要約:
最大身長約 1.2 メートルに達するコウテイペンギンが最もよく知られているペンギンですが、南半球には他にも 17 種のペンギンが生息しています。これらのペンギンの多くは科学者がほとんど訪れない離島に生息しているため、長い間研究が進んでいませんでした。この隔離されたことが、科学者たちがこれまでケルゲレン諸島の新種のジェンツーペンギンを見逃してきた理由かもしれない。 「荒涼とした島々」としても知られるケルゲレン諸島は、最も近い定住地から約 3,220 キロメートル離れています。
チリとカリフォルニア大学バークレー校の科学者が率いる国際研究チームは、この発見を発表する論文を「Communications Biology」誌に発表しました。ペンギンの新種が正式に命名されるのは、1世紀以上ぶりとなる。
研究者らは、これまで同じ種だと考えられていた広く分布するジェンツー ペンギンが、実際には 4 つの異なる種で構成されているということを、遺伝的証拠によって発見しました。あるタイプのペンギンは、黒い背中と白い腹を持ち、他のジェンツーペンギンとよく似ているため、長い間認識されませんでした。この体色は、捕食者から身を隠し、海で獲物を狩る効率を高めるのに役立ちます。
新しく発見されたペンギンは、大きさと鳴き声の微妙な違いを除けば、他のジェンツーペンギンとほとんど区別がつきません。見た目の違いはわずかですが、遺伝子には大きな違いがあるため、研究者はこれらを「謎の種」として分類しています。
研究者らはまた、これまでジェンツー ペンギンの亜種と考えられていた他の 3 つのグループが、完全な種として認識されるほど遺伝的にユニークであることも確認しました。気候変動が南極と亜南極の生息地を再形成する中、新たに発見されたサウスイースタンジェンツーペンギン、ピゴセリス・ケルゲレンシス、および他の2種のジェンツーペンギンの将来も不透明だ。
現時点では、ミナミジェンツーペンギンのピゴセリス・エルスワーティだけが深刻な衝撃を免れる可能性があり、南極の範囲の拡大から恩恵を受ける可能性さえあると考えられています。
この論文の主著者の一人で、チリのサンティアゴにあるアンドレスベロ国立大学の生態系と環境の教授であるジュリアンナ・ヴィアナ氏は、南極で気候変動によって実際に脅かされているのはジェンツーペンギンではなく、他のペンギン種であると述べた。しかし、亜南極地域では、ジェンツーペンギンが特に懸念されています。亜南極地域は南極の北に位置し、チリ、南アフリカ、フランス、オランダ、オーストラリア、ニュージーランドの管轄下にある多くの遠く離れた島々で構成されています。
ヴァイアナ氏は、関連国の保護機関はこの問題を認識し、これら 3 種のジェンツー ペンギンを救うために適切な措置を講じる必要があると指摘しました。
ヴァイアナ氏は、カリフォルニア大学バークレー校の科学者ラリー・ボウイ氏およびチリ大学の科学者イーライ・プーラン氏とともに、この新しいゲノム研究を実施するために複数の国からペンギン研究の専門家を組織しました。一部の科学者は以前、ジェンツーペンギンには最大6つの亜種が存在する可能性があると示唆していましたが、研究者たちはその分類について長らく合意できていませんでした。
新しい研究は、64 羽のペンギンの全ゲノム配列に基づいています。サンプルは10の繁殖コロニーから採取され、ジェンツーペンギンの地理的範囲のほぼ全域を初めてカバーした。研究者らはまた、ペンギンの体色、鳴き声、繁殖時間、餌の種類、採餌行動などの物理的および生態学的特徴も比較した。
ボウイは、カリフォルニア大学バークレー校の脊椎動物博物館の館長です。彼は、すべてのペンギンの中でジェンツーペンギンの分類がおそらく最も物議を醸していると述べた。 1世紀以上にわたり、科学者たちはそれらをいくつの種または亜種に分けるべきかについて議論してきました。この論文は、最先端の統合研究手法を使用して、この質問に答えることを試みます。
ボウイとヴァイアナは、10 年近くペンギンの進化と多様性を研究するために協力してきました。 2019年、両氏はペンギンが約2200万年前にオーストラリアとニュージーランド付近で誕生したとする研究を発表した。その後、コウテイペンギンとオウサマペンギンは 2 つの異なるグループに分かれ、それぞれ南極と亜南極地域に住みました。
約 1,200 万年前、環南極海流が形成され、他のペンギン種が亜南極地域に拡散しました。それ以来、ペンギンは徐々に離島に個体群を確立し、その分布は北はアフリカや南アメリカの一部にまで及んでいます。
