ヘルプ！この魚はおじいちゃんの入れ歯を盗んだのでしょうか？

制作：中国科学普及協会

プロデューサー: 蘇成宇

制作者: 中国科学院コンピュータネットワーク情報センター

これはシープスヘッド・スナッパー（Archosargus probatocephalus）と呼ばれる歯のある魚です。

画像出典: Wikipedia

最初にこの魚を発見した人々は、この魚の歯が羊の歯に似ていると思ったため、「シープヘッド」と名付けました。シープスヘッド・スナッパーのほかに、囚人魚という別名もあります。これは、その白黒の「毛皮」が囚人服のような質感を持っているためです。

画像出典: britannica.com

「良い歯」を持つシープスヘッド・スナッパー

シープスヘッド・スナッパーは明るい目と獰猛な外見をしています。サメのように鋭い歯がいっぱいの口を持っていても不思議ではないが、噛むための大きな切歯と臼歯が一列に並んでいる。羊というよりは、「大きな白い歯」を持つ人のように見えます。口はまるで今にも話し出しそうな人間のようで、この絵は実に「幽霊っぽい」ものです。

人間のようにニヤニヤ笑う姿を見ると、まるでフランケンシュタインの怪物のように、本当にちょっと怖いです。

2021年9月下旬、釣り人が重さ約4キロのシープスヘッドを釣り上げた。彼が口を大きく開けて歯を見せているシープスヘッド・スナッパーの「顔写真」を投稿すると、ネットユーザーからは次のようなコメントが寄せられた。

「おじいちゃんが入れ歯をなくして、この魚がそれを拾ったんだと思う。」

「歯を治療した歯医者の技術があまり良くなかったようです。」

画像提供: Jennette's Pier/Facebook

写真にあるように、成体のシープスヘッド・スナッパーは、人間と同様の「大きな歯」を持っているだけでなく、上顎に3列の臼歯、下顎に2列の臼歯を持っています。

画像出典: 文書 1

シープスヘッドスナッパーを携帯用の貝殻開け器として使用できますか?

歯が丈夫であれば、もちろん何でもおいしく食べられます。

シープスヘッド・スナッパーは、殻が柔らかいエビから、殻が非常に硬いカキ、カニ、フジツボ、ハマグリまで、あらゆるものを捕食します。殻を破って肉を食べるのは無敵です。硬い貝を直接噛もうとすると、歯が折れてしまうかもしれません。シープスヘッド鯛の立派な歯は当然のものです。

そこで疑問なのが、シープスヘッド・スナッパーの歯はそれほど強力なので、クルミの殻を開けることができるのか？ということです。

まず、シープスヘッド・スナッパーの噛む力がどれくらい強いのかを知る必要があります。科学者たちはフロリダ州タンパ湾の河口で幼魚から成魚まで190匹のシープスヘッド・スナッパーを捕獲し、その噛む力をテストした。

自然環境での狩猟現場に近づくため、科学者たちはムール貝とカキも購入し、シープスヘッド・スナッパーの咬傷実験も実施した。

当初、科学者たちは、さまざまなシープスヘッド・スナッパーの解剖学的構造に基づいて咬合力を計算しており、咬合レバーの距離、筋肉量、筋肉密度を測定していた。

結果は明らかです。大きいシープスヘッド・スナッパーのほうが、食いつきが良いのです。下の表の曲線から、魚が大きくなるほど、バイトレバーの距離が長くなり、噛む力が大きくなることがわかります。これは単純なてこの原理です。

魚が大きくなるにつれて、噛みつきのてこ腕が長くなり、切歯と臼歯の噛みつき力が徐々に増加します。

（画像出典：文書1）

成人の臼歯の最大咬合力は 400 N を超えるのに対し、切歯の最大咬合力は約 250 N に達することがわかります。シープスヘッド・スナッパーにこれほどの力で噛まれたら、どれほど痛いでしょうか？

女の子の体重が40kgだとすると、400Nは女の子がつま先で踏んづける感覚にほぼ相当し、250Nは昔ながらの自転車の前輪が地面につかず直立し、後輪が1点で押しつけられる感覚に相当します。正直に言うと、まだ痛いです。

