英科学誌「サイエンティフィック・リポーツ」に2019年10月に掲載されたJean Vannier氏らの論文では、一列に並んだ三葉虫の化石を発見したことが報告されています。

さまざまな動物の集団行動

鳥の飛翔や魚の遊泳のほか、無脊椎動物でもガの幼虫やバッタなどの昆虫の群れ行動、イセエビの行進（下の動画参照）など、さまざまな動物で集団行動が知られています。

しかし、このような動物の集団行動の進化的起源や初期の歴史については、これまでよくわかっていなかったようです。

参考動画｜Cousteau：イセエビの仲間が海底で一列になって行進する様子が見られます。

一列に並んだ三葉虫の化石を発見！

↑一列に並んだ三葉虫の化石。大きさは左下のスケールバー（1cm）参照。（Jean Vannier氏らの論文[CC]より引用、CREDIT
Jean Vannier, Laboratoire de Geologie de Lyon: Terre, Planètes, Environnement (CNRS / ENS de Lyon / Université Claude Bernard Lyon 1)）

今回モロッコで発見されたこの化石は三葉虫の一種Ampyx priscusで、古生代オルドビス紀前期（約4億8千万年前）のものと考えられるようです。

三葉虫とは海で生活していた節足動物の仲間で、古生代末期に絶滅したと言われています。

↑拡大した三葉虫の形態の画像。長い特徴的な棘（トゲ）が見える。（Jean Vannier氏らの論文[CC]より引用）

↑一列に並んだ三葉虫の別な化石（Jean Vannier氏らの論文[CC]より引用）

なぜ三葉虫は一列に並んでいた？ 2つの仮説

↑三葉虫が一列に並ぶメカニズムについての仮説（Jean Vannier氏らの論文[CC]より引用）

この三葉虫が一列に並んで集団行動をとっていた理由としては、

・嵐などによる生息環境のかく乱に対する応答（より穏やかな海域へ集団で移動するなど）

・産卵場所への移動など、季節的な繁殖行動（今回の化石集団には幼生はほとんど含まれておらず、性的に成熟したと考えられる成体などが大半だった）

などの可能性が挙げられています。

この三葉虫（Ampyx priscus）は目が見えなかったと考えられているため、トゲを介した機械的な刺激やフェロモンなどの化学シグナルによって集合・整列したと推測されているようです。

一列に並ぶメリットとしては、流体力学的な抵抗を減らしてエネルギーを節約したり、天敵・捕食者から攻撃されにくくなる、といった可能性が挙げられています。

今回の発見によって、動物の集団行動の進化的な起源は非常に古いことが示唆されているようです。

管理人チャールズの感想

三葉虫についての興味深い論文でした。限られた痕跡から大昔の生物の生態や行動について考察している論文では、推理小説を読んでいるかのようなワクワク感があるかもしれませんね。

一列に並んでいた理由については、食べ物・エサを求めた移動や集団脱皮の可能性なども検討されたようですが、これらの仮説を支持する証拠は見つからなかったようです。

今回の三葉虫の化石については、水流などの影響で偶然きれいに整列したのではなく、三葉虫が集団行動をとっている時に突然生き埋めになったりしてできた可能性が高いと論文の筆者らは考えているようです。

今回、学術誌「Journal of Craniofacial Surgery」に2019年9月に掲載されたRafael J. Tamargo氏らの論文では、人間の頭蓋骨でも黄金比のような関係が見つかったと発表されています。

黄金比とは？

↑葉の配列が螺旋（らせん）状になる植物の例（credit: Max Ronnersjö[CC]）

黄金比（英語：golden ratio）とは、次の関係を満たす比のことです。

（大ざっぱに一桁の整数比で近似すると８：５くらいになります）

簡単に言うと、ある線を長い方と短い方に分割するとき、

長：短の比（a : b）が、線全体：長い方の比（a+b : a）と同じになるように分けた比のことです。

古くから芸術家や科学者を魅了してきた比率のようです。

黄金比（a/bの値）はギリシャ文字Φ（ファイ）で表され、その値は1.618033…と無限に続くようです。

黄金比の歴史

黄金比の発見は、古代ギリシャにまでさかのぼれるようです。

黄金比の発見者としては

・無理数を見つけたとも言われるピタゴラス学派のヒッパソス

・パルテノン神殿のアテナ・パルテノス像を作ったといわれる彫刻家ペイディアス（フェイディアス）

などが候補として挙げられているようです。

また、「幾何学の父」と呼ばれるユークリッドも黄金比に触れています。

黄金比はレオナルド・ダ・ヴィンチの絵に使われていた？

↑パチョーリの著作「神聖比例論」の中で描かれているヒトの顔

ルネサンス時代には、イタリアの数学者パチョーリが黄金比に関する著作「神聖比例論」を残していますが、この本ではレオナルド・ダ・ヴィンチが挿絵を提供したようです。

そのこともあってか、ダ・ヴィンチが自分の絵画に黄金比を応用していたと考える人も少なくないようです。

黄金比について数学的に解説した動画

参考動画｜グリネル大学の数学教授Marc Chamberland氏による黄金比の概要と数学・数式についての解説。ダ・ヴィンチのモナリザやダリの絵画にも軽く触れています。（難易度高め、英語のみ）

参考動画｜TED：フィボナッチ数列についての解説。黄金比との関連にも触れています（日本語字幕あり）

フィボナッチ数列とは１、１、２、３、５、８、１３、２１、３４、５５・・・と第3項以降が直前の2つの項の和になっている数列で、隣り合う項の比は黄金比に収束するようです。

数学で自然界を説明できる？

黄金比は、螺旋（らせん）と関連している

↑縦横の辺の長さが黄金比でできた長方形は、黄金長方形と呼ばれるようです。

↑黄金長方形から正方形を取り出した残りも黄金長方形になり、この操作は無限に続けることができます。↑このようにして、黄金螺旋という対数螺旋の一種を近似的に導き出すことができるようです。

