宮城教育大学など、光を受けて14時間後に産卵するクラゲを発見

著者: オプトロニクス 編集部

宮城県の海で採取されたクラゲ「Clytia sp. IZ-D」が明刺激を受けてもすぐには産卵せず、14時間もたってから同調して産卵するという珍しい性質をもつことを、宮城教育大学、広島大学、仏ソルボンヌ大学が発見した(ニュースリリース)。

多くのクラゲは、暗から明への移行(明刺激)直後の卵成熟誘起ホルモンの分泌、その受容による卵成熟を経て、1〜2時間後に産卵する。これは、明刺激によって生殖巣から分泌された卵成熟誘起ホルモンを受容した卵母細胞が2時間かけて卵成熟を進行させ、受精可能になってから放出されるためである。明刺激の逆の、夕刻の暗刺激(明→暗)に反応して産卵に至るエダアシクラゲのような種もいる。しかし、いくつかの重要な時計遺伝子を失っているクラゲも存在し、クラゲの産卵に生物時計や概日リズムといったしくみはこれまで想定されていなかった。

宮城県の海で採取されたウミコップ属のクラゲ「Clytia sp. IZ-D」を12時間明-12時間暗の明暗周期で飼育すると、暗への移行から2時間後の産卵を毎日くりかえした。最初は、暗刺激(明→暗)への反応と思われていたが、明暗時間の長さなどを変えた実験により、実は明刺激に反応しており、それから14時間もたってから産卵していることがわかった。また、光をあて続けた条件(恒明条件)では、20時間周期で産卵をくりかえすこともわかった。すなわち、Clytia sp. IZ-Dは20時間周期で自動的に産卵する性質を備えているものの、明刺激がそれを24時間周期に調整していることになる。

Clytia sp. IZ-Dの体内の卵母細胞が低濃度(生理的濃度)のホルモンに反応できるようになるには、恒明条件では前回の産卵から18時間、明暗周期のある条件では21〜22時間を要した。Clytia sp. IZ-Dは、卵母細胞の低濃度ホルモンに対する応答能力獲得のタイミングがその2時間後(卵成熟完了後)の産卵のタイミングを決めるという仕組みがあることになる。

以上の結果から、Clytia sp. IZ-Dは卵成熟ホルモンの分泌・受容に立脚した新たな生物時計や概日リズムのしくみを獲得し、朝の光を利用して夜に産卵するように「進化」したと推測される。このしくみの獲得によって、悪天候にも左右されにくい産卵方法を手に入れるとともに、近縁種からの生殖隔離と種分化を果たした可能性がある。

今後、光受容や卵母細胞の成長の制御などに関わる分子(遺伝子)にどのような変異が生じたのかを明らかにし、産卵のタイミングの変化について他のクラゲも含めて広く調べていくことが重要だという。他の海産動物のように、概日リズムだけでなく月齢や温度にも影響される、複雑な卵成長や産卵のしくみを理解する手がかりとしても期待されるとしている。

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