カギムシが粘液を網のように噴射する方法を解明

原始的な生物の高度なテクニックとは

2015.03.20
  • このエントリーをはてなブックマークに追加
カギムシは体の筋肉ではなく伸縮する粘液腺を使って粘液を飛ばしていた(ニュージーランドの資料写真)。(Photograph by FLPA, ALAMY)
カギムシは体の筋肉ではなく伸縮する粘液腺を使って粘液を飛ばしていた(ニュージーランドの資料写真)。(Photograph by FLPA, ALAMY)
[画像のクリックで拡大表示]

 イモムシに似た無脊椎動物のカギムシは、長い触角とマンガのような顔つきが特長だが、それでなくてもかなり変わった生き物だ。カギムシの本「Horseshoe Crabs and Velvet Worms」を執筆したリチャード・フォーティ氏は、「体全体が輪を長く連ねたような形をしており、どこかミシュランタイヤのマスコット人形を思わせます」と説明する。

 太古の昔から地球上に存在し、粘液(スライム)をジェット噴射させて獲物を捕らえるという珍しい能力を持つ。

 触角のすぐ下には対になった粘液の分泌腺があり、そこからベトベトした乳白色の粘液が勢いよく飛び出す。粘液は網のように獲物を覆い、相手の身動きが取れなくなったところで捕食する。

 カギムシは100年以上研究されてきたが、どのように粘液を飛ばしているのかはこれまで知られていなかった。

 カギムシは、庭に水をまくように粘液を超高速で左右に振動させながら飛ばす。自然界では珍しい現象だ。

 体液を飛ばしたり吐き出したりする生物の多くは、例えばテッポウウオのように、一直線にしか飛ばせられない。ドクハキコブラやヤマシログモ科のクモなど、振り子のように揺れながら飛ばす種もいるが、これらは頭全体を振動させる。

 ところがカギムシの場合は、粘液を飛ばす時にまったく頭が動いていないのだ。科学者たちは頭をひねっていた。

 その謎が、3月17日付の「Nature Communications」誌で発表された論文で明らかにされた。高速ビデオと解剖学的分析によって、カギムシが筋肉の力ではなく、弾力のある粘液腺を液体が通るときの力を利用していたことが判明した。

スライム・アコーディオン

 チリ、サンチアゴにあるアドルフォ・イバニェス大学のアンドレス・コンチャ氏とその多国籍研究チームは、カギムシの中でも体長が25センチ近くある大型の種(Peripatus solorzanoi)を研究対象に選んだ。

 カギムシには2.5センチ以下の小さな種もいるが、大型のほうが観察しやすい。

 まず、その攻撃の様子を高速ビデオカメラで撮影した。この映像から、筋肉で高速振動を起こしているという仮説は否定された。粘液が左右に振動する速度が筋肉の動きよりも速かったためだ。

 次に、顕微鏡下でカギムシの体の構造を調べた。すると、粘液腺である乳頭状の突起が、素早くアコーディオンのように伸縮する柔らかい管の形をしていた。

 乳頭状突起の奥には粘液を貯蔵する器官があり、そこから突起内部を通る細い管へ注射器のように粘液が送り出されると粘液が加速される。

 粘液が突起部分を通過する際、伸縮する粘液腺のノズルが暴れるホースのように左右に振られ、放出された粘液が網のようになって獲物を捕らえる。

「私たちの観察では、筋肉は必要ないことがわかりました」と、コンチャ氏は説明する。

ネバネバの謎

 ロンドン自然史博物館の古生物学者でもあるフォーティ氏は、「原始的な生物でも、簡単な身体的構造を使って高度なテクニックを編み出し、攻撃したり防御できることを示す研究結果です」と評価している。

 例えば分子構造など、カギムシの粘液にはまだまだ研究の余地があるという。だが、経験から1つ明らかなのは、「とてもよくできた粘液です」とコンチャ氏。

「観察していた時にカメラに粘液がかけられてしまったのですが、2年経った今でも、こびりついたまま取れません」

文=Mary Bates/ルーバー荒井ハンナ

  • このエントリーをはてなブックマークに追加