古代のナマケモノは、木登りをする小型から地上で生活する巨大型まで大きさは様々であった。研究者らは今回、この体の大きさの多様性は主にナマケモノの生息地によって形成されたこと、また、ナマケモノの急激な個体数減少はおそらく人間による圧力の増大の結果で、それがきっかけで地上生活する大型ナマケモノが絶滅したことを報告している。今日の小型の樹上性ナマケモノは、かつては多様であったナマケモノの最後の生き残りで、生き残れたのはおそらく、それらが隔離された林冠で生活し、直接的な人間の圧力を免れたおかげだと著者らは述べている。今日、ナマケモノ（Folivora）は小型の樹上性2属しか残っていない ―― 主に南アメリカ及び中央アメリカの熱帯雨林限定 ―― が、かつては多様で、個体数が多く、広く分布するアメリカの哺乳類の系統であった。新生代後期には、100属以上の様々な大きさのナマケモノがアメリカ大陸全域の幅広い地域に生息しており、中には、体長6メートル超え、体重数トンという陸生種もいた。しかし、更新世の終わりまでにこれらのナマケモノのほぼ全てが絶滅した。 Alberto Boscainiらは、過去3,500万年にわたってナマケモノの体の大きさの多様性を増大させ、そして減少させ、最終的にはナマケモノの急速な崩壊を引き起こした背景にある要因を調査した。彼らは化石の測定、DNAと蛋白質の配列、高度な進化モデリングを組み合わせて、67属にわたるナマケモノの進化史を再構築し、体の大きさの進化的変化が生息地、食生活、気候、捕食関係、その他の生態学的圧力と関連するかどうかを検証した。その結果、選択した生息場所 ―― 樹上か地上か ―― が体の大きさの進化を形作った重要な要因であったことが判明した。初期のナマケモノは地上で生活する大型草食動物であった。しかし、樹上生活形態への移行と小型化が、特に見通しの良い地勢の拡大につれて何度も起こった。巨大化は、気候寒冷化と生態学的圧力に対する適応として、複数の系統で独立して進化した。しかしナマケモノにおいては、更新世に体の大きさの多様性はピークに達し、数千万年間も繁栄したにもかかわらず、約15,000年前頃から突然に激減し始めた。これらの減少はその当時の気候変動とは一致しておらず、アメリカ大陸への人類の到達とは一致していた。人間の狩猟が大型の陸生ナマケモノの絶滅を引き起こしたことを示すエビデンスだと、Boscainiらは述べている。 こういった傾向に関心のある記者の皆様へ。2019年3月のScience Advancesに掲載されたGustavo Politisらの研究で、約12,000年前のアルゼンチンのパンパで人間が大型ナマケモノを狩り、虐殺したことを示す直接的な考古学的エビデンスを取り上げています。

新しい研究の報告によると、温暖化が進む米国メイン湾の沿岸水域ではケルプの森が減少しており、芝生状海藻という、多くの海域でケルプに取って代わりつつあるマット状に密集して生える紅藻類が、ケルプの回復を化学的に阻害している可能性があるという。その結果、こうした重要な海洋生態系を回復する取り組みが困難になっている。ケルプの森は、生態学的にも経済的にも重要な海洋生態系であり、多様な生物と機能を支えている。しかし、その重要性が広く認識されているにもかかわらず、世界中のケルプの森は気候変動や乱獲によって崩壊の危機に瀕している。ケルプの森が消滅した多くの海域では、芝生状海藻という、短く密集したマット状に生える化学物質豊富な糸状の紅藻類に取って代わられている。この変化は、生物多様性の減少と沿岸生態系力学の大混乱につながっている。一部の研究では、芝生状海藻が、アレロパシー（他感作用）によってケルプの回復を積極的に妨げている可能性が示唆されている。アレロパシーとは、ある生物が、周りにいる他の生物の成長、生存、発達、生殖に影響を及ぼす生化学物質を生成するような、一般的な生物学的現象である。芝生状海藻がケルプの回復を化学的に阻害するかどうかを理解することは、こうした急速に変化する海洋環境を管理し、回復させるために不可欠である。 