突然変異したザリガニがオスを排除し、そのクローンが世界を席巻している

多くの種の起源は、化石やDNA配列などから推測できます。しかし、ある生物については、明確な日付が分かっています。1995年です。この年、ドイツのペットショップに、アメリカ南部の小川に生息していた似たような生物と混ざって、初めてマーブルザリガニが出現したのです。

ペットとして販売されるという点において、マダラザリガニは近縁種に比べて大きな利点を持っていました。繁殖にオスを必要としないのです。メスは自身の遺伝子コピーを生産できるため、どんな水槽でもクローンザリガニの大量生産工場となるのです。現在、研究者たちは、これらのクローンザリガニがヨーロッパ全土に広がり、日本まで到達し、マダガスカルの河川にも侵入し始めていることを確認済みです。

これらの成果を記した論文は、表面上はマダラザリガニのゲノム解読完了に関するものです。そして、このゲノム解読によって、世界中のザリガニが本質的にクローンであることを研究者たちが確認することができました。しかし、『Nature Ecology and Evolution』誌の真のストーリーは、わずか25年足らずで全く新しい種が進化し、世界中に広がったことです。

ペットショップの女の子

この種がドイツのペットショップで発見されたことから、25年未満であることが分かります。この店はジョージア州とフロリダ州の河川に生息する種（Procambarus fallax）を販売していましたが、そこに一風変わったザリガニが現れました。「マーブルザリガニ」、つまり「マーブルザリガニ」と名付けられたこのザリガニは、ペット取引において特に魅力的な特徴を持っていました。それは単為生殖、つまり雌だけで産卵する種であるということです。水槽に1匹入れると、やがて子孫でいっぱいになり、それらはすべてペットとして販売できるのです。

しかし、私たちがこれまであまりにも多くの事例で見てきたように、ペットはしばしば野生に再導入されてしまいます。そして、マルモルクレブの場合、ペットショップにとって都合の良い特性を持つのと同じ理由で、逃げ出したり捨てられたりした1匹のザリガニが、最終的には川全体に生息するようになるのです。マルモルクレブは現在、スウェーデンからイタリア、オランダからウクライナまで、広範囲で確認されています。日本とマダガスカルでは定着しており、アメリカでもペットとして再導入されています。つまり、アメリカでも野生に戻るのは時間の問題です。

単為生殖はどのように機能し、どのようにして全く新しい種を生み出すのでしょうか？通常、動物は卵子と精子を作る際に、2組の染色体のうち1組を捨てます。こうすることで、卵子と精子が結合すると、通常の2組の染色体の組み合わせが再構築されます。単為生殖を行う動物では、雌は染色体のいずれか1組を捨てることはありません。卵子は2組の染色体を持ち、どちらも母親から受け継いだものとなります。つまり、遺伝学的には母親のクローンと言えるのです。

マルモルクレブスの場合、その起源と単為生殖は関連しているようです。この種は通常の2セットではなく、3セットの染色体を持っているようです。これは、メスが2セットの染色体を持つ卵子を産み、その後オスが受精して3セット目の染色体を追加した場合に発生する可能性があります。

新たなゲノム配列は、マルモルクレブスがほぼ同一の染色体を2セット、さらに遠縁の3セット保有していることを裏付けています。（ザリガニはもともと染色体数が多いため、この生物は約276本の染色体を有していることになります。）また、マルモルクレブスは有性生殖を行わないため、生殖によって損傷した遺伝子を除去することができないため、すべての遺伝子に余分なコピーを持つこともおそらく有益でしょう。

卵子生産時に染色体を分割できなかったのは遺伝的なものであり、この交配によって生まれた子孫も同様に染色体を分割する傾向があると考えられます。しかし、2組の染色体を半分に分割するように進化したプロセスが、3組の染色体に直面した際に単に行き詰まった可能性も考えられます。いずれにせよ、この交配によって生まれた雌の子孫は、3組の染色体すべてを含む卵子を生産し始め、生存可能な成体へと発育する能力を獲得しました。つまり、この生物は自己複製の方法を進化させたのです。