かわいいクマムシが光るシールドで紫外線と戦う

動物ニュース

2020.10.22 2020.10.18

クマムシは小さいが、丈夫なことで知られている。
「両方の現象は関連していた」

クマムシは小さいが、丈夫なことで知られている。

パラマクロビオタスはUV照射に耐性を示し、 UV光下で蛍光を示す。
(画像:© Harikumar R.Suma and Sandeep M.Eswarappa)

科学者たちは、クマムシに感銘を受けるもう1つの理由を発見した。この微小でほとんど破壊できない生物の中には、紫外線から身を守る光る「盾」を身につけているものもいる。

“コケの子豚”や”シロクマ”とも呼ばれるチュービー・クマムシは、過酷な熱、寒さ、圧力、そして宇宙の真空に耐えるタフさで知られている。また、他の多くの生命体を殺すレベルの放射線にさらされても生き延びることができる。

科学者たちはクマムシの放射線耐性に関する新たな手掛かりを発見した。Paramacrobitus属のクマムシを用いた実験では、蛍光がクマムシを日焼け止めの層のように保護し、有害な紫外線を無害な青色光に変換することが新たな研究で明らかになった。

生物蛍光は、さまざまな生物を不気味な輝きに浸す。体内の化合物間の化学反応によって光を発する生物発光とは異なる。例えばホタルが発する生物発光を考えてみるとよい。

蛍光を発する動物では、通常赤や緑の光は化学反応の結果ではない。むしろ、これらの動物は、細胞内の分子が目に見えない紫外線から光の粒子、つまり光子を吸収し、低エネルギーの光を長波長で放出するときに蛍光を発する。蛍光色の殻と頭を持つウミガメ、蛍光色の骨を持つ小さなオレンジ色のカエルとカメレオンがいる。インドのバンガロールにあるインド科学研究所の生化学部門の助教授で本研究の筆頭著者であるSandeep M.Eswarappa氏によると、クラゲは蛍光灯で光っており、サソリ、オウム、線虫、そしてもちろん緩歩動物も同様であるという。

しかし、ほとんどの蛍光種がどのように光を利用しているかについてはほとんどわかっていない。今回の新しい研究では、クマムシの蛍光が、その水の放射線耐性に関係しているのではないかと、著者らは疑問を呈した。

「両方の現象は関連していた」

科学者たちは、大部分の微生物を死滅させるのに十分な高レベルの放射線を15分間照射して、クマムシの紫外線抵抗性をテストした。この研究によると、パラマクロビオトゥスのクマムシはすべて30日後も生存していたが、紫外線感受性のクマムシはすべて24時間以内に死亡した。

「これら2種の緩歩動物の生存率には、紫外線照射を受けなかった場合の差は認められなかった。」とEswarappa氏はLive Scienceに電子メールで語った。

ParamacrobitusクマムシもUV光に曝露されると明るく輝いた。しかし、研究者らがParamacrobitus tardigradesから蛍光成分を抽出し、それをH.exemplarisと線虫Caenorhabditis elegansの両方に適用したところ、2種は「紫外線に対して部分的な耐性を示しました」と報告した。

「両方の現象が関連していると考えるのは自然なことだった。」とEswarappa氏は言う。

これまでの研究では、生物蛍光がある種のサンゴの紫外線を防ぐ可能性が示唆されており、地球外生物を探す研究者たちは、生物の進化と生存に役立つ可能性があることを示唆している。

Eswarappa氏によると、地球に生息するツキノワグマを発光させることで、ツキノワグマが太陽にさらされることの多い生息地での生存率を高める可能性があるという。

「UV抵抗性はこれらのクマムシにUV指数の高い環境で繁殖する能力を与える。例えば熱帯地域では」と、彼は言った。

この研究結果は10月13日付Biology Letters誌電子版に掲載された。