この軟体動物は「家宝」を失った後、どうやって復活できるのでしょうか?

この軟体動物は「家宝」を失った後、どうやって復活できるのでしょうか?

制作:中国科学普及協会

著者: 顧明迪連 (ポピュラーサイエンスクリエイター)

プロデューサー: 中国科学博覧会

この世には、それを手にした者を何億年も生き延びさせることができる魔法の武器が存在する。これは軟体動物特有の歯舌です。

それは筋肉で形成された口球に包まれた無数の小さなキチン質の「歯」を含む長いノコギリです。筋肉が働くと、歯舌はやすりのように藻類をかじり、貝殻をドリルで穴を開け、自然界に存在するあらゆる硬い食物を削り取り、さらにはセメントを粉砕することさえできる。

カタツムリの歯舌(m)と口球筋(赤とオレンジ)は、食べ物を削り取るためののこぎりのような働きをします。

(画像出典: Wikipedia)

軟体動物は歯舌によって、他の動物が食べられない硬い物体や残骸を食べる能力を獲得し、食料源を大幅に拡大します。これはまた、大量絶滅のたびに軟体動物の損失がほとんどなく、より繁栄することを意味します。

歯舌:這うナメクジの重要な器官

歯舌は軟体動物によって世代から世代へと受け継がれてきました。カタツムリ、ナメクジ、巻貝など、現代の腹足類のほぼすべては、歯舌を使って残骸、藻類、貝類をかじり、生存のためのエネルギーを得て生き延びています。

軟体動物の世界には、歯舌への依存を表す格言があります。 「歯舌がなければ、這うナメクジは虫と何ら変わりません。」

カタツムリの口の中の歯舌は、食べ物をすりつぶすのに役立ちます。

(写真提供:veerフォトギャラリー)

しかし、齧るだけの人生では満足しない種類のウミウシがいます。それがアグラジダエ科のウミウシです。

ヤスリのような歯を使って、食べ物を噛みながらゆっくりと細かく砕きます。食物摂取範囲は他の動物よりも広いが、そのスピードは他の動物に比べてはるかに劣る。食べられる動物のほとんどは動きの遅い藻類や貝類であり、砂虫、扁形動物、ミミズなど栄養価が高く動きの速い動物を齧って捕まえようとするのは希望的観測です。

では、どうすれば新たな食料源を開拓できるのでしょうか?

マナティー:歯舌がないのにどうやって食べるの?

全体的に、魚が使用する吸汁方法は、ウミウシが学ぶのに最も適しています。彼らは口の中の筋肉と骨を使って強い水流を作り出し、負圧を形成して小動物を素早く口の中に吸い込みます。

大きな魚は小さな魚を吸いながら食べる

(写真提供:テナー)

擬似マナティーは魚のような骨や筋肉を持っていないが、吸ったり飲み込んだりする能力が発達し、進化し始めている。彼らは、もともと歯舌を収容していた口球を体のほぼ半分の大きさまで大きく広げ、筋肉の収縮を利用して強力な吸引力を生み出し、獲物を体内に吸い込みます。

ビウベ・フルビプンクタタ

(画像出典: Wikipedia)

しかし、獲物を吸い込む際には、本来は「魔法の武器」である歯舌が邪魔になり、摩擦が大きくなり、吸入が妨げられる。一方では新しい狩猟方法があり、他方では先祖伝来の餌付け方法があります。マナティーは思い切った手段を選び、歯舌を直接放棄しました

それ以来、彼らは噛んだりかじったりする能力を失っており、主流の食事から除外されています。

当時のニセマナティーの状況を説明するために比喩を使いましょう。他のウミウシたちは、ニセマナティーが他のウミウシの真似をして歩くことを覚えたことを笑い、歯舌がなく、肉食で「凶暴な習性」があり、ウミウシの通常の穏やかで臆病なスタイルと一致しなかったため、「家から追い出そう」とさえ考えました。お腹を空かせたマナティは、どうしたらよいか途方に暮れていました。同志たちに「東に30年、西に30年。若者や貧乏人を見下すな!」というメッセージを残した。そして、隠れていた砂の中から這い出て、振り返ることなく立ち去りました。

しかし、どんなに壮大な言葉を言っても、お腹は満たさなければなりません。

擬似マナティーの一種が最初に目をつけたのが、砂の上を這う扁形動物だった。 2つの小さな尾を持つ小さな虫の一種です。サイズが小さく、色が鮮やかで、見つけやすく、殻の保護がなく体が柔らかいです。彼らはゆっくりと這うので、吸血するには絶好のターゲットです。

