蛾とコウモリについての教科書の進化論は間違っている

50年間、研究者は、蛾がコウモリを攻撃する超音波の鳴き声を検出するために耳を進化させたと考えてきましたが、新しい研究では、耳が最初に来たことが示されています。

ほとんどの場合、コウモリがエコーロケーションを進化させるずっと前に、蛾は耳を進化させました。（イアンローリー/ゲッティイメージズ）

物語の標準版—教科書や何百もの 科学論文 —このようになります。数百万年前、コウモリは一種のソナーを進化させ、甲高い鳴き声を出し、跳ね返るエコーを分析することで世界を知覚できるようにしました。エコーロケーションとして知られるこの能力により、彼らは真っ暗闇の中でも飛んでいる昆虫を拾い上げることができました。それに応じて、蛾はコウモリのソナーを検出できる超音波の耳を繰り返し進化させ、回避策を講じる時間を与えました。進化的軍拡競争が始まった。

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科学者たちはこの古代の戦いを50年間研究してきましたが、その間ずっと重大な誤解の下で働いてきました。主導の研究者チーム Akito Kawahara フロリダ大学の学部長は、蛾の耳がほとんど常に進化していることを示しました 前 バットソナー。彼らは少なくとも2800万年前に最初に来ました。彼らの本来の目的は明確ではありませんが、コウモリを見つけることはそうではありませんでした。川原氏は、この分野にとってはちょっとした悩みの種になると思います。

私が論文に書いた紹介のほとんどは間違っている、と付け加えます ジェシー・バーバー コウモリとガを長年研究し、新しい研究に携わってきたボイシ州立大学の。

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蛾や蝶は親しみやすく、人気があり、非常に成功していますが（160,000種以上あります）、それらの起源の物語の詳細は曖昧です。研究者たちは、生きている蛾と化石化した蛾の身体的特徴を比較することによって、これらの詳細を解読しようとしました。しかし、そのような機能がどれだけ速く進化するかを推定することは非常に困難であると、カリフォルニア大学アーバイン校のAdriana Briscoeは言います。このアプローチは、耳の起源などの重要な進化イベントのタイミングを過小評価する傾向があります。

より良い答えを得るために、川原と彼のチームは、世界中の夜の森を旅し、紫外線ランプで蛾を誘惑することに何年も費やしました。 186種の遺伝子を比較することにより、彼らは、さまざまなグループがどのように関連しているか、そして決定的に、進化の歴史の主要なマイルストーンがいつ発生したかを示す家系図を作成しました。

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蛾や蝶の最も近い生きている親戚は トビケラが飛ぶ 、形を変えて空中に出る前に幼虫を水中で過ごす昆虫。約3億年前、同様のライフスタイルを持つ昆虫が水を離れ、コケ、苔類、シダなどの初期の陸上植物を食べていました。幼虫は植物の中に住み、植物を内部から食い尽くし、最終的には葉から葉へと飛んでいく翼のある成虫として出現しました。これらは最初の蛾でした。

これらの生き物は、2つの重要な革新がなければ、おそらく160,000種の王朝を生み出しなかったでしょう。まず、約2億4100万年前、成虫のむしゃむしゃの顎がコイル状の藁に変化しました。これはテングです。これは彼らが顕花植物の蜜を飲むことを可能にしました、そしてそれは当時比較的新参者でした、彼らの長い上昇を始めただけでした。第二に、いくつかの毛虫は植物の内部を採掘するのをやめ、表面でごちそうを食べ始め、外からそれらを食べました。

より多くのスペースで、彼らはミリメートルではなくインチで測定されるより大きな体を成長させました。より大きな毛虫は、より栄養価の高い葉、他の宿主植物、または安全に蛹化する場所を見つけるために歩き回ることができます。より大きな毛虫はより大きな成虫を生み出し、それは食物を求めてより長い距離を飛ぶことができました。これはおそらく顕花植物との関係を固めました。彼らは花に受粉し、植物は多様になり、蛾は同期して多様になりました、と川原は言います。彼の家系図は、2つのグループが同期して放射していることを示しています。もう1つの古典的な進化の物語であり、慈悲深く、正しいように見えるものです。

