爪サイズの体から銃声並みの爆音が出せる小魚!そのメカニズムを解明
爪サイズの体から銃声並みの爆音が出せる小魚!そのメカニズムを解明 / Credit: Ralf Britz et al., Scientific Reports(2021)
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爪サイズの体からジェット機レベルの爆音が出せる小魚!そのメカニズムを解明 (2/2)

2024.02.29 Thursday

前ページ1センチの体から銃声並みの爆音が出せる

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音を出すメカニズムを解明

研究チームは今回、ハイスピードカメラを用いて水槽に入れたダニオネラ・セレブラムを撮影し、さらにマイクロコンピューター断層撮影(マイクロCT)と組み合わせて、体内の動きを調べました。

その結果、ダニオネラ・セレブラムは軟骨で「浮き袋」をドラムのように高速で叩くことにより爆音を出していたことが判明したのです。

浮き袋は正式にいうと「鰾(ひょう)」と呼ばれる空気の詰まった袋状の器官で、硬骨魚が持っています。

鰾は主に浮力を得るための器官であり、魚たちはこの伸縮性に優れた風船のような袋に空気を溜めたり抜いたりしながら浮力調節をするのです。

ハイスピードカメラやマイクロCTで体内の器官の動きを撮影
ハイスピードカメラやマイクロCTで体内の器官の動きを撮影 / Credit: Verity A. N. O. Cook et al., PNAS(2024)

しかしダニオネラ・セレブラムは浮き袋を音響装置としても使用していました。

このシステムに関係していたのは、浮き袋・軟骨・肋骨・筋肉です。

下図を参照にしながら、その動きの仕組みを紐解いてみましょう。

音響装置は頭部のすぐ後ろに位置し、紫が浮き袋、緑が筋肉、ピンクが肋骨、水色が軟骨です。

音が発生する仕組みの図解
音が発生する仕組みの図解 / Credit: Verity A. N. O. Cook et al., PNAS(2024)

まず、浮き袋(紫)の左右にある細い肋骨(ピンク)がその上部の筋肉(緑)により頭側に引っ張られます。

引っ張られるのは同時ではなく左右交互です。

このとき、片方の筋肉が収縮して肋骨が頭側に引っ張られると、肋骨が少し先にある軟骨(水色)を引っ掛けます。

すると、軟骨が肋骨の内側にカコンッ!と勢いよく嵌まる瞬間に、それが浮き袋にヒットするのです。

そして筋肉が弛緩し肋骨が尻尾側に戻されると、軟骨のロックも外れて元の位置に戻ります。

あとはこれを左右交互に反復するだけです。

この動きを高速で繰り返すことで、あたかもドラムを叩いているように軟骨が浮き袋を打ち鳴らし、あの大きな音が出ていたのでした。

動きの仕組みをスローモーションで示したもの
動きの仕組みをスローモーションで示したもの / Credit: Verity A. N. O. Cook et al., PNAS(2024)

またこの大きな音はオスの個体しか出さないことが知られていましたが、その理由はオスの方がメスに比べてはるかに硬い肋骨を持っていることが原因と見られます。

メスの肋骨は丈夫さに欠けるので、こうした激しい動きには向いていないようなのです。

加えて、オスしか使えないという点から、ダニオネラ・セレブラムたちがこの音を使う目的も絞られてくるとチームは考えています。

例えば、メスをめぐるライバル同士の争いや威嚇、メスへのアピールとしての音です。

しかし、それらがどれだけ実用的であり種の繁栄に役立っているのかは、今後の研究課題となります。

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