しかし問題は、これらの扁形動物があえてその鮮やかな色を誇示するのは、その体が有毒であり、ほとんどの捕食者が無力であることだ。幸いなことに、ウミウシ科は毒に関して独特のスキルを持っており、毒に抵抗し、毒を使用することに長けています。

Chelidonura と呼ばれるこの裸の海牛は、扁形動物の毒素に特化しており、扁形動物の毒素に抵抗できるだけでなく、食物を盾として利用し、毒素を使って捕食者を追い払うこともできます。

こうすることで、彼らは美しい体を披露しながら、砂の上を「ゴージャス」に這うことができるのです。

マナティーとしても知られる美しいアゲハチョウ(Chelidonura hirundinina)は、鮮やかな色をしています。

(画像出典: Wikipedia)

アゲハチョウは高貴で優雅な印象を与えます。彼らは、青、緑、赤などさまざまな色の鮮やかなストライプが入ったビロードのマントを着ています。マントル部分は体の後端で二股に分かれ、タキシードを着ているかのように、左側の尾が右側の尾よりも長い 2 つの尾を形成します。

この2つの尾は単なる装飾ではなく、食べ物である扁形動物の形を模倣することもできるため、周囲に溶け込み、チャンスを待つことが容易になります。

しかし、ウミウシの基本的な構成により、その感知能力は制限されます。擬似マナティーの目は非常に小さく、視力は極めて悪いです。口の周りの円形の感覚毛は、彼らのほぼ唯一の感覚器官です。

アゲハチョウカイギュウは砂を嗅ぎ、扁形動物の痕跡を探し、ゆっくりと近づいてきました。剛毛が扁形動物との接触を感じると、ほぼ瞬時に吸啜反射が誘発されます。

小さな口が伸ばされると、強い吸引力を持つ筋肉質の頬骨が急速に収縮します。歯舌の抵抗がなければ、扁形動物は一瞬のうちに強い負圧によって口の中に吸い込まれてしまいます。吸引速度が速すぎて細かい部分が認識できません。

わずか15〜20秒で、扁形動物は頬骨の強力な筋肉によって押しつぶされ、粉砕された殻は吐き出され、消化されるのを待つ栄養豊富な液体だけが残ります。

アオアゲハ(Chelidonura varians)の感覚毛。手前の明るい赤色の塊は彼らの餌である扁形動物です。

(画像提供: Reef to Rainforest Media)

扁形動物は非常に小さく無防備なので、カイギュウはゆっくりとしたペースで、ゆっくりと一口ずつ優雅に飲み込んで食べます。

しかし、小さな扁形動物だけを食べるだけでは、強力な捕食者にはなれません。 「栄光のうちに家に帰り」、家族に自分の能力を見せたいなら、より大きな動物を捕食するように努めなければなりません

もう一つの海牛の種であるメラノクラミスは、ゴカイや紐形動物を好み、沿岸地域によく見られる長くて縞模様の砂虫を食べます。これらの虫は体が大きく、筋肉と体節が強靭で、非常に弾力性があり、完全に伸ばすと収縮時のサイズの 3 ~ 4 倍の大きさになります。それに比べると、体長がわずか1.5~2.5cmしかないクロジュゴンは、まるで小人のような存在です。サンドワームを食べるのは蛇が象を飲み込むようなもので、蛇にとっては非常に困難です。

海辺の砂の中にいるサンドワームは、筋肉が強く、弾力性に優れています。

(画像出典: Wikipedia)

メラノクラミス

(画像出典: Nudibranch Domain)

クロジュゴンは河口の干潟に生息しています。体は長く円筒形で、一様に黒色です。アゲハチョウジュゴンほど美しくはありませんが、体の色が黒いため泥の中に溶け込み、身を守ることができます。

カイギュウのように、彼らは感覚毛を使って食物を見つけ、筋肉質の頬球を使って獲物を吸い上げます。しかし、大きな食べ物を食べるとなると、すぐにこの装置は問題に直面しました。

理想的には、泥の中に潜るサンドワームを探し、小麦粉をすするように吸い込み、筋肉質の胃で押し潰します。しかし、潮が引くと、頭を下にして尻尾を上にし、お尻を空に向けて逆さまに砂の中に埋まっているカワウソが見つかることが多く、お尻は動かず太陽の下に置かれ、ナメクジのように乾燥しているものもある。

