【動画】薄暗い深海で蛍光に光るサメの姿を特殊レンズで撮影。(解説は英語です)

 太陽の光がほとんど届かない深海に、蛍光に光るサメがいる。蛍光発光の謎を解こうと、研究者たちは特殊なカメラを使って、サメの目と皮膚の撮影に初めて成功した。その映像や研究から、深海でひっそりと生息する生き物がお互いを見やすくするために、蛍光に光っていることがわかった。繁殖相手を見つけるためではないかと研究者たちは推測している。

 魚類の蛍光発光が発見されたのは数年前のことで、そのメカニズムについてはまだ研究が始まったばかりだ。現在までに200種を超すサメや硬骨魚、ウミガメが蛍光に光ることがわかっている。(参考記事:「【動画】蛍光に光るウミガメを発見、世界初」「蛍光に光るウナギの仲間を発見、世界初」

 米国ニューヨーク市立大学バルーク校と米国自然史博物館に所属するデビッド・グルーバー氏が率いる研究チームは、トラザメ科のクサリトラザメ(学名:Scyliorhinus retifer)とアメリカナヌカザメ(学名:Cephaloscyllium ventriosum)の2種の蛍光発光を研究し、その結果を科学誌「ネイチャー」のオンラインジャーナル「サイエンティフィック・リポート」に発表した。

 これらのサメは小型で、体長は最大でも1メートル、一生のほとんどを水深500~600メートルの海底で過ごす。夜行性でめったに姿を見せることはなく、岩の割れ目に隠れていることが多い。

 ナショナル ジオグラフィック協会のエマージング・エクスプローラーでもあるグルーバー氏は、「この研究の素晴らしい点は、あまり注目されることのない生き物に、文字通り、光を当てていることです」と語る。

「サメの目」カメラを通すと緑色に光っているように見えるアメリカナヌカザメ。カリフォルニア沖で撮影。(PHOTOGRAPH BY DAVID GRUBER)
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サメの蛍光発光のメカニズム

 クサリトラザメが生息する深海には、青い光しか届かない。その他の波長の光は、そこへ到達するまでに海水に遮られてしまうためだ。サメの肌には、まだ特定されてはいないものの、青色光を吸収して緑色にして放つという特殊な色素がある。これは「生物蛍光」と呼ばれ、化学反応によって動物自らが光を発したり、発光する別の生物の宿主となって光る生物発光とは異なる。(参考記事:2015年3月号「光る生き物の世界」

 生物蛍光のメカニズムをより理解するため、グルーバー氏のチームはサメの目を調べた。すると、網膜内の桿体細胞が非常に長くなっていて、わずかな光の中でもよく見えることがわかった。また、色を知覚する視物質がひとつあって、青色と緑色で世界を見ていると考えられる。人間の目には、赤、緑、青の3つの視物質があるため、さまざまな色を識別することができるし、シャコ類には12あり、さらに多くの色を識別できるものもいる。(参考記事:2016年2月号「不思議な目の進化」

 サメの目を通した世界がどのように見えるのかが解明されたところで、研究チームはその視覚を疑似体験する「サメの目」カメラを作製した。カメラのレンズにフィルターをかぶせて、通過する光の波長を制限し、また蛍光の効果を目立たせるため、青色の光を照射できるように設定。この“秘密兵器”を携えて、研究チームは米国カリフォルニア州のサンディエゴ沖の海へ潜り、クサリトラザメを探した。

 人間の目では、岩壁を背にしたサメを薄暗い自然光の下で見ることはほとんど不可能だ。しかし、サメの目カメラを通してみると、サメは生物蛍光によって明るい緑色に光っていた。

【動画】蛍光発光するサメ(解説は英語です)

オスとメスで違う光

 研究対象の2種のサメでは、蛍光に光る模様が異なり、また、オスとメスの間にも違いがあることがわかった。

 アメリカナヌカザメは、体のほとんどが明るい緑の小さな蛍光斑点で覆われている(白色光の下では、これらの斑点は薄いベージュ色に見える)。メスは顔の周りに“フェイスマスク”のような独特の蛍光斑点があり、腹部の斑点もオスより密集していて、尾の方向へ長く伸びている。

 クサリトラザメは、明るい蛍光と暗い蛍光に光る部分が交互に並んでいるが、斑点はない。メスの方が網状の模様がはっきりしている。また、オスは交尾器も光っていた。

 サメは、主に夜行性で単独行動を好むと考えられているが、その行動や誕生から死に至るまでのライフサイクルについてはよくわかっていない。グルーバー氏は、生物蛍光が彼らの生存にとって重要な役割を果たしているはずだとしているが、その機能について現時点では憶測することしかできない。最も可能性の高い説明は、蛍光発光によって交尾相手が見つかりやすくなるということだ。

「しかし、私たちが想像もしないような方法で、サメたちは蛍光発光をコミュニケーションの手段に使っているかもしれません」とグルーバー氏は話す。「コウモリが高周波の音を発していることを最初に発見した研究者たちと同じです。彼らはその後、その音がどのように使われているかを探り出さなければいけなかったわけです」

 また、彼らの天敵である大型のサメや、逆に獲物となる小さな魚や無脊椎動物にも、蛍光発光しているのが見えるかどうかなど、解明されていない点は多く、研究はまだまだ続く。

文=Brian Clark Howard/訳=ルーバー荒井ハンナ