体の30倍も首を伸ばして獲物を狩る「単細胞捕食生物」の仕組みを解明!
体の30倍も首を伸ばして獲物を狩る「単細胞捕食生物」の仕組みを解明! / Credit:Eliott Flaum and Manu Prakash . Curved crease origami and topological singularities enable hyperextensibility of L. olor . Science (2024)
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30倍も体が伸びる単細胞生物「ラクリマリア」の謎!研究者「細胞膜はそんな伸びない…」

2024.06.12 Wednesday

よくのび~るようです。

アメリカのスタンフォード大学(Stanford University)で行われた研究により、長年に渡って謎とされてきた単細胞の繊毛虫ラクリマリア(L.olor)が伸びる仕組みが判明しました。

単細胞なのに体の一部を長くする生命は存在しますが、ラクリマリアはわずか7秒で細胞の一部分を首の様に体長の30倍まで伸ばし、また同じ速さで縮めることができます。

さらに長く伸ばした首を高速で振り回すこともできるのです。

このような大規模かつ高速の制御を単細胞で実現している生物は他には存在しません。

単細胞生物版の「ろくろ首」とも言えるラクリマリアはいったいどんな仕組みで首の制御を行っているのでしょうか?

研究内容の詳細は2024年6月7日に『Science』にて発表されました。

Tiny predator owes its shape-shifting ability to “origami-like” cellular architecture https://www.eurekalert.org/news-releases/1046890?
Curved crease origami and topological singularities enable hyperextensibility of L. olor https://doi.org/10.1126/science.adk5511

首が「のび~る」単細胞生物

顕微鏡が発明されて以来、人類は微生物たちの世界を観察するのに夢中になってきました。

ミドリムシ・ゾウリムシ・ケイソウ・アメーバ・細菌などの単細胞生物の世界は極めて多彩であり、その世界の中にも食う食われるの関係が構築されていました。

ですが「繊毛虫ラクリマリア(L.olor)」の首を伸ばす能力の異才さは群をぬいていました。

日本の伝統的な妖怪「ろくろ首」は首を長く伸ばせるユニークな姿が知られていますがラクリマリアはその、ろくろ首のように伸ばした首を使って捕食を行います。

通常のラクリマリアの全長は40μmほどですが、首を伸ばすと30秒ほどで体長が最大1500μm(1.5㎜)にも達します。

首を伸ばして捕食を行っている様子
首を伸ばして捕食を行っている様子 / Credit:Eliott Flaum and Manu Prakash . Curved crease origami and topological singularities enable hyperextensibility of L. olor . Science (2024)

さらに最大値一歩手前の1210μm(1.21㎜)であればわずか7秒未満で伸長することができます。

この速度は首を引っ込めるときも同様であり、ひっこめた後はすぐに再伸長も可能です

身長170cmの人間に例えるならば、7秒で自由の女神の半分ほどまで首を伸ばせる計算になります。

これまでにも体の一部を伸ばす単細胞生物は知られていましたが、ラクリマリアほど長く伸び、伸長速度や収縮速度が速い種は存在しませんでした。

ラクリマリアが初めて発見されて以来、生物学者はラクリマリアがどんな仕組みで首を伸ばしているかを知ろうと試みてきましたが、それは謎のままでした。

そして20世紀になって細胞膜の理解が進むと、ラクリマリアの謎はさらに深まりました。

というのも細胞を包む細胞膜は柔軟に曲げるこができ、ある程度上下左右に引っ張っても伸びることができますが、体長の30倍となると不可能だとわかったからです。

つまりラクリマリアの首が体長の30倍も伸びるのは、ゴム人間が皮膚を伸ばすように「細胞膜そのものが伸びているわけではない」ということになります。

では何が伸びているのでしょうか?

次ページ「単細胞生物のラクリマリア」が異常に伸びる仕組み

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