鳥類の脳は哺乳類より小さいが、高度な認知機能や優れた知能を持つことがわかっている。それはいったいなぜなのか？
最新の研究によると、高度な認知機能を司る「外套（がいとう）」と呼ばれる脳の領域が、全く異なった進化を経て発達したことが明らかとなった。
それぞれ別々の進化をたどって発達した外套だが、その機能はとても良く似ている。これが意味するのは、両者の脳が「収斂進化（しゅうれんしんか）」の事例の1つではないかということだ。
鳥類と哺乳類の脳は同じ進化をたどったのか？
人間ならではの高度な認知能力は、「大脳新皮質」という部分が司っている。これは「大脳基底核（だいのうきていかく）［https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%A7%E8%84%B3%E5%9F%BA%E5%BA%95%E6%A0%B8］」をすっぽりとおおっており、それがまるでコートを羽織っているかのようであることから、解剖学では「外套（がいとう）」とも呼ばれる。
一方、鳥もまた高度な認知機能を持つことで知られている。とりわけカラスは驚くほど賢く、道具を使いこなし、統計的なデータに基づき推測し、20年近く前のことも覚えていられる。
これまで、認知能力を支える外套は、哺乳類、鳥類、爬虫類と、どの動物にもあるため、共通の祖先から進化したものだと思われていた。
複雑さのレベルでは動物によって違いがあるが、その構造や神経細胞は根本的には同じだと考えられていたのだ。
実際、過去の研究では、「興奮性ニューロン」や「抑制性ニューロン」は共通しており、それらの結合パターンも同じであることが示されてきた。
鳥類の脳の外套は哺乳類のものとは異なる形で進化していた
だが、スペイン・バスク地方の研究機関「アチュカロ・バスク神経科学センター」のフェルナンド・ガルシア=モレノ博士とエネリツ・ルエダ=アラーニャ氏が率いる研究チームが、最新技術を使って調べたところ、意外な事実が明らかになった。
外套部の機能は似ているものの、それが発生する機構や神経細胞の分子的特徴が異なっていたのだ。
つまり、それぞれ独自の進化によって発達したものであることを示している。
そこで研究チームは、空間トランスクリプトーム解析と数学モデリングによって、鳥類と哺乳類の脳内を調べた。
その結果、両者の外套は同じような機能を担っていながらも、胚の発達期における神経回路の形成が根本的に異なることが明らかになったのだ。
鳥類と哺乳類とでは、ニューロンが誕生する場所もタイミングも違う。
さらに感覚処理を担うニューロンが、それぞれ異なる遺伝子セットによって作られていることも判明した。
こうした根本的な違いは、両者の外套が同じ共通祖先から受け継いだものではないことを告げている。
収斂進化の可能性も
ガルシア=モレノ氏は、ニュースリリース［https://www.eurekalert.org/news-releases/1073454］で次のように語る。
細胞の同一性を確立するために使用される遺伝的ツールは種によって異なります。それぞれが新しく、独自の細胞型を示しているのです（ガルシア=モレノ氏）
にもかかわらず、両者の脳はよく似ている。
つまり、鳥類と哺乳類の外套は、それぞれが独自の進化をたどりながらも、同じような神経回路に辿り着いたということだ。
こうした異なる系統の生物が同じ特徴を獲得することを「収斂進化（しゅうれんしんか）」という。
ガルシア=モレノ氏らは、こうした鳥類と哺乳類の違いをさらに追求している。
鳥類の脳を構成する細胞の種類を調べて分布マップを作り、これを哺乳類や爬虫類のものと比べてみたのだ。
すると、そこには鳥類とほかの動物で共通するニューロンとしないニューロンがあることがわかった。
共通するのは「抑制性ニューロン」だ。鳥類は何億年にもわたり、ほかの脊椎動物に存在するほとんどの抑制性ニューロンを持ち続けてきた。
一方、独自の進化を遂げてきたと考えられるのが、外套で情報の伝達を担う「興奮性ニューロン」だ。
鳥類の脳において、ほんの一部ではあるが、哺乳類の脳にある前障や海馬などと同じ遺伝的特徴を持つニューロンもあった。
これらは古い起源を持ち、種の垣根をこえて共有されていると推測される。
だが、ほとんどの興奮性ニューロンは、新しいもので、それぞれの種で異なる形の進化を遂げたものだったのだ。
進化は柔軟にさまざまな道筋で解決策を見つけ出す
ガルシア=モレノ氏によれば、今回の発見は、進化が非常に柔軟なものであることを伝えているという。
何か問題がある時、その解決策は1つとは限らない。そこへいたるまでのルートが複数あってもいい。そしてその結果が似たものになることもある。
この研究は、複雑な脳を構築するため、進化がいくつもの解決策を見出してきたことを示しています（ガルシア=モレノ氏）
鳥は鳥で、哺乳類は哺乳類で、それぞれ独自に脳の神経回路を作り出してきた。だが最終的に出来上がったそれは、どちらも高度に洗練されたものだ。
こうした異なる遺伝子が特定の神経細胞型を生み出す基礎的な仕組みを解明することは、脳の機能の根本的な解明につながると、ガルシア＝モレノ氏は話す。
その機能を本当の意味で理解するには、脳の形成を胚の発生段階と進化史の両面から解明していくしかありません（ガルシア=モレノ氏）
この研究は『Science［https://www.science.org/doi/10.1126/science.adp3411］』（2025年2月14日付）に掲載された。
References: Birds have developed complex brains independe | EurekAlert!［https://www.eurekalert.org/news-releases/1073454］
本記事は、海外の情報をもとに、日本の読者向けにわかりやすく再構成し、独自の視点で編集したものです。