人々がそれを引き抜くと、口の中にミミズの一部が見つかった。虫を吸い込むと、より大きくて硬い虫は時間が経つにつれて小さくなることが判明した。虫の体の半分はナメクジの胃の中に吸い込まれているが、残りの半分はまだ穴の中に詰まっており、クロカイギュウが引き出すことは不可能である。

クロカイギュウは歯舌がなく、噛むことができないため、飲み込んだものを噛み切ることができません。しかし、彼らは食べ物をあきらめるにはあまりにも頑固だったので、お尻を空に向けたまま、ワームの洞窟の入り口で立ち往生するしかありませんでした。胃の中の食物の一部が消化され、クロマナティーが脱出できるようになるのは、5~6時間後です。干潮の時であれば、天日干しされて死んでしまいます。

もう一つの驚くべき点は、科学者が水槽の中で砂虫を餌として与えると、餌となる砂虫は穴の中にいないので、クロカイギュウは頭側と尾側の両方から攻撃できるということです。 2匹のウミウシが、1匹は頭に、もう1匹は尾にいて、同じ虫を飲み込もうとすると、虫を真ん中に吸い込むときに、2匹のウミウシは頭と頭がぶつかります。 2匹のウミウシは依然として頑固で、屈服することを拒み、胃の中の部分を消化して離れられるようになるまで、数時間頭を突き合わせて座っていました。

大きなものを食べたいなら、まず自分自身を大きくしなければなりません

ウミウシの吸血方法は大型動物を捕食するのにはあまり適していないようです。歯舌の助けがなければ獲物を切り刻むことはできませんが、失われた歯舌は再生できません。ではどうすればいいでしょうか?

擬似マナティーは「大きなレンガを飛ばす」を選択しました。彼らは「相対性理論」をよく知っています。自分達が大きくなれば、獲物は相対的に小さくなるのではないでしょうか?その結果、ナバナックス属はマナティーの中で最も奇妙な体型を発達させた。

巨大マナティーは体長20cmにも達します。

(画像出典: iNaturalist)

頬の球根は非常に大きくなっており、体のほぼ半分がこの特大の頬の球根で構成されています。頬の球根は完全に外側に向いており、大きな口を形成することもできます。巨大な口が獲物に触れると、それを吸い込み、すぐに引っ込むことで、巨大な吸引力を生み出し、獲物を瞬時に体内に吸い込みます。

体長が20センチメートルを超える無脊椎動物のマナティーは、昆虫、エビ、魚など、自分より小さい動物のほとんどすべてを飲み込むことができます。この「超兵器」を装備することで、背骨のないマナティーは理論上はついに強力な捕食者となった。

擬似マナティーの体の構造。頬の球根が伸びた状態(左)と引っ込んだ状態(右)を示しています。

(画像出典: the seaslug forum)

しかし、狩りをするためには「ハードウェア」だけではなく「ソフトウェア」も必要です。

彼らの感覚器官と脳は未だにウミウシの影響から逃れられず、そのレベルは非常に低い。魚やエビが盲目でない限り、カタツムリのようにゆっくりと這うウミウシに捕まることは難しい。ニセマナティーが魚やエビを捕食し損ねると、ウミウシがいつも周囲を「監視」する。何しろ、ニセマナティーが生息する砂地には、藻や泥を食べるウミウシが大量に生息しているのだ。

何も言えないが、主流の食生活を離れて独自の道を歩み始めたマナティーにとっては、これは無言の「挑発」である。

悲しみと怒りに加えて、意気地なしのマナティーは絶えず新しい種類の食べ物を試しています。彼らにとって最も適した食べ物は、細長い形で、飲み込みやすく、食感が柔らかく、硬い殻やトゲがなく、そして何よりも動きが遅く、探しやすいものでなければなりません... ちょっと待って、これはウミウシではないですか?

ウミウシを食べようとしている針のないカイギュウ

(画像出典: The Sea Slug Forum)

ウミウシを食べることの利点はこれに限りません。もともと同じ種である擬似マナティーには、既製の「レーダー」も入手可能です。

すべてのウミウシは雌雄同体ですが、交尾するには 2 つの異なる個体が必要です。そのため、潜在的な交尾相手を見つけるために、彼らは基本構造に「粘液探索」メカニズムを組み込んでいます。ウミウシは、相手が這うときに残した粘液の跡を探して識別することで、負傷した獲物が残した血の跡を追うのと同じように、相手を見つけることができます。

