太陽光はほとんどすべての生物にとって生命にとって不可欠ですが、同時に危険でもあります。それは、皮膚細胞の奥深くまで浸透し、細胞の成分や遺伝分子のDNAにも損傷を与える短波紫外線が含まれているからです。この損傷が蓄積すると、細胞の代謝が制御不能になる可能性があり、細胞が変性し、その結果皮膚がんが発生します。しかし、そこまで進行する前に、体は最悪の結果を避けようとします。彼はいくつかの戦略を使用します。まず、皮膚の色素細胞がより多くのメラニンを生成するようにします。この染料は私たちの肌を日焼けさせ、太陽光線が細胞に入る前にその一部を遮断します。同時に、皮膚細胞も遺伝子レベルで反応します。現在、紫外線による損傷に対抗するために、DNA 修復を促進する特定の遺伝子がますます読み取られています。しかし、太陽光線が強すぎると、皮膚が警報を発し、炎症反応、つまり日焼けを引き起こします。
海洋哺乳類も日焼けする可能性があることは長い間知られていました。多くのクジラは、一年を通じて極地と日当たりの良い熱帯地方の間を行ったり来たりする長い移動を行い、そこで高緯度よりもはるかに強い紫外線にさらされます。 「強い日光が当たる地域では、さまざまなクジラ種で水ぶくれのような皮膚損傷の報告が増えています」と、研究リーダーの一人であるメキシコのケレタロ自治大学のカリーナ・アセベド＝ホワイトハウス氏は言う。しかし、そのような日焼けが遺伝子レベルなどでクジラにどのような影響を与えるかはこれまで知られていなかった。また、動物の皮膚が、より多くの色素を生成したり、DNA修復を促進したりすることによって、より強い太陽光に適応できるかどうかも同様です。 「この現象により、私たち人間は、より頻繁かつ長時間日光浴をすると、日焼けしにくくなるのです」と研究者らは説明する。
シロナガスクジラ：日焼けを防ぐために日焼けする
研究のために、研究者らはカリフォルニア湾でシロナガスクジラ106頭、マッコウクジラ23頭、ナガスクジラ55頭の3種のクジラから皮膚サンプルを収集した。太陽強度の増加による変化を記録できるようにするために、サンプルは 1 月から 6 月の間に採取されました。すべての皮膚サンプルにおいて、科学者らは色素を生成するメラノサイトとメラニンの密度を測定し、遺伝子活性と特に脆弱なミトコンドリア DNA への損傷の程度も分析しました。
その結果、特にシロナガスクジラは、私たちと非常によく似た方法で太陽光の増加に反応します。彼らが年の初めにカリフォルニアとメキシコの海岸沖に南から移動するとき、彼らの肌はまだ非常に青白いです。しかし、そこで彼らは突然、著しく高レベルの紫外線にさらされることになります。その結果、特に 1 月と 2 月に、DNA に対する紫外線関連の損傷が増加することが研究者らによって発見されました。南部での休暇の最初の数日間の典型的な日焼けに似ています。しかしその後、適応プロセスが始まります。クジラの皮膚の色素細胞はより多くのメラニンを生成するため、その後数か月間で皮膚の色が著しく暗くなります。 「より多くの色素を持ったシロナガスクジラは、DNA損傷が少ないことを示しました」と、報告書の筆頭著者であるロンドン動物学会のローラ・M・マルティネス・ルバスール氏とその同僚は述べた。メラニンはまた、この紫外線の影響からクジラを守ります。
マッコウクジラは遺伝子修復に依存している
驚くべきことに、マッコウクジラはまったく異なる戦略を使用します。彼らはもともと皮膚の色が黒いですが、シロナガスクジラよりもはるかに長く水面に留まります。マッコウクジラは一度に最大6時間滞在し、潜水の間隔はシロナガスクジラやナガスクジラの5倍です。それに応じて、紫外線への曝露量も高くなります。マッコウクジラは「日焼け」する代わりに、遺伝的保護に頼っています。日光が増えると、皮膚細胞が 2 つの修復遺伝子をさらに読み始めます。
「これらの遺伝子の活性が高いクジラは一貫してDNA損傷が少なかった」と研究者らは報告している。追加の「修復チーム」は、紫外線によって細胞に生じた損傷が特に迅速かつ効果的に修復されることを保証しているようです。しかし、他の 2 種のクジラでは、これら 2 つの遺伝子の活性はほとんど増加しませんでした。
「これは、クジラの分子保護機構が種ごとに異なることを示しています」と研究者らは述べている。これらのメカニズムを知ることが重要です。一方で、将来的に海洋哺乳類をより良く保護できるようになるため、また他方で、この動物群が変化する条件にどれだけうまく素早く適応できるかを理解するためです。
