ホホジロザメは——
恐ろしくも魅力的です
しかし その正体は 見た目どおりでしょうか？
その謎に——
仮説を立てた科学者たち
いい実験になる
サメだ
前代未聞の調査を通じて…
捕食動物の謎に迫ります
すごいぞ
サメは擬態により——
最強捕食者の座を 得ているのでしょうか
ホホジロザメは 300本もの歯を持ち
最大で体長６メートル 体重２トンにまで成長
泳ぐ速度は 時速30キロ以上に達します
ホホジロサメは 完璧な捕食動物として——
数千年前から君臨しています
南アフリカのモーセル湾には
ホホジロザメが 多数生息しています
この湾では——
毎日 50匹程度の ホホジロザメが見られますよ
私はライアン･ジョンソン
サメ専門の生物学者です
サメ専門 生物学者 ライアン･ジョンソン
２匹いる
僕は遺伝学者の ギブス･クグルーです
サメ専門 遺伝学者 ギブス･クグルー
ホホジロザメについての 定説を覆す仮説を——
彼らが提唱しました
ホホジロザメと言えば 多くの科学者が——
その身体能力に 注目してきました
でも もっと繊細な面が ありそうです
そこで我々が考えたのは
サメが皮膚の色を 操っているという仮説です
擬態は海でよく使われます
タコやイカなどは一瞬で 色を変えることで知られます
周囲に溶け込めば——
獲物の捕獲や 身を守ることに役立つのです
海洋生物は高度な技を用いて 環境に紛れ込みますが
サメは違います
ホホジロザメは 体の背中側の色が灰色で
お腹が白色です
カウンター シェーディングという配色で
上下から見た時 背景になじみます
ただ自発的に擬態する能力は 確認されていません
ホホジロザメの変色が 実証されたら——
大発見です
小型のサメについての 研究はありますが——
ホホジロザメの調査は 行われていません
どう猛なことで 有名なサメですから
一筋縄ではいきませんよ
仮説を証明すべく——
ライアンとギブスが 特別な調査に乗り出します
サメが色を変えるという話は 漁師から よく聞きます
実は それを 裏づけるような資料も——
残っているんですよ
ホホジロザメは 沿岸の水の冷たい海域に住み
南アフリカでは 頻繁に確認されています
研究仲間にもらった写真だ
南アフリカのサメを 網羅するデータベースだ
ヒレで分類してある
数千匹分のデータが まとめられています
すごく懐かしいね
君の写真も？
傷や背ビレの形などから
サメを特定できれば 色の比較も可能です
このヒレは色が薄いよね
差は歴然だ
ただ証拠にはなりません
同じサメのものだ
サメが自ら体の色を変えたか 写真だけでは判断できません
基準となる色が分からず 濃淡を比較できないからです
照明 天候 カメラの設定などで
色の濃淡が変化します
サメが色を変えていると 証明するためには
基準が必要になる
色見本を作ろう
灰色のグラデーションで 構成された色見本は
色の変化を調べるための 指標です
野生のサメの色を 正確に記録するのは無理だ
でも色見本とサメを一緒に 写真に収めれば
パソコンで補正が可能になり 実際の色を確認できる
またサメが色を変える理由も 同時に調査します
飼育下のサメを用いた研究で
ホルモンの影響による 変色が起きたそうです
今回はホホジロザメが 色を変えることを証明しつつ
行動との関係性を 突き止めます
構造は単純だけど 天才的なアイデアだ
色の変化を捉えるための 最適な解決策だよ
“天才〟と言われたのは 初めてだ
次は様々な状況で 色見本をサメと一緒に——
撮影していきます
少し工夫が必要ですね
できる？
任せてくれ
始めよう
気をつけて
緩めるな
いいぞ
これは楽しみだ
サメが跳ねる様子を 撮影する実験です
サメが跳ねるのは 奇襲の時です
静かに近づき 一気に襲います
