中部大学、長浜バイオ大学、鹿児島大学の共同研究グループは、約1億年前に地球上に現れた原初のホタルの発光酵素を復元し、現在のホタルとは異なる深い緑色の発光を再現することに成功した。

 ホタルの最初の祖先は、約1億年前(白亜紀)に出現したときには既に発光する能力を持っていたと考えられている。実際にこの頃の琥珀化石から発光器を持ったホタルの化石が見つかっているが、当然ながらその発光の色は化石には残っていない。

 約2000種が知られる現在のホタルの仲間は、緑色から黄緑色、黄色、橙色と、種によってさまざまな色で発光し、これらは「ホタルルシフェラーゼ」という発光酵素のアミノ酸配列の違いで決まるという。そこで本研究では、失われた過去の遺伝子情報を計算科学的に復元する「祖先配列復元」の手法に着目し、1億年前のホタルのルシフェラーゼ配列を復元することで古代のホタルの光の再現を試みた。

 この結果、現在見られるゲンジボタルやヘイケボタルの黄緑色の発光とは異なる、深い緑色の発光が観測された。さらに、最初のホタルが出現する以前や以降の様々な時代の配列も復元してみた結果、「ホタル出現以前の祖先の昆虫は赤色に弱く発光していたが、最初のホタルは深い緑色に強く発光するよう進化し、その後、緑色から黄色まで幅広い発光色のホタルへと種が分かれていった」という進化のシナリオが判明した。

 これまでの祖先配列復元では、直接目で見えるような現象が復元されたことはなかったため、古代のホタルの発光という過去の光景の一部を世界で初めて現代に甦らせたという点で本研究は大きな意義をもつ。また、ホタルの祖先が外敵に対する防御のために深い緑色で発光していたと考えられることや、祖先ルシフェラーゼの発光メカニズムの解明など、本研究を通じて複数の重要な知見が得られているという。

論文情報:【Science Advances】Resurrecting the ancient glow of the fireflies

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