クジラの体の大きさに比べて、骨盤の骨は特に小さくなっています。 たとえば、シロナガスクジラは、バスのサイズと同じ長さで最大100フィートまで成長できますが、骨盤の骨の長さは1フィート程度です。 長い間、科学者たちは、骨は非常に小さいと考えていました。なぜなら、それらは痕跡であり、かつて地上を歩いていた祖先の縮んだ進化の名残だからです。
しかし今、科学者たちは、小さな骨が実際にクジラの繁殖に大きな役割を果たす可能性があることを発見しました。 クジラは、イルカも含む鯨類と呼ばれる海に生息する哺乳類のグループに属しています。 数百のクジラとイルカの骨盤の骨と生殖器および交尾様式を比較すると、研究者は、より無差別な種の男性のペニスが大きく、骨盤の骨が大きいことを発見しました。 骨が大きいほど、水中で交尾するというロジスティックに困難な課題に取り組む一方で、クジラはより操縦しやすくなります、とチームはジャーナルEvolutionでの出版が認められた研究に書いています。
「一般的な信念に反して、これらは痕跡構造ではありません。 それらには機能があります。 その機能は繁殖であり、性選択に応じて進化しました」と、ロサンゼルス郡自然史博物館の論文およびコレクションマネージャーの共著者であるジムダインズは述べています。
人間や他の陸生哺乳類には、後肢を固定して歩き回るために大きな骨盤の骨が必要です。 したがって、骨は脊椎の基部と脚の骨の上部に接続されます。 クジラでは、骨盤の骨はスケルトンのどの部分にも付着していません。筋肉に埋め込まれているだけです。 そのため、ほとんどの研究者は、孤立した骨は進化の目的に役立たないと考えました。
「関数を想像できないからといって、それが機能しないというわけではありません。 ワシントンDCにあるスミソニアン国立自然史博物館の古生物学者で、この研究に関係していなかったニックペンソンは指摘します。
Dinesと彼のチームは、より良い答えを探し始めました。 鯨類の骨盤骨は、坐骨海綿体筋と呼ばれる筋肉群に付着します。これはほとんどの哺乳類で生殖器にも付着します。 げっ歯類の研究では、これらの筋肉をクリップすると、男性がペニスをコントロールできなくなることが示されています。 また、クジラ類の種の間には骨盤の骨の多様性が多く、それがチームの興味をそそりました。 「密接に関連した種の間にも非常に多くの違いがあり、本当にクールなことが起こっていることは明らかでした」とDinesは言います。
チームが調べた種の中には、上の図に描かれているバンドウイルカ（ Tursiops truncatus ）があります：画像Bは筋肉が骨盤骨に接続する方法を示し、画像CとDは動物の骨盤骨とrib骨の3Dモデルです。それぞれ。 （Dines et al./Evolution） LAの博物館コレクションとDCのスミソニアン美術館から多くを集め、Dinesは29種の130頭の鯨類の骨盤の骨を追跡しました。 彼は、標本の約90パーセントが、漁網に引っかかったクジラやイルカの浜辺の鯨類と混獲から来たと推定しています。
ただし、骨を測定するだけでは、複雑な違いを十分に明らかにすることはできません。 「[骨]を定規に置くことができますが、これらの骨は曲線で、奇妙な形をしています。 そうした場合、大量の情報を失うことになります」と、南カリフォルニア大学ロサンゼルス校の進化生物学者である研究の共著者であるマット・ディーンは述べています。 代わりに、科学者はレーザースキャナーを使用して、すべての骨の3次元モデルを作成し、その差を統計的に測定しました。
Dean、Dines、およびその同僚は、骨サンプルのレーザースキャンを行い、左上の図のような骨の3Dモデルを作成しました。 一方、右側の円は、その骨の断面を表しています。 分析のために、彼らは目で見えないランドマークに焦点を合わせ、種全体でこれらの点（緑色）の違いを探しました。 （Dines et al./Evolution） 嵌合スタイルは明らかに数字を付けるのが難しいです。 研究は、より大きな精巣を持つ男性がより多くのパートナーと交尾する種から来ることを示しました。 交尾する雌が多いほど、必要な精子が増えます。 研究者と捕鯨業界の記録のおかげで、クジラの精巣のサイズ、陰茎のサイズ、および体のサイズに関する多くのデータがさまざまな種で利用可能であり、その一部は1920年代に遡ります。
