東京大学大学院農学生命科学研究科・科学技術振興機構ERATO東原化学感覚シグナルプロジェクトの
哺乳類の多くは800～1200個のOR遺伝子を持つのに対し、ヒトやチンパンジー、ニホンザルではその数は300～400個と少ない。それぞれの生物種が持つOR遺伝子の数は、その種の匂いの嗅ぎ分け能力を反映している。これまで、霊長類でOR遺伝子数が減ったのは、霊長類は視覚に大きく依存し、嗅覚にはあまり依存していないためと考えられてきた。しかし、霊長類の進化過程において、嗅覚系の退化がいつどのように起きたのかは、よく分かっていなかった。
「鼻の利く」サルと「鼻の利かない」サルの２つのグループが存在
今回の研究では、目や鼻の形態、活動パターン（夜行性・昼行性）、色覚系、食性（食物の種類）などが多岐にわたる24種の霊長類についてOR遺伝子を比較。霊長類は鼻の形態によって、鼻腔が曲がっており鼻孔が横を向いているキツネザルやロリスなどの「曲鼻猿類」と、鼻腔が真っすぐで鼻孔が下を向いているヒトや類人猿などの「直鼻猿類」の２つのグループに分けられるが、曲鼻猿類は直鼻猿類の約２倍の680～822個のOR遺伝子を持っていた。一方、コロブス類は直鼻猿類の中でもOR遺伝子数が最も少なく、194～248個だった。つまり、サルの中でも、鼻の利くサルと鼻の利かないサルがいるということになる。
次に、系統関係を考慮し統計的に解析したところ、種によるOR遺伝子数の違いは、鼻の形態と食性の違いで説明でき、活動パターンや色覚系の違いはほとんど影響しないことが分かった。つまり、夜行性のサルが昼行性のサルより鼻が利くということはなく、また色がよく見えるからといって鼻が利かなくなるわけではないことが明らかになった。一方で、食性の違いとして餌に占める葉の割合が大きいほど、また、果物の割合が小さいほど、OR遺伝子数が少ない傾向が見られた。
「果物」か「葉」か？ 好みの餌によって嗅覚への依存の程度が異なる
さらに、個々のOR遺伝子を追跡し、霊長類の進化過程においてOR遺伝子がどのくらいの速さで失われたかを調査。その結果、目と鼻の解剖学的な構造が大きく変化して高精度な視覚を得た際と、果実食から葉食へと食性が変化した際に、OR遺伝子が大規模に失われていた。前者は直鼻猿類の共通祖先の系統で、数百万年という比較的短い時間に嗅覚依存から視覚依存への移行が起きた時に当たる。後者はコロブス類の共通祖先の系統で、同じ旧世界ザルの中でもニホンザルなどのオナガザル類は果物を主な餌とするのに対し、テングザルなどのコロブス類は主に葉を
私たちヒトは火を用いて調理を行い、哺乳類の中で最も豊かな食性を持つ。原因はまだ分かっていないが、ヒトや類人猿では、それぞれの種への進化過程でOR遺伝子の消失速度が速まっていることも示された。これらの研究成果は、ヒトの嗅覚系がどのように進化してきたかを理解する上で非常に重要と見られている。
画像提供：東京大学（冒頭の写真はイメージ）