ついに判明
恐竜の肌は〇〇柄

A Scientifically Accurate, Life-Sized Dinosaur Model

今回のYouTubeのサイエンス系動画チャンネル「SciShow」は、近年わかった2つの発見について解説します。現在残っている恐竜の痕跡は、化石やたまごなど、見た目以外の部分ばかりです。その為、恐竜の外見はこれまで長い間謎に包まれていました。しかし近年見つかった化石から、ある恐竜の外見がわかりました。化石標本とメラニン細胞のパターンを分析した結果、まだらなカモフラージュ柄になっているようです。もう1つは、ある動物が持つ猛毒が、人間の命を救うかも知れないというニュースです。2つの大発見の真相をどうぞご覧ください!

恐竜の本当の姿

誰もがある時、恐竜が本当はどのような姿かたちをしていたのかと想像します。特にその色のパターンについては、色は鮮明だったのか、ストライプだったか、まだらかそれとも水玉模様に包まれていたか、と思いめぐらせます。 

多くの人は、恐竜の姿かたちを正確に知ることはできないと考えていました。しかし研究者が今週発表した内容は、これまでで最高の精度で恐竜を復元したのではないかといわれています。

それは、特に森林生活でのカモフラージュに適しています。メラノソームとよばれる、色素を含む構造がかなりよく保存されていたプシッタコサウルスの化石標本は、この恐竜の外見の配色への手がかりになりました。

ヤコブ・ヴィンサー率いるブリストル大学の研究者たちは、これを現代に蘇らせたいと考えました。しかしそれは、ジェラシック・パークのようなやり方ではありません。

プシッタコサウルスの実際のカラーモデルを構成するために、ヴィンサーたち研究者は古代復元の専門アーティストを募集し、また化石標体とメラニン細胞のパターンを細かく測定しました。

全体的にこの恐竜は、表の上側の部分が色濃く、下の裏側部分は淡い色をしていました。これはカウンターシェイディングと呼ばれる、体表の光の当たる部分が暗い色に、日陰になる部分が明るい色になるという、典型的な3Dカモフラージュのケースです。

カモフラージュする恐竜

ご存知のように、物体に光が当たる様子は、私たちが見ているものをどのように判別するかということに影響します。物体が上から照らされると、立体の物質の上の部分は光を反射して薄く見えます。その一方、下の部分はより暗い陰になります。

人間を含む多くの動物は、光の反射を基に立体物を認識しています。太陽が照っているとき、カウンターシェイディングを持つ動物の場合、表側が暗くて裏側が明るい色の場合、色がさらに均等化され、背景のなかでそれほど目立たなくなります。

3Dカモフラージュは、お腹を空かせた捕食者から身を守るため、多くの動物の間で進化しました。カウンターシェイディングの特定のパターンは、彼らの生息地に関係しています。

例えば広々とした明るいサバンナのような地域に住む動物は、(色の境界が)はっきりしたカウンターシェイディングを持つ傾向がありますが、光が拡散する森林では、それはグラデーションとなっています。

プシッタコサウルスがどの地域に住んでいたのかを解明するために、研究者たちはこうした保護色に関する事実をのモデルに当てはめてみました。まず、光がどのようにこの恐竜の体に当たるかを見るため、様々な野外の環境で灰色一色の写真を撮りました。

次にコンピュータを使い、どの環境がこの恐竜を周りの背景色に溶け込ませるかを見るために、観察された化石のカウンターシェイディングの写真と比較しました。これによって、プシッタコサウルスは森林の生活に適していたとほぼ判明しました。

現代の森林に住む動物たちと同じように、この恐竜のメラニン細胞はカウンターシェイディングのパターンに沿って構成されていました。その体の色はおそらく、表側の暗い色から裏側の明るい色に徐々に変わっていたでしょう。

カウンターシェイディングが進化したという事実は、古代のいくつかの捕食者の視覚が、現代の捕食動物と似ているということを示しています。研究者たちは、恐竜の外観がどのようなもので、そして彼らがどのように世界を見ていたのかという問いに対して、良く保存された化石がより完璧な想像図の作成につながることを願っています。

猛毒が人間を救う?

動物とは移動するものですが、かたつむりは狩りには向いているようには見えません。彼らは悪名高いほどに動きが遅いです。

いくつかの種類、例えばアンボイナガイ(新腹足目イモガイ科に分類される巻貝の一種。猛毒の毒針を持つ)は、武器化された素早く効くインスリンを魚に刺し、獲物を麻痺させます。インスリンは、血液のグルコースレベルを下げるペプチドホルモンです。

ヒト科においては、たくさんの食事の後など、血糖値が高くなり過ぎたときに通常放出されます。この特製のインスリンの持つプロテイン構造の組み合わせのおかげで、1型糖尿病はいつの日か根治されるかもしれない、ということが分かりました。

アンボイナガイが狩りをしているとき、魚が泳ぎまわっている付近の水へ向けて、ある種類のインスリンでできた猛毒を吹き出します。それが魚の血糖値を破壊します。低い血糖値はとても危険です。なぜなら動物の細胞にとって、体を動かすために一定量のグルコースが必要だからです。

インスリンの過剰投与は、魚を低血糖ショックと呼ばれる一種の昏睡状態にさせ、アンボイナガイは時間を十分使って獲物をむさぼり食うのです。この素早く反応する殺人ホルモンについては、つい昨年に記述されました。そして研究者たちは、これが人間の医療に役立つかもしれないと熱心に取り組んでいます。

1型糖尿病の人は自分の体内でインスリンを生成できないので、彼らは血液のグルコースレベルが上がりすぎたら、注射を打たなければなりません。人間のインスリン分子は、ペプチドの最後についている粘着パッチのおかげで6つの分子(6量体)が1つのかたまりとなって貯蔵されます。

水を溶解しにくい疎水性の部分がインスリンと受容体とを結びつけ、細胞にグルコースを上げる指示を手助けします。インスリンプロテインが分離され、グルコース上昇の指示を出すには、通常15分ほどかかります。

普段はそれだけ時間がかかってもいいのですが、緊急事態ではそうはいきません。研究者たちは、アンボイナガイのインスリンだと5分ほどで効くと試算しています。アンボイナガイのインスリンのアミノ酸の列を研究し、この粘着パッチが完全に無いことに研究者らは気がつきました。そのためこれらのプロテインはかたまりを形成しないのです。

この疎水性の部分が、ヒトのインスリンと受容体細胞を結びつけるのを手助けするとしたら、インスリンはどのようにこの動きを処理しているのでしょうか? アンボイナガイのインスリンの一部が、ある特定の形でおり曲がって回転することで、人間のインスリン部位に擬態する、新しい粘着パッチを作り出しているということを、研究者たちはX線結晶構造解析と分子モデルを使って解明しました。 

この入れ替わりは、ヒトの受容体とアンボイナガイのインスリンが結びついたときだけに起こるため、このインシュリンは固まらないのです。元は猛毒の分子ですが、科学者たちはさらなる研究と実験で、このアンボイナガイのインスリンが多くの命を救う緊急治療の促進になることを望んでいます。

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