Research press release


Nature Communications

Evolution: Ruminant ears help trace 35 million years of evolution

反芻動物の内耳の形状を用いて数百万年間の草食性哺乳類の進化を調べる研究によって得られた知見を記述した論文が、Nature Communicationsに掲載される。この知見は、シカ科動物とウシ科動物の多様化、生息地の気候、新しい生息地への拡散を内耳の形状の多様性と関連付けている。


今回、Bastien Mennecartたちは、3500万年にわたる反芻動物の進化という文脈で、現存種と化石種(キリン、シカ、ウシ、ヒツジ、ヤギを含む)の内耳の骨(合計306点)を調べた。今回の研究では、3次元X線データを用いて骨の形状の測定が行われた。その結果、内耳の形状に機能と無関係の小さな変動があり、これが反芻動物の新しい種の進化に対応していることが分かった。例えば、シカの内耳の変化の加速は、鮮新世-更新世(約300万年前)からのシカの新種(19種)の進化に対応している。いくつかの分類群では、内耳の形状の変動が、全球気温の変化にも対応していた。Mennecartたちは、重要な感覚系である内耳に関しても、わずかな形状の変化が気候や進化史を反映している可能性があると結論付けている。


The shapes of ruminant inner ears are used to examine millions of years of evolution in herbivorous mammals, described in a paper published in Nature Communications. The findings link inner ear shape variation with the diversification of deer and cows, the climate, and their expansion into new habitats.

The inner ear senses movement and orientation and its shape and size have been used to infer agility in extinct animals. The bone of the inner ear, the bony labyrinth, is unusually dense and preserved well in the fossil record, meaning it can be used to investigate aspects of mammalian evolution over millions of years.

Bastien Mennecart and colleagues studied 306 living and fossilised ruminant inner ear bones — including from giraffes, deer, cows, sheep, and goats — across 35 million years of their evolution. The authors used three-dimensional X-ray data to measure the shape of the bones. They found that small, non-functional variation in inner ear shape corresponded with the evolution of new species in this taxonomic group. For example, accelerating changes in the deer inner ear correspond with the evolution of 19 new species of deer from the Plio-Pleistocene period from about 3 million years ago. In some groups, variation in the inner ear also corresponded with changes in global temperature. The authors conclude that, even in this important sensory system, minor shape differences can reflect climate and evolutionary history.

The findings demonstrate the potential of the inner ear as a tool for evolutionary insight, and supports additional work examining the impact of non-functional shape changes in the inner ear of other groups.

doi: 10.1038/s41467-022-34656-0


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