ジェンツー ペンギンは、非常に多様な食事を食べ、水中で捕まえられるほぼすべての生き物を捕食するという点で、他の多くのペンギンとは異なります。オキアミの個体数が減少するにつれて、この給餌の柔軟性が利点となります。対照的に、より特殊な食性を持つコウテイペンギンとアデリーペンギンの数は減少している一方、南極半島のジェンツーペンギンの個体数は依然として増加している。
研究者らは、この適応性の高い採餌行動も新種の形成を促進すると考えています。ジェンツーペンギンは通常、繁殖コロニーの近くで餌を探し、毎年同じ繁殖コロニーに戻ります。時間の経過とともに、孤立した個体群は独特の行動的および生態学的特徴を発達させてきました。
過去 30 万年から 50 万年の間に、これらの孤立した島の個体群は徐々に異なる種に進化しました。科学者らは、南極前線もこの区別を強化すると述べている。南極前線は水温と塩分濃度に大きな差を引き起こす可能性があり、地域間の動物の移動が制限されます。
南極前線の北では、水は比較的暖かく、塩分が多く含まれています。ここには、クロゼ諸島、マリオン島、マッコーリー島で見られる東部系統の Pygoscelis taeniata が生息しています。そして、北方系のピゴセリス・パプアは、主にマルビナス諸島としても知られるフォークランド諸島と、南アメリカの近くのマルティージョ島で見られます。
新たに発見された南東部系統の Pygoscelis kerguelensis はケルゲレン島で進化し、近くのハード島にも分布し、南極前線近くに生息している可能性があります。
南極前線の南には、南方系統の Pygoscelis ellsworthi がいます。ジェンツー ペンギンの最大の個体数であり、南極半島、南極大陸の海岸沿い、サウスジョージア島で見られます。
このゲノム研究は、チリ大学大学院生の Daley Noll 氏によって主導されました。以前の研究と比較して、研究チームはより広範囲の遺伝子を分析し、数千の一塩基多型を調べた。この結果は、異なる種が遺伝子レベルでそれぞれの生活環境に適応していることを示しています。
たとえば、南極に住むミナミジェンツーペンギンは、熱産生、脂肪貯蔵、光の知覚に関連する遺伝子をより多く持っています。研究者らは、これらの特性が極度の寒さ、季節ごとの太陽光の変化、激しく反射する氷の表面に対処するのに役立つと考えている。
ヒガシジェンツー ペンギンは、効率的な炭水化物代謝と強化された潜水能力に関連する遺伝子をより多く持っています。酸素の輸送、血管の成長、ミトコンドリアの機能、肺の発達に関与するこれらの遺伝的形質が、栄養の乏しい海で長時間潜水するのに役立っている可能性がある。
一方、南アメリカに生息するキタジェンツーペンギンは、消化、心臓機能、筋肉活動に関連する遺伝的特徴を示しました。研究者らは、これらの変化が水中での採餌活動を長期間維持するのに役立つ可能性があると考えている。
ジェンツー ペンギンに対する気候変動の影響を予測するため、科学者たちは気候モデルを使用して、2050 年時点でもどの地域に適切な生息地が残っているかを推定しました。穏やかな温暖化シナリオの下では、亜南極の島々のジェンツー ペンギンは、既存の島々の適切な生息地をすべて失う可能性があり、近くの移住のための代替地は限られています。
対照的に、南極地域のジェンツーペンギンは、さらに南極にまで拡大する可能性があります。海氷が縮小し、オキアミの個体数が減少すると、コウテイペンギン、アデリーペンギン、ヒゲペンギンの個体数が減少し、ジェンツーペンギンの生息地が増える可能性があります。
ヴァイアナ氏は、南極以外の地域の多くのペンギンも、海洋温暖化、生息地の破壊、ネズミや犬などの捕食者、商業漁業との競争、漁網への誤捕獲など、ますます深刻な脅威に直面していると指摘した。
気候変動の観点から見ると、個体数が極端に少ない島の種は、亜南極のジェンツーペンギンと同様のリスクに直面する可能性があると彼女は述べた。ガラパゴスペンギンや他の島のペンギンは固有種であり、環境が変わるとほとんど行き場がありません。島々は非常に遠隔地にあるため、ペンギンが適応して他の地域に移動して個体群を確立するのは困難です。
ボウイ氏は、今回の研究で収集された大規模なゲノムデータは、将来のさらなる保全研究にも役立つ可能性があると述べた。ヴァイアナ氏は現在、ペンギンのゲノムを使用して、鳥インフルエンザに対する耐性に関連する遺伝形質を調べている。鳥インフルエンザは、世界中のペンギン、他の鳥類、哺乳類に影響を与えています。この発見は、科学者がこの病気に対して最も脆弱なペンギンの個体群を特定するのに役立つと期待されている。
ボウイ氏は、全ゲノム解読は種の適応と分化を研究する科学者の能力を変えるだけでなく、非常に重要な保存価値も持っていると述べた。
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