脚が8本ある生き物といえば、何を思い浮かべますか？クモやサソリ、あるいはカブトガニかもしれません。多種多様な彼らの進化の歴史には、まだ多くの謎が残されています。そのミステリーを解き明かす鍵が、深海に住む「ウミグモ」という、世にも奇妙な生物にあるかもしれません。一見すると、脚だらけで体が見当たらない不思議な姿。しかし、最新の研究によって、このウミグモがクモやサソリたちの進化の道のりを解き明かす「羅針盤」のような役割を果たすことがわかってきました。その驚くべき生態と、ゲノムに隠された秘密に迫ります。
ウミグモを見て、それが8本脚を持つほぼ全ての生物の進化を解明するのに役立つほど、その仲間を代表する動物だと見抜くのは簡単ではありません。しかし、ある新しい研究が、この細長く、際立って奇妙な海底生物にその可能性を見出しました。脚の数を数え終わると、現在知られている約1,300種のウミグモと、正真正銘のクモやサソリ、ダニ、カブトガニといった近縁種との間に、似ている点はほとんど見つからなくなります。
ウミグモは皮膚を通して呼吸し、一種の蠕動運動（食べ物を喉に送り込むのと似た筋肉の収縮）を使って体中に酸素を運びます。繁殖の時期になると、オスは受精卵を自分の体に塗り固め、孵化するまで運び続けます。そもそも体と呼べる部分はほとんどなく、ウミグモはまるで配管の設計図のようです。腹部がないため、彼らはほとんど管だけでできています。その腹部は、サソリの毒針を備え、満腹のダニが血液を蓄え、タランチュラに毛むくじゃらの大きな塊を与えている、あの体の後ろの部分です。
「彼らは奇妙です」と語るのは、そういった種類の生物を専門とする研究者、プラシャント・シャルマ博士（Prashant Sharma, PhD）です。彼のウィスコンシン大学マディソン校の研究室には、東地中海の限られた洞窟にしか生息しない目のないクモ綱の生物や、尻から酸を噴射するサソリモドキ、そして脚が短いザトウムシなどが断続的に集められます。
「ウミグモは信じられないほどクールで、まだ研究が進んでいない動物です。だからこそ、私たちは彼らに惹かれるのです」とシャルマ博士は付け加えます。
その興味は、ウミグモに惹かれるべき、より科学的な理由を明らかにしました。彼らは、前述した魅力的で重要な多足動物のすべてを含むグループである鋏角類（きょうかくるい）の遺伝学における、有用な基準点なのです。
ウィスコンシン大学マディソン校の統合生物学の教授であるシャルマ博士は、鋏角類の進化を研究しており、その多様で複雑な体がどのように発達してきたかをより深く理解するために、彼らの遺伝子を深く掘り下げています。彼は、彼らがいつ、どのようにして毒のような能力を獲得したのかを研究し、イエグモと同じようにカブトガニもこの仲間であることを示してきました。
長年にわたり彼の研究対象となってきた動物の多くに共通していたのは、遺伝学者にとってはある種の利点ともいえる進化上のひねり、すなわち「全ゲノム重複」です。彼らの系統のどこかの時点で、彼らは全ゲノム重複と呼ばれるプロセスを経験しました。
「全ゲノム重複にはいくつかのメカニズムがあります」とシャルマ博士は言います。それには細胞分裂の際のミスや、近縁種とのゲノムの結合などが含まれます。「しかしその結果、ある種は染色体の全セットのコピーを余分に手に入れることになります。これらの余分な遺伝子のすべてを、新しい形質や機能が発達しうる新たな場所と見なすことができるのです。」
シャルマ博士と、研究室の元メンバーであるシッダールタ・クルカルニ氏（Siddharth Kulkarni）やエミリー・セットン氏（Emily Setton）、そしてノルウェー北極大学の科学者たちを含む共同研究者たちは、2025年7月2日、『BMC Biology』誌にウミグモの一種の最初の高品質なゲノムを発表しました。この研究は、ウィーン大学の同僚たち、特に地球上でウミグモの発生を研究しているごく少数の人物の一人であるゲオルグ・ブレナイス氏（Georg Brenneis）が主導しました。このオープンアクセスの論文は、「The Genome of a Sea Spider Corroborates a Shared Hox Cluster Motif in Arthropods with a Reduced Posterior Tagma（ウミグモのゲノムは、後部体節が縮小した節足動物に共通するHoxクラスターモチーフを裏付ける）」と題されています。
この研究は、北大西洋中の岩礁に広く分布し、小さく絡まったショウガの根のような見た目をしているイボウミグモ（Pycnogonum litorale）を中心に行われました。研究者たちは、この特定のウミグモが全ゲノム重複を一度も経験していないことを発見しました。
重複した全ゲノムは、一度重複するとその遺伝子倍加の痕跡を残す傾向があるため、この発見はイボウミグモを、ゲノムが重複した種を含むすべての分枝と比較して、鋏角類全体の系統樹の根元近くに位置づけることになります。これは、科学者が現代のクモや関連種の変異の進行を遡って追跡するための、安定した基準点となります。
「彼らは、ダニのような最も重要な農業害虫や、マダニのような人間の病気の媒介者を含む、これらすべての種の進化にとって重要な参照情報となります」と、米国国立科学財団から支援を受けているシャルマ博士は言います。
研究者たちはまた、ウミグモに腹部がない理由も明らかにしたかもしれません。彼らは、体の部位を構成する上で重要なことで知られるHoxクラスターと呼ばれる遺伝子群から、「Abdominal-A」という分かりやすい名前の遺伝子を欠いていました。その結果、ウミグモは通常なら腹部にあるはずの内容物—胃、生殖器、呼吸に使う器官—のすべてを脚の中に詰め込んでいるのです。
さらに奇妙なことに、数千万年前から数億年前のウミグモの化石には、腹部が存在するものがあります。
「その構造がいつ失われたのかは、はっきりとはわかっていません。彼らが当初はより現代的な節足動物に似ていたことはわかっています」とシャルマ博士は、甲虫、甲殻類、ハチ、そして彼の研究対象である鋏角類を含む、外骨格と分節した体を持つより広い動物群に言及して述べます。「そして、ある時点で、彼らは完全に奇妙きてれつな姿になってしまったのです。本当に奇妙です。」
この投稿は、ウィスコンシン大学のクリス・バンカード（Chris Bancard）が執筆したリリースに基づいています。
[News release] [BMC Biology article]
節足動物門の海蜘蛛（かいぐも）であるピクロゴヌム・リトラレは、実際には蜘蛛ではないが、蜘蛛、サソリ、ダニ、マダニ、カブトガニを含む遺伝的な系統樹における重要な初期分岐点を代表している。ウィスコンシン大学マディソン校の研究者プラシャント・シャルマは「これらすべての種の進化にとって重要な参照点となる」と述べている。写真提供：プラシャント・シャルマ氏
