生き物に学ぶ、オドロキの「性」と「サバイバル術」(後編)

(前編はコチラ)

前回は、ミジンコは女性上位、カメやワニは温度で性が決まるという、生き物の「性」にまつわるお話しを紹介しました。今回は、環境変化を敏感に感じる生き物たちや、その「サバイバル術」のお話です。

6. 「敵の匂い」がしたら「とげ」や「ヘルメット」を作って変身!

現代は激動社会。人間も食うか食われるか、生き残りをかけた戦いの毎日です。

では生き物たちは「弱肉強食」の原野をどう生き抜いているのでしょうか? わずか数mm足らずの小さな生き物「ミジンコ」も天敵に対して、驚くような防御術を持っているそうです。

「ミジンコの場合、天敵の匂いがすると形を変えたミジンコが産まれてきます。その形は防御形態と呼ばれ、ミジンコの種類や天敵によって異なりますが、頭をまるで『へルメット』のようにとんがった形にしたり、後頭部に『とげ』を作ったりして、敵に食べられにくい形を作ります」と井口研究室のミジンコ博士こと宮川一志さんが教えてくれます。

実際に、宮川さんにとげをつくるミジンコの動画を見せて頂きました。天敵であるフサカの幼虫はミジンコをいったん飲み込んだかに見えましたが、とげがひっかかって、はき出してしまいます。とげの本数が多いほど飲み込まれにくくなることが実験からわかったそうです。

天敵のにおいとはどんな匂いなのか気になるところですが、宮川さんによると、「特定の構造をもつ化学物質だとわかったものの、どんな匂いかは正確にはまだわかりません」とのこと。どうやってとげが作られるのか、そのメカニズムを解明しようとしています。

7. ミジンコが教えてくれる水、化学物質の安全性

ミジンコは、私たちの安全を守ってくれる、大切な存在でもあります。水の安全性や化学物質の安全性試験にミジンコは世界的に活躍しているのです。

具体的な方法はこうです。産まれたばかりのミジンコを化学物質を入れた50ccのビーカーに1匹入れて3週間育てます。何匹子どもを産んだか数を数え、その数によって化学物質の安全性評価に用いるのです。極めてアナログな方法ですが、実は「OECD(経済協力開発機構)」が定めた世界ルールです。日本もOECDのルールに従ってミジンコを使った実験が行われています。

「水の安全性を守るためには一番簡便な方法です。ミジンコがいくつ卵を産むか。たとえば、ミジンコが3日間で泳がなくなり死んでしまえば毒性が非常に強いと言えます。ただし、物質の量にもよりますね。この化学物質はこの量以上なら悪影響を与えるが、この量以下なら使えますなど、実験方法とデータをつけておけば、例えばある製品を輸出するときにOECD加盟国では新たな試験をしなくても共有できるのです」(井口教授)

ミジンコが元気に泳ぎ、卵を産む水や田んぼは世界標準で安全、ということなのです。

8.NASA宇宙センター隣のワニは健康か? ワニを釣って調査!

環境と生物の関係を長く研究されてきた井口教授。なんと、NASAから依頼を受けてロケット発射基地である、ケネディ宇宙センターに隣接する野生保護地域のワニの調査をしたことがあるといいます

「フロリダ大学の客員教授をやっていたとき、環境ホルモンの影響を調べるためにフロリダのワニ(アリゲーター)を捕って研究していました。その研究仲間から『NASAの研究もやってくれない?』と話がきたんです。10年ぐらい前ですね。」

筆者は打ち上げ取材でたびたびNASAケネディ宇宙センターを訪れ、確かに野生保護区が隣接し、ガイドツアーで大きなワニが横たわっているのを見てますが、あのワニ?

「実はロケット発射後に、野生保護区の水のpHを調べると酸性度が非常に強いことがわかり、PCBやダイオキシン、鉛の影響もあるのではないかと言われていました。発射場で働く人たちは自分の身体への影響も心配だったんでしょうね。まず野生生物への影響を調べて欲しいと話が来ました。私も含めて研究者はみんな『面白い! やりましょう』と毎月、発射場のあるケープカナベラルに行って、ワニから血液を採っていました」

とても簡単に仰る井口先生だが、ワニは大きいもので4メートルもあるという。しかも保護区だから殺せない。いったいワニからどうやって血液を採るのですか?

「色々なやり方がありますが、昼間に行くときは釣ります(笑)。釣り竿で。」

ワニを釣る!?

「リールを使って針のところに三椏になったフックをつけます。そしてワニが浮かんでいるところの向こう側に投げて、ひっぱるとワニの皮膚に食い込みます。それを船に寄せます。気を付けないといけないのはワニの口です。噛む力は何百Kgもあります。でも開ける力は弱いんです。そこで結束バンドの大きなものを用意してワニの口からかけて締める。口をあけられなくなれば、安全です。目を覆えば暴れないのでテープをはって、3人ぐらいで引っ張り上げます。200～300kgぐらいかな。数をこなせば慣れますよ(笑)」

なんと、井口教授は「ワニ釣り」のプロでもあったのです。生物学者はタフでないと。しかし意外にも、アリゲーターはもの凄く恐がりで自分から襲ってはこないそうです。危ないのはクロコダイルだとか。

それで、ワニにはロケット燃料の影響はあったのでしょうか?

