地球最強生物「クマムシ」は、”紫外線を青い光に変換して身体を防御する”と判明

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新種のクマムシは紫外線を吸収して可視光域の青い光として放出する
新種のクマムシは紫外線を吸収して可視光域の青い光として放出する/Credit:depositphotos
reference: sciencenews

最強の生存能力を有するクマムシに、新たな特性が発見されました。

10月14日に『Biology Letters』に掲載された論文によれば、新種のクマムシは、暗闇で青く光ることで有害な紫外線から体を防御していることが示されました。

しかしクマムシが暗闇で光ることが、どうして紫外線から身を守ることにつながるのでしょうか?

新種のクマムシは大学の壁に生えているコケから発見

新種のクマムシ(Paramacrobiotus tardigrade)の写真。赤い粒子の部分が紫外線を吸収して光ると考えられる
新種のクマムシ(Paramacrobiotus tardigrade)の写真。赤い粒子の部分が紫外線を吸収して光ると考えられる/Credit: Harikumar R Suma

クマムシは地球上で暮らすにはオーバースペックと言える数々の耐性を持っていることが知られています。

クマムシは絶対零度であるマイナス272℃から水の沸点を超える150℃の温度に耐え、宇宙空間の真空でも生存することが可能。また今年8月に発表された研究では、クマムシはDNAの周囲に電気シールドを展開することで、致命的な放射線から身を守っていることが示されました。

さらに今回、クマムシの紫外線の防御に関する新たな耐性がインドの研究者によって明らかになったのです。

インドのバンガロールにあるインド科学研究所のエスワラッパ氏は、クマムシの極端な耐性の背後にあるメカニズムを研究している研究者の1人です。ある日、彼は偶然大学のキャンパス内の苔から新種のクマムシを発見します。

そして新種のクマムシの耐性を調査するため、致死量の紫外線を15分間照射する過酷な実験を行いました。

15分間の紫外線照射はほとんどの微生物を殺し、人間の皮膚にガンをはじめとした病変を与えるのに十分な放射量です。

しかし新種のクマムシは既存のクマムシと同様に、強烈な紫外線に対して動じないばかりか、追加で行った1時間に及ぶ長時間の照射も生き延びることができました。

実験はそこで終了かと思いきや、紫外線照射を終えたあと興味深い変化が起こったのです。

暗闇で青く光るクマムシ

新種のクマムシが青く光っている様子
新種のクマムシが青く光っている様子/Credit: Harikumar R Suma

紫外線を生き延びた新種のクマムシですが、研究者が照射機のスイッチを切ると、クマムシを入れていたチューブ全体が青く光りはじめたのです。

研究者は見たこともない現象に仰天し、新種のクマムシの発光メカニズムを分析しはじめました。

すると、クマムシを磨り潰した液体に蛍光物質が含まれていることが明らかになります。

また、この蛍光物質は紫外線のエネルギーを吸収し、可視光域にある青の光として放出する性質があることも判明しました。

ただ気になる問題は、なぜ新種のクマムシは蛍光物質を体内に蓄えているかでした。

蛍光物質を体内に蓄える生き物たちの多くは、蛍のように光を生殖相手に対するアピールのために使っています。

そこで研究者は、蛍光物質の役割を解き明かす実験を行うことにしました。

蛍光物質を紫外線シールドにする

新種のクマムシは有害な紫外線のエネルギーを吸収して無害な青い光として放出する
新種のクマムシは有害な紫外線のエネルギーを吸収して無害な青い光として放出する/Credit: Harikumar R Suma & Sandeep M Eswarappa

クマムシは数々の極端な耐性を備えることで有名です。よって蛍光物質も耐性獲得に使用していると予想されていました。

そこで研究者らは、新種のクマムシから抽出した蛍光物質を水に溶かし、内部に紫外線耐性がない種のクマムシと、線虫と呼ばれるワームの一種を加え、紫外線を照射しました。

すると、蛍光物質溶液中の両方の動物が、致命的な紫外線に対する耐性を劇的に向上させたのです。

蛍光物質はクマムシ自身を有害な紫外線を吸収するシールドの役割を果たしているだけでなく、吸収したエネルギーを無害な青色の可視光として放出することで継続的な紫外線防御を可能にしていたのです。

蛍光物質を用いたエネルギーの吸収と放出は、循環型のシールドとも言えるでしょう。

ただ興味深いことに、この蛍光物質によるシールドには同じ新種でも個体間で大きな差がありました。

蛍光物質を多く生産し強く光る個体は紫外線に対して高い生存性(1時間照射に対して60%が30日以上生存)を示しましたが、蛍光物質が少ない個体は全て照射後、20日以内に死亡しました。

この事実は、蛍光物質によるシールド効果が、新種のクマムシにとっても個体差が出る程度に、新たに追加された防御手段であることを意味します。

未来の日焼け止めは暗闇で光るかもしれない

クマムシの紫外線対策を元に作られた日焼け止めは闇夜で光るかもしれない
クマムシの紫外線対策を元に作られた日焼け止めは闇夜で光るかもしれない/Credit: depositphotos

今回の研究により、新種のクマムシが蛍光物質を対紫外線シールドに利用していることが明らかになりました。

新種のクマムシの蛍光物質は吸収した紫外線のエネルギーを可視光域にある、青色の光として放出することで、再利用が可能になります。

研究者らは、新種のクマムシがこのような紫外線対策を行っていたのは、発見された場所にも関連していると考えています。

クマムシの多くはコケの周辺のジメジメした水気の多い場所に生息していますが、今回発見されたクマムシがいたコケは、比較的日当たりがよい場所に生えていました。

新種のクマムシが紫外線に対する防御を進化させたのは、インド南部の強い日差しに適応するためであった可能性もあるようです。

研究チームは、このクマムシの特殊な蛍光物質を日焼け止めをはじめとした紫外線対策のクリームなどに転用可能だと考えており、特許の出願を計画しているとのこと。

もしかしたら未来の日焼け止めには「クマムシ由来の紫外線保護成分配合」と書かれているかもしれません。

ただ唯一注意すべきは、この日焼け止めは吸収した紫外線のぶん、青く発光する点にあります。

浜辺で日光浴を楽しんだ人々が、日没後に青く光る人影となる光景は、若干のホラー成分を含むものになるでしょう。

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