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ここにあるのは、だれかが実際に調べ、考え、作ってきたことを集めたメモです。気になったら、ページの下の「参考にした情報源」から、もとの本や記事、それを生み出した人たちに、直接ふれてみてください。このメモには書ききれないおもしろさが、そこにあります。

おなじ とうがらしを、とりは たべて、ねずみは さけるの?

チルテピンを食べる鳥、避けるネズミ ── 動物は食べ物の危険をどう察知するのか

鳥は食べ、ネズミは避けるトウガラシ ── 苦味受容体・味覚嫌悪学習・新奇性への警戒から見る、動物の毒の避け方

分野:生きもの

アメリカの さばくに、ちいさな あかい とうがらしの みが なる きが あります。この みを、とりは よろこんで たべますが、ねずみは よけて しまうと ほうこく されています[1]。

おなじ みなのに、どうして こうなるのでしょう。どうぶつは、たべものに どくが あるかを、どうやって みわけて いるのでしょう。この きじを よむと、どうぶつが どくを さける ための 3つの てがかりと、「どく」の いみが どうぶつに よって かわる わけが わかります。

アメリカ・アリゾナの砂漠に、小さな赤いトウガラシの実をつける野生の木があります。この実を、鳥は喜んで食べるのに、パックラットなどのネズミは避けると報告されています[1]。

同じ実なのに、なぜ食べる動物と避ける動物に分かれるのでしょうか。そもそも動物は、食べ物に毒があるかどうかを、どうやって見分けているのでしょう。この記事を読むと、動物が毒を避けるための3つの手がかりと、「毒」の意味が動物によって変わる理由が分かります。

アリゾナに自生するトウガラシの野生種チルテピンの実は、鳥だけが食べ、パックラットやサボテンマウスは避けたという研究が、2001年にNature誌に報告された。実の辛さの成分カプサイシンがない近縁種の実なら、鳥もネズミも食べたという[1]。

同じ物質が、ある動物には避ける理由になり、別の動物には意味をもたない。では、動物は食べ物の危険を、何を手がかりに判断しているのか。この記事を読むと、苦味受容体、食後の不調の記憶、新しい物への警戒という3つの手がかりと、その限界、そして「毒」の意味が食べる側の動物ごとに変わることが分かる。

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1. とうがらしの みを、なぜ ねずみだけ さけるの?

1. 同じトウガラシの実を、なぜネズミだけが避けるのか

1. チルテピンの実と、カプサイシンを避ける動物

さばくの とうがらしを しらべた ひとたちが います。みを たべるのは とりだけで、ねずみは よけました[1]。

からさの もとは、カプサイシンと いう ぶっしつです。これが ない なかまの みなら、とりも ねずみも たべたそうです[1]。

とりは たねを まるごと ふんと して だすので、たねは あとで めを だせる じょうたいで のこります。ねずみは たねを かみくだきます。だから とうがらしには、たねを はこんで くれる とりに たべて もらえる ほうが ゆうりなのかも しれない、と せつめい されて います[1]。

どうぶつは、どくの あるものを、どうやって しるのでしょう。

アリゾナに生えるチルテピンは、トウガラシの野生種です。2001年にNature誌に載った研究では、この実を食べたのは鳥のカーブビルド・スラッシャーだけで、パックラットとサボテンマウスは避けました。辛み成分のカプサイシンがない近縁種の実なら、鳥もネズミも食べました[1]。

この差には、種のゆくえが関わっているようです。鳥は種を丸ごと排せつするので、種は芽を出せます。ネズミは種をかみ砕いてしまいます。チルテピンでは、カプサイシンで種を運んでくれる鳥に食べてもらえるほうが有利なのかもしれない、と説明されています[1]。