花の力で高く飛んで、蛾は繁栄しましたが、ほとんどは夜でした。しかし、約9,800万年前、それらのいくつかはその日に活動的になり、蝶を生み出しました。これは、理髪師が無関心な日中の蛾のグループとして苦々しく説明しているグループです。ここでも、コウモリが関係しています。 1999年、カールトン大学のJayne Yackは、コウモリのエコーロケーティングは、一部の蛾が夜を完全に逃げて日中の時間にシフトすることで逃げるほどの脅威であると提案しました。したがって、蝶は事実上、コウモリによって「発明」されたと彼女は書いています。

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それともそれでしたか？コウモリの進化はそれ自身の論争に満ちていますが、化石と遺伝的証拠の両方を説明するいくつかの研究は、コウモリが5500万から6500万年前に出現し、約5000万年前にソナーを開発したことに大まかに同意しています。そして、ヤクが関わった川原の新しい研究は、蝶がそれよりはるかに早く出現したことを示しています。

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川原は、蝶の起源は植物とミツバチに関係していると考えています。ミツバチは蝶が進化する少し前、1億年から1億2500万年前に進化しました。それらの外観は、明るい色と花に咲く日中の両方の進化を促進した可能性があります。これは、蛾が利用するようになった特性です。それで、ミツバチは蝶を発明しましたか？そう思います、河原は言います。ミツバチは物語の非常に重要な部分だと思います。彼らは顕花植物と非常に緊密な相互作用を持っていました、そして蝶はそれに飛び乗ってそれから利益を得ました。コウモリとは何の関係もありません。

耳もしません。川原の新しい家系図は、蛾が9つの別々の機会に聴覚器官を進化させたことを示しています。これらのイベントのほとんどは、コウモリが5000万年前にソナーを進化させるずっと前に、7800万から9200万年前に発生しました。いつものように、例外があります：オオスカシバや夜行性のヘリッドバタフライを含むいくつかのグループは、後で耳を進化させました（ 彼らの口に と翼、それぞれ）とコウモリのソナーに応じてそうしている可能性があります。しかし、耳のある蛾の大多数（川原の推定によると、それらの約96パーセント）はそうではありませんでした。

それは不可解です、とヤクは言います。私たちが知る限り、これらの耳はすべて超音波に合わせて調整されているため、コウモリに反応する可能性があります。それで、彼らがコウモリの前に超音波に敏感だったとしたら、彼らは何を聞いていたのでしょうか？手がかりは、北極圏やさまざまな島などのコウモリのいない場所で見つけることができます。そこでは、蛾の耳は通常、捕食者のざわめきや羽ばたきなどの自然な音をカバーする低周波数に調整されています。その理由で耳が進化したようです：世界を調査するために、バーバーは言います。

エコーロケーティングコウモリがその世界に到着すると、蛾は範囲をより高い周波数にシフトすることにより、既存の耳を特殊なソナー検出器に変換しました。いくつかはサイズが大きくなり、小さなコウモリが取り組むには大きすぎました。その他、 ヒトリガのように 、コウモリのソナーを妨害するために独自の超音波クリックを生成する機能を開発しました。さらに他の人のように 見事なルナの蛾 、コウモリのソナーを邪魔する精巧な尾に翼を伸ばしました。蛾が飛ぶと尾が回転し、攻撃するコウモリを混乱させる幻想的なエコーを生成します。コウモリのエコーロケーションを最初に発見したドナルド・グリフィンの言葉によれば、コウモリと蛾の決闘は今でも 魔法の井戸 驚くべき重要な発見の。そしておそらくこれまでで最も驚くべきことは、耳とソナーの標準的な話が正しくないということです。

コウモリが最初に空中に飛び出したときに、まともな耳を持つ蛾がすでに存在していた場合、コウモリがエコーロケーションを進化させて、すでに彼らが来るのを聞くことができる獲物をよりよく捕らえることができますか？コウモリのソナーは蛾の耳の進化を促進しませんでしたが、それは逆だったのでしょうか？よくわかりませんが、コウモリはたくさんの昆虫を食べます、と川原は言います。しかし、彼らは蛾を食べます 多く、 ですから、それは本当の可能性が高いのです。