深海の「トワイライトゾーン」では、奇妙な光るサメが、暗闇の中で複雑な光のパターンを見るように進化した目を持っていることが、新たな研究で明らかになった。
これら生物発光サメ網膜には光に敏感な細胞がより高密度に存在しており、一部の種は、光がほとんど透過しないこの領域で、互いに信号を送り、獲物を見つけ、カモフラージュするために使用するきらめく光を見るのに役立つ他の視覚適応を発達させています。 8月6日にジャーナルに掲載された研究によるとプロスワン。
「光を発することができるサメの種類は約50種類あり、現在知られているサメの約10％です」サメ」と、研究研究者でベルギーのルーヴァン・カトリック大学の生物学者ジュリアン・クラエス氏は語った。
この動物は深さ約 650 ～ 3,300 フィート (200 ～ 1,000 メートル) に生息しています。この地域は中遠洋薄明帯として知られ、弱い太陽光のみが到達できる薄暗い地域です。
Claes らは最近、生物発光するサメのいくつかの種は、多くの光る硬骨魚が使用する脳信号化学物質 (メラトニンなど) とは対照的に、主にホルモンが関与する非常に複雑なメカニズムを使用していることを示しました。
科学者たちは、動物たちが上空からの太陽光に溶け込むことで、自らの光を利用して下にいる捕食者から身を隠すことを知っている、とクラエス氏は Live Science に語った。彼はまた、いくつかの種が「ライトセーバー」の棘捕食者を追い払うために。
カモフラージュと保護に加えて、サメは光を使用して同じ種の他のメンバーを認識し、狩猟パートナーや配偶者を見つけます。例えば、光るランタンザメは生殖器に光を発する構造を持っており、暗闇の中でお互いを見つけるのに役立つとクラエス氏は述べた。
目であれカメラであれ、どんな光学系においても、光に対する感度と画像の解像度の間にはトレードオフの関係があるとクレス氏は述べた。ほとんど深海動物解像度ではなく、光の感度に合わせて視力を調整してください。それでは、光るサメの視覚システムは、どのようにしてトワイライトゾーンの薄明かりに敏感であり、仲間の動物の複雑なパターンを認識するのに役立つ解像度を備えているのでしょうか?
この疑問の答えを助けるために、Claes氏らは、深海生物発光サメ5種（4種のランタンザメ（Etmopterus lucifer、E. Spinderus、E. Spinax、Trigonognathus kabeyai））の目の形、構造、網膜細胞のマッピングを研究した。光学顕微鏡やその他の光学機器を使用して、1 匹のトビサメ (Squaliolus aliae) を観察しました。次に研究者らは、これらの動物の目を非生物発光サメの目と比較した。
研究者らは、光るサメの目には、非生物発光サメよりも杆体と呼ばれる光感受性細胞が高密度に存在しており、これがこれらのサメに優れた時間分解能、つまり「より速い視覚」を与えている可能性があることを発見した。 (たとえば、視力が遅い人は、短距離走者が走っているのを見ているとき、スムーズな動きではなく、レースのバラバラなスナップショットしか見ることはできません。)
より速い視覚を持つことは、サメが相互作用するために使用する光のパターンなど、急速に変化する光のパターンを認識するのに役立ちます。
科学者らはまた、ランタンザメの目には眼窩上部に透明な領域があり、サメが目の明るさを調整し、上空の太陽光から身を隠すのに役立つ可能性があることも発見した。さらに科学者らは、ランタンザメの目には、追加の光を取り込む水晶体と虹彩の間に隙間があることを発見したが、これはサメに存在することはこれまで知られていなかった特徴である。
ランタンシャークの目（ここに示されているベルベットベリーランタンシャークの目と同様）には、眼窩の上部に透明な領域があり、サメが目の照明を変えるのに役立つ可能性があります。 クレジット: J. Mallefet 博士 (FNRS/UCL)
この発見は、これらの光るサメの視覚システムが、光を生成する能力と同時進化したことを示唆している、とクラエス氏は述べた。