研究者らの報告によると、2023年に発生した未曾有の熱波と干ばつにより、アマゾンの湖は煮えたぎる浅い水たまりと化した。水温が40℃を超える湖もあり、水位は記録的な低さにまで落ち込んだという。極端な高温になった結果、人里離れた川沿いのコミュニティは孤立し、魚類や絶滅危惧種のアマゾンカワイルカは大量死するなど、さまざまな影響が出た。この研究結果によって、監視が不十分なアマゾンの湖や川において憂慮すべき温暖化傾向がみられることが確かめられ、熱帯淡水生態系に対する気候変動の影響が世界中でますます深刻化するであろうことが示唆された。「本研究では2023年のデータを示しているが、2024年9月と10月にもアマゾン中央部で極端な干ばつが発生し、2023年と同様の水文・気象条件により、新記録を更新する低水位と深刻な湖水の温暖化が報告されている」と、Ayan Fleischmannらは述べている。世界中の水生生態系で温暖化が急速に進んでいる。こうした水温上昇は進行中の気候変動のもとで今後も続き、湖の熱波がさらに頻度や深刻さを増すと予測される。湖は気候変動の指標だと考えられているが、これまでほとんどの研究は温帯地域に注目してきた。アマゾンにあるような熱帯の湖は、激しい温暖化に対して非常に脆弱であるにもかかわらず、依然として研究や監視が十分に行われていない。 今回、Ayan Fleischmannらは、2023年の干ばつ中にアマゾン中央部にある10の湖で水温を測定し、その分析結果を示している。Fleishmannらは衛星データと水力学モデルも利用して、激しい干ばつと熱波が水温を劇的に上昇させる様子を示した。その研究結果によれば、10の湖のうち5つの湖で日中の水温が極めて高く、37℃を超えた。特に、テフェ湖では水深2メートルまでの浅水域で、水温が最高で41℃（一般的な温泉よりも高い温度）に達した。著者らによると、アマゾンの湖において極端な低水位、強い太陽熱、弱い風、高い濁度が重なったことで、深刻な湖の熱波が発生するのに理想的な条件がそろったという。この研究結果は、気温そのものよりも、低い風速が極端な温暖化の最も重要な要因であった可能性が高いことを示唆している。風がほとんどないため、蒸発と夜間冷却による熱損失が減少し、強烈な日差しと晴天が続くなかで湖の水温は次第に上昇していったのである。さらに著者らは、アマゾンの湖が世界平均を上回るペースで温暖化しており、過去30年ほどの間に10年あたり約0.3〜0.8℃上昇したことを示している。この地域にある湖の多くは2024年の干ばつによって劇的に縮小し、テフェ湖は面積が75%、バダホス湖は90%も縮小した。

新しい研究により、オオムギのMKK3遺伝子の変異が種子休眠を微調整して、休眠状態を継続するか、早期発芽するかを決める仕組みが明らかになった。この研究結果から、育種家は、気候条件が変化する中で種子休眠と作物の耐性のバランスを取るための新たな遺伝子ツールを得ることができた。農業は改良された特徴を持つ作物を意図的に選択することで発展してきた。とりわけ穀物における選択の際の重要な特徴の一つは、種子が発芽可能となるまでの期間、つまり、種子休眠である。野生穀物の場合、種子休眠のおかげで植物は予測不可能な状況でも確実に生き延びることができる。栽培穀物の場合、栽培化の際に迅速で均一な作物の定着と収量の増加を可能にすべく、人間による選択で休眠期間は短縮した。しかし、休眠期間の短縮でオオムギのような現代の穀物では穂発芽（PHS）が発生しやすくもなる。つまり暖かく湿った気候で穀物が早期に発芽してしまい、大きな農業損失につながる可能性がある。地球の気温が上昇し、極端な気候が頻発するようになるにつれ、PHSとそれに関連する作物損失の発生は増える可能性が高い。 種子休眠は世界の食糧安全保障にとって重要にあるにもかかわらず、この特徴の根底にある進化と分子機構は依然として不明点が多い。これまでの研究で、Mitogen-activated protein kinase kinase 3（MKK3）遺伝子の変異が種子休眠の調整に重要な役割を果たしていることが示されている。Morten Jøgensenらは、野生及び栽培オオムギにおけるMKK3の遺伝子変異を調査し、MKK3蛋白質のわずかなアミノ酸変化が休眠とPHS耐性に大きな違いをもたらすことを発見した。詳細な遺伝子及び分子解析により、栽培オオムギは、その野生の祖先とは異なり、MKK3遺伝子のコピーを多数持っていることが多く、このコピー数多型とキナーゼ活性を変化させるアミノ酸変化が組み合わさって、オオムギの種子休眠を微調整していることが判明した。その研究結果によると、地域の気候や農業慣行に応じて、世界各地で異なるMKK3ハプロタイプが進化したという。例えば、麦芽製造やビール醸造で低休眠性のオオムギが好まれるヨーロッパ北部では過剰に活性化した変異体が出現し、東アジアといった湿度の高いモンスーン地帯ではPHSを防ぐために休眠性の強いタイプが存続している。何らかの用途や生育条件内で生産性と品質を向上させるということで、特定のMKK3ハプロタイプが地域ごとに突出するようになった。しかしそれらの遺伝的複雑性は、従来の交雑育種にとって課題となっている。Jørgensenらは、このことは、現代の遺伝子型に導入すれば、変動する気候条件で持続可能で耐性のある作物の成長を促進できる変異体を特定する際のパンゲノムアプローチの価値を例証していると述べている。

生命の進化の歴史をひも解くうえで、ゲノム情報は重要な手掛かりとなります。特定の遺伝子配列や変異の有無を調べることで、種が分岐した順序を推定するヒントが得られます。しかし、数億年前の進化イベントを正確に描き出すのは、最先端の手法をもってしても容易ではありません。この難題に対し、沖縄科学技術大学院大学（OIST）の研究チームは、「動く遺伝子」とも呼ばれるトランスポゾン（転移因子）を活用してシロアリの系統樹を再構築し、太古の進化の謎を解く新たな手法を示しました。この成果は、科学誌『Current Biology』に掲載されました。