　↑オウムガイの殻の断面（クレジット：Chris 73[CC]）

このようにオウムガイの殻は黄金螺旋に一見似ているため、黄金比の例として引き合いに出されることが多いようです。

しかし、実際に計測した結果に基づいて、オウムガイは対数螺旋ではあるものの黄金螺旋ではないと批判する論文も出ています。

植物に見られる「らせん」とフィボナッチ数・黄金角との関係

円周を黄金比で分割（黄金分割）して得られた角度を黄金角と呼びます。

黄金角は約137.5度で、植物の葉序（葉の配列）などにとって重要だとの指摘があるようです。

参考動画（パート1）｜松かさ（まつぼっくり）・パイナップル・花びらなど植物に見られるらせん状構造について、フィボナッチ数との関連から考察しています（日本語字幕あり）

参考動画（パート２）｜パート２では黄金角を含めて考察しています（日本語字幕あり）

黄金比のその他の例

↑魅力的とされる顔のさまざまな比率が黄金比と関連していると指摘した研究もある（Jovana Milutinovic氏らの論文[CC]より引用）

植物の葉序以外にも、黄金比が関わっている可能性のある私たちの身の回りの具体例として、心臓の生理・解剖学的特徴や、歩行のメカニズム、顔の美的特徴などが報告されているようです。

さらには、原子物理学、細胞の形・成長・配置、赤血球の構造、ヒトゲノムにおけるヌクレオチドの頻度などにおいても、黄金比の存在が指摘されているようです。

ヒトの頭蓋骨で黄金比を発見？

今回、Rafael J. Tamargo氏らの研究では、ヒトとその他6種の哺乳類の頭蓋骨を調べた結果、ヒトの頭蓋骨で黄金比に近い比率を発見したようです。ヒト以外の哺乳類では黄金比から離れた値が計測されたようです。

↑本研究の結果（Rafael J. Tamargo氏らの論文[CC]より引用）

脳の複雑化、大脳のサイズの増大といった人間の進化に関連して、黄金比が何らかの意味を持っている可能性がある、と論文の著者らは考えているようです。

管理人チャールズの感想

黄金比に関わる興味深い研究でした。

今回、記事にしておきながら申し訳ないのですが、黄金螺旋・黄金角・フィボナッチ数の関係がいまいち理解できておらず、正直いまだに混乱しています。詳しい方がおられましたら、わかりやすく教えて頂けると幸いです（笑）

また、本研究については、どういう基準で哺乳類を選んで順番に並べているのかがよくわからないのと、黄金比の1.618…という値からそれなりにずれているように見えることから、正直、ちょっとこじつけと思われないこともない・・・というのが率直な感想です。

多くの俗説・都市伝説を含めて、自然界の現象や身の回りのもの・芸術などについて黄金比で単純に説明しようとする試みについては、様々な批判もあるようで、研究者の間でも議論が行われているみたいですね。

いずれにしても、黄金比についての今後のさらなる研究が楽しみです。

関連記事

女性が若く見える顔の特徴・共通点が判明！最新心理学研究

若く見られるにはどうしたらいいだろう？鍵は、あなたの眉毛や目や口かもしれない。 心理学論文誌「フロンティアーズ・イン・サイコロジー」に先月掲載されたAurélie Porcheron氏らの研究によると、顔のパーツが周囲から際立っていると若く...

darwin-journal.com

2017.11.01

ディープフェイクとは？偽動画の例や仕組み・作り方・危険性などをまとめて紹介

人工知能によって本物そっくりの偽動画などを捏造できる「ディープフェイク」という技術が注目されており、悪用などの懸念が広がっているようです。ここでは有名なフェイク動画の例や、仕組み・作り方・対策などについて簡単にまとめて紹介します。 ディープ...

darwin-journal.com

2019.07.02

モナリザの微笑は喜び？悲しみ？名画の魅力の秘密、最新研究が分析！

世界的に有名なレオナルド・ダ・ヴィンチ作の絵画「モナリザ」。「モナリザ」の大きな魅力と言えば、その表情の曖昧さだ。微笑んでいる彼女は喜んでいるのだろうか？それとも悲しんでいる？ 今回、ネイチャーの姉妹誌「サイエンティフィック・リポーツ」に掲...

darwin-journal.com

2017.06.15

「カニ界におけるカモノハシ」ー奇妙な化石の発見

参考動画：”Researchers discovered a ‘platypus of the sea.’ It’s cute — but it’s extinct”　Washington Post様：本研究の概要を報じたニュース動画（英語のみ）

今回、J. Luque氏らの論文で報告された奇妙な形態のカニの化石は、コロンビアとアメリカで採集された白亜紀中期（約9500万年前）のもので、カニの学名はCallichimaeridae perplexaと名付けられた。学名は「困惑させる美しいキメラ」といった意味で、その不可思議な形態や、細部まではっきりと観察できる化石のきれいな保存状態、そして様々な種の特徴をあわせ持っていること（キメラとはギリシャ神話の怪物で、頭がライオン、胴体がロバ、尾がヘビ）などを反映した名前となっている。

腹面や脚の写真

腹面（A～E、H）、脚（F、G、I）の写真。スパナのようなハサミ（F）や、泳ぎに適したオール状の脚（G）などが見られる（J. Luque氏らの論文 [CC] より引用）

背面や眼の写真

背面 [左] と腹面 [右]（A,B）、背面（C,D）、眼（E～J）。 大きな複眼などが見える（J. Luque氏らの論文 [CC] より引用）

化石をもとにした復元図

背面の甲羅（上図の薄い灰色）はロブスター、退化した脚（上図の青色）はヤドカリに似ているなど、様々な種の特徴をあわせ持っている。（J. Luque氏らの論文 [CC] より引用）

幼生の形態が成体になっても保持？

今回発見された奇妙なカニCallichimaeridae perplexaは小さくて（甲羅の幅が1cm未満）、オール状の足を使い活発に泳いでいたと考えられるという。小さくて紡錘状の体や、大きな保護されていない複眼など、幼生の形態が成体になっても保持されているように見える（メガロパ幼生、下の動画参照）。