辛さは、ある動物には「近づくな」の合図で、別の動物には何でもない味です。では、動物が食べ物の危険を知らせる合図を受け取るしくみは、どうなっているのでしょう。

この研究(Tewksbury & Nabhan, 2001)では、チルテピンの実をパックラットとサボテンマウスは避け、カーブビルド・スラッシャーは食べた。カプサイシンを含まない近縁種の実は、鳥もネズミも食べた[1][10]。

では、なぜ鳥にだけカプサイシンが効かないことが、植物にとって都合がよいのか。鳥は種子を丸ごと排せつして発芽できる状態で散布するが、ネズミは種子をかみ砕く。チルテピンでは、カプサイシンが種子散布の役に立つ鳥に食べさせ、そうでない動物には避けさせることが、植物にとって有利なのかもしれないと解釈されている[1]。ほかの植物や動物にそのまま広げられる話ではない。

ここで、食べる側の問いに移る。動物は、危険を知らせる物質をどう検知しているのか。

2. どうぶつの した には、どくを しらせる かぎが あるの?

2. 舌のセンサーは、毒の合図を受け取っているのか

2. 苦味受容体 ── 毒のアラームと、その誤報

どうぶつの した には、にがい あじを かんじる しくみが あります。あじを かんじる さいぼうの ひょうめんに、にがみの センサーが あるのです[2]。

にがみは、くさや きが みを まもる ために もって いる わるい せいぶんを、しらせる ことが あると いわれます。センサーが はんのうすると、どうぶつは その たべものを さけやすく なります[2]。

ただし、にがい ものが ぜんぶ どくとは かぎりません。ひとが たべる りょうでは むがいで、すきな ひとが おおい にがい たべものも あります[2]。にがみは、かんぺきな けいほうきでは ないのです。

この センサーは、どの どうぶつも おなじ かずだけ もって いるのでしょうか。

脊椎動物の舌や口の中には、苦味を感じる細胞があります。細胞の表面にある苦味受容体(TAS2R)が苦味物質を受け取ると、苦いと感じます。苦味は、とくに植物が身を守るために作る有害な成分の存在を知らせ、動物がそれを避ける助けになると考えられています[2]。

ただし、このアラームは誤報もします。苦いものが毒とは限らず、人が食べる量では無害なものも多く、好んで食べられる苦い食べ物もあります。苦味を強く避けすぎると、栄養のあるアブラナ科の野菜まで減らしてしまうことがある、という指摘もあります[2]。

センサーの数は、動物によってどれくらい違うのでしょうか。

脊椎動物の苦味は、味細胞の表面にある苦味受容体(TAS2R)が苦味物質を受け取って生じる。苦味は、とくに植物が防御のためにもつ有害な化合物の存在を知らせることで、動物が摂取を避ける助けになる[2]。

ただし、苦味は完全なアラームではない。苦い食品の多くは、ヒトが食べる量では無害で、ときには好まれさえする。苦味を避ける傾向が強いと、栄養のあるアブラナ科の野菜の摂取まで減らしうると指摘されている[2]。警報が鳴ることと、毒があることは、同じではない。

では、このセンサーの数は、動物ごとにどう違うのか。

3. たべものが ちがうと、にがみの センサーも ちがうの?

3. 食べ物が違うと、苦味のセンサーの数も違うのか

3. 受容体の数と食性 ── カモノハシとハリモグラの比較

ひとの にがみの センサーは、はたらく ものが 25こ ほど あります。ほかの どうぶつでは、0こから 136こまで、おおきく ちがいます。カエルは 136こ です[2]。

くさを たべる どうぶつは、にくを たべる どうぶつより、センサーが おおい ことが おおいと いわれます[2]。たくさん ある ほうが えらい、という ことでは ありません。たべものに あわせて かわって きたのです。

たまごを うむ ほにゅうるいの カモノハシと ハリモグラを くらべた けんきゅうも あります。カモノハシは みずの なかで いろいろな いきものを たべます。にがみを ひろく かんじる センサーが あり、たべて よい ものを えらぶのに つかって いるかもしれません[3]。

