海中の岩に張り付いて、ぼんやりと一生を過ごしているように見えるウニは、目も耳も脳も持たない単純な生物と考えられてきた。ところが最近、ウニは実は体全体が一つの巨大な脳のように機能していることが明らかになった。
ドイツ・ベルリン自然史博物館とイタリア・アントン・ドーン海洋生物学研究所などで構成される国際共同研究チームは、ウニの神経系が脊椎動物の脳と類似した特徴を持つとする研究結果を、11月5日付で国際学術誌「サイエンス・アドバンシズ（Science Advances）」に発表した（doi: 10.1126/sciadv.adx7753）。
研究チームが注目したのは、ウニの「変身」だ。ウニは幼生期には自由に泳ぎ、人間のような左右対称の構造を持つ。しかし海底に定着して成体になると、ヒトデのように中心から五方向に伸びる「五放射相称」の形態へと変化する。研究チームは、同一のゲノムを持つウニがどのようにしてこれほど異なる二つの体の構造を作り出すのか、その背景に着目した。
研究チームは、ムラサキウニ（Paracentrotus lividus）が成体へと変態した直後の細胞を分析した。ウニの遺伝子を染色し、どの遺伝子がどの細胞で働いているのかを地図化したのである。その結果、他の動物で胴体形成に関与する遺伝子は、ウニでは消化管など一部の器官に限って活性化していた。一方、脊椎動物の脳の発達に関与する遺伝子は、ウニの体表および神経系全体にわたって広く発現していた。
さらに驚くべきことに、神経細胞の多様性が確認された。研究チームは、ウニの体内で数百万種類に及ぶ異なる神経細胞のタイプを発見した。これらの神経細胞は、ドーパミンやセロトニンといった神経伝達物質を用いており、これは脊椎動物の脳で使われる物質と同じである。
中央に脳を持たないにもかかわらず、ウニはなぜこれほど複雑な神経系を持つことができるのか。研究チームは、ウニの神経系は単純な神経網ではなく、体全体にわたって統合的に機能する「脳類似システム」だと説明する。ウニの体全体が、事実上、脊椎動物の脳と似た遺伝的特性を備えているというわけだ。
今回の発見は、複雑な神経系が必ずしも中央集権的な脳を必要としないことを示している。論文の著者であるドイツ・ベルリン自然史博物館の研究員、ジャック・ウーリヒ＝リュッター氏は、「伝統的な意味での中枢神経系を持たない動物でも、脳に類似した構造を発達させることができることを示している」とし、「複雑な神経系の進化に対する従来の見方を根本から覆す結果だ」と述べた。
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