参考動画：一般的なカニの一生（Amy Sauls様）：卵からふ化した後、ゾエア幼生、メガロパ幼生を経て稚ガニとなる。

生物の個体発生において発達のタイミングや速度が変化することは「ヘテロクロニー（異時性）」と呼ばれ、幼生の形態が成体まで保持される幼形進化など、新しい形態の進化において重要な役割を果たしている可能性があるという。

泳ぎに適応した脚

カニの系統では、もともと穴を掘るためのシャベル状の足が変化して、泳ぎに適した足に進化する事象が何度か起こった可能性が示唆されているという。相同な器官ではないが、泳ぎに適した脚という点で相似した器官を持つ水生生物は他にもおり、収斂進化の例といえる。

「カニらしくない」形態のカニの仲間（左、A～H）と、泳ぎや穴掘りに適応した脚を持つ生物の例（右、J～Q）。中央（I）は今回化石で見つかった奇妙なカニCallichimaeridae perplexa（J. Luque氏らの論文 [CC] より引用）

カニの定義が曖昧に？

一般に、カニらしい形態は、あまりカニらしくない形態（細長い甲羅など）から進化したものと考えられている。しかし反対に、カニらしい形質が失われる進化も起きていたことが示唆されており、今回 Callichimaeridae perplexa の発見によって、「カニ」をどのように定義すべきかについては、再考が迫られるかもしれない。

管理人チャールズの感想

不可思議な形態のカニの化石について報告した面白い論文でした。論文の著者らによれば、熱帯は生物多様性の宝庫であるにも関わらず、甲殻類の化石の初期の歴史についてはほとんどわかっていないようです。今後も熱帯地域から興味深い化石がでてくるかもしれませんね。

関連記事
⇒　卵からふ化直後に琥珀に閉じ込められた1億3千万年前の昆虫を発見！古生物学最新研究

⇒　2017年話題になった生物学の最新ニュース・論文まとめ10選

※アイキャッチ画像：本実験で用いられたアカゲザル（クレジット：Lei Shi氏らの論文[CC]の補足資料）

参考動画｜「猿の惑星」が現実に？　猿に人間の遺伝子を移植、中国の研究チーム（BBC News Japan）：本研究の概要を報じたニュース

ヒトの脳における遺伝子の役割

ヒトを他の霊長類と分け隔てている最も根本的な進化上の特徴は、脳サイズの増加と認知能力の向上だ。しかし、ヒトの脳の遺伝的基盤については、まだはっきりわかっていない。

ヒトの脳の進化に貢献していると考えられる有力候補として、MCPH1という遺伝子がある。ヒトでは、MCPH1遺伝子の変異が小頭症（脳の体積が小さくなる病気）を引き起こすことが知られている。

今回、Lei Shi氏らの研究では、レンチウイルスを利用して、ヒトのMCPH1遺伝子のコピーをアカゲザルのゲノムに導入して、遺伝子組み換えサルを作り出した。そして、遺伝子組み換えサルと野生型のサルで、脳の発達度合や行動・認知能力などを調査・比較した。

本研究で遺伝子組み換えサルを作り出した手順（Lei Shi氏らの論文[CC]の図を改変）

本研究の結果

脳の発達速度の遅れ

MRIによる脳の画像解析などの結果、ヒト遺伝子を導入した遺伝子組み換えサルでは、野生型のサルよりも、脳の発達が遅れていることがわかった。

人間では、他の霊長類よりも脳の発達に時間がかかることが知られており、そのことが神経ネットワーク可塑性の長期化などと関係しているという。遺伝子組み換えサルにおける脳の発達の遅れは、人間と同様の現象と解釈できるかもしれない。

記憶力の向上

短期記憶を調べるテストの模式図（Lei Shi氏らの論文[CC]の図を改変）

コンピュータスクリーン上で、何秒か前に表示された色と形を覚えているかどうか調べる「遅延見本合わせ」テストによって、短期記憶の能力が調べられた。その結果、遺伝子組み換えサルでは、野生型のサルと比べて短期記憶の能力が向上していることがわかった。また、遺伝子組み換えサルの方が反応時間が短くなっていった。

まとめ

本研究では、ヒトの脳に関係する遺伝子をサルに移植することで、脳の進化における遺伝子の役割の一端を明らかにした。ただし、今回のアカゲザルを用いた研究に対しては倫理的な面から批判の声も上がっている。

管理人チャールズの感想

ヒトの脳に関わる遺伝子をサルに組み込むという、物議をかもした研究でした。論文の著者らがアカゲザルを選んだ理由は、マウスほど人間から離れておらず、類人猿ほど人間に近くはないということだと思いますが、遺伝子編集ベビーの誕生など昨今の事情を考えると、批判の声が上がるのも無理はないのかなという気がします。

関連記事

世界初の遺伝子編集ベビーを誕生させた中国研究者、自ら語る【動画】

2018年11月に世界で初めて遺伝子編集した双子の赤ちゃんを誕生させたと発表して、メディアや科学者たちから強い批判を浴びている中国の賀建奎（フー・ジェンクイ）氏。 受精卵のゲノム編集は、倫理的な問題などから、中国を含む多くの国で規制されてい...

darwin-journal.com

2019.03.17

アイキャッチ画像クレジット：T. CARO (2019) [CCBY]

シマウマは何故しましま？様々な仮説

シマウマがしましまである進化生物学的な理由については、150年以上にわたり色々な説が唱えられてきた。しかし本研究を行ったTim Caro氏らは、近年の研究成果を踏まえると、シマウマが縞模様を持つ理由として妥当な仮説は一つしかないと考えているようだ。

シマウマの縞模様についての様々な仮説の例

★カモフラージュ（捕食者に見つかりにくくなる）

様々な明るさでの人間とライオンの視覚のシミュレーション

Amanda D. Melin et al. Zebra Stripes through the Eyes of Their Predators, Zebras, and Humans [CC]より引用