ハリモグラは、アリや シロアリを たべます。かんじられる にがみの ぶっしつは すくなめでした。でも、しょくぶつの どくが にがく かんじる センサーは、どちらにも のこって いました[3]。

ヒトの機能する苦味受容体の遺伝子は約25個です。脊椎動物全体では、海にすむ一部の哺乳類や一部の鳥の0個から、カエルの136個まで大きな幅があります。草食動物のほうが肉食動物より多い傾向があるといわれます[2]。数が多いほど優れているのではなく、食べ物に合わせて変わってきた結果と読むのが自然です。

2022年6月に北海道大学などが発表した研究は、卵を産む哺乳類のカモノハシとハリモグラを比べました。水中でいろいろな無脊椎動物を食べるカモノハシには、幅広い苦味物質に反応する「万能型」の受容体がありました。選んで食べるのに使っている可能性が示されています。アリやシロアリを専門に食べるハリモグラは、検出できる苦味物質が少めでした[3]。

それでも、植物の有毒な配糖体を苦いと感じる受容体は、両方に残っていました。この能力は、ヒトを含む哺乳類と単孔類が分かれた約2億年前から保たれてきたことを示唆する、と発表は述べています[3]。

苦味のセンサーでは気づけない毒はないのでしょうか。

ヒトの機能する苦味受容体遺伝子は約25個だが、脊椎動物全体では、一部の海生哺乳類や鳥の0個からカエルの136個まで大きく異なり、草食動物のほうが肉食動物より多い傾向がある[2]。数の多寡は優劣ではなく、食性への適応を反映していると読むべきだ。

2022年6月の北海道大学などの発表(論文はMolecular Biology and Evolution誌)は、この対比を単孔類で示した。水中で多様な無脊椎動物を食べるカモノハシは、広い範囲の苦味物質を検知できる「万能型」受容体をもち、受容体を食べられるものの選択に使っている可能性がある。アリ・シロアリを専門に食べるハリモグラは、検出できる苦味物質が限られていた[3]。ただし、カモノハシの選択的な利用は「可能性」の段階にとどまる。

しかし両者とも、植物の有毒な配糖体を苦く感じる受容体は失っていなかった。発表は、この能力が哺乳類と単孔類が分かれた約2億年前から維持されてきたことを示唆するとしている。断定ではなく示唆である[3]。食性に応じて増減しても、植物毒のセンサーは残るという形だ。

では、味では区別できない毒に、動物はどう備えるのか。

4. あとから はきけが しても、その あじを おぼえて いるの?

4. 食べてから気分が悪くなっても、その味を覚えているのか

4. 味覚嫌悪学習 ── ガルシアの発見と「遅れ」の問題

1955ねん、アメリカの かいぐんの けんきゅうじょで、ジョン・ガルシアと いう ひとが ふしぎな ことに きづきました。ほうしゃせんを あてる はこに いれた ラットが、みずを のまなく なったのです[4]。

ガルシアは、みずの あじと、あとの きもちわるさが むすびついたと かんがえました。ラットは、あたらしい あじの あとで ぐあいが わるく なると、その あじを さける ように なります。すうじかん あとでも、おなじことが おこる ばあいが あります[5]。

あじは、おとや ひかりより、きもちわるさと むすびつきやすいことも わかって います[5]。たべた ものが げんいんだと かんがえる ほうが、ふつうの からだの しくみに あって いるのでしょう。

この かんがえは、はじめ、がくしゃの あいだで ろんそうに なりました[4]。

1955年、アメリカ海軍の研究所で、ジョン・ガルシアは不思議なことに気づきました。放射線を当てる箱に入れたラットが、水を飲まなくなったのです。彼は、水の味と、あとで起きた吐き気が結びついたと考えました[4]。

当時の学習理論では、結果が「すぐあと」でなければ結びつかないとされていました。そのため、この考えは激しい論争になりましたが、ガルシアは1979年にアメリカ心理学会の賞を受けています[4]。