ニセカイギュウはこの能力と自身の探索器官である感覚毛を組み合わせて、ウミウシを見つけるための極秘兵器を作り出した。それは、口の周囲に湾曲した円形の口隆起部があり、その周囲に感覚毛が豊富に並んでいる。彼らは粘液の痕跡に含まれるムコ多糖類などの複合糖質を検知し、その中のフェロモンを識別して、敵の種類や軌道を判断することができます。

擬似マナティーの頭部のクローズアップ。前方の口隆起とその上の小さな目が見える。

(画像出典: The Sea Slug Forum)

攻撃を開始するには、識別、追跡、狩猟という 3 つのステップがあります。現在、識別と狩猟のための装備は完成しており、すべての準備が整っており、残っているのは追跡だけです。

カイギュウは獲物に追いつくために、腹足の繊毛と筋肉を大幅に強化しており、ウミウシの中では最速のスピードを誇ります。魚やエビに比べるとまだまだ遅いですが、他のウミウシに追いつくくらいのスピードであれば十分でしょう。

それ以来、一日中隠れて草や泥を食べているウミウシは減り、大胆で活動的、素早く凶暴な捕食者が増えた。識別に成功すると、加速してスライムの跡に沿って追跡を開始します。ターゲットのウミウシは逃げ出したいのに、粘液の跡がロックされてしまいます。たとえ地球の果てに隠れても、擬似マナティーは必ずそれを見つけることができます。

スピードに頼って逃げようとするのは、マナティーにとって決して許されないことです。逃げられない獲物に追いつくと、マナティーは後ろから血まみれの口を伸ばし、素早く獲物を包み込み、一気に飲み込んでしまいます。この瞬間、歯舌がなくなったのは本当に素晴らしかったです。かつては「笑っていた」ウミウシも、今日は一口ですんなりと飲み込まれてしまった。擬似マナティーは、その戦略の実現可能性を証明し、家族から「追放され、抑圧された」ことへの復讐も果たした。

背骨のないカイギュウは口器を伸ばして獲物を捕らえる準備ができており、普通のウミウシとの大きさの違いが見て取れます。

(画像出典: iNaturalist)

判断ミス:自分を食べる?

しかし、「スライム探索」を使って獲物を探すことには、まだ欠点があります。ウミウシの大きさに関わらず、フェロモンの種類はほぼ同じなので、獲物の大きさを判別できず、自分よりもはるかに大きなウミウシを捕まえてしまうこともあります。しかし、先天的に視力が不十分なため、擬似マナティーは正確な判断を下すことができません。

彼らはまだ吸ったり飲み込んだりしますが、獲物が大きすぎる上に噛むための歯や舌がないので、獲物に吸い付いて運ばれることしかできません。また、自分の粘液を区別することができず、時には自分の尻尾を獲物と間違えて、粘液の上をぐるぐる回って歩くこともあります。幸いなことに、彼らの体はそれほど細くないので、そうでなければ、私たちは「蛇が自分の尻尾を噛む」光景のウミウシバージョンを見ることになったでしょう。

同時に、元々は繁殖オブジェクトを見つけるために使用されていたスキルが狩猟に使用されるように変更されたため、この中途半端なシステムでは、実際にオブジェクトを見つける必要があるときにバグが発生していました。

2 匹のマナティーが粘液の跡で出会うと、最初に「引き起こされる」のは交尾行動ではなく、摂食反射です。 2頭のジュゴンは口器を伸ばしてお互いを食べようとしました。もしも彼らのうちの一人が飲み込まれてしまったら、この愛情あふれる出会いはたちまち殺人現場と化してしまうでしょう。そして、どちらも相手を飲み込むことができない場合は、2匹はほぼ同じ大きさで、両方とも成熟していることを意味します。この時点で、マナティーは向こう側にいる人も同種であることに気づき、次の世代を生み出すために交尾を始めます。

困難で予期せぬ狩猟生活の中で、マナティーは多くの個人的な代償を払います。彼らは天日干しされて死んだり、餓死したり、同胞に食べられたりしたが、これはすべて彼らが家宝である歯舌を失ったためであった。

結論

それにもかかわらず、ジュゴンは数え切れない世代を生き延び、藻類や泥を食べる仲間とともに現代まで生き延びてきました。彼らは海の中で活発な生活を送り、毎日砂の上を動き回り、活発に狩りをし、その美しさと生命力を何の隠すことなく誇示しています。

彼らの胃の中には70種類の食べ物が入っており、そのうち94%は動く生き物で、この狩猟能力は彼らだけのものでした。いずれにせよ、マナティーは家族に対する反撃を完遂した。ウミウシも強力な捕食者になり得ることを、マナティーは単独で世界に証明したのだ。

参考文献:

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