このすべてのデータを比較して、研究者は、（test丸のサイズに基づく）乱交と骨盤の骨のサイズとの関連を含むいくつかの傾向を見つけました。 これが偽陽性ではないことを確認するために、彼らはrib骨に対して同じレーザースキャンと分析を実行しました。当然、test丸や陰茎のサイズとの相関はありませんでした。 そして、クジラ科の家系図を見ると、種が分岐してより無差別になったときに、骨盤の骨の形がそれに応じて変化しました。
性的選択の効果を感じるために、より大きな、またはより独特な形の骨盤骨を持つ鯨類は、野生で明確な利点を持たなければなりませんでした。 「クジラの雄はペニスがとても器用です。 彼らは水中で交尾しているので、そうでなければならないのだと思います」とディーンは言います。 より無差別な種も、体の大きさに比べてペニスが長くなりました。 ペニスが大きくなると、接続する筋肉が大きくなるため、ペニスを制御するのに必要な骨盤の骨も大きくなります。
スペクトルの一端には、一夫一婦制の川のイルカであるフランシスカーナ （ Pontoporia blainvillei ）があります。 それは彼らが調べた鯨類の中で最小のtest丸と最小の骨盤骨を持っています。 最も無差別な種であるセミクジラ（ Eubalaena glacialis ）は、骨盤の骨と精巣が最大で、1トン程度の重量があります。 「繁殖期の間、オスのセミクジラは体内にフォルクスワーゲンのバグに匹敵して泳ぎます」とディーンは言います。
右のクジラ（左の写真）のような無差別なクジラは骨盤の骨が大きく、一方、フランシスカーナ川のイルカ（右）のように一夫一婦制を行う種の骨盤の骨は小さかった。 （左：FlickrユーザーSmitty提供。右：Alcide Dessalines d'Orbigny / Wikimedia Commons） 野外での遺伝学的研究とまれな観察の両方から、メスのセミクジラは複数のオスと、時には同時に交尾することが示唆されています。 そのような状況では、どれほど大きな器用さが役立つか想像するのは簡単です。
「さまざまな種類の選択が常にすべての生物に作用している可能性が高いため、すべてのクジラの骨盤の解剖学に性的選択の明確なシグナルがあることを知ることは素晴らしいことです」とピエンソンは言います。
研究者たちは、女性でも同様の傾向を発見しました。女性は、より無差別な種でより大きな骨盤の骨を持っていました。 ディーンは2つの可能な説明を危険にさらします。それは、男性の性的選択からの繰り越し、または同じ筋肉によって制御される女性生殖器で何かが起こっている可能性があります。 「クリトリスとペニスは同じものです」とディーンは言います。 「これらの女性は、交尾中に男性をサンプリングすることを理解していない奇妙な方法でクリトリスを動かしている可能性があります。 彼らが何をしているのか誰が知っていますか。」
これを野外でテストすることはほとんど不可能です。今のところ、水中でセックスをしているX線クジラが解剖学の内部の働きを明らかにする方法はありません。 この時点で研究者ができることはすべて推測です。 それまでの間、この研究で使用された技術は、今後のクジラの標本の研究方法に影響を及ぼします。 科学者は同じレーザースキャン技術を使用して、分析用のデジタルコピーを作成したり、クジラの骨盤を3Dプリントしたりすることさえできました。
「私にとっては、このような標本を作成するためのより便利な方法であり、世界中の他の研究者にとって非常にまれであるか貴重なものになります」とDines氏は言います。
