磁場を感じるタンパク質、犬の目にも存在

文:尾形聡子

[photo from Max-Planck-Gesellschaft]

渡り鳥が常に行きたい方角に飛んでいけるのは、地球の磁場を感じて方向を判断しているからだといわれています。

渡り鳥はコンパスの針が示すような東西南北の方位だけではなく、地表に対する磁力線(磁力によって生じる目に見えない線)も認識できる能力があると考えられています。この能力をつかさどっているのが光受容体タンパク質の一種、クリプトクロムのサブタイプであるクリプトクロム1aです。クリプトクロム1aは網膜にある視細胞の、青色~紫外線に対して感受性を持つ錐体細胞の中に存在しています。つまり、鳥は目で磁場を感じる能力があると想定されているということです。

このような能力は、鳥だけでなく魚や昆虫にもあることが分かっていましたが、犬やオランウータンなどのいくつかの哺乳類にも備わっている可能性があるとの研究結果が『Scientific Reports』に発表されました。研究を行ったのはドイツの学術研究機関であるマックスプランク研究所です。

研究では、90種類の哺乳類の網膜にクリプトクロム1(鳥類のクリプトクロム1aに相当するもの)が存在しているかどうかが調べられました。その結果、食肉目と霊長目の一部の哺乳類にのみクリプトクロム1が存在していることが明らかにされました。クリプトクロム1を持っていたのは食肉目の中でも犬系の肉食哺乳類である犬、オオカミ、キツネ、クマ、アナグマなどで、猫系の肉食哺乳類の猫、ライオン、トラなどには存在していませんでした。霊長類ではオランウータン、アカゲザル、カニクイザルにみられました。

クリプトクロム1が見られたのが赤字で記されている生物種。(大きな画像はこちらをクリックしてください。リンク先サイトへとびます

また、クリプトクロム1は動物の錐体細胞において概日リズムの調整にかかわる働きがあるといわれています。しかし今回犬などに見つかったクリプトクロム1は、鳥と同じく概日リズムをコントロールする場所とは離れた青色錐体細胞の外側に存在していたことから、その場所にあるクリプトクロム1は概日リズムを調整しているわけではないことを示唆するものだとしています。また同様の理由から、色覚のための視覚色素として働くものでもないことも示されました。進化的に考えても、このクリプトクロム1は鳥のように磁場を認識するために使われている可能性があると研究者らはいっています。

しかしコウモリやげっ歯類の一部など、クリプトクロム1を持たない動物でも磁場に反応することがわかっています。そのため、動物種によって異なる方法で磁場をキャッチするメカニズムが備わっているのではないかとも考えられているそうです。たとえば地中で生活をし、光を感じることができないモグラやネズミは強い磁性をもつ磁鉄鉱の粒子をたよりに方向を感知しています。鳥類においてはクリプトクロム1aにくわえてさらにこの磁鉄鉱の磁性も利用して位置確認をしています。

少しずつ研究は進められているものの、広く生物界を見渡して磁場を感じるメカニズムがどのようになっているのか、まだまだ多くの謎が残されているようです。犬は人とはちがう匂いの世界を持っていますが、それだけでなく磁場の世界も感じているのかと思うと、ますます一度でいいから犬の感覚を体験してみたいと思ってしまうものです。

(本記事はdog actuallyにて2016年3月10日に初出したものを一部修正して公開しています)

【参考サイト】
Max-Planck-Gesellschaft