狩りモードのホホジロザメの
皮膚の色を確認するのが 目的です
モーセル湾にある オットセイの集まる島
ホホジロザメが 集結する場所です
毎日 オットセイたちは 命懸けで泳ぎます
ホホジロザメをかわすのです
ここでの狩りの成功率は ほぼ５割にも及びます
驚くべき数字ですよ
サメの狩り場は 大抵 決まっています
オットセイが島の出入りに 使う地点の すぐ下です
２人は オットセイの模型を使い
跳ねる瞬間の撮影を試みます
水面から飛び出したサメと 色見本を一緒に撮り
皮膚の色を確認します
静かな朝ですが——
狩りの様子は 各所で見られます
食いついた！
そこで捕まえてる
追ってるぞ
すごい
オットセイだ
船を使って隠れてる
オットセイは 何とか逃げましたが
おびえて隠れてますね
ここでサメが オットセイの模型を発見
すごい！
しっかり撮れた
やったな
サメと色見本が 同じフレームに収まりました
記念すべき最初の１枚です
サメが跳ねる姿を見ると 鳥肌が立ちます
感情が高ぶりますね
ここでは常にサメが…
また跳んだ！
獲物を狙っています
１日中…
ずっと——
続きます
狙ったな
日が暮れてきたので——
最後の撮影を試みます
あの場所を狙おう
色見本と模型がやられた
参ったな
暗くて ぶつかったんだ
また来たぞ
狩りは夕暮れも続きます
しかし暗闇では 目測を誤ることも
やられた
これじゃ浮かない
撮影用の装置は 修理が必要です
しかしデータは集まりました
色見本と比べてみると——
かなり色が濃いよな
科学的検証には 時間を要します
いいぞ
これまでの常識を覆そうと 思えば なおさらです
貴重なデータだ
しかし写真だけでは 不十分です
サメの行動だけでなく
細胞の部分の調査も 欠かせません
南アフリカ ダーバン
オスだ 子供だね
２人が貴重な調査の機会に 恵まれました
こうして実物に 触れるチャンスは
本当に まれなことなんです
僕は初めて
不運にも 漁の網にかかったサメを
ディッケン博士が 研究に活用しています
サメ被害対策機関 マット･ ディッケン博士
サメに対する 見識を深めるために
試料の収集に 日々 励んでいる
皮膚が変色する仕組みを 突き止めるべく——
胃を解剖します
ホホジロザメの食料は 季節や成長具合で変わります
獲物の種類や捕獲場所が——
擬態に関わるかもしれません
硬いな
海面近く 海中 海底と あらゆる場所で
食料を得ているはずです
地道な調査で 実際の内容を明らかにします
これを？
何だい？
エイのトゲ
本当に？
これはホホジロザメが
海底付近で狩りをすることの 証拠になるかも
確かに
すごいや
小さな残留物でも 大きな手がかりです
擬態ができれば異なる環境で 狩りをする際に便利でしょう
明るい水面にも 暗い海底にも適応します
大きな収穫です
エイのトゲはホホジロザメの 行動範囲の広さを示します
次々 出てくる
ただ変色の可能性を示すには さらなる調査が必要です
僕はサメの皮膚を研究し
適応方法の違いによる 変化を調べています
その適応の１つが 今回 取り上げた変色です
それが起こり得ることなのか 実験で調べてみます
皮膚の変色において 鍵を握るとされるのが
メラニン細胞と呼ばれる 細胞です
メラニン細胞は皮膚で 色素を作る働きをします
皮膚の底の部分で 状況に応じて指令を出す——
回路のようなものです
日光によって 刺激を受けると
回路は 黒くなるよう命じます
日光に当たる時間が 短い場合は
色素が減少していき 色が薄くなるわけです
メラニン細胞の存在と その活動具合を調べるために
ライアンたちが 実験を行います
サメの皮膚から 採取した組織を
数種類のホルモン溶液に漬け 色が変化するか確かめます
