進化遺伝学：進化速度の分解によって明らかになった鳥類のゲノム変化の駆動要因

現生鳥類は、多様化により、著しく多様な形態、行動、生態学的役割を持つようになった。分子進化速度の解析によって、ゲノム変化と表現型変化の間の結び付きが明らかになっているが、速度の多様性を駆動する要因を全ゲノム規模で解明することはこれまで難しかった。我々は以前に、鳥類の科レベルの系統発生において形質と進化速度についての包括的な推定を用いることで、異なる系統にわたるゲノム規模の変異率は主に一腹卵数と世代の長さによって説明されるのに対し、異なる遺伝子間での変異率の多様性はグアニンとシトシンの含有量によって駆動されることを見いだした。今回我々は、鳥類において進化速度の多様性を支配する遺伝子や系統のサブセットを見いだすために、個々の系統が、遺伝子特異的な進化速度の分解軸に及ぼす影響を推定した。その結果、速度の多様性の大部分は系統樹の最近の枝に沿って生じ、鳥類の現生する科と関連していることが分かった。速度の多様性の軸についてさらに検討したところ、微小染色体の迅速な変化が白亜紀から古第三紀への移行直後に起きたことが示された。進化のこうした見かけの波は、減数分裂や心臓機能、RNAのスプライシング・監視・翻訳の遺伝的装置の主要な変化と一致しており、また、足根骨の長さの増加に反映される生態学的多様性と相関している。まとめると我々の解析結果は、鳥類進化の、微妙な差異からなる全体像を描き出しており、鳥類の最も多様な系統の祖先が、前期古第三紀に、変異、遺伝子使用、ニッチ拡大に関係する大きなゲノム変化を経たことを明らかにしている。

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