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進化:鳥類ゲノムのサイズと構造は非鳥類型恐竜に起源をもつ

Nature 446, 7132 doi: 10.1038/nature05621

鳥類ゲノムは、反復配列や非コードDNAが少ないため、ほかの羊膜類に比べると小型で効率的である。この状態は、大きいゲノムや大きい細胞をもつことに伴う代謝コストを減らすことによる、鳥類の飛翔への重要な適応の1つであるとされてきた。しかし、鳥類でもその他のどのような系統でも、はるか昔に絶滅した類縁種のゲノム情報が存在しないことが多いため、ゲノム構造の進化を調べるのはむずかしい。今回我々は、現存する脊椎動物で骨細胞のサイズがゲノムのサイズとよく相関していることを、新しいベイズ式比較解析法を用いて明らかにし、この相関性を用いて、絶滅鳥類を数種含めた31種の絶滅恐竜のゲノムサイズを推定した。その結果、概して鳥類の飛翔と関連するとされる小型ゲノムは、竜盤類恐竜の系統で2億5,000万〜2億3,000万年前に進化したことがわかった。この年代は、竜盤類から最初の鳥類が分岐した年代よりはるかに古い。比較すると鳥盤類恐竜のゲノムははるかに大きかったと推定され、この大きいゲノムサイズがおそらく恐竜類の祖先の典型だったと思われる。ゲノム比較解析データから、反復DNA配列の一種でゲノム全域に散在する可動性因子は、竜盤類系統では全ゲノムサイズの5〜12%だったのに対し、鳥盤類系統では7〜19%だったと推定され、竜盤類系統での反復配列活性の低下が示唆される。羽毛、肺の大きな変化、子育て、営巣などの特性は、以前は鳥類のものと考えられていたが、現在では非鳥類型恐竜で生じたと考えられており、今回判明したゲノムの特徴もこの特性リストに加えるべきだろう。

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