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肛門は「精子を放出する穴」から進化した可能性がある

肛門は「精子を放出する穴」から進化した可能性がある

肛門の起源、ここまで迫る

肛門は「精子を放出する穴」から進化した可能性がある
肛門は「精子を放出する穴」から進化した可能性がある / この図は動物の進化の過程でどのようにして肛門が誕生したかを表現しています。 図の左側には、初期の左右相称動物の祖先が示され、口は存在するものの、消化管は一端しか開いておらず、後部に精子を放出するための「ゴノポア」だけがある状態が描かれています。 この状態は、まだ食物の排出専用の出口(肛門)がなかった原始的な体制を示しています。 図の右側では、進化の過程でこのゴノポアが消化管の後部と接続し、結果として肛門が形成されたことが示されています。/Credit:Carmen Andriko et al . bioRxiv (2025)

ゴノポアと肛門のあいだに深いつながりがあるらしい――という結果を踏まえると、そもそも左右相称動物の祖先はどのような消化器官と排出器官を持っていたのかが気になるところです。

この発見が示唆するのは、「雄性生殖孔(ゴノポア)」と「肛門」という一見まったく別の機能をもつ穴が、実は共通の遺伝子プログラムによって作られているらしい、という点に他なりません。

もしそれが真実なら、左右相称動物の最初期の段階では“腸(口だけある消化管)+ゴノポア”というシンプルな構成が先に存在し、のちに腸とゴノポアが結合して、口と肛門を両端にもつ「貫通した消化管」が完成したことになります。

この見方は、以前からあった「肛門は複数の動物系統で何度も独立に進化したのか、それとも共通の祖先にさかのぼるただ一つの起源なのか」という長年の議論にも大きな意味を持ちます。

ゴノポアと後腸の遺伝子発現パターンがこれほど似通っているという事実は、「じつは共通の祖先に古くから存在していた一つの孔(=ゴノポア)が、何らかのきっかけで消化管の最後尾とつながり、肛門として再利用された」と考える方が、二次的に肛門を失う進化経路よりもずっとわかりやすいからです。

また、この研究は“コオプション(co-option)”と呼ばれる進化の仕組み、つまり「もともと別の役割を果たしていた構造や遺伝子が、新しい機能に転用される」という現象の好例としても興味深いものです。

腸しかなかった動物に雄性生殖孔が生まれ、それがさらに出口機能として発達して肛門へと発展していったとすれば、これまでの構造を最大限活用する進化の柔軟性を雄弁に物語っていると言えます。

事実、哺乳類や鳥類など多くの脊椎動物は生殖口や排泄口を独立させていますが、一部の魚類や両生類、爬虫類、単孔類などのように、それらが合流している“クロアカ(cloaca)”を持つものも存在します。

そうした多様性を見ると、消化管と生殖系の境界が進化のどの段階でどのように分離・融合したかは、まだまだ未知の領域が多いとわかります。

この結果は、腸とゴノポアという“素朴なシステム”から、一方向に食物を流す高効率の消化管が生まれるプロセスを、より具体的に描き出すうえで大きな一歩となりました。

さらに、ゼナコエロモルファの一見単純な体づくりの背後に、ショウジョウバエやヒトなどと共通した“後腸形成遺伝子”が隠れているという事実は、私たち自身を含む動物の身体計画が持つ多様性と普遍性を改めて実感させるものでもあります。

今後、このグループの研究がさらに進むことで、「ゴノポアから肛門への進化」を示す証拠がいっそう増え、動物の大きな謎の一つである「いかにして肛門は誕生したのか?」への答えが、ますます鮮明になるかもしれません。

元論文

Molecular evidence from xenacoelomorph gonopore formation supports homology with the bilaterian anus
https://doi.org/10.1038/s41559-025-02866-6

ライター

川勝康弘: ナゾロジー副編集長。 大学で研究生活を送ること10年と少し。 小説家としての活動履歴あり。 専門は生物学ですが、量子力学・社会学・医学・薬学なども担当します。 日々の記事作成は可能な限り、一次資料たる論文を元にするよう心がけています。 夢は最新科学をまとめて小学生用に本にすること。

編集者

ナゾロジー 編集部

配信元: ナゾロジー

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