「血液からは重金属や鉛が非常に高く検出されました。PCBも高いです。しかしそれがどう影響するかはまだよくわかりません。卵を研究室に持ち帰り、何匹孵化するか、これから研究に取り組んでいきます。他の場所との比較も必要ですし何年も継続していかないと」

環境の影響は、簡単には結論が出せません。ワニとの格闘はまだまだ続きそうです。

9. ネムリユリスカ…生と死の境を行き来する

動物の驚きの能力、特にサバイバル術という点で、井口教授が例にあげたのが「ネムリユスリカ」です。ネムリユリスカはアフリカに生息する昆虫で、その幼虫はカラカラに乾燥すると無代謝状態になり、100度近い高温にも、マイナス270度の極低温にも、ヒトが絶えられる量の1000倍近い放射線にも耐えられる。17年以上たっても水を与えれば生き返るという「不死身」の生物です。

若田光一飛行士が国際宇宙ステーションで行った宇宙実験でも、乾燥状態のネムリユスリカの幼虫100匹のほとんどが、水を与えると宇宙で活動を始め、2週間後には一部がさなぎや成虫になったとのこと。

「サバイバルというよりも、『どうやったら死ぬの?』という話になりますよね。乾燥しても水が入ればまた生き返る。生きている状態と死んでいる状態はどこで分けるのか、すごく不思議ですね」

ネムリユスリカのような無代謝状態は、人間でも可能なのでしょうか? 火星以遠の木星や土星飛行には、数十年もの飛行期間がかかるため、太陽系大航海には人間の冬眠技術が必要になると川口淳一郎JAXA教授も言われていました。

「脳の手術をするとき、代謝を落とすために氷で冷やした状態にすることがありますね。しかし脳を丸ごと長期間にわたって休眠させられるかどうかは、わかりません。たとえば凍結保存にしても、私達はミジンコの凍結保存にチャレンジしているのですが、まだ実現していません。ミジンコでうまくいかないのですから、ヒトではなかなか難しいでしょうね」(井口教授)

10. 性ホルモンが正しく働くこと=種のサバイバル

ところで、生き物の研究はなぜ、大事なのでしょうか?

野生生物は「環境の番人」と言われます。環境が悪化すると、野生生物に影響が出ます。そしてその影響は同じ環境に生きる人間にとって、決して無関係ではないのです。

井口教授は「環境中にはさまざまな人工的な化学物質が放出されていますが、報告をたどると1950年頃にDDTという農薬が使われ、毒性が強いだけでなく女性ホルモン作用もありました(レイチェル・カーソンの著書「沈黙の春」がきっかけで先進国では使用禁止になったことで知られる)。その後もさまざまな化学物質が使われ女性ホルモン作用するものはありますが、男性ホルモン作用するものはありません。逆に男性ホルモンにくっついて邪魔する農薬はいっぱいある。男は弱いのです」

自然界がメス化しているとも言われるように、性ホルモンが正しく働かなければ、オスとメスのバランスが崩れ、いずれ種の絶滅につながるという事態も起こりえます。

環境と生物について調査や研究を継続し、どのような影響があるかを見極め、どう対処するかを冷静に考えていくことが重要です。まずは、身の回りの生き物に関心をもち、その生態に学ぶことが、その第一歩かもしれません。

おわりに - 「不思議な生き物=研究者」集団、基礎生物学研究所

取材に訪れた愛知県岡崎市の基礎生物学研究所は基礎生物学の特化した国内唯一の研究所です。井口教授が生息(!)するラボには、井口教授自らオークションなどで収集したワニやカメの剥製が、机の下から次々出てきます。ふと棚を見ればワニの卵(本物)がさりげなくおかれ、生き物好きにとっては「天国」のような場所かもしれません。

ちなみに、この研究所で生き物三昧の研究生活を送るにはどうしたらいいのでしょうか?

基礎生物学研究所の広報担当者によれば、大学卒業後に総合研究大学院大学(総研大)の生命科学研究科・基礎生物学専攻に入学するのが王道とのこと。ちなみにこの3月にミジンコの研究で博士号を取得予定の豊田賢治さんは愛媛県の工業高等専門学校出身。生物工学コースで柿の研究をしているときにオオミジンコを見て、「でけぇ!」とその虜になったそうです。高専から専攻科に進み大卒資格を取得した後、総研大に進学し、晴れて博士号取得となりました。

ラボではミジンコ博士の宮川さんや豊田さんが現場を仕切り、井口教授が実験しようとすると「あれ、どこにある?」と聞くので「大名実験と嫌がられます」(井口教授)。ミジンコ大名はニコニコしながら博士達の活躍を見守っている。そんな楽しいミジンコ・ラボでした。

井口教授も登壇する生き物の驚きの能力に関するシンポジウム「第18回 自然科学研究機構シンポジウム -生き物たちの驚きの能力に迫る-」が3月22日(日)に東京・一ツ橋の学術総合センターにて開催されます。今回の話を読んで、生き物に興味を持った方は、ぜひ参加してみてください。きっと、これまで知らなかった、生き物たちの神秘の世界を見ることができるはずです。

井口泰泉 教授のプロフィール

自然科学研究機構 基礎生物学研究所 教授・理学博士
専門は内分泌学、環境生物学
2011年 日本動物学会賞受賞
2013年 環境保全功労者表彰

著書に「内分泌と生命現象(培風館)」などがある