シープスカッパーの成長を5段階に分けると、第一段階のシープスカッパーは生まれたばかりで噛む力がまだそれほど強くないため、ミミズやエビしか食べられません。

第 2 段階では、シープスヘッド スナッパーは小さなカニを食べることができます。

第3段階では、殻の直径が約1センチメートルのイシガニを食べることができます。

第4段階では、甲羅の直径が2センチメートルのイシガニが捕獲されます。

第5段階では、シャキシャキとした食感が美味しいハードシェルのカキやハマグリがメニューに加わりました。

その後、科学者たちはシープスヘッド・スナッパーに直接噛みつきテストを実施しました。バイトレバーの長さが170mmのコイ科魚類の場合、実用最大咬合力は約65Nです。バイトレバーの長さが172mmのヒメダイの場合、最大実用咬合力は74Nです。バイトレバー長315mmのヒメダイの場合、実用最大咬合力は約196Nです。

画像出典: 文書 1

シープスヘッド・スナッパーの噛む力を知るには、クルミを割るのにどれくらいの力が必要かも知る必要があります。

2008年、何人かの科学者がクルミの殻を割る研究を行った。この研究の目的は、クルミの殻を破砕する機械をより良く開発することです。

クルミの殻をうまく割れるかどうかは、殻の厚さ、クルミの水分含有量、クルミにかかる力の方向など、いくつかの要因によって左右されます。

クルミにかかる力の方向、zは端です（画像出典：参考2）

彼は、幾何平均直径が約3cm、厚さが普通、水分含有量が20%のクルミの場合、殻を割るのに最適な場所はクルミの端、つまりクルミを食べるときに観察できる「端」のある場所であることを発見しました。ここでは、約 400N の力で殻が破壊されます。

画像出典: 文書2

クルミの殻むきに関する別の研究が2004年に実施されました。その結果、クルミを端から叩いて割るには約377Nの力が必要であることがわかりました。

これら 2 つの研究に基づいて、通常のクルミの場合、端から押しつぶすには数百ニュートンの力が必要であると大まかに推定できます。

もちろん、これらの研究は貝殻破砕機にのみ適用されます。機械によって加えられる力は、非常に狭い範囲に適用されます。力が加えられる面積が大きすぎて圧力が小さすぎると、研究で加えられる力が十分でなくなります。

手で卵を絞ることを例に挙げてみましょう。卵を手で完全に持つと、たとえパリパリの卵であっても、どんなに力を入れても割れにくくなります。

この観点から見ると、30cmの成魚のシープスヘッドタイの実際の最大咬合力は、たとえ最も弱い端から咬合したとしても、クルミを砕くのに十分ではありません。

成体のシープスヘッド・スナッパーがクルミをかろうじて割るには、少なくとも 2 倍の力が必要です。これをクルミ割りの道具として使うという私たちの夢は打ち砕かれそうだ。

しかし、十分に大きなシープスヘッド・スナッパーが見つかった場合、理論的にはその噛む力は 400N を超え、「歩く貝殻開け器」として機能できる可能性があります。

大型のシープスヘッド・スナッパー（画像提供：YouTube）

これらはすべて理論的な議論です。実際、もし本当に半メートル近くもあるシープスヘッド・スナッパーを見つけて、それを水槽で飼育し、何もすることがないときにクルミを割ってもらうために使うとしたら、まだ多くの状況を考慮する必要があります。

たとえば、あなたを「助ける」のに十分な数のシープスヘッド・スナッパーを生かしておくことはできますか?

前回のシープスヘッドタイの研究では、科学者はテストに3匹の魚だけを使用しました。実験資金を使いたくないから3匹しか買わなかったのではなく、飼育していたコイの多くが死んでしまい、実験に使えるのは3匹だけだったからだ。

シープスヘッド・スナッパーを飼育したとしても、クルミを喜んで開けてくれるかどうかは疑問です。殻を開けた後、クルミの実を飲み込んでしまわないように、口からクルミの実を取り出す方法を見つけなければなりません。上記のすべてを実行し、幸運にも魚の口からクルミの実を取り出すことができたとしても、魚臭のするクルミの実を食べることに慣れる必要があります...

とにかく、これがどれだけ美味しいのか想像もつかないよ、ユエ。

参考文献:

1. Fernandez LPH、Motta P J. 差別的パフォーマンスの栄養的結果：シープスヘッド、Archosargus probatocephalus（硬骨魚類、Sparidae）における口腔顎粉砕パフォーマンスの発生[J]。動物学ジャーナル、1997年、243(4):737-756。

2. Sharifian F、Derafshi M H. 割れ発生条件下におけるクルミの機械的挙動[J]。応用科学ジャーナル、2008年、8(5):886-890。

3. MA コユンク、K. エキンシ、E. サブラン。 「クルミの割れ特性」バイオシステムエンジニアリング87.3（2004年3月）：305–311。