Shane Farrellらは、温暖化が進むメイン湾の海域において、芝生状海藻がアレロパシーによってケルプの森の回復を抑制しているかどうかを調べた。Farrellらは、メイン州北東部の水温の低い海域ではケルプの森が存続しているのに対し、水温の高い南西部ではケルプの森が崩壊して回復できず、現在は芝生状海藻がここの岩礁を優占していることを見出した。著者らは、ケルプが優占する岩礁と芝生状海藻が優占する岩礁から海水と海藻のサンプルを採取し、その化学組成を比較することにより、芝生状海藻が生み出す明確な化学的特徴を特定した。また室内実験では、芝生状海藻に由来する化合物がケルプの初期成長段階を阻害することが示された。これらの研究結果は、芝生状海藻が環境の化学的生態を変化させ、ケルプの回復を積極的に妨げていることを示唆している。関連するPerspectiveではColette FeehanとKaren Filbee-Dexterが、「今後、海洋生態系を回復する戦略では、化学的生態を気象変動モデルに組み込むべきである」と述べている。「こうした知られざるプロセスを明らかにすることで、気候変動が海洋生態系をどのように作り変えているか、そして我々はどうすればそれを適切に保護できるかについて、より完全に近い全体像を描くことができる。」

甘い香りではなく腐ったような悪臭で、花粉媒介者をおびき寄せる植物がある。新しい研究で植物がこれをやってのける仕組みが明らかになった。カンアオイ属の花では、一般的に悪臭のする化合物の解毒に使われる遺伝子が解毒ではなく嫌な臭いを発生するように進化したと、研究者らは報告している。この研究結果は、生態学的優位性のために植物が広く保存された代謝経路をどのように選択するかの解明に役立つ。悪臭を放つ花の大きな特徴は、嫌な臭いのする揮発性化合物、特にジメチルジスルフィド（DMDS）やジメチルトリスルフィド（DMTS）のようなオリゴスルフィドを放出することである。こういった化合物は、物質を腐敗させることで発せられる化学シグナルを模倣している。これらの化合物が含硫アミノ酸の細菌分解に由来することは知られているが、花がこれらを作り出せる生物学的メカニズムはほぼわかっていない。これを探究するために、奥山雄大はカンアオイ属の花について研究を行った。この属の花は形態も香りも非常に多様で、こういった特徴は様々な昆虫花粉媒介者をおびき寄せるために進化したと考えられている。 奥山らは、比較ゲノミクスと機能アッセイを通して、花からのDMDS放出はセレン結合タンパク質ファミリーの遺伝子の発現と関係があることを発見した。ヒトにおいては、関連タンパク質であるSELENBP1が通常メタンチオール ―― 病的口臭の原因である強い悪臭を持つ化合物 ―― を解毒する。SELENBP1がメタンチオールをより害の少ない物質に変えて解毒するのである。奥山らは、カンアオイ属で型の異なる3つのメタンチオールオキシターゼ遺伝子、SBP1、SBP2、 SBP3を発見した。彼らは、これらの遺伝子を細菌内で発現させ、その酵素機能を検査することで、SBP1が独自の反応を示すことを発見した。メタンチオールを解毒するのではなく、DMDSに変えるのである。この能力はSBP1の少数のアミノ酸変化によって生じたもので、それによりSBP1の酵素機能がメタンチオールオキシターゼ（MTOX）からジスルフィドシンターゼ（DSS）に変わった。これは少なくとも3つの無関係な植物系統で別々に進化したと考えられ、類似する生態学的圧力によって引き起こされた収束進化を指している。関係するPerspectiveではLorenzo CaputiとSarah O’Connerが次のように書いている。「特筆すべきは、祖先からの酵素活性であるメタンチオール酸化はヒトでも観察されているが、酵素によるオリゴスルフィドシンターゼ活性は植物でしか進化しなかったことである。これは、植物が絶え間ない進化的圧力を受け、コミュニケーションと防御のための複雑な化学的性質を生み出しているためと考えられる。」