歯は通常、変色を除けば白いです。ただし、噛みつく個体がこの一般的な配色から逸脱する生き物もいます。たとえば、一部の深海魚の歯は完全に透明です。研究者たちは現在、この機能がどのようにして生まれるのかを調査しています。その秘密は歯の特殊なナノ構造にあります。これにより、光にさらされても噛みつき者が見えなくなり、獲物を狩る際に魚に決定的な優位性が与えられます。
深海は生物にとって特に好ましい場所ではありません。海面下数百メートルは寒く、水塊の圧力は非常に高く、ほぼ完全な暗闇です。それにもかかわらず、いくつかの奇妙な生き物は、これらの極端な生活条件に適応しています – 例えば、ヒゲドラゴンフィッシュ科のアリストストミアス・シンティランス。この深海魚は体長わずか 15 センチほどですが、この海域ではトップクラスの狩猟能力を持っています。魚は自己生成の光効果で獲物を引き寄せますが、それ以外の場合は体が周囲と同じように黒くなります。一方、動物の歯は完全に透明です。 「これらの特別な特徴は、一部の深海魚で観察できます。しかし、これがどのようにして起こるのかはこれまで研究されたことがありません」とカリフォルニア大学サンディエゴ校のオードリー・ベラスコ・ホーガン氏とその同僚は説明する。
歯の中のナノクリスタル
ドラゴンフィッシュの噛みつき者についてさらに詳しく知るために、科学者たちは現在、ドラゴンフィッシュを詳しく調べています。最初のテストは驚きでした。A. シンティランスの歯は非常に硬くて鋭いため、ホホジロザメやピラニアなどの悪名高い捕食魚の歯と同じくらい危険です。しかし、歯の透明感はどうやって生まれるのでしょうか？とりわけ電子顕微鏡を使用した研究により、魚の歯の構造が一見すると私たちの歯の構造に匹敵することが明らかになりました。したがって、咬合者は外歯のエナメル質と内象牙質層から構成されます。
しかし、特別なのは、両方の層にヒドロキシアパタイトでできたナノ結晶があることです。これらの小さな結晶は歯のエナメル質全体に点在しており、サイズは約 20 ナノメートルです。しかし、象牙質では、ヒドロキシアパタイトがコラーゲン原線維を覆い、それらとともに直径約 5 ナノメートルの小さな棒を形成します。研究者らは、例えば人間の歯の色に影響を与えるミクロスケールの小管構造が象牙質から欠落していることを発見した。彼らによると、この特別なナノ構造により、歯は入射光をほとんど反射したり散乱したりしません。この効果は、ドラゴンフィッシュの歯が非常に薄いという事実によってさらに強化されます。 「これらのユニークな特徴により、これらの歯は、私たちが知っている他の多くの動物や人間のものとはまったく異なります」とベラスコ・ホーガンと彼女のチームは言う。
完璧な迷彩
しかし、なぜ進化の過程で、A. シンチランスやその他の深海生物は透明な咬傷者を発生させたのでしょうか?科学者らは、獲物を狩る際に利点があるのではないかと考えている。深海の生物の多くは、光を発して航行したり、敵を混乱させたり、犠牲者を引き寄せたりすることができる。ドラゴンフィッシュもこの戦略を利用している。 「しかし、この魚の歯は口に比べて非常に大きいです。それらが目に見えるようになれば、どんな獲物もすぐに逃げるでしょう」とベラスコ＝ホーガンの同僚マーク・マイヤーズは説明する。その特殊な構造のおかげで、捕食者の歯は光の影響にもかかわらず隠されたままであり、周囲の水とのコントラストがありません。 「黒い皮膚と組み合わせて、鋭い歯は致命的な目に見えない武器を形成する」と科学者たちは結論付けています。彼らが強調しているように、彼らの研究は、神秘的な深海生物の生態について新たな洞察を提供するだけではありません。龍魚をモデルにした新たな迷彩素材の開発も可能かもしれない。
出典: Audrey Velasco-Hogan (カリフォルニア大学サンディエゴ校) 他、Matter、 doi: 10.1016/j.matt.2019.05.010