シマウマの捕食者であるライオンの視覚では、人間の視覚と比べて縞模様の解像度が低い。さらに、通常狩りを始める夕暮時や夜間には、縞模様の識別はより困難になる。そのため、シマウマの縞に、捕食者がシマウマを見つけにくくなるようなカモフラージュ効果があるとは考えにくい。

★捕食者を混乱させる

シマウマの縞模様は混乱効果を助長するパターンではない。さらに、ライオンが獲物としてシマウマを好んでいる事実からも、縞模様に混乱効果があるとは考えにくい。

★同種他個体へのシグナル（社会的な利点がある）

縞模様を持たない馬と比べて、縞模様を持つ馬がよりグルミーングを行う等ということはないため、縞模様に社会的な利点があるとは考えにくい（？）※

※根拠としている書籍の内容を確認できないため、詳細は不明です（記事作成者）

★温度調節

水が入った樽を様々な色・模様で覆い、内部の温度を測定した実験

Gábor Horváth et al. Experimental evidence that stripes do not cool zebras [cc]より引用

水入りの樽を使った実験により、縞模様には、灰色と比べて内部の温度を下げる働きはないことが示されるなど、温度調節説を否定するような研究が複数ある。

★アブなどの吸血昆虫に対する防御

この仮説を支持する証拠が近年得られている。アブなどの吸血昆虫はシマウマにとって致命的な病気を媒介することが知られており、縞模様は、主に吸血昆虫に対する防御として進化したという説が有力視されつつある。

本研究での実験結果

Tim Caro氏らの実験では、ビデオや目視によりシマウマや馬・アブの行動を観察した。また、馬に黒・白・縞模様の3種の服を着せてアブの行動の違いなどを観察・比較した。

黒・白・縞模様の3種の服を着た馬に接触・着地したアブの数

Tim Caro氏らの論文 [CC]より引用

黒・白・縞の3種の服を馬に着せる実験の結果、縞模様の服を着せたときには、服に接触・着地したアブの数が少なかった。しかし、服で覆われていない頭部へ着地するアブの数は、黒・白・縞模様のどの服を着せたときにも違いが見られなかった。

また、実際の観察でも、シマウマの体に着地したアブの数は、単色の馬の体に着地したアブの数よりもずっと少なかった。一方、周囲を飛ぶアブの数はシマウマと馬で違いは見られなかった。

これらの実験結果から、シマウマの縞模様には、遠くからアブが寄ってくるのを防ぐ効果はないが、アブが馬に接近したときに着地を妨げる効果があると考えられた。

本研究によって、「シマウマの縞模様は、主にアブなどの吸血昆虫に対する防御として進化した」という仮説を支持する新たな証拠が得られた。

管理人チャールズの感想

言われてみれば多くの人が疑問を持つであろう、「なぜシマウマは縞模様をしているのか？」というシマウマの謎の解明に挑戦した最新研究でした。実験の結果が結構はっきりしていますので、私も縞模様は、やはりアブよけに役立っているのかな、という気がしてしまいます。アブが馬の体に着地するときのメカニズムがより詳しくわかれば、「アブ防御仮説」はさらに強固になりそうですね。150年来の謎の解明まで、もうあと一歩かもしれません。

※次の記事では、先住民族のボディペイントの存在理由を、シマウマの縞と同様に考察した研究をご紹介しています

⇒　シマウマは何故しましま？先住民族のボディペイントと共通する生存上の意外なメリットとはー最新研究

関連記事

⇒　自種の鳴き声が聞こえないカエル、なぜ鳴く？最新動物行動研究

⇒　女性がハイヒールを履く生物学的理由が判明！腰の湾曲が性的魅力高めるー最新心理学

多様な生物種を生み出す「適応放散」とは？

様々な形状をしているダーウィンフィンチの嘴は、適応放散の代表例と考えられている

ガラパゴス諸島に生息する「ダーウィンフィンチ」と呼ばれる鳥では、近縁の種が様々な形のくちばしを持っている。たとえば、太いくちばしは種子を食べるために、細いくちばしは昆虫や食べるために、といったように、くちばしはそれぞれの食べ物に最適化しているようにみえる。

このダーウィンフィンチは、ダーウィンが進化論（自然選択説）を構築する上で重要な役割を果たしたと考えられているため、彼の名がつけられている。

同一種の生物が、様々な異なる環境に住むことで、それぞれの環境に適した形質を進化させて、多様な系統に分岐していくことを適応放散と呼ぶ。

適応放散は種の多様性を生み出す原動力と考えられており、ダーウィンフィンチはその代表例とみなされている。

適応放散に関するこれまでの研究は、（適応放散した後の）すでに多様化した種を調べていた。今回、Sarah E. Bush氏らの研究では、これまでとは逆のアプローチとして、同一の集団から多様化した子孫を生み出すことに実験で成功した。（≒ 本研究では、実験によって適応放散を引き起こすことに成功した）

実験材料には、宿主ー寄生者の関係であるハトとその羽に付くシラミが用いられた。実験の概要は以下の通り。

※以下の画像はすべてSarah E. Bush氏らの論文（Host defense triggers rapid adaptive radiation in experimentally evolving parasites, CC）からの引用

ハトの羽の色と似た体色のシラミは目立たない。左図のように白い羽上では、白いシラミは隠蔽的となる。

①ペイントでシラミの体色を変えて、ハトの羽繕いによる除去効果を確かめる実験

白いハトと黒いハトに、背中にペイントで白または黒を塗ったシラミをつける実験を行った。白い羽の上では、黒い個体が目立つことがよくわかる。

ハトは口ばしで羽繕いを行い、シラミを除去する。本実験では、口ばしに特別な器具をつけて、うまく羽繕いできないようなハトを作り出した（図Fの矢印）。器具をつけられたハトでは、48時間後にも、白く塗られたシラミと黒く塗られたシラミの数は変わらなかった。しかし、器具をつけられなかったハト（＝羽繕いができるハト）では、48時間後に体色が目立つシラミの数がより少なくなっていた（図G）。つまり、口ばしによる羽繕いによって、色が目立つシラミが、目立たないシラミよりも多く除去されることがわかった。

