深海は、色が重要ではない場所として想像されることが多い。結局のところ、太陽光は深海に潜るにつれて急速に弱まり、海洋の大部分は薄暗い青色に包まれ、やがて闇に包まれる。しかし、そこに生息する動物にとって、色は依然として隠れることと見つかることの違いを意味する可能性がある。最近、研究者たちがめったに遭遇しない深海の捕食者を調査したところ、予想外の発見があった。それは、異常な体色が深刻なエネルギーコストを伴っていた可能性のあるエビスザメだった。この1個体が今、科学者たちにサメの生活における色素沈着の真の意味を再考させている。
「プエルトリコ大学のグロリマー・フランキ=リベラ博士が、プエルトリコでの系統的な深海調査から最初に画像を送ってくれたとき、私たちは何か特別なものを見ていることをすぐに認識しました。色素沈着パターンは、板鰓類で以前に記述された異常のいずれにも当てはまりませんでした」と、Sharklab ADRIA研究センターのゼネラルディレクターであり、この新しい研究の筆頭著者であるアンドレイ・A・ガイッチ博士（獣医学研究者）は述べた。「その時点で、これは単なる視覚的な不規則性ではなく、生物学的に意味のある何かである可能性があることが明らかになりました。私たちは詳細な分析のために標本を確保するプロセスを開始し、アルバニア環境省の支援を得て、標本を当センターに移送し、広範な検査を実施することができました」
問題のサメは、ほとんどの人が聞いたことのない種であるトガリエビスザメ（学名：Heptranchias perlo）だった。大西洋、インド洋、太平洋の熱帯および温帯地域に広く分布しているが、比較的珍しい種である。細長くスリムな体に7つの鰓裂（それゆえ一般名）、尾の近くに位置する単一の背びれ、牙のような上歯と櫛のような下歯を持ち、全長約4.6フィート（1.40メートル）に達する。成体は通常、上部が褐色がかった灰色で下部が淡色、ひれの縁が白く、幼体はひれの先端が暗く、下側に斑点があり、捕獲されたばかりの個体は蛍光緑色に見えることがある。肉食性の捕食者（主にイカ、硬骨魚、甲殻類を餌とする）であるが、漁業の直接的な対象ではないものの、その生息域全体で深海操業の混獲として定期的に捕獲される。この個体は、プエルトリコ沖の約400メートルの深さから偶発的な混獲として回収された。しかし、典型的な褐色がかった灰色の背中と淡い腹部を持つ個体を引き上げる代わりに、この個体は…異なっていた。体全体に散らばる暗い斑点、淡い領域、完全に色素のない白い斑点のモザイクだった。
それはアルビノではなかった。
それは白変個体でもなかった。
それは全く別のものだった。
サメの色素沈着は主に、暗い色素を生成する特殊な細胞であるメラノフォアによって制御されている。これらの細胞は、海洋で最も重要なカモフラージュ戦略の1つである反陰影を作り出すのに役立つ。上から見ると、暗い背中は深い水と調和する。下から見ると、明るい腹部は明るい表面と調和する。この単純なグラデーションは複数の角度からの視認性を低下させ、サメが捕食者を避け、気づかれずに獲物に近づくのに役立つ。カモフラージュが失敗すると、動物は捕食者から逃げるためにより多くのエネルギーを費やしたり、餌を探すのにより長い時間を費やしたりする必要がある。そのため、体色は単なる外見上の特異性ではなく、動物のエネルギー戦略の一部である。「ほとんどの報告は、異常な色素沈着を主に記述的な現象として扱い、しばしば明確な生物学的意味を持たないものでした。一部の研究は潜在的な生態学的コストを示唆しましたが、角張った粗いサメなどの深海種に関する私たち自身の研究を含む他の研究では、アルビニズムや白変症などの状態が必ずしも全体的な健康を損なうわけではないことが示されました。その結果、色素沈着異常の機能的意義は大部分が未解決のままでした」とガイッチ氏は説明した。
