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5月16日:ギョ!魚? 温かい!(5月15日号Science掲載論文)

2015年5月16日
私は魚についての知識は乏しく、漁港の市場を歩くと全く魚の名前を知らないことを思い知らされる。それでも時には「ギョ魚」と驚くことはある。これまで最も驚いたのがヘモグロビンも赤血球も持たない魚、「アイスフィッシュ」の話を知った時で、魚類の適応性に舌を巻くとともに、東京都の葛西臨海水族館までわざわざ実物を見に行った(これについては私がJT生命誌研究館のホームページに書いた記事を参考にしてほしい:https://www.brh.co.jp/communication/shinka/2015/post_000008.html)。そして今日、Scienceを眺めていたら新たな「ギョ魚」に出会った。なんと、温血魚の発見だ。米国の海洋漁業局の研究所からの論文で、タイトルは「Whole-body endothermy in a mesopelagic fish, the opah, Lampris guttatus(中深海に生息する魚「オパー」(Lampris guttatus)に見られる内温性)」だ。私たちは一般的に動物を冷血動物と温血動物と分類するが、実際には、熱を発生して体温を維持する機構を持つ動物と、自分で熱を発生できない動物に別れる。今まで私は哺乳類と鳥類以外に、自分で熱を発生させる内温性の動物が存在するとは夢にも思わなかった。この論文を読んで初めて知ったが、例えばマグロやサメの一種では、私たちと同じように筋肉で熱を発生して、運動に使う筋肉を温めており、またカジキの一種では動眼筋で発生した熱で脳を温めるという機能があることが知られていたようだ(これだけでも物知りになった気分だ)。ただ、これらの魚の熱発生システムは体の一部を温めるのが目的で、循環を通して体全体を温めるという仕組みは持っていない。これに対し、今日紹介する研究では、マンボウ科の魚オパOphaが、筋肉で発生させた熱を全身に循環させ、比較的一定の体温を保つ内温性の魚であることが世界で初めて明らかになった。と聞くと、深海から見たこともない新しい魚の新種が発見されたように聞こえるが、オパはハワイでは普通に食べられている魚のようで、どうしてこれまでわからなかったのか不思議なぐらいだ。魚は変温動物という私たちの先入観は恐ろしい。さて体温を維持するメカニズムだが、普通の魚よりはるかに大きな胸筋を使って十分な熱を発生させる仕組みと、外界から酸素を取り込むエラからの循環システムを、体内の循環システムと完全に切り離すための特殊構造を持つ鰓弓により実現している。もう少し詳しく説明しよう。普通の魚と違いオパは体全体の動きで泳ぐのではなく、大きな胸びれを動かすことで前に進む。従って異常に大きな胸筋はほとんど熱発生に使うことができる。この熱は体内の循環血液を温めるが、この温められた血液は心臓からエラに循環する前に、鰓弓でエラから出て来た動脈と平行に接して走ることで、いわゆる対流熱交換器を形成し、エラで冷やされた酸素の多い血液を温める。これにより、外界の冷たい温度から体内を守っている。体の他の部位と比べた時、脳は更に高温を維持できているので、動眼筋や脳に近い筋肉で発生させた熱を加えて脳に送っているのかもしれない。いずれにせよ、この仕組みのおかげで心臓の温度は一定に保たれている。具体的には水温より3−4度高い体温を身体中で維持することに成功している。最後にこの魚の生息域のデータを示し、マグロと比べても温度の低い深海で長く活動していることを示している。話はこれだけだが、生命の多様性は想像を超えていることの典型だろう。今度ぜひオパを見にハワイに行きたい。

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