②3色のハトにシラミを付けて、4年間（＝60世代）にわたりシラミの体色変化を追う実験

白、黒、グレー（コントロール）の3色のハトに、一羽あたり25匹のシラミを付けて、4年間（＝シラミ約60世代）にわたりシラミの体色変化を調べた。羽繕いが普通に行えるハトでは、白いハトに付いたシラミは色が劇的に明るくなった。また、黒いハトに付いたシラミは色が暗くなったが、変化はゆっくりだった。グレーのハトに付いたシラミの体色の明るさは変化しなかった（図A、B）。この結果はハトの羽の色の明るさに比例していると考えられた（図C）。さらに、グレーのハトを用いた別な実験でシラミの親世代と子世代の体色の明るさに相関がみられたことから、体色の変化は遺伝することが示唆された（図D）。

わずか4年で、シラミの体色は多様に変化した

白いハトに付いたシラミの体色の明るさについては、平均値が上がっただけでなく、ばらつきも増加していた。さらに、40世代で変化したシラミの体色の範囲は、数百万年を経て多様化したと考えられる近縁種の体色の領域にも一部到達していた。

まとめ

ハトの羽繕いによって隠蔽的なシラミの体色が選択されることで、様々な羽の色に応じて、様々な体色のシラミが急速に進化（適応放散）することが実験で示された。寄生者の多様性を生み出すメカニズムについての、新たな発見となった。

管理人チャールズの感想

生物の多様性を生み出す進化のメカニズムの一端を解明した興味深い論文でした。とてもわかりやすい実験で結果もはっきりしているので、教科書に載っていて学校で習うような模範的研究のように感じました。

関連記事　⇒　自種の鳴き声が聞こえないカエル、なぜ鳴く？最新動物行動研究

異性を匂いで判断する本能

ヒトは、好みの配偶者を見定めるとき、視覚に大きく頼っている。進化的な見方をすれば、顔の魅力にもとづいて配偶者を選ぶことは、質の高い配偶者を見つける上で有利な場合がある。たとえば、顔の魅力や顔の色が、その人の健康状態と関連していることを示した研究がある。しかし、ヒトは配偶者を選ぶとき、視覚だけではなく、嗅覚も利用している。

パートナーの匂いで、健康状態や遺伝子の相性がわかる？

ヒトは配偶者を選ぶとき、潜在的なパートナーの体臭も利用している。体臭は、潜在的なパートナーの健康状態や、遺伝子の相性（適合性）を示すシグナルになり得る。

健康については、たとえば、壊疽などの感染症や、糖尿病性ケトアシドーシスなどの病気を医者が診断するときには、患者の匂いを利用することが知られている。パートナーとの遺伝子的な相性については、主要組織適合遺伝子複合体（MHC）*が体臭に影響することが知られている。たとえば、女子学生が男子学生のTシャツの匂いをかぐ実験によって、女性が自分と異なるMHCを持つ男性（つまり自分とは異なる免疫タイプを持つ男性）の体臭を好むことが示されている。ただし近年、自分と異なるMHCを好む配偶者選択は実際には起こっていないと主張する研究もある（Winternitz et al., 2017）。
*主要組織適合遺伝子複合体（MHC）とは、病原菌への抵抗力など、免疫に関係する細胞表面のタンパク質のこと。

ヒトの体臭は、ホルモンなど様々な要因で変化する

ヒトの体臭は固定的なものではなく、食事やホルモン・月経周期など様々な要因によって変化する。たとえば、赤身の肉を食べることが、体臭の不快な匂いと関連していることを示した研究がある（ただしそれとは反対の結果を示唆する研究もある）。また、ある種のホルモンが、男性の匂いの質や魅力と関連していることを示唆する研究がある。さらに、女性の体臭に対する男性の好みは、ホルモンレベルが異なる女性の月経周期の段階によって変化することを示した研究もある。その研究では妊娠可能期間の女性の匂いの方が、男性により強く好まれた。

※ピルなどのホルモン避妊薬によって配偶者選択の好みが変化する可能性を指摘した研究もある（例えばA Alvergne et al., 2010）。

男性のホルモンは、結婚とも関連している？

ホルモンの研究では、主に女性の月経周期が注目されてきたが、男性のホルモンについての研究もある。たとえば、男性ホルモンである「テストステロン」のレベルが高い異性愛者の男性は、結婚している可能性が低いことを示した研究がある。

こうした先行研究をふまえて、本研究では、

「独り身か、パートナーがいるかによって、男性の体臭に違いがあるのではないか」という仮説を立てて、それを検証する実験を行った。

本研究の実験結果

18～35歳の異性愛者の女性82人が、18～35歳の男性91人（独り身46人、パートナーあり45人）の汗が染みこんだTシャツの匂い（＝体臭）をかいで、匂いの強さ、セクシーさ、どれくらいその匂いが好きか、など計5項目を0～6点満点で評価した。また、同じ男性の顔写真についても、その魅力や男らしさなどを0～6点で評価した。

★独り身の男性は、パートナーがいる男性よりも体臭が強いと評価された。

★女性が男性の匂いをどれくらい好きかや、匂いのセクシーさの評価については、独り身の男性とパートナーがいる男性の間で違いはみられなかった。

★独り身の男性は、パートナーがいる男性と比べて、より男らしい顔だと評価された（パートナーありの女性が評価した場合のみ。独り身の女性が評価した場合は違いがみられなかった）。

★本実験では、男性ホルモンであるテストステロン自体は測定されていないが、独り身の男性の方がテストステロンが高いことを示した過去の研究と、矛盾しない結果となった。

まとめ

独り身の男性の方が、パートナーがいる男性よりも体臭が強いことがわかり、そして、女性はその男性の匂いの違いを嗅ぎ分けられることがわかった。進化心理学的な観点からみると、匂いを嗅ぎ分けられることで、例えば子連れの既婚者への求愛を避けられるといったメリットがあるのかもしれない。

