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進化:ナナフシ類に起こった翅の消失と復活

Nature 421, 6920 doi: 10.1038/nature01313

翅の進化は、昆虫が捕食者から逃れたり、散在する資源を開拓したり、新しいニッチへと分散したりするのを可能にした主軸となる適応であり、これが放散につながって膨大な数の種が生じた。完全サイズの翅(長翅型)のほうが進化の上で有利だと推測されるにもかかわらず、有翅昆虫類に含まれる目のほぼすべてには部分的な翅(短翅型)もしくは無翅型の系統が存在しており、いくつかの目では目全体が二次的に無翅型となっていて(たとえばノミ目、シラミ目、ガロアムシ目、マントファスマ目など)、現生有翅昆虫種のおよそ5%は飛翔能力をもたない。昆虫の進化の過程では、有翅型から無翅型への移行が独立して何千回も起こった。しかし、有翅昆虫類のどの系統においても、飛翔能力のない形態から飛翔能力のある形態への進化的な逆行はまだ一例も明らかになっていない。飛翔能力には神経や筋肉、硬皮、翅の膜構造の間の複雑な相互作用が求められるため、翅の進化のこうした逆行はきわめて起こりにくいと考えられている。今回我々は、ナナフシ目が無翅型昆虫として多様化したこと、そして翅は二次的におそらく何度も生じたことを示す。これらの結果は、無翅型のナナフシ目昆虫でも翅発生機構が保存されていること、そして、翅の「再進化」が昆虫の多様化において知られざる役割を果たしてきたことを示唆するものである。

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