ハチドリ、甘味受容体なしで甘味を感知

2014.08.22
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ネムノキの花蜜を吸うノドアカハチドリ。

Photograph by George Grall / National Geographic Creative
 ハチドリは花が誘引に使う蜜の甘味を感じるが、そのしくみは全く予想できなかったものだ。 このグループの鳥は甘味受容体を持っていないので、その事実からは甘味を感じることが全くできないだろうと思われる。しかし今回新たに発表された研究で、ハチドリでは旨味受容体がその用途を変化させ、蜜の甘味を感じられるようになっていることが明らかになった。

 ハチドリの味覚にまつわる謎は、10年前初めてニワトリの全ゲノム配列が公表されたときに遡る。ニワトリは全ゲノム配列が決定された最初の鳥類で、そのデータによって多くの秘密が明らかになった。驚くべきことに、ニワトリは機能する甘味受容体を持っていなかったのだ。

 この形質は鳥類の様々なグループで共有されているので、小型四足恐竜のような鳥の祖先も甘味受容体を欠いていたのではないかと科学者たちは考えている。

 今回の研究の主著者でハーバード大学博士課程学生のモード・ボールドウィン(Maude Baldwin)氏ら鳥類学者たちは、ある問題に気付いた。糖の味を感じる能力がなくても虫を食べる鳥類にとっては特に問題ないだろうが、ハチドリなど多くの鳥が完全に花蜜だけで生きていて、花蜜はほとんど糖でできている。甘味受容体がないのに、彼らはどうして食料を見つけることができるのだろうか?

 新しい遺伝子配列解析の手法を用いて、ボールドウィン氏らはハチドリを含め10種の鳥のゲノムをくまなく調査した。その結果、調査した全種が実際に通常の甘味受容体を欠いており、また全種が甘味受容体に近縁な旨味受容体の遺伝子を持っていた。旨味受容体遺伝子の1つをさらに詳細に調べてみると、ハチドリでかなり多くの変異が見つかった。彼らの研究では、タンパク質を構成するブロックであるアミノ酸が19以上変化していることが明らかになった。

 ボールドウィン氏は、これらの変異によって旨味受容体が花蜜の糖の味を感じられるように変化しているのではないかという仮説を立てた。そこでまず彼女は、ニワトリ、アンナハチドリ(学名:Calypte anna)、ハチドリに近縁で昆虫食のエントツアマツバメ(学名:Chaetura pelagica)の3種で旨味受容体タンパクが実際アミノ酸と糖に対してどのように反応するかを測定した。その結果、ニワトリとエントツアマツバメのどちらの旨味受容体も糖に反応しなかったが、ハチドリの受容体は反応した。アミノ酸に対しては、3種全てで旨味受容体は変わらず反応した。

 行動テストによって、細胞が実際に働いていることも確認された。ノドアカハチドリ(学名:Archilochus colubris)とアンナハチドリのどちらでも、水を飲む時間はただの水より砂糖を入れたほうが有意に長かった。この実験は他の数種類のハチドリでも繰り返し実施され、同じ結果が得られている。

 ボールドウィン氏が今興味を持っているのは、全てのハチドリの種で旨味受容体が甘味を感知できるように変化しているのか、またミツスイなど他の花蜜食の鳥でも同じように適応しているのかどうかを究明することだ。さらに彼女は、ハチドリに旨味と甘味を区別する能力があるのかどうかも知りたいと思っている。どちらも同じ1つの受容体なので、醤油の味もサイダーと同じように感じるのかもしれないと彼女は語っている。

 今回の研究結果は「Science」誌に8月22日付で報告された。

Photograph by George Grall / National Geographic Creative

文=Carrie Arnold

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