植物も人間と同じように麻酔にかかってしまうのはなぜか?
植物も人間と同じように麻酔にかかってしまうのはなぜか? / Credit:川勝康弘
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実は植物にも麻酔が効く!神経系がないのになぜ?

2024.01.10 Wednesday

多くの人々は、麻酔薬が神経を麻痺させ、痛みを減らすために用いられると理解しています。

しかし、最近の研究によって、これらの薬剤が植物にも類似の一時停止の影響を及ぼすことが明らかになりました。

神経系を持たない植物でも、麻酔薬によって活動が停止するという事実は、私たちの麻酔薬に対する理解を根本から揺るがすものです。

また最新の研究では、麻酔薬が植物や動物を超えて細菌や菌類なども含む全生命に麻痺効果を与えられることが示されています。

麻酔の本質とは、いったい何なのでしょうか?

この記事では、麻酔薬が植物に与える影響と、それが私たちの科学に対する認識にどのように影響を与えるかについて、現在判明している研究結果をまとめて報告したいと思います。

Anaesthetics stop diverse plant organ movements, affect endocytic vesicle recycling and ROS homeostasis, and block action potentials in Venus flytraps https://academic.oup.com/aob/article/122/5/747/4722571
Something Really Fascinating Happens When You Give Plants Anaesthetic https://www.sciencealert.com/plants-respond-anaesthetics-weird-movement-action-brain

植物にも人間用の麻酔が効く

手術のときの全身麻酔や歯医者のときの局部麻酔など、麻酔は現在の医療にとって必要不可欠な存在となっています。

そのため多くの人々は「痛みを止めるもの」と理解しているでしょう。

また生物や医学に詳しい人ならば「麻酔は神経に作用することで意識を失わせたり痛みを止めたりする」と答えるかもしれません。

これらの答えは間違ってはいません。

ですがどちらの場合も、麻酔を動物に対して使用することを暗黙の前提にしています。

しかし、最新の研究はこの常識を覆しています。

植物も人間と同じように麻酔にかかってしまうのはなぜか?
植物も人間と同じように麻酔にかかってしまうのはなぜか? / Credit:K Yokawa et al . Anaesthetics stop diverse plant organ movements, affect endocytic vesicle recycling and ROS homeostasis, and block action potentials in Venus flytraps . Annals of Botany (2017)

たとえば開閉する葉によって昆虫を捕らえられるハエトリグサや、接触刺激によって葉を閉じるオジギソウの全身に麻酔ガスを浴びせると、ある種の全身麻酔状態に陥り、全ての葉の開閉能力を一時的に喪失することが判明しました。

植物も人間と同じように麻酔にかかってしまうのはなぜか?
植物も人間と同じように麻酔にかかってしまうのはなぜか? / Credit:K Yokawa et al . Anaesthetics stop diverse plant organ movements, affect endocytic vesicle recycling and ROS homeostasis, and block action potentials in Venus flytraps . Annals of Botany (2017)

エンドウ豆の蔓も探るように回転しつつ巻き付く相手をさがす動きをみせますが、全身に麻酔ガスを浴びると、この動きが全て一時的に停止してしまいます。

また局所麻酔として歯医者などで使用されるリドカインを植物の根に塗った実験では、5時間に渡り植物の動きを麻痺させることに成功しました。

これらの結果は、人間の全身麻酔や局所麻酔に使用されるのと同じ化学物質で、植物に麻酔をかけられることを示しています。

また驚くべきことに、動物や植物だけでなく細菌や真菌類、さらには葉緑体やミトコンドリアといった大昔に細胞内部に取り込まれた寄生生物由来の存在にまで、人間用の麻酔薬で影響を与えられることが判明。

植物も人間と同じように麻酔にかかってしまうのはなぜか?
植物も人間と同じように麻酔にかかってしまうのはなぜか? / Credit:北海道大学

地球上の全ての生命には麻酔が効く可能性が、徐々に濃厚になってきました。

この事実は非常に重要です。

虫を一瞬で殺す「殺虫剤」や寄生虫などの病原体にとって猛毒となる「イベルメクチン」が人間にとっては比較的安全なように、種が大きく異なれば「毒」となる物質も大きく違ってきます。

進化的に隔たりが大きい種間では、細胞の仕組みの違いも大きくなるためです。

しかし「毒」と違って「麻酔」は、動物と植物のように種が大きく異なっていても、似たような成分で効果が発揮されます。

つまり毒よりも麻酔のほうが、生物にとってより根源的・普遍的なシステムをターゲットに作用していると言えます。

ですが驚くべきことに、人間やその他の生物において「麻酔薬がなぜ効果を発揮するか?」といった細胞レベルでの仕組みは不明のままでした。

エーテルを麻酔として使用できることが、物理学者としても有名なマイケル・ファラデーによって記述された1818年から200年以上が経過していますが、人類は詳しい仕組みを把握しないまま使っていたことになります。

しかし植物に麻酔が効く仕組みを解明できれば、この古くからの謎を解明し、麻酔薬たちが細胞のどの部分にどんな影響を与えているかを解き明かせる可能性が出てきました。

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