピーボディ博物館の魚類学キュレーターでもあるニア教授は言います。「洞窟魚という自然のシステムを研究することで、人間の眼疾患のゲノムメカニズムに関する洞察を得られるという、トランスレーショナル・メディシン（橋渡し研究）の可能性があります。」
[News release] [Molecular Biology and Evolution article]
関連性のある研究ツール
遺伝子解析、バイオインフォマティクス、DNAサンプル調製
メタディスクリプション
目を失った洞窟魚が「時計」に。魚が視力を失い始めた時期を遺伝子から特定し、古代洞窟の年代を測定する新手法を開発。その歴史は1100万年前に遡る可能性も。(
