地下の水の洞窟では、クリーチャーは永遠の真夜中に住んでいます。何世代にもわたって、彼らは孤立した独特の環境に適応してきました。彼らのねばねばした皮膚と盲目は、人間の長寿、生き残った飢餓、および眼病に光を当てる可能性のある進化と遺伝的適応の秘密を保持している可能性があります.
「これらの洞窟は隔絶された世界です」と、スロベニアのリュブリャナ大学の動物学者ピーター・トロンテリは言います。 「地表から数メートル下に行くと、生態学的条件がまったく異なる新しい世界に入ります。」
特定の動物は、植物が育たないこれらの暗い生息地に適応することができ、スロベニアで見られるような光のない洞窟は、進化生物学の自然な実験室です. Trontelj は、ヨーロッパのオルムを調査している GENEVOLCAV プロジェクトを率いています。これらの珍しいケーブ サンショウウオは、4 本のとげのある足とワニの鼻を持つ小さな幽霊のように泳いでいるヘビに似ています。昔、オルムの祖先は地上に住んでいましたが、これらの洞窟に入ると、新しい環境に対処するために劇的な物理的変化を経験しました.このように進化できる生物はオルムだけではありません。
歴史的に、進化生物学者は、時間をさかのぼって進化のタイムラインを再生する場合、異なる進化経路をたどる可能性が高く、その世界とその中の生き物は完全に異なって見えると考えていました.しかし、洞窟はそうではないことを示しています。
地下洞窟のような、光と栄養の乏しい環境への動物の適応は、「通常はかなり予測可能です」と Trontelj は言います。 「いつでも同じように進むことがわかりました。」
Trontelj と彼の同僚は、中央および南東ヨーロッパに見られるヨーロッパのオルムでこれが真実であることを示しました. GENEVOLCAV は、これらの希少な洞窟サンショウウオに関する私たちの理解を覆しました。以前考えられていたように、1 種だけではなく、9 種の潜在的に異なるオルムを発見しました。これらの種はそれぞれ、永遠の水のような暗闇の中で独立して同様の特徴を進化させました.
すべて同じ白化した肌、視力のない目、細長い鼻を持っていますが、これらの種は、これらの真夜中の洞窟への道を見つけた異なる個々の祖先の子孫です. 「すべてが独立して発生しましたが、多かれ少なかれ並行して発生しました」と Trontelj 氏は言います。
GENEVOLCAV は、ヒトゲノムの約 16 倍の大きさの olm ゲノムを組み立て、olm が独自の環境に適応することを可能にした遺伝的変化を特定することを目的としています。 「変化は同じか非常に似ていますが、問題は、『それらは同じ遺伝子によって引き起こされ、同じ突然変異なのか?』ということです」と Trontelj は尋ねます。
これらの質問に答えるために、彼と同僚は、地下の暗いくぼみに洞窟を潜り、時には深さ 400 メートルの穴に降りて、オルムを測定し、皮膚を綿棒で拭いて DNA を収集します。これらの問題を調査するには、何百ものサンプルが必要であり、人間の医療に重要な意味を持つ可能性があります.
「より広い観点から見て興味深いオルムの特徴がいくつかあります」と Trontelj は言います。これらの乳白色の両生類は何百年も生きることができ、これは地表に住む祖先よりも 10 倍長く、何年にもわたる飢餓に耐えることができます。暗闇では、オームも色を失い、盲目になります。
「洞窟魚のこの色素喪失と眼の変性は、いくつかの異なる遺伝子によって引き起こされる可能性があり、そのうちのいくつかは関連していることはすでに知られています」とTrontelj氏は言います.科学者はまた、このグループの遺伝子を人間の眼の変性および白皮症におけるいくつかの病理学的状態に関連付けました。 「予測可能な方法で起こるこれらのメカニズムを理解することは、人間の変性疾患の理解にも役立つかもしれません」と Trontelj は言います。
しかし、現在、これらのニッチな生息地でしか生き残ることができないオルムは脆弱です. 「これらの洞窟と地下水は非常に危険にさらされており、時には汚染によって非常に脅かされています」とTrontelj氏は言います. 「新種について説明しなければ、名前がなければ、完全に成熟した種のように保護の注目を集めることはできません。」同じことが、地球の暗い奥地に生息する虫、甲殻類、さらには魚にも当てはまります。
ANCAVE プロジェクトのリーダーである Alejandro Martínez は、そのような生き物のデータベースの作成に取り組んでいます。彼のデータベースには、すでに 330,000 を超えるエントリがあり、すべての言語で科学文献に掲載されている地下洞窟動物相に関するすべての参照を利用しています。
これは、これらの地下生物の研究の先駆者である博物学者ラザール・ボトサネアヌの著書を参考にして、「Stygofauna Mundi」データベースと呼ばれています。 「私たちは、このすべての情報を公開することに取り組んでいます」と Martínez 氏は言います。
データベース エントリの約 10% は、Martínez が特に関心を持っている動物です。これらの動物は、沿岸の帯水層に生息しており、アンキアリン環境としても知られています。これらの地下洞窟を特別なものにしているのは、その水が塩辛く、近くの海の近くの地下の亀裂や割れ目から供給され、上から淡水が混ざっていることです.これらの環境は、マルティネスが育ったカナリア諸島を含め、世界中に見られます。
「これらの動物の多くは、この種の生息地に限定されており、他の場所では見られません」とマルティネス氏は言います。それらは「奇妙」で、どういうわけか「原始的」に見えると彼は付け加えます。 「それらは、化石の記録からわかっているものに似ていますが、現在は絶滅しています。」
他の種は海の動物と祖先を共有していますが、洞窟に隔離されているため、交配することができず、科学者は洞窟の住人と日光の下での同族を比較することができます。 「それらは遺伝的には互いに近いですが、形態学的には非常に異なっています」とマルティネスは言います。 「世界中のこれらの種類の種を比較することで、動物が新しい環境に適応するためにどのように形を変えるかをよりよく理解することができます。」
マルティネス氏は自分で種をデータベースに追加しました。 ANCAVE プロジェクトの一環として、彼は地中海、カリブ海、およびいくつかの大西洋の群島で約 50 の洞窟をサンプリングしました。彼は洞窟内の動物の相対的な数を測定し、いくつかを捕獲し、形態学的および遺伝的に説明しました。ただし、データベースは最初のステップにすぎません。 「これらすべての血統に共通する一般性を見ることができます」と彼は説明します。 「これらの系統発生の交絡効果を取り除き、種がどのように進化するかを取り除き、形態学的変化を理解することができます。」
真夜中の地下洞窟の生物多様性を記録することで、科学者は進化の性質と動物がどのように変化するかを明らかにすることができます。しかしマルティネスは、地下世界のデータベースと研究がさらに多くの疑問を提起するだけであることも認識しています.実際、それが彼がこれらの暗い水の洞窟に戻ってくる理由です. 
Sarah Wild は受賞歴のある科学ジャーナリストです。
この記事は で最初に公開されました Horizon、EU の研究とイノベーションの雑誌 .
リード写真:Lucacavallari / Shutterstock