それぞれのホルモンが 組織に作用し
濃淡に差が出るはずです
実験に使用するホルモンは
狩りや休息などの行動に 応じて分泌されるものです
各ホルモンが起こす変化を 予測しました
１つ目のＭＳＨは メラニン細胞を刺激します
メラニンを持つ動物には 必ず存在するホルモンです
２つ目のアドレナリンでは 色が薄くなるサメもいますが
ある魚は色が濃くなります
最後のメラトニンでは——
色が薄くなると 予想しています
実験が成功なら 皮膚の色が変わるはずです
審判の時です
どんな変化があるでしょうか
いい？
ああ
色の変化は見られません
皮膚が反応していないようだ
変化なしだね
死んだサメの皮膚なので
組織も活動を 停止しているのでしょう
生化学的な経路が 完全に閉じているわけです
初めて行う実験ですし 科学に失敗は付き物です
別の方法を 考えるしかないですね
サメの皮膚は 大抵 灰色か茶色ですが
トラやシマウマに似た模様を 持つものもいます
南アフリカのフォルス湾
変色と同様に意外な適応を 見せるサメがいるそうです
その方法とは？
モヨウウチキトラザメは 臆病で——
岩や海藻の間などに 隠れて過ごすサメです
ホホジロザメとは大違い
そして最近 モヨウウチキトラザメに
暗闇で光を放つ習性があると 分かったのです
光を放つ目的は 定かではありません
体の模様を生かし 岩礁に紛れています
隠れる方法があるのに
体を光らせるなんて 不思議です
２人は特殊なカメラと 紫外線ライトを使い
光るサメを観察します
行こう
間近で撮影するには——
夜間にサメが多くいる海に 潜るしかありません
夜の海は楽しいです
しかも今回 照明は 紫外線ライトのみ
人の目には ほとんど見えません
深海の動物には 進化の過程で——
擬態ではなく 発光を 身につけたものがいます
こうした能力は生物発光や 生物蛍光と呼ばれます
前者は化学反応により 生物自体が光る現象です
光で敵を回避する カラスザメや——
水面で光る プランクトンが有名です
生物蛍光は——
仕組みが異なり さらに謎めいています
生物蛍光では生物が ある波長の光を吸収し
別の波長で放出します
深海には 青い光しか届きません
モヨウウチキトラザメは これを吸収し
黄緑色の光を発するので 暗闇で光るように見えます
光や色を放つことに 何らかの利点があるはずです
その使用目的を 突き止めたいと思います
多くのサンゴや 180種以上の魚に加え
一部のカニも紫外線を吸収し 明るい光を発します
ナヌカザメは
生物蛍光を模したライトの 下で緑色に光ります
目的は不明です
しかし天敵の目を避けつつ
仲間と意思疎通を 図るためだと考えられます
恐らく サメの目は進化の過程で
黄緑色の光を 感知できるようになりました
夜の海で他の生物に 気づかれることなく
仲間を 見分けることができます
光で互いを認識できても 生存に擬態は不可欠です
恐らくホホジロザメの場合も
生物学とは比較の学問です
ある種を知ることが 別の種の理解につながります
擬態であれ コミュニケーションであれ
モヨウウチキトラザメの姿も 行動と関連するはずです
南アフリカ モーセル湾
まず証明すべきは サメが色を操れることです
さらに そうした変色が 行動に起因するか調べます
色見本の修理が完了し——
さらなるデータ収集のために ホホジロザメ探しを再開
あの辺りが休息場所だ
今回は休息中のサメと 色見本を一緒に——
写真に収めたいと思います
ホルモンで皮膚の色が 決まるなら 休息中のサメと
狩りで興奮してるサメの色は 異なるはずです
２人がドローンと
リモコンボートを操作します
サメだ
見つけた
サメ？
そうだ
よし
ボートを出す
浮かべるぞ
急いでくれ
ぶっ飛ばせ