管理人チャールズの感想

独り身男性の方が匂いが強いという、興味深い研究でした。ただし、今回の実験では、単に、独り身男性の方が不衛生だから臭いだけ（笑）といった可能性も排除できないようですので、あくまで予備的な研究結果と理解するのがよいかもしれません。今後のさらなる研究が楽しみですね。

以下の記事もオススメです！

女性がハイヒールを履く生物学的理由が判明！腰の湾曲が性的魅力高めるー最新心理学

なぜ女性はハイヒールを履くのだろう？進化生物学的な観点から長年の謎が解明された。 心理学学術誌「フロンティアーズ・イン・サイコロジー」に昨年掲載されたDavid M. G. Lewis氏らの研究では、女性がハイヒールを履いた時に腰の湾曲（カ...

darwin-journal.com

2018.01.19

女性が若く見える顔の特徴・共通点が判明！最新心理学研究

若く見られるにはどうしたらいいだろう？鍵は、あなたの眉毛や目や口かもしれない。 心理学論文誌「フロンティアーズ・イン・サイコロジー」に先月掲載されたAurélie Porcheron氏らの研究によると、顔のパーツが周囲から際立っていると若く...

darwin-journal.com

2017.11.01

カップルが手をつなぐと呼吸や心拍数がシンクロ、痛みが軽減！最新科学研究

出産時に陣痛に苦しむ妻に対して、立ち会いの夫ができることは、単純に手をつなぐことかもしれない。 ネイチャーの姉妹誌「サイエンティフィック・リポーツ」に今月掲載されたPavel Goldstein氏らの研究によると、痛みにさらされている女性の...

darwin-journal.com

2017.06.27

女性は文字通りより比喩的な褒め言葉に弱い？言語進化起源の鍵、最新心理学研究！

女性を口説くのは難しい。しかし、もしかすると本棚の奥で眠っている夏目漱石や芥川龍之介の小説が男性にとって役立つかもしれない。 ネイチャーの姉妹誌「サイエンティフィック・リポーツ」に発表されたZhao Gao氏らの研究によると、女性は、文字通...

darwin-journal.com

2017.06.17

化粧の科学ー女性の顔の魅力を高める鍵はコントラストと対称性！？最新心理学研究

目の上側の化粧は顔の魅力を高めるのに、目の下側の化粧は顔の魅力をそこねる ー 最新の心理学研究で面白い結果が明らかになった。心理学論文誌「フロンティアーズ・イン・サイコロジー」に2018年12月に掲載されたA.C. Killian氏らの研究...

darwin-journal.com

2019.01.16

これは白亜紀前期のレバノンの琥珀で、生物を含む琥珀としては最古の部類だという。中に閉じ込められていた昆虫はクサカゲロウ科Chrysopidaeの一種。クサカゲロウの仲間には、幼虫がゴミのようなものを背負う習性を持つ種がいる。幼虫は肉食性でアブラムシなどを食べることから、農業上の益虫としても利用されることがある。

クサカゲロウの動画

参考動画：MDFIDF 様　「クサカゲロウ孵化」

参考動画：Kentaro Iwamoto 様「クサカゲロウ、アブラムシを食らう。」

琥珀に閉じ込められたクサカゲロウの画像

以下、琥珀に閉じ込められた昆虫の写真（The hatching mechanism of 130‐million‐year‐old insects: an association of neonates, egg shells and egg bursters in Lebanese amber Ricardo Pérez‐de la Fuente et al.  https://doi.org/10.1111/pala.12414 [cc] より引用）

↑下図で灰色に塗られた部分は卵の残骸

↑上の写真と図は卵の残骸を拡大したもの。下の写真は幼虫がふ化の際に使用したと考えられる、卵の殻を破るための器官（卵の抜け殻に付着している）を拡大したもの。

↑下図で灰色に塗られた部分は卵の残骸

再現図。色や卵の柄は、現存の種をもとに想像で描かれたもの。

ふ化時に用いたと考えられる卵の殻を破壊するための器官は、現存種が用いている器官と似ていた。そのため、このクサカゲロウのふ化メカニズムは約1億3000万年前の白亜紀初期までに確立されたと著者らは考えているという。

関連記事

⇒　奇妙な形態のカニの化石を発見、「カニとは何か」定義が揺らぐ？ー最新研究

⇒　ダーウィンフィンチで有名な適応放散、鳩の羽に付くシラミで実験的に確認ー進化生物学最新研究

⇒　自種の鳴き声が聞こえないカエル、なぜ鳴く？最新動物行動研究

心理学学術誌「フロンティアーズ・イン・サイコロジー」に昨年掲載されたDavid M. G. Lewis氏らの研究では、女性がハイヒールを履いた時に腰の湾曲（カーブ）が特定の角度（45.5度）に近づくと、男性からより魅力的と評価されることがわかった。

ヒールによって腰の湾曲の角度が変化している

（David M. G. Lewis氏らの論文 の図を改変）

ハイヒールの歴史

参考動画：The Telegraph  “The history of the heel | Fashion History”（英語のみ）

英紙「デイリー・テレグラフ」の上の解説動画によれば、ハイヒールの歴史は16～17世紀のペルシャ軍の男性にまでさかのぼれるという。戦いの際、馬具の鐙（あぶみ）に足を安定させるのにヒールが役立ったようだ。

それから17世紀に、強さや権力の象徴となったハイヒールは、ヨーロッパの身分の高い男性たちに取り入れられた。例えばフランスのルイ14世は、ハイヒールを履くことで背を10cmほど高くして、さらに宮廷の男性には底の赤いハイヒールを履くよう命令し、政治的権力を誇示したという。

ハイヒールを履くフランスのルイ14世

続いて、女性が服装を男性化しようとする試みの中でハイヒールを取れ入れた。18世紀のフランスやアメリカの革命で貴族制が否定されると、ハイヒールはすたれた。19世紀中頃までに写真やポルノが流行ったこともあり、ハイヒール人気が復活。

