8本の吸盤で覆われた腕を持つタコは、触るだけで物体の味を感じることができる。研究チームはついに、この頭足動物がどのようにしてこの驚くべき技を繰り広げるのかを解明した。
タコは生物界の驚異です。非常に賢く、問題解決能力に優れ、少しいたずら好きな一面もあります。この頭足動物は、生まれた直後から自力で育てられるため、賢くならざるを得ません。MDMAに対しても、人間がこの向社会性薬物に反応するのと同じような反応を示します。
数百個の吸盤が散りばめられた腕は、タコの成功に大きく貢献しています。タコは文字通り、触るだけで物体の味を感じることができるからです。この能力は、餌を探したり海底を探索したりする際に、暗い裂け目の奥深くまで手を伸ばしなければならないときに非常に役立ちます。海には有害で危険な生物がたくさんいるので、本物の餌とより有害なものを区別する能力は明らかに有利です。
「彼らが環境における問題を解決するために進化させてきた戦略は彼ら独自のものであり、科学者だけでなく一般の人々からも大きな関心を集めています」と、ハーバード大学ベロノ研究所の生物学者で、今回の研究の共著者であるピーター・キリアン氏はハーバード大学の発表で述べています。「人々がタコなどの頭足動物に惹かれるのは、彼らが他のほとんどの動物とは大きく異なるからです。」
こうした魅力にもかかわらず、触覚感覚の化学的・分子的基盤に関する理解は極めて不足しています。本日Cell誌に掲載された新たな研究は、この分野における重要な一歩となります。
本研究の筆頭著者であり、ハーバード大学の分子生物学者であるニコラス・ベロノ氏と彼の同僚たちは、タコの触覚味覚能力を確認することからプロジェクトを開始した。彼らはカリフォルニアオクトパス（Octopus bimaculoides）を用いてこの実験を行った。実験室での試験では、このオクトパスは吸盤が獲物に触れたときと、食欲をそそらないものに触れたときで異なる行動を示した。
カリフォルニア大学バークレー校の生物学者レベッカ・タービン氏は、Cell 誌に付随する Leading Edge エッセイを執筆中、この能力とそれが科学者にとって何を意味するのかを少し考えて驚嘆した。
「コウモリやタコがどんな生き物なのか、私たちは決して知ることはないでしょう。しかし、これらの動物が環境を探索するために用いる分子メカニズムを解明することは、私たちの想像力を刺激するでしょう」と、今回の研究には関わっていないタービン氏は記している。「このような大きな発見は、他に何が隠されているのかという好奇心を刺激するはずです。」
触覚と味覚の存在が確認されたことで、科学者たちの次のステップはまさにこれ、つまり吸盤を分子レベルで研究することでした。このプロセスに関与する特有の感覚細胞を探索した結果、吸盤の先端に位置する独特な細胞集団を発見しました。この新たに発見されたセンサーは「化学触覚受容体」と名付けられ、研究チームはこれが触覚と味覚の能力を担っていると考えています。
研究チームがその後の試験で実証したように、これらのセンサーは水に溶けにくい分子にも反応しました。これらの分子は水に溶けにくいため、「例えば、タコの獲物や（動物が触れるあらゆるもの）の表面に存在する可能性があります」とベロノ氏はハーバード大学の発表で述べています。「つまり、タコが岩に触れた時とカニに触れた時、その腕は『ああ、カニに触れているんだ』と認識するのです。触覚だけでなく、ある種の味覚もあることを知っているからです。」
研究チームはまた、吸盤の中に2種類目の細胞、すなわち機械感覚細胞群を発見しました。これらの細胞は、機械的刺激を脳が触覚などの感覚として理解できる信号に変換します。
著者らの説明によると、タコの化学触覚受容体は、異なる化学信号を検知し、さらに識別する能力を持つ。化学感受性受容体は、特定の信号を拾い上げ、タコの神経系に電気信号を送ることができる独立したイオンチャネル複合体を形成し、それが味覚として解釈される。
これは、「タコが何を感知するか、また、半自律的な腕の神経系を使ってさまざまな信号を処理して複雑な行動を生み出す方法の複雑さを促進する可能性があるため」重要であるとベロノ氏は述べた。
重要なのは、この独特な信号フィルタリングシステムは、タコの分散神経系によって可能になっていることです。分散神経系では、腕は脳から独立して機能します。タコのニューロンの約3分の2は腕に集中しており、だからこそ切断された腕でも手を伸ばして物を掴もうとすることができるのです。不安にさせるかもしれませんが、事実です。
https://gizmodo.com/detatched-octopus-arms-show-independent-awareness-1209041248
「これらの発見は、末梢に分布するタコの神経系が信号処理の重要な部位であることを証明し、分子的および解剖学的特徴が動物の環境状況に合わせて相乗的に進化する様子を浮き彫りにしている」と研究の著者らは述べている。
新たな研究では、タコの受容体がテルペノイドに敏感であることも明らかになった。テルペノイドは、多くの海洋生物が脅威にさらされた際に放出する警告の化学物質である。自然界では、突然テルペノイドの味を感じたタコは、毒のある獲物の存在を察知して逃げる可能性がある。
「[著者らが]行った数々の印象的な実験は、タコの吸盤がこれら2種類の細胞を通して、静止した物体と動く物体、そして魅力的な物質と嫌悪物質を区別することを可能にする、微調整された電気信号を生成することを実証している」とタービン氏は記している。
著者らは、テルペノイドがタコの化学触覚受容体を刺激する多くの未知の化合物の一つであると考えており、この分野での今後の研究を推奨している。さらに、イカやコウイカなどの他の頭足動物にも同様の触覚・味覚能力があるかどうかも明らかにしたいと考えている。
「全体的に見て、この発見はタコの化学触覚感覚系を記述する上で刺激的な飛躍であり、この興味深い動物の神経生物学、進化生態学、行動について多くの新たな疑問を生み出すだろう」とタービン氏は述べている。
実際、この新たな研究は進化生物学者にとって興味深いものとなるでしょう。彼らは今、触覚と味覚を感知する能力がそもそもどのようにして出現したのかを解明しなければなりません。手がかりとして考えられるのは、形態適合機能の典型的な例、つまりタコの体制が最終的にこの能力へと導いた可能性です。しかし、その逆も考えられます。触覚と味覚の能力が最終的に長い探査用の付属肢へと繋がったという可能性です。あるいは、触覚と味覚の能力と触覚の能力の両方が組み合わさったのかもしれません。幸いなことに、これは私が解決すべき問題ではなく、科学者たちにすべてを委ねることができます。
午前11時27分（東部標準時）訂正：読者のご指摘の通り、タコには触手ではなく腕があります。この記事から触手に関する記述をすべて削除しました。