どう？
いや まだ見えない
直進する
いた
それだ
ほら 見ろよ
いいね
旋回させる
見える？
今 降下中だ
色見本が見えるようにね
水面に出てきた
すごい
だね
休息中のサメの撮影に成功
これで狩り中のサメと 比較できます
本当の実験はこれからです
水面近くで休むサメと 跳ねるサメは撮影できました
続いて海中で獲物を探す姿の 写真が必要になります
水深によって 周囲の色は変わります
私が海中での撮影に 関心を寄せるのは
水面と海中では擬態の方法に 違いが出ると思うからです
ライアンが檻に入り 水深10メートルまで下ります
始めましょう
檻に向かってるぞ
いいね
サメをおびき寄せて 色見本と共に写真を撮ります
もう１匹だ
潜っていった
海の中では 光が届きにくくなるので
視界が悪くなり 色も正確には見えません
だからこそ色見本とサメを 一緒に撮るのが重要です
基準があれば 実際のサメの色が分かります
また潜った
いい写真が撮れる
海中で獲物を探す ホホジロザメの姿を——
見事に写真に収めました
大成功だね
サメは周囲に溶け込んでた
だから狩りが得意なんだろう
周りの環境に よく なじんでる
海中は まさにモノクロだよ
とにかく収穫ありだ
データベースは完成間近
ここでギブスが研究のために 南アフリカを離れます
長距離を移動して——
特殊な皮膚の適応を行う サメを調査します
あるサメを探しに来ました
モルディブ バア環礁
この種は擬態のために変色を 行っているかもしれません
オオセやカスザメなどは ユニークな模様を生かし
太古の時代から海中の環境に 溶け込んできました
しかし模様が変わる種は めったにいません
ここモルディブでは 遺伝子の影響で
驚きの適応を示す種が 確認されました
僕らは この美しい バア環礁の海で
ツマグロというサメを 探します
熱帯のサンゴ礁は 生命と適応の宝庫です
あえて目立つものや——
ひたすら 姿を隠すものがいます
ツマグロの適応方法から 変色の謎が解けるでしょうか
ホホジロザメとツマグロを 近づける要素は
細胞レベルです
数年前の調査で——
奇妙な斑状の模様を持つ ツマグロが発見されました
白変という遺伝性疾患が 原因かもしれません
白変はメラニン細胞の 異常が起こす遺伝形質です
白変
細胞が正常に活動しないため メラニンが形成されず——
その箇所の皮膚が白化します
ギブスは 新旧様々な手法を駆使し——
この白変種の撮影と 試料採取を試みます
白変が単なる異常ではなく 適応の結果という可能性は？
遺伝子異常とは 事故のようなものです
ツマグロは擬態の必要に 迫られていたのかも
白変種が擬態に 成功したとしましょう
それはサメが 人間の起こした気候変動に
適応したことを意味します
気候変動はモルディブに 悪影響をもたらしました
海面水温は30度を超え サンゴが白化しています
その結果 サンゴ礁に サンゴの死骸が散らばり
海中の環境の色が まばらになりました
だから白変種のほうが 通常のツマグロより
周囲になじむかもしれません
現状 白変が認められた サメは子供だけです
成長すると斑状の模様が 消えるのか
遺伝子疾患のせいで 短命なのかもしれません
まだら模様の大人を １匹でも探し出し
白変種が生き延びる 可能性を示したいですね
モルディブは ツマグロの生息地ですが
このサメは非常に臆病です
やあ ライアン
調査のことを 早く聞かせてくれ
サメの捕獲や試料の採取に 成功した？
残念ながら そこまで至ってない
想像以上に難しくてね
白変種のツマグロを１匹だけ 撮影することができた
溶け込んでた？
サンゴ礁の まばらな色に 斑状の模様がマッチしてた
ただ子供よりも——
白変の箇所が 薄くなっていたね
