泳ぎは苦手だが、捕食能力は抜群のタツノオトシゴ

泳ぎは苦手だが、捕食能力は抜群のタツノオトシゴ生物学

タツノオトシゴは、決してオリンピック選手ではなく、むしろ泳ぎは苦手とされています。

しかし、比較的泳ぎが遅いにもかかわらず、動きの速い小動物を捕食する能力に長けています。

テルアビブ大学で行われた研究では、タツノオトシゴの驚異的な捕食能力を明らかにすることに成功し、0.002秒という驚異的な速さで頭を上げることができることを発見しました。

タツノオトシゴは、0.002秒という驚異的な速さで頭を上げ、強力な水流に乗って獲物を口に運びます。

このバネの仕組みはどうやってできたのか?いつできたのか?

研究者たちは、今回の研究が、バネの謎を解くためのさらなる研究につながることを期待しています。

この研究は、テルアビブ大学ジョージ・S・ワイズ生命科学部動物学科およびスタインハート自然史博物館のRoi Roi Holzman教授と博士課程のCorrine Jacobs氏が主導し、エイラートのInteruniversity Institute for Marine Sciencesで行われました。

本研究は、Journal of Experimental Biologyに掲載されました。

湧き上がる生命力

研究者によると、タツノオトシゴは、オスの「妊娠」、四角い尾椎、そしてもちろんユニークな食事システムなど、ユニークな特性を持つ魚だといいます。

タツノオトシゴは、1日のほとんどの時間、頭を下に向けて体に密着させた状態で、尾を海藻やサンゴに固定しています。

しかし、自分の上を通過する獲物を発見すると、信じられない速さで頭を持ち上げて獲物を捕まえます。

Holzman氏によると、タツノオトシゴは捕食中、自分の体を一種のバネのようにして、背中の筋肉を使って伸縮性のある腱を伸ばし、首の骨をクロスボウのように「引き金」として使います。

その結果、動物界で見られる最も速い筋肉の収縮よりも速くなります。

しかし、これまで、タツノオトシゴが実際に食事をする際に、どのようにしてバネの仕組みを利用しているのかは明らかになっていませんでした。

お茶に落ちたハエを取ろうとする人なら誰でも知っているように、水は粘性があり、魚は口を開いて獲物を引き込む流れをつくる必要があります。

しかし、タツノオトシゴはどのようにして、獲物を捕らえることと頭の動きを連動させているのでしょうか?

テルアビブ大学の研究者たちは最近の研究で、タツノオトシゴの攻撃を毎秒4,000枚のスピードで撮影し、水流を画像化するレーザーシステムを用いて、タツノオトシゴの動きを特徴づけ、定量化することに成功しました。

この計測により、タツノオトシゴの「クロスボウ」システムには、頭部の動きを容易にすることと、同サイズの魚の10倍の速さの高速吸引流を発生させるという2つの役割があることがわかりました。

これらの利点により、タツノオトシゴは特に捕らえにくい獲物を捕らえることができるのです。

バネ機構の進化

今回の測定結果は、鼻の長さで区別されるさまざまな種類のタツノオトシゴの生態を解明するのにも役立ちます。

Holzman氏は、「今回の研究で、タツノオトシゴの鼻の長さによって、頭の動きの速さや吸引流が決まることがわかりました。進化の観点から、タツノオトシゴは、強い吸引力で適度に頭を上げるために鼻を短くするか、急激に頭を上げて吸引力を弱くするために鼻を長くするかを選択しなければなりません。長鼻の種は小さくて素早い動物を捕らえ、短鼻の種は重くてどっしりした動物を捕らえます。」と付け加えています。

Holzman氏によると、タツノオトシゴが印象的なバネ機構を持つ唯一の例ではないといいます。

タツノオトシゴは、トゲヨウジ、ヘコアユ、ヤガラなど、Misfit Fishという適切な学名を持つ魚の仲間に数えられています。

「この魚は、体をバネのように伸ばすことができる奇妙な形をしているので、このように呼ばれています。今回の研究が、バネ魚の謎を解くためのさらなる研究につながることを期待しています。」

Published by Tel Aviv University. Corrine Avidan et al, Elastic energy storage in seahorses leads to a unique suction flow dynamics compared with other actinopterygians, Journal of Experimental Biology (2021). DOI: 10.1242/jeb.236430
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