その後の研究では、ラットは新しい味のあとで吐き気などの不調になると、その味を避けるようになり、不調が数時間あとでも成り立つとされています。また、味は音や光より不調と結びつきやすいと説明されます[5]。この遅れは、条件によって数十分から数時間で、「何時間でも」というわけではありません。

毒のある虫を食べた鳥は、この学習をどう使うのでしょうか。

1955年、米国海軍の研究所でジョン・ガルシアは、放射線照射用の箱に入れたラットが水を飲まなくなることに気づき、水の味とあとの吐き気が結びついたのだと考えた[4]。当時の学習理論は、結果が直後でなければ連合は成立しないとしていたため、この解釈は激しい論争を呼んだ。ガルシアは1979年にアメリカ心理学会の賞を受けている[4]。

後続の説明では、ラットは新しい味のあとに悪心などの不調が起きると、その味を避けるようになり、不調が数時間遅れても成立する。また味は、音や光より不調と結びつきやすい[5]。ただし遅れの長さは実験条件で異なり、「何時間でも」成立するという意味ではない。

この学習の強みは、まだ毒を見分けるセンサーをもたない物質にも対応できる点にある。では、野生の動物では、一度の失敗がどんな形で記憶に残るのか。

5. ちょうを たべた とりは、つぎから どうするの?

5. 毒のチョウを食べた鳥は、次から何を手がかりにするのか

5. ブルージェイとオオカバマダラ ── 視覚で避け、毒を越える動物もいる

ブルージェイと いう とりが、どくの ある オオカバマダラと いう ちょうを たべると、12ふんほど あとに なんども はきます。いのちに かかわる りょうの どくを だすことも あるそうです[6]。

いちど この つらい おもいを した とりの なかには、つぎからは オオカバマダラを 見ただけで さけるように なる とりも います[6]。あじを たしかめなくても、すがたで わかるように なるのです。

この ちょうの どくは、トウワタと いう くさから きた せいぶんです。にがみも あります[6]。

でも、おなじ どくを、へいきな かおで たべる どうぶつも います。ある とりは、はねを とって おなかの なかみだけを たべると されます[7]。

ブルージェイという鳥は、毒のあるオオカバマダラというチョウを食べると、約12分後に何度か吐きます。命に関わりうる量の毒を出すこともあるそうです。一度こうした経験をすると、以後は見ただけでオオカバマダラを避けるようになる鳥もいます[6]。味を覚えた記憶が、すがたの記憶にも結びつくわけです。

このチョウの毒は、トウワタという植物に由来する強心配糖体で、苦味があります。心拍や神経の発火を助けるナトリウム・カリウムポンプの働きを妨げる物質です[6][7]。

ところが、この毒を平気で食べる動物もいます。シカネズミなどは食べますし、ある種の鳥は、羽を取って腹部の中身だけを食べるとされます[7]。毒かどうかは、食べる側にも左右されそうです。

では、まだ何も食べたことのない動物は、初めての食べ物にどう向き合うのでしょう。

ブルージェイは、毒性のあるオオカバマダラを食べて約12分後に何度か吐き、命に関わりうる量の毒を出すことがある。この経験を一度すると、以後は見ただけでオオカバマダラを避けるようになる個体がいる(ブラワーの研究)[6]。毒はトウワタ由来の強心配糖体で、苦味がある[6]。味の記憶が、視覚的な手がかりに転用されているわけだ。

強心配糖体は、心拍や神経の発火を支えるナトリウム・カリウムポンプを妨げる。しかし一部の動物はこれを食べる。カリフォルニア大学バークレー校の報道資料は、black-headed grosbeak やシカネズミが食べること、black-backed oriole が羽を取って腹部の中身だけを食べるとされることを紹介している[7]。

この事実は、第1章の問いに戻る。毒かどうかは、物質だけでなく、食べる側の体や生き方との組み合わせで決まる。では、未経験の食べ物に、動物はどう向き合うのか。

6. はじめて たべる ものには、どうして きを つけるの?