そのため、チームはこの生物の謎をさらに深く掘り下げ、異常な外見を超えて、その体内に正確に何があるのかを調べた。同様のサイズのオスと比較して、この個体は予想よりもはるかに軽く、肝臓は正常よりも小さく、脂質貯蔵量が劇的に減少していた。「サメでは、肝臓はエネルギー貯蔵、代謝、浮力調節の中心であり、特に脂質貯蔵が生存に不可欠な深海種ではそうです」とガイッチ氏は指摘した。したがって、これらの貯蔵を失うことは、何かが間違っているという深刻な信号である。胃も空だった。これらの手がかりを総合すると、このサメは長期にわたるエネルギー枯渇状態で生活していたことが示唆される。しかし、問題はなぜか。そして、これは人生の早い段階で未知の環境的または発達的要因によって形成されたのか。現在、私たちは知らない。
アルビニズムのような均一な色の変化とは異なり、このサメは、正常よりも暗い領域、部分的に色素沈着した領域、色素が完全に欠如した領域を組み合わせたパッチワークパターンを示した。これらの移行は鋭く定義されるのではなく段階的であり、この種や類似の深海ザメでこれまで記録されたことのない斑点のある外観を作り出した。そのような混乱は、以前に認識されていた色素沈着障害よりも強くカモフラージュを妨げている可能性がある。「深海でも、光の勾配と視覚的検出は生態学的に関連性があります。多くのサメは、獲物と捕食者の両方に気づかれないように反陰影に依存しています。このバランスを崩すと、採餌効率が低下し、特に垂直移動中や視覚的に適応した生物発光する獲物と相互作用する際に、暴露リスクが高まる可能性があります」とガイッチ氏は述べ、環境圧力が強まるにつれて、典型的な生物学的パターンからのより多くの逸脱を観察し始める可能性があると考えている（ただし、意味のある傾向を検出するには、長期的なモニタリング、詳細な臨床評価、一貫した文書化が必要である）。
ガイッチ氏は、色素沈着が根底にある生理学的ストレスを反映している場合、肝臓はエネルギー状態の最も直接的な指標の1つを提供すると述べている。しかし、この場合、完全な組織学的分析は実行可能ではなかったため、肝臓の脂質組成を調べ、プエルトリコとアドリア海の両方からの同種個体と比較することで補完的なアプローチを適用し、チームは異常が測定可能な生理学的結果と関連しているかどうかを直接テストすることができた。「個体は明らかに衰弱しており、状態が損なわれていました。しかし、状態指数と脂質シグネチャーの両方で観察された枯渇の程度は依然として顕著であり、異常がエネルギーバランスの深刻な慢性的混乱に関連していることを確認しました」同様のサイズのオスと比較して、その状態係数は予想よりも約37%低く、肝体指数（深海ザメの肝臓ベースのエネルギー貯蔵の重要な指標）は60%以上減少し、内部エネルギー貯蔵が著しく減少していることを示している。このパターンは生化学的証拠によっても見られ、総肝脂質含有量は表現型的に正常な同種個体の56%と比較してわずか16%であり、約70%の比例的減少を表している。分光分析はさらに彼らの予感を裏付け、トリグリセリドシグナルの弱化と脂質分解と一致する特徴を示した。これらの独立した指標を総合すると、顕著な慢性的エネルギーストレスが示され、個体がエネルギー貯蔵の長期的な枯渇を経験していたことが示唆される。
深海は依然として答えよりも未知のものを多く抱えている。そして、これは科学者がめったに個体に遭遇しないトガリエビスザメのような深海種に特に当てはまる。時には、1つの標本が生物学的問題全体への唯一の窓である。そして、その1匹のサメが、研究者が将来の調査をどのように組み立てるかを変えることができる。
この記事の全文はこちらで読むことができる。研究チームは、この研究への資金提供に対して、エクスプローラーズクラブとセーブ・アワ・シーズ財団に深く感謝している。
