毒を使う動物の進化戦略
概要
本記事では、爆撃機カブトムシ、クラゲ、サンショウウオ、蛇など、数千種の動物がどのように毒を使って身を守るかを探求します。これらの動物が、耐性を進化させるか、化合物を安全に保管することで、自身の毒性分泌物を生き残る方法について調べます。また、捕食者や獲物が毒性に対する耐性を進化させることで、数百万年にわたる進化競争が繰り広げられる様子についても議論します。
目次
- 爆撃機カブトムシとその化学防御機構
- 毒性化合物の安全な保管
- 生化学的耐性の進化
- 捕食者や獲物が耐性を進化させる
- 進化戦略を持つ動物の例
- 爆撃機カブトムシの腐食性スプレーをトードが生き残る謎
爆撃機カブトムシとその化学防御機構
チャールズ・ダーウィンは、ケンブリッジ大学の学生時代に爆撃機カブトムシとその防御機構に出会いました。カブトムシは、毒の成分を2つの別々の部屋に保存しています。脅威を感じると、2つの部屋のバルブが開き、物質が激しい化学反応を起こし、腺から腐食性のスプレーが出て、カブトムシの内部組織を保護する硬化した部屋を通り抜けます。
毒性化合物の安全な保管
クラゲや毒蛇など多くの動物は、特別な区画に毒性化合物を安全に保存しています。毒矢蛙は、ダニやアリなどの小型節足動物を食べることで、数百種類の苦味物質アルカロイドを蓄積しています。最も強力なアルカロイドの1つであるエピバチジンは、ニコチンと同じ受容体に結合しますが、少なくとも10倍強力です。
生化学的耐性の進化
ハブや他の種類の毒蛇など、一部の動物は、毒成分を血液中の特別なタンパク質に結合して無効化する特別なタンパク質を製造しています。毒矢蛙も、アルカロイド結合部位の構造を微調整することで、自身の毒素に対する耐性を進化させています。
捕食者や獲物が耐性を進化させる
アオダイショウは、サンショウウオの毒素に対する耐性を、サンショウウオ自身と同じ遺伝子変異を通じて進化させました。つまり、最も毒性の高いサンショウウオだけが食べられず、最も耐性の高いアオダイショウだけが生き残ることができます。
進化戦略を持つ動物の例
キリギリスネズミは、神経系の遺伝子変異を通じてサソリの痛みを伴う毒に耐性を持ちます。ツノトカゲは、特別な血漿を用いてハーベスターアリを食べ、彼らの毒針に対する耐性を持ちます。ウミウシは、クラゲの刺胞を食べ、粘液中の化合物で活性化を防止し、自己防衛に利用します。
爆撃機カブトムシの腐食性スプレーをトードが生き残る謎
爆撃機カブトムシを飲み込むトードは、ダーウィンが不快に感じた腐食性スプレーに耐えることができます。ほとんどのカブトムシは数時間後に吐き出され、驚くべきことに生きています。しかし、トードがこの経験をどのように生き延びるのかは、未だに謎のままです。
結論
毒を使う動物は、捕食者や獲物から身を守るために、魅力的な進化戦略を発展させています。一部の動物は、毒性化合物を安全に保管し、他の動物は生化学的耐性を進化させます。捕食者や獲物も毒性に対する耐性を進化させることができ、数百万年にわたる進化競争が繰り広げられます。
