カメレオンの七変化、秘密は皮膚の小さな結晶

細胞に組み込まれた結晶を駆使し、求愛や体温調節も

2015.03.13
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マダガスカルで撮影されたオスのパンサーカメレオン(学名:Furcifer pardalis)。(Photograph by Michel C. Milinkovitch, www.lanevol.org)

 カメレオンの皮膚にはとても小さな結晶を含んだ細胞の層があり、この細胞の伸縮によって体の色を変化させていることがわかった。スイス、ジュネーブ大学の研究チームが、10日付け英科学誌『ネイチャー・コミュニケーションズ』に発表した。

 研究チームが調べたのは、パンサーカメレオン(学名:Furcifer pardalis)の皮膚構造。このカメレオンの皮膚には、微小結晶入りの細胞でできた2つの層があるという。

 2つの層を作っている細胞は虹色素胞といい、このうち体表に近い1層目が完全に発達しているのはオスの成体だけだ。色とりどりの体をメスに見せてアピールするためである。カメレオンがリラックスしている時、結晶は密に並んでおり、青色の光を反射する。それが皮膚にある黄色の色素と結びついて、体が緑色に見えるわけだ。逆に、細胞が引き伸ばされると結晶同士の間隔が広がるため、現れる色は黄色から赤の範囲になる。

 下層にあたる2層目は、どのカメレオンにもある。同じく虹色素胞でできているが、反射する光のスペクトルは1層目よりも広く、特に近赤外線を反射する。目には見えないが、熱として感じる波長に近い光だ。

 研究チームは、この2層目の働きが変温動物であるカメレオンの体温調節に役立っているのではないかと推測する。一方、体表に近い1層目は、敵から身を守るためのカムフラージュと、求愛のための体色変化に関わっているとみられる。

別のオスを目にして体の色を変える、オスのパンサーカメレオンの早送り映像。変化前の写真(画面右下)と比べると色の変化がよくわかる。

結晶にいくつもの働き

 今回の研究では、カメレオンの皮膚に結晶を含む細胞の層が2層存在し、それぞれ異なった役割を果たしているらしいことが初めて明らかになった。

 論文の著者の1人で、ジュネーブ大学の進化遺伝学者ミシェル・ミリンコビッチ氏は、「各層の用途の違いは、カメレオンの持つ結晶が少なくとも2つ、おそらくは3つの役割をこなせるように進化してきたことを示しています。すなわち、カムフラージュする、メスの気を引く、そして過剰な太陽光を遮断する働きです」と説明する。

色素を持つか、結晶構造を持つか

 自然界の生物が何らかの色を持つ方法は、突き詰めると2つしかない。色素を使うか、光を反射する結晶構造を持つかだ。後者は構造色と呼ばれ、チョウの羽、甲虫類、魚のうろこ、羽毛などの色鮮やかな輝きのもとになっている。イカやタコなど頭足類もこうした構造色の助けを借りている。海中で周囲の環境に合わせて体の色や形を変える頭足類は、カムフラージュの王様といっていい。

 色素は色あせることもあるが、構造色の場合は、皮膚の中にある結晶が壊されない限り光沢が持続する。

 ミリンコビッチ氏らのチームは、カメレオンが色を変えるとき結晶を含む細胞を調整していることを実証できたとしながらも、その仕組みはまだはっきりわからないと付け加えた。彼らの次の目標は、カメレオンがフォトニック結晶をコントロールする仕組みの解明だ。

文=Nadia Drake/訳=高野夏美

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