解毒剤はご持参ください。毒を恐れないでください。毒カエルや毒フグはどのようにして「毒の達人」になったのでしょうか?

自然界には毒を持つ動物がたくさんいます。これらの有毒動物がどのようにして毒素を生成するのか疑問に思ったことはありませんか?

毒蛇やフグなどの「毒使い」は、自分自身が毒を盛られることなく、どうやって敵を意のままに毒殺できるのでしょうか?

隔離されたストレージ、安全で安心

有毒物質や取り扱いに注意が必要な物品については、通常は隔離して、通常は触れない場所に保管し、必要なときに取り出します。たとえば、医薬品、ライターなどです。同様に、有毒生物は毒素を貯蔵するときにこの戦略を使用し、生成した毒素を特定の「部屋」に貯蔵します。

多くの人の印象では、クラゲは非常に壊れやすい生き物のように見えます。しかし、一見弱そうなクラゲも有毒な生き物であることを知っている人はほとんどいません。毎年、多くの観光客が海岸に打ち上げられたクラゲに触れ、アレルギー症状を発症したり、命の危険にさらされたりしています。

体の構造が一目でわかるクラゲは、どうやって毒素を分離し、蓄えているのでしょうか？

クラゲの触手には刺胞と呼ばれる銛のような構造があることが判明しました。クラゲの毒は刺胞に蓄えられています。外部からの刺激を受けると、刺胞内の刺針糸が飛び出し、刺された物の体内に侵入して毒を放出します。

毒を吐き出すプロセス全体は、クラゲの体の他の器官の正常な機能には影響しません。クラゲの毒送達機構により、クラゲは自らを毒することなく敵を攻撃することができます。

刺胞細胞が刺胞糸を放出しているイラスト 画像出典: wikipedia

クラゲと同様に、毒蛇の毒も「特別な場所」、つまり口の上部にある毒腺に別々に貯蔵されます。この特別な場所から出る唯一の出口は牙を通ることです。毒蛇が敵を噛むと、毒が毒牙を通して敵の体内に注入されます。

ヘビ毒の保管場所。画像出典: SMEの司馬懿

解毒剤はご持参ください。毒素を恐れる必要はありません。

毒素を貯蔵するための別の「部屋」を用意することに加えて、一部の動物は毒素と「共に生きて共に死ぬ」関係を進化させています。

自然界で最も有毒な種の一つであるヤドクガエルは、見た目はとてもかわいいかもしれませんが、非常に危険です。皮膚腺にアルカロイドが含まれています。この毒素は筋肉細胞への神経信号の伝達を永久に阻害し、筋肉が緊張したまま弛緩できなくなる原因となります。ヤドクガエルの毒は、3分で簡単に成体10匹を殺すことができます。

興味深いことに、ヤドクガエルは飼育下では毒素を生成しません。なぜなら、その毒は毒蜘蛛やヤドクガエルが食べる他の食物から得られるからです。

では、なぜヤドクガエルは毒蜘蛛に殺されずに、その毒を再利用することができるのでしょうか?これには細胞内の毒素の作用原理が関係しています。

ヤドクガエルに含まれる神経毒はヤドクガエル毒と呼ばれます。この物質は動物の体内に入ると、神経細胞の表面受容体（この受容体は主に細胞内外のイオンの移動を担い、細胞の状態に影響を与える）と結合し、通常の状況下での神経信号物質の伝達作業を妨害し、神経系の正常な機能に影響を与えます。

神経細胞はイオンチャネルを開くために特定の受容体を必要とする

通常の状況では、受容体は、イオンを伝達し、神経信号を伝達するためのドアを開くために、特定の一致する「鍵」を必要とします。ヤドクガエルの体内の毒素はマスターキーのようなもので、非常に巧妙に偽装し、神経細胞受容体を「眩惑」させて誤った信号を送信し、それによって神経系の正常な機能を妨害し、高血圧やめまいなどの症状を引き起こし、重篤な場合には死に至ることもあります。

コバルトブルーヤドクガエル 画像出典: Zifei.com

ヤドクガエルがこの毒素の影響を受けない理由は、体内の神経細胞受容体が「鷹の目」を開いているからではなく、体内の遺伝子に小さな突然変異が起こり、神経細胞の受容体が毒素を完全に無視するようになり、中毒になるという厄介な状況を回避しているからです。

競争心が強ければ勝つ

動物たちは毒を放出する際にも互いに競争します。前述の通り、ヤドクガエルの餌となる毒蜘蛛は有毒ですが、ヤドクガエルはその毒素を全く気にしません。毒蜘蛛がヤドクガエルを毒殺できなかった場合、毒蜘蛛は負けとなり、ヤドクガエルが生きる権利を獲得します。

これは、進化の過程で捕食者がより致命的な毒素を進化させ、対応する捕食者もより強力な毒素を進化させたためです。二つの軍隊が出会ったとき、毒を盛った方が勝ち、相手を毒殺できる種だけが生き残ります。

しかし、毒素の生成には大量のタンパク質とエネルギーが必要となり、非常にコストがかかるため、人間を含む多くの動物が同じ生存戦略を採用することは困難です。たとえば、多くの動物は生き残るために毒に頼るのではなく、体を大きくして激しく戦います。一部の動物は、新しいタイプの「有毒な武器」である「悪臭」を開発しました。危険に遭遇すると、彼らは捕食者を混乱させるために発煙弾に似た非常に臭い物質を放出します。これは大量の毒素を蓄積するよりも巧妙な戦術です。

生き残るために、動物たちはさまざまなユニークな技を考案してきました。非常に毒性が強くなるように進化したものもあれば、「悪臭」を発するものもある。彼らは生化学のトップマスターと言えるでしょう。

終わり

監査専門家

レビュー専門家: Wu Lei、現役獣医師、動物学修士。

Tadpole Musical Notation オリジナル記事、転載の際は出典を明記してください

編集者/ハートアンドペーパー