海面下数百マイルの深海では、光の欠如に目が慣れるまでに時間がかかる。しかし、氷のような深海に差し込むわずかな太陽光の助けを借りて、輪郭や物体の大まかな形が見え始める。海底の緩やかな傾斜、水中構造物の揺れ、そして近づいてくる大型捕食者の威圧的な影…
グリーンランドシャーク(Somniosus microcephalus)は、その生息地である海域においても、常に謎めいた存在であった。この種は北極海と北大西洋の海域をゆっくりと移動し、視覚がほとんど無意味に思えるような環境で数世紀にわたって生きている。ほぼ完全な暗闇、あるいは完全な暗闇?そんな環境で誰が視力を必要とするだろうか?さらに、多くの個体が目に寄生性のカイアシ類を付着させているという事実を加えると、科学者たちがかつてこの種はほとんど視覚に頼っていないと考えていた理由が容易に理解できる。しかし、新たな研究はその仮定に異議を唱え、グリーンランドシャークは無傷であるだけでなく、その環境に高度に特化した視覚システムを持っているように見えることを示している。
この発見の核心にあるのは、目の最も重要な部分と言えるかもしれない網膜の構造である。ほとんどの脊椎動物では、視覚は桿体細胞と錐体細胞として知られる2種類の光受容体に依存している。桿体細胞は光に対して非常に敏感で、低光量条件下で使用され、一方、錐体細胞は明るい環境で色や細部を見ることを可能にする。グリーンランドシャークでは、研究者たちはほぼ完全に桿体細胞で構成された網膜を発見した。これは、光が乏しく、生存がかすかな光でさえ検出することに依存している深海動物の間では珍しいことではない。しかし、これらの桿体細胞は密に詰まっており、細長く、光子を捕捉する能力を高めている。これは、わずかな光でも重要な環境において意味を持つ。さらに興味深いのは、視覚色素の変化の仕方である。研究チームは、このサメのロドプシンが短波長の青色波長(深く澄んだ海水で優勢な波長)に調整されていることを発見した。この種のスペクトル調整は深海適応の特徴であり、進化が環境の物理学に合わせて感覚システムをどのように形成するかを示している。
グリーンランドシャークは、推定寿命が250年から500年の間であることで、数年前に見出しを飾った。実際、グリーンランドシャークの平均寿命は、オーシャンクアホッグ(Arctica islandica、507年)のそれによってのみ上回られている。したがって、研究対象となった多くの個体が100歳を超えると推定されていることは理にかなっている。その年齢を考えると、網膜には少なくとも何らかの明らかな変性の兆候が見られると思うだろう。結局のところ、人間や他の多くの動物では、老化は光受容体の段階的な喪失と細胞損傷の増加を伴う傾向がある。数百年にわたって、この種の衰退は壊滅的なものになると考えるのが妥当だろう。しかし、これらのサメでは、それは起こらないか、少なくとも同じようには起こらないようである。なぜか?答えの一部は、サメの遺伝的「ツールキット」にあるかもしれない。研究者たちは、桿体細胞ベースの視覚に関与する遺伝子の強い発現を発見し、同時に多くの錐体細胞関連遺伝子が時間の経過とともに不活性化または失われたという証拠を見つけた。これは、明るい光がほとんど存在しない世界では理にかなっている。色覚のための機構を維持する理由は、それが何の利点も提供しない場合、何だろうか?代わりに、グリーンランドシャークは実際に必要なもの、つまり薄暗い光に対する感度に多大な投資をしている。
しかし、おそらく最も興味深い発見は、細胞損傷の修復に関連する遺伝子、特に網膜における遺伝子(例えば、損傷したDNAの修復に重要な役割を果たすERCC1-XPF複合体に関連する遺伝子)の活性が高まっていることである。薄暗い光に適した視覚システムを構築することは一つのことである…しかし、そのシステムを1世紀以上、おそらく数世紀にわたって機能させ続けることは別のことである。DNA修復遺伝子の発現の上昇は、これらのサメが通常は年齢とともに蓄積する損傷に積極的に対抗している可能性を示唆している。エラーが蓄積するのを許すのではなく、彼らの細胞は常にそれらを特定し、修復しているようであり、最終的には時間の経過とともに網膜の構造と機能を保持している。これは、損傷に完全に抵抗するシステムというよりも、メンテナンスに非常に優れたシステムのようなものである。科学者たちはまた、この動物が生息する環境も役割を果たしている可能性が高いと指摘している。低温は代謝プロセスを遅くする可能性があり、それが細胞損傷の速度を減少させる可能性がある。しかし、他の長寿動物は、我々の(現在の)知識では、必ずしも同じレベルの網膜保存を示すわけではない。この新しい発見は、この分野の科学者たちに多くの疑問を提起することは間違いない。例えば、グリーンランドシャークのような種は、我々が年齢を重ねるにつれて自分自身の感覚システムを保存することについて何を教えてくれるのか。ホッキョククジラや特定のカメなどの動物でも同様のメカニズムが働いているのだろうか?もしそうなら、どの組織がこのレベルの保護を受け、どの組織が受けないかを決定するものは何か?
サメの目に寄生虫が存在していても、視覚が役に立たなくなるわけではないことは興味深い。測定結果は、角膜を通過して網膜に到達する光が十分にあることを示しており、寄生虫が視覚をある程度損なう可能性はあるものの、それを完全に排除するわけではないことを示唆している。このサメは、過去に喧伝されていたこととは反対に、盲目ではない。代わりに、それは薄暗く、青く、そしておそらく我々自身のものとは非常に異なる視覚世界で活動しているだけである。太陽光がほとんど浸透しない場所で「見る」とはどういう意味か?グリーンランドシャークにとって、それは動き、コントラスト、または獲物や腐肉のかすかな輪郭を検出することであり、他の感覚と協力して環境のより完全な像を作り出すことかもしれない。
もちろん、まだ多くの未知のことがあり、これらの多数の疑問に光を当てることができるのは、さらなる研究だけである。進化は、手元のタスクに対してより正確になるように形質を作り直すことを何度も何度も我々に示してきた。これは生命の樹全体に現れるパターンである。深海魚は、特定の波長の光に調整された非常に敏感な目を進化させることが多く、夜行性動物は色ではなく動きとコントラストを検出する能力を洗練させる。洞窟に住む種でさえ、視覚が最終的に失われる可能性がある場合でも、感覚システムが消失する前に再形成される中間段階を経ることが多い。そして、我々は老化を避けられないプロセス、複雑な生物の生物学に組み込まれた着実な衰退と考えることが多いが、このような例は、その衰退の速度と程度が我々がかつて信じていたよりもはるかに変化する可能性があることを示唆している。このような例は、我々が生命の境界だと思っていたものを再び見るように我々に挑戦する。生物学は、我々が考えるほど制約されていることはめったにない。