成長と共に消えるようだ
トラフザメも 大人になると模様が変わる
ツマグロは大人になり 襲われる可能性が低くなると
模様が薄れると考えられます
白変とメラニン細胞に 関係があるのは確かです
ただしホルモンによる 急速な変色とは
仕組みが異なります
ツマグロの変色は
我々の研究対象である 擬態とは違う
ホホジロザメの皮膚を使った 実験を再度 行いたい
何か別の方法を考えよう
死んだ細胞ではダメだ
もう一度 実験を行うなら
生きたホホジロザメから 組織を採取すべきだと思う
最後の試料採取の準備が 進む中で——
南アフリカ モーセル湾
ライアンが色見本のデータの 整理を開始しました
檻に色見本を取りつけて
獲物を探すサメを 撮影しました
また水深の深い地点にいる サメの姿や——
休息中の様子も撮りました
大変だけど楽しかったのが
跳ねるサメと色見本を 一緒に撮ることです
狩りの時こそ 擬態が必要になるでしょう
こうしたデータを比較して 実際に変色しているか確認し
色と行動の関連性についても 調べたいと思います
まず様々な サメの映像を比較して
個体を特定していきます
状況の異なる映像の中から 特徴を見つけて——
サメを見分けていきます
アゴに特徴的なコブを持つ このサメは——
複数の地点で 撮影できていました
すべての画像の色見本が 同じになるよう調整します
色見本の両端を完璧な白色と 黒色に設定することで
全データの基準値が そろうはずです
色の調整が終わったら サメの皮膚の色を分析し
それぞれの評価を 数値化していきます
１点が真っ黒で
１００点が真っ白を 意味しています
全身がフレームに 収まってなくても
特定の部位で 比較することは可能です
このサメは
狩りモードで22点と かなり暗い色です
一方 これも同じサメで
船の近くにいる時は 53点となってます
先ほどより明るいですね
この結果だけで 結論は出せませんが
このサメに限って言えば 変色できることは明らかです
今後も調査を重ねて
ホホジロザメの 変色の様子を記録します
それで色と行動の関連性が 見えてくるはずです
大満足の結果となりました
しかし次の調査こそ——
ホホジロザメの擬態能力を 実証するうえで重要です
細胞レベルでの調査です
生きたホホジロザメから 組織を採取し
ラボで分析します
それで変色が可能かどうかの 答えが出ます
ギブスとライアンは 大胆な調査を計画しています
行動観察と同じく——
細胞の分析も この調査では重要です
今回は 生きたホホジロザメから
皮膚を 採取する必要があります
生きたサメから 採取した組織なら
ホルモンに対して 何らかの反応を示すはずです
工夫を凝らし 絶対に成功させます
準備は万全です
採取にはダート銃を使います
組織が死なないように——
保存用の溶液に入れて ラボに運びます
生きた組織に ホルモンを投与し
色素に変化が現れるかどうか 顕微鏡で確認します
死んだら意味がありません
実験が成功すれば
仮説を裏づける 決定的な証拠になります
しかし まずは 試料が必要です
確実に採取するために 檻に入って 海に潜ります
当然 怖いですよ
サメは危険な動物ですから
檻の前を通るように 餌を動かし——
サメが近づくように 誘導するから あとは頼む
やってやろう
よし
あれは…
来たぞ
食われてしまった
ギブス サメが来てるぞ
ミスは許されません
採取する箇所を間違うと 致命傷を与えてしまいます
来たぞ
素早いな
すごい！
目がいいね
ダメだ
ギブスが撃った
見事な狙いだったぞ
でかした
すばらしい
どうだ？
うまくいったよ
お手柄だ
私が処理しとくよ
これが求めていた皮膚です
最初の試料を採取してから １時間で残りを集めます