第2次世界大戦後の1950年代にはスティレットヒール（金属製で短剣のように頑丈で細くとがったハイヒール）が流行。マリリン・モンローは、片方のハイヒールだけを削って左右の靴の高さをアンバランスにすることでセクシーな歩き方を実現したと言われている。1960年代には、もともと子供の女性用に作られた、高さが低めのキトンヒールが流行。1970年代にはディスコの流行もあって、底の厚いヒールが現れる。1980～1990年代以降、現在に至るまで、優れたデザイナーによるハイヒールへの人気は続いている。

なぜ女性はハイヒールを履く？―長年の謎

女性がハイヒールを履く理由については、これまでにさまざまな仮説が考えられてきた。

例えば、

★メディアによってハイヒールが性的なものと結び付けられている、という仮説

★ハイヒールを履くと歩き方が男性にとってより魅力的に映る、という仮説

などがあるが、はっきりとした理由はいまだにわかっていない。

ハイヒールの新しい仮説：腰の湾曲の角度と性的魅力

David M. G. Lewis氏らの論文 (2015) の図を引用

2015年に発表されたDavid M. G. Lewis氏らの研究では、女性の腰の湾曲の角度が45.5°の時に最も男性から魅力的だと評価されることがわかった。

45.5°という角度は、女性の妊娠時の適切な姿勢・重心や、背骨の損傷を防ぐことと関連していると考えられている。

また未発表の最新研究によると、魅力的な男性の前では、女性の腰の湾曲の角度が大きくなるとの結果も得られているという。

ハイヒールは腰の湾曲の角度を変えて性的魅力を高める！

David M. G. Lewis氏らの研究では、冒頭のような2枚の写真を男性が比較して魅力を評価してもらう実験を行った。

この実験では、

★ハイヒールそのものを写真から除外

★写真を加工して足の長さや身長の影響も排除

★写真のため、ハイヒールによる歩き方の変化は無視できる

実験の結果、腰の湾曲の角度が45.5度近くに変化した時にのみ、ハイヒールを履いた女性がより魅力的だと判定された。

そのため本研究によって、女性がハイヒールを履く生物学的な理由の1つは、腰の湾曲の角度が変わることで性的魅力が高まるからだと言えるだろう。

管理人チャールズの感想

女性のファッションについて生物学的に考察した研究でした。ハイヒールを履くことで性的魅力は高まるようですが、一方で、足や腰に無理な負担がかかったり、転倒のリスクが増したりとデメリットもありえるように思いますので、ハイヒールを履かれる際はご注意下さいね！

男女や顔に関する心理学研究などは以下の記事でも取り上げています。 

女性が若く見える顔の特徴・共通点が判明！最新心理学研究

若く見られるにはどうしたらいいだろう？鍵は、あなたの眉毛や目や口かもしれない。 心理学論文誌「フロンティアーズ・イン・サイコロジー」に先月掲載されたAurélie Porcheron氏らの研究によると、顔のパーツが周囲から際立っていると若く...

darwin-journal.com

2017.11.01

女性は文字通りより比喩的な褒め言葉に弱い？言語進化起源の鍵、最新心理学研究！

女性を口説くのは難しい。しかし、もしかすると本棚の奥で眠っている夏目漱石や芥川龍之介の小説が男性にとって役立つかもしれない。 ネイチャーの姉妹誌「サイエンティフィック・リポーツ」に発表されたZhao Gao氏らの研究によると、女性は、文字通...

darwin-journal.com

2017.06.17

化粧の科学ー女性の顔の魅力を高める鍵はコントラストと対称性！？最新心理学研究

目の上側の化粧は顔の魅力を高めるのに、目の下側の化粧は顔の魅力をそこねる ー 最新の心理学研究で面白い結果が明らかになった。心理学論文誌「フロンティアーズ・イン・サイコロジー」に2018年12月に掲載されたA.C. Killian氏らの研究...

darwin-journal.com

2019.01.16

独り身の男は匂う！？82人の女性が男性の体臭をかぐ実験で判明、最新心理学研究

女性は男性の匂いによって、彼女がいるか、それとも独り身なのかを区別できるのかもしれない。心理学論文誌「フロンティアーズ・イン・サイコロジー」に2019年2月に掲載されたMehmet K. Mahmut氏らの論文によれば、女性が男性のTシャツ...

darwin-journal.com

2019.04.02

あなたの顔に一瞬現れる「微表情」からAIが本音の感情を読み取る！？ー最新心理学研究

顔の「微表情」とは、無意識のうちに本音の感情がかすかに一瞬現れるもので、怒りや喜び・悲しみなどの感情が読み取れるという。この微表情を人工知能で自動分析しようとする試みが、近年注目されている。セキュリティ分野や臨床診断、法廷での科学捜査など様...

darwin-journal.com

2019.03.01

当記事ではその中からオンラインで無料閲覧できる2017年話題になった生物学関係の研究論文を10本ご紹介します。

第63位　3Dプリンターで作った人工卵巣でマウスが出産に成功

参考動画：Newsyによる本研究の報道（英語）
3Dプリンターによってすでに耳や腎臓などの作成が試みられています。
本研究では3Dプリンターで作られた人工卵巣がマウスの体内で機能することが確認されました

今後はヒトの不妊治療などへの応用も期待されます。

※2019年にはイスラエルの研究チームが3Dプリンタで人工心臓の作成に成功しています。

⇒  3Dプリンタで人工心臓の作成に成功、患者自身の細胞などを素材にー最新研究

卵子についての研究は次の記事でも触れています。

⇒ 「卵子の数は決まっている」との定説覆す新発見、卵巣の幹細胞で不妊治療の将来に光明かー最新研究

第24位　プラスチックを分解するガの幼虫を発見

参考動画：Newsyによる本研究の報道（英語）
環境への負荷が懸念されているプラスチックですが、レジ袋などに使われるポリエチレンを分解できるガの幼虫が発見されました。本研究の知見が今後プラスチックごみ問題などに応用できる可能性も期待されます。
※2019年の研究では、イルカ・クジラ・アザラシなどの体内でマイクロプラスチックが発見されています。

