京大ら,ヤモリが夜も色が分かるメカニズムを解明

京都大学と岡山大学は,夜行性のヤモリが暗がりで色を見分ける特殊な能力を持つメカニズムを明らかにした(ニュースリリース)。

ヒトは,明るい所で色を見分けられる(三色型色覚)が,暗がりでは見分けられない。これはヒトが,明るい所で働く光センサータンパク質(錐体視物質)を3種類持つものの,暗がりで働く光センサータンパク質(ロドプシン)を1種類しかもたないため。

暗がりで色が識別できないことは多くの脊椎動物に共通しているが,ヤモリは多くの種が夜行性で,暗がりで色を識別していると考えられている。ただ,ヤモリはロドプシンをもたないため,本来明るい所で働く3種類の錐体視物質を暗がりで利用する必要がある。

光センサータンパク質は,まれに光がない時に誤って反応してしまうことがある。このような誤った反応(ノイズ)は,わずかな光を感度よく認識することの妨げとなる。そのため,ロドプシンはこのノイズ反応を極めて低く抑えることで「暗がりでの視覚」を実現している。

一方で,明るい所でモノを見る際には,強い光が眼の中に入るため光への感度を下げる必要がある。そのため,錐体視物質は高いノイズ反応を示し「明るい所での視覚」に一役買っている。

今回の研究から,夜行性ヤモリの桿体で働く錐体視物質は,数個のアミノ酸の置換によってロドプシンと同様にノイズ反応を低く抑えていて,「暗がりでの視覚」に適した性質を持つことが分かったという。

つまり,夜行性ヤモリは,本来は「明るい所での視覚」を担っていた光センサータンパク質の性質を「暗がりでの視覚」に適応させ,暗がりで働く3種類の桿体を活用し,「暗がりでの色覚」という特殊な視覚機能を獲得したと考えられるという。

熱帯地方に生息する昼行性ヤモリは昼行性ヤモリの眼は錐体のみを3種類持ち,その中では赤,緑,紫色の光をよく吸収する錐体視物質が働く。昼行性ヤモリは,これら3種類の錐体を使って明るい所で色識別をしていると考えられてきた。

このような昼行性ヤモリの錐体視物質の性質も調べたところ,高いノイズ反応を示し,「明るい所での視覚」に適した性質を持つことが分かった。つまり,昼行性ヤモリは夜行性ヤモリからの進化の過程で,光センサータンパク質の性質を「明るい所での視覚」に再び適応させたと言える。

今回の研究から,ヤモリはその進化の過程で生活リズムを変化させる際に,眼の光受容細胞の形態を変えるだけでなく,そこで働く光センサータンパク質の性質も変えることで,視覚機能を独自に適応させていることが分かったとしている。

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