組織が死ぬ前に ラボに運びます
あれを見ろ
ご登場だ
皮膚の色が濃いな
確かに
やったな お見事！
２つ目を採取
完璧だったね ギブスは射撃の達人だ
尾ビレ付近なら肉が厚く 重要臓器もないので安全です
完璧な皮膚だ
よし
ギブスはナーバスに なってたが
尾ビレの付け根に 見事 命中させたよ
完璧だ
誇らしいね
突然 現れた
初めて見るな
ずっと隠れてたのに
これがサメの恐ろしさだ
また現れたぞ
撃たれた痕がないか ちゃんと確認しないと
２度も撃ったら大変だ
違うな
痕はなさそうだ
特徴的な尾ビレだ
確かに
傷がある
頼むぞ
３つ目の試料を取れそうだ ギブスは気づいてるかな
来たぞ
チャンスだ 近づいてる
ヤバい
ギブス 頼んだぞ
タイムリミットが近づきます
さすがにビビってるかも
なかなか撃とうとしない
組織は採取した瞬間から 劣化します
最後の試料を早く入手し ラボに急がねばなりません
近いぞ
やった
さすがだ 見事に命中した
いいね
すごかった
いい実験になる
お手柄だよ
着替えろ
ああ 出発だな
ラボまでは ４～５時間かかります
早く行こう
ライアンとギブスが ケープタウンに急行
南アフリカ ケープタウン
画像解析を 担当するのは
細胞生物学者の ラング博士です
細胞生物学者／ 画像スペシャリスト ダーク･ラング博士
君たち 今日は大忙しだね
２時間で最低３つの試料を 採取しようと頑張った
なるほど
ホホジロザメの皮膚の色が ホルモンで変わると分かれば
課題の半分以上は 解決したようなものです
ホルモン溶液を用意しつつ
組織が実験中に死なないよう 処置を施します
やあ
調子は？
海からラボに直行なんて 初体験だ
ホルモンに対する反応を 見るべく
共焦点顕微鏡を使用します
顕微鏡レベルで色素細胞の 凝集や拡散が確認できれば
変色の裏づけになります
この顕微鏡でメラニン細胞を 目視で確認し——
ホルモンへの反応を 確かめます
画像をコマ送りで見れば 変色の過程が分かるでしょう
最初に投与するのは ＭＳＨです
仮説が正しければ
メラニンが増加して 色素が濃くなるはずです
２つ目はアドレナリン
狩りの際に分泌されると 考えられます
３つ目のメラトニンは 休息に関わるものです
休んでいるサメの状態を 再現します
どのホルモンも異なる状況で 分泌されるものです
それを組織に与え 反応を促します
屋外調査は 一見 楽しそうですが
ラボで味わう高揚感は 別次元です
撮影データを確認すると 試料に変色が見られました
ＭＳＨが投与された試料は
色素細胞が拡散し 色が濃くなっています
生きたサメから採取した
今朝だ
５時間前
すばらしいね
アドレナリンを投与した 試料では 予想に反し
色素細胞が凝縮し 色が明るくなりました
薄くなったね
メラトニンでは…
薄い箇所と濃い箇所がある
大発見だ
ずっと思い描いてたとおりに 変化したんです
細胞がホルモンに 反応するのを見て
本当に感激しました
最高ですよ
色の変化が証明された
興奮するね
ホルモンとサメの行動の 関連性については
さらなる研究が 必要となるでしょう
しかしメラニン細胞の反応が 確認できたのは重要です
ホホジロザメには 変色の能力があり
それがホルモンによって 起きることを意味します
ラボでここまで感動するとは 思いもよりませんでした
本当にすばらしい結果が 得られましたし——
科学に貢献できると思うと うれしいです
ホホジロザメについての 定説を完全に覆す発見です
最高の結果に 言葉を 失うほど感動してます
一生に一度の 発見かもしれません
ホホジロザメの 変色能力が
今回の実験により 立証されました
しかしホホジロザメの 擬態に関する研究は
まだ始まったばかりです
日本版字幕 安本 熙生