⇒　マイクロプラスチックを海洋哺乳類の体内で発見、調査した全個体でー英最新研究

第17位　インスタグラムの投稿写真からAIがうつ病を診断

参考動画：Newsyによる本研究の報道（英語）

写真や動画を共有するSNS「インスタグラム」への投稿写真から投稿者がうつ病かどうかを、人工知能（AI）プログラムが人間の一般開業医よりも高い精度で診断できたと発表されました。

うつ病の人は例えば、より暗くて青色・灰色が強い写真を投稿する傾向があったようです。

本研究の成果は今後うつ病などの早期発見に役立つことが期待されます。

※うつ病やAI関連の研究については以下の記事でも取り上げています。

⇒  うつ病は脳の構造を変えるー大規模調査で判明、最新脳科学研究

⇒　あなたの顔に一瞬現れる「微表情」からAIが本音の感情を読み取る！？ー最新心理学研究

第15位　がんの原因となる遺伝子変異の3分の2はDNAの複製エラーに起因

参考動画：論文の著者Tomasetti氏らが、がんの原因に関する本研究の成果をわかりやすく解説しています（英語）

がんの原因となる遺伝子変異を引き起こす要因は３つ（環境要因、遺伝要因、細胞分裂時のDNA複製エラー）ありますが、変異の3分の2はDNAの複製エラーに起因していたようです。

DNAの複製エラーは不運としか言えないため、著者らはがん予防の自助努力をしたにも関わらずがんになってしまった患者の方々は罪悪感を感じるべきではないと主張しています。

※ナノテクノロジーを用いた新しい治療法の可能性については次の記事でも触れています。

⇒ 体内で極小ナノロボットが活躍！動画で最新医療ナノテクノロジーの応用例を紹介

第10位　人工子宮で羊の胎児を育てることに成功

参考動画：Tech Insiderによる本研究の報道（英語）

本研究では 「バイオバッグ」と呼ばれるポリエチレンの袋で、羊の胎児を育てることに成功したと発表。将来的にはヒトの早産児への応用を目指しているようです。

※早産児に関連する研究については次の記事でも取り上げています。

⇒ 人工知能AIで早産児の脳の発達度を評価、脳波を測定して自動分析ー最新研究

第8位　羽に覆われた恐竜のしっぽを琥珀中で発見

参考動画:National Geographicが本論文の琥珀画像などを取り上げています（英語）

この恐竜の羽毛は立体構造まで保存されており、羽毛の進化についての理解が深まることが期待されます。

※化石に関連する研究については以下の記事でも取り上げています。

⇒  卵からふ化直後に琥珀に閉じ込められた1億3千万年前の昆虫を発見！古生物学最新研究

⇒ 奇妙な形態のカニの化石を発見、「カニとは何か」定義が揺らぐ？ー最新研究

第7位　子供や若者の肥満が過去40年で10倍に増加

参考動画：VOA Newsによる本研究の報道（英語）

世界保健機関（WHO）などが、世界200カ国から1億人以上の身長と体重のデータを分析した結果を発表。肥満の増加傾向に対し、ジャンクフードへの課税や健康的な食事の推進など対策を呼びかけています。

※近年、ヒトの腸内細菌などの共生微生物（マイクロバイオーム）が肥満と関連していることを示す研究もあります。

⇒　驚異のヒト体内共生微生物、健康のためにあなたが知るべき5つの事実ーマイクロバイオームとは？

その他ダイエットに関連して次のような研究も発表されています。

⇒　朝食を食べることはダイエットには役立たない可能性、最新研究が示唆

⇒  「悪い脂肪」は「良い脂肪」に変わる！？脂肪細胞の新発見で肥満治療に期待

第6位　ドイツの自然保護区の飛行昆虫が約30年で4分の1以下に減少

参考動画：Atlanta Journal-Constitutionによる本研究の報道（英語）

世界的な昆虫の減少が科学者らの関心を集めています。昆虫は送粉者あるいは鳥や他の動物の食料などとして食物網において重要な役割を果たしており、生態系への影響が懸念されています。

※2019年にも世界的な昆虫の減少を報告した論文が注目を集めています。

⇒　2019年前半に話題になった生物学などの最新論文ニュースまとめ12選

第4位　ヒト胚にCRISPR遺伝子編集を用いて遺伝病の原因遺伝子を修正

参考動画：Al Jazeera Englishによる本研究の報道（英語）

本研究では、ヒトの受精卵にCRISPRゲノム編集を用いて、遺伝性心筋症の原因となる遺伝子変異を除去したと発表。倫理的問題を含めて議論が巻き起こっています。

※ゲノム編集・CRISPRの概要や応用例については、以下の記事でも解説しています。

⇒ ゲノム編集・CRISPRとは？図や動画でわかりやすく簡単に原理・応用例や倫理的問題を解説

⇒ 世界初の遺伝子編集ベビーを誕生させた中国研究者、自ら語る【動画】

⇒ 遺伝子ドライブとは？原理・メカニズムの要点を簡潔に解説（動画・図説あり）

第1位　脂肪や炭水化物の摂取と心臓血管疾患・死亡率との関連についての調査結果

世界18カ国から35～70歳の10万人以上の食生活について大規模に調べた結果、次のようなことなどがわかりました。

★炭水化物の摂取量が高いことは高い死亡リスクと関連

★脂肪の摂取量が高いことは低い死亡リスクと関連

★飽和脂肪の摂取量が高いことは、低い脳卒中リスクと関連

論文の著者らは、炭水化物や脂肪について従来の食事ガイドラインを見直すべきと主張しています。

※この論文自体の問題点や論文解釈の注意点などについて詳しく指摘しているサイトもありましたのでリンクを載せておきます。

※2018年には、この研究結果とは違って「炭水化物の摂取量はほどほどがよい」との研究がThe Lancet Public Healthに発表され、話題となりました。詳細は下のリンクから2018年のまとめをご覧ください。

2018年のまとめはこちら！

⇒　2018年に話題になった生物学などの論文ニュースまとめ10選