背景

哺乳類の中で唯一、持続的な飛行能力を獲得した翼手目（Chiroptera）は、全哺乳類の20%以上を占めるほど生態学的な多様性に富んでいる。超音波エコーロケーション（反響定位）能力、体格に対して異例な長寿、ウイルスを保持しながらも炎症性嵐（サイトカインストーム）を引き起こさない免疫寛容は、進化の過程で獲得した独自の形質とされる。しかし、彼らの祖先がいかにして、いつ、どこで、どのような順序でこれらの特異な形質を獲得したのかは、長年進化生物学における難問であった。骨格が薄く脆弱なため、古生物学的な化石記録に大きな空白が存在するためである。

過去の研究では、断片的なミトコンドリアDNA配列に依存して系統樹を推定していた。分析手法や標本によって科（family）単位の分岐順序が入れ替わり、学界の混乱は深まっていた。最初の発生地を巡っても、アジア、アフリカ、北米大陸が互いに競合する状況であった。飛行能力と超音波感覚のどちらが先に現れたのかを判別するための、全ゲノムデータが欠如していたためである。

主な発見

国際的なコウモリゲノム研究連合であるBat1Kコンソーシアムは、世界64カ国、137名の研究者が参加する大規模な共同研究ネットワークである。研究チームは、現生するコウモリの全21科を網羅する103種の染色体レベルのゲノムアセンブリ（chromosome-level genome assemblies）を新たに完成させた。44種の古代化石の形態学的データとも結合した今回の成果は、史上最大規模の分子系統樹として評価されている。

ゲノム時計分析によれば、すべての現生コウモリの共通祖先は約6500万年前にヨーロッパ大陸で出現した。白亜紀ー古第三紀（K-Pg）の大量絶滅直後、恐竜が姿を消した生態学的ニッチをヨーロッパで先占したことを意味する。これは、アジアや北米大陸でコウモリが起源したとする従来の説を覆す発見である。その後、約5600万年前の始新世初期の地球温暖化期を経て、主要な科が爆発的に分岐し、全世界へと広がっていった。

飛行と特殊な感覚器官が形成された時期についても、明確な輪郭が示された。研究チームは、初期の化石種であるVielasiaの聴覚骨格を現生種のゲノムと精密に対照させる手法を採用した。動力飛行と超音波エコーロケーションは、現生コウモリの各科が分かれる前の進化の極めて初期段階において、すでに一組の機能として確立されていた。飛行能力が先に形成され、長い年月を経てエコーロケーションが続いたという従来の仮説とは異なり、これら二つの複合機能が祖先段階ですでに統合された体系として完成していたことを示している。

意義と展望

今回完成した系統樹とゲノムマップは、半世紀以上にわたるコウモリの進化論争に終止符を打った。21科全体を代表する高品質なゲノム情報は、今後の哺乳類比較ゲノム学研究において、比類なき標準的な座標系としての役割を担うことになる。極端な代謝酸化ストレスに耐えうるエネルギー代謝メカニズム、損傷した遺伝子を即座に修復する防御機構、致命的な病原体にさらされても炎症反応を抑制する免疫調節因子の進化史を追跡するための、強固な基盤が整った。

克服すべき限界も明確である。化石標本から抽出可能な軟組織データが欠如しているため、年代測定モデルの誤差範囲を完全に排除することはできていない。飛行とエコーロケーションを調整する遺伝的調節ネットワークを解明するには、非コード調節領域（non-coding regulatory elements）の大規模な機能実験による検証が不可欠である。今後、単一細胞トランスクリプトーム解析やゲノム編集技術と融合することで、コウモリの独特な適応形質を生物医学研究へと拡張する道は、より一層広がることが期待される。