最新の研究により、ウニのトゲが単なる防御ツールではなく、感覚器官として機能している可能性が示された。研究チームは、ウニのトゲが水の動きを感知し、電気信号を生成するメカニズムを解明した。この研究は、生物の感覚機能の進化や、新たな感覚器官の可能性についての理解を深める上で重要な手がかりを提供している。
ウニは感覚専門の器官を持たないとされてきたが、最新の研究により、そのトゲが感覚ツールとして機能している可能性が明らかになった。 チェン氏らの研究チームは、実験室で生きたウニのトゲに海水を一滴垂らし、高速カメラでトゲの動きを観察したところ、水滴の付着から1秒以内に約10度回転することが判明した。
さらに、トゲの先端と根元に電極を取り付けて電位差を測定したところ、海水が触れると最大約116mVの電位差が生じることが確認された。 興味深いことに、生きているウニと死んだウニのトゲの両方で電気信号が生成されたため、研究チームはこの電気信号が生体組織や神経ではなく、トゲの物理構造によって生み出されていると結論づけた。 この研究で特に注目すべきは、トゲ内部に存在する「ステレオム」と呼ばれる多孔質構造である。 ステレオムは骨のような部位に無数の小さな穴が存在し、根元では大きく、先端に向かうにつれて徐々に小さく密集していく。
この不均一な構造が水の流れを変え、トゲ表面で電荷の偏りが生じ、電位差につながることが示された。 この構造が水の動きを感知するのに役立っている可能性を検証するため、研究チームはプラスチックとセラミックで人工のトゲを3Dプリントし、ウニのトゲと同じように電気を生成することを確認した。 比較のために滑らかな構造の人工トゲを作成したところ、ステレオム構造のトゲの方が電圧出力が3倍、振幅差が8倍大きいことが示され、ステレオム構造が水の動きを感知する上で重要な役割を果たしていることが明らかになった。
この研究は、ウニのトゲが単なる防御ツールではなく、感覚器官としても機能していることを示唆しており、生物の進化における感覚機能の多様性を理解する上で重要な手がかりを提供している。 また、人工のトゲを用いた実験により、ステレオム構造が水の動きを感知する上で重要な役割を果たしていることが示され、この構造を模倣したセンサーの開発など、応用的な研究にもつながる可能性がある。 さらに、ウニのトゲが電気信号を生成するメカニズムを解明することで、生物の感覚機能の進化や、新たな感覚器官の可能性についての理解が深まることが期待される