約4億から5億年前から海を埋め尽くしているサメは、その間に地球や多くの生物が大きく変化してきたにも関わらず、基本的な脊椎動物のグループとしてあまり変わっていません。その体形や生物学的特徴はほとんど変化していません。この理由を明らかにしたのは、ドイツ、オーストラリア、スウェーデン、アメリカから成る国際研究チームです。彼らは、サメが脊椎動物の中で最も低い世代間の突然変異率を持っていることを発見しました。
この研究は、ドイツのヴュルツブルク大学 (Julius-Maximilians-Universität Würzburg, JMU) の発生生化学部門のマンフレッド・シャルトル博士（Manfred Schartl, PhD）の研究グループが主導し、2023年10月19日に「Nature Communications」誌に発表されました。公開された論文のタイトルは「Low Mutation Rate in Epaulette Sharks Is Consistent with a Slow Rate of Evolution in Sharks（マモンツキテンジクザメの低い突然変異率はサメの遅い進化速度と一致する）」です。
マモンツキテンジクザメに関する研究では、オーストラリア北東沖でサメが捕獲され、その後モナシュ大学のオーストラリア再生医療研究所 (Australian Regenerative Medicine Institute, ARMI) で繁殖ステーションが設置されました。これにより、初めてサメの家族ツリー内の突然変異率を遺伝学的に評価することが可能になりました。
まず研究チームは高品質のリファレンスゲノムを作成し、親サメの全ゲノムをシーケンスした後、9匹の子供の新たな突然変異を発見しました。
その結果、1塩基対あたりの世代ごとの突然変異率が7×10-10と見積もられ、これは脊椎動物の中でこれまでに記録された中で最も低い値です。哺乳類の10倍から20倍も低いです。
低い突然変異率は二刀流の剣となります。サメは長い間、非常に低い癌の発生率を持つと言われてきました。「この低い突然変異率が重要な役割を果たしているかもしれない」とシャルトル博士は説明します。しかし、動物にとって一見良いニュースのように聞こえますが、いくつかの問題も伴います。
突然変異は新しい条件への適応や進化的変化を可能にするために、集団内の遺伝的多様性を高めるために重要です。サメが非常にゆっくりと進化するため、彼らは過漁や生息地の喪失などの生態学的ストレスに対応できないリスクがあります。
特に保護に値するサメの世界的な個体数は、時に劇的な減少を経験しています。約530種類の既知のサメ種の中で、いくつかはすでに絶滅の危機に瀕しています。彼らは、例えば海洋の温暖化や漁業での混獲による生息地の変化によって特に脅かされています。しかし、サメはまた、科学的根拠がないにもかかわらず、例えば抗がん剤サプリメントを生産するために積極的に狩られています。
サメは多くの海洋生態系で重要な役割を果たしているため、すべてのサメ種を保護し、その遺伝的多様性を保全するための努力を支持し、強化することが不可欠です。
[News release] [Nature Communications article]