6. 初めて食べる物に、動物はなぜ用心するのか

6. 新奇性への警戒 ── 経験のない食べ物という不確実性

はじめて たべる ものは、たべたあとに どうなるか、しらないので あぶない ことが あります。おなかが すいて いる どうぶつでも、そうです[8]。

この ため、あたらしい あじに たいして、ようじんぶかく なる きもちが あると いわれます[8]。

コアラは、ユーカリの はで ちがう ぶっしつが おおい きの はを、すこししか たべない ことが しらべられました。かって いる コアラで、5しゅるいの ユーカリを くらべた じっけんです[9]。

どうぶつは、にがみの センサー、たべて おぼえた きおく、はじめての ものへの ようじんの 3つの てがかりを くみあわせて、どくを さけて います。そして、どくの いみは、たべる どうぶつに よって ちがいます。チルテピンの みを、とりは たべて、ねずみは さけたのが、その れいです。

初めて食べる物には、食べたあとどうなるかという知識がありません。お腹をすかせた動物にとっても、リスクのある行動です。これが、新しい味への警戒(味の新奇性恐怖)を生むと説明されています[8]。

ユーカリを食べるコアラは、葉の化学成分を反映して食べ方を変えます。飼育下でユーカリ5種を比べた実験では、ホルミル化フロログルシノール化合物(FPC)が多い木では、一晩に食べる葉の量が少なくなりました[9]。

ここまでをまとめると、動物は、生まれつきの苦味センサー、食べたあとの不調の記憶、新しい物への用心を組み合わせて毒を避けています。センサーの数は食べ物に合わせて変わり、毒の意味も、チルテピンの実を鳥は食べてネズミは避けた例のように、食べる動物によって変わります。

初めて食べる物は、食後の結果に関する知識がないため、空腹の動物にとっても危険を伴う行動である。これが、新しい味への警戒(味の新奇性恐怖)の背景と説明される[8]。

コアラの飼育下実験(ユーカリ5種)では、ホルミル化フロログルシノール化合物(FPC)の濃度が高い木で、一晩に食べる葉が少なかった[9]。

以上をまとめると、動物は、苦味受容体による検知(誤報あり)、食後の不調の記憶(遅れても成立するが条件による)、新しい物への警戒の3つを組み合わせている。センサーの数は食性で増減し、毒の意味は食べる側で変わる。チルテピンとパックラット・鳥の組み合わせは、その典型例といえる。

自分でも しらべて みたく なったら

自分でも調べてみたくなったら

自分でも調べてみたくなったら

今日できること

うちに ある ピーマンや ゴーヤーを、ほんの すこし かじって みましょう。にがいと おもう ものと、そうでも ない ものを、じぶんの した で えらんで みます。にがくても すきな たべものが あるか、かんがえて みます。おうちの ひとと いっしょに たべましょう。

出かけてできること

こうえんで、とりが きの みを たべて いたら、とおくから 見て みましょう。みの いろや、たべる ようすを メモします。しらない みは、さわらず、たべません。

こうしきの 情報じょうほう

ほっかいどうだいがくの ホームページに、カモノハシと ハリモグラの にがみの けんきゅうが のって います。

今日できること

家にあるピーマンやゴーヤを、ほんの少しだけかじってみましょう。苦いと感じるものと、そうでもないものを、自分の舌で選びます。苦くても好きな食べ物があるか、なぜ好きなのかも考えてみます。家の人と一緒に食べてください。

出かけてできること

公園などで、鳥が木の実を食べているのを見かけたら、遠くから観察して、実の色や食べ方をメモしてみましょう。知らない実は、さわらず、食べません。

公式情報

北海道大学の2022年6月のプレスリリース「カモノハシとハリモグラの苦味感覚」に、研究の内容がまとまっています。

今日できること

苦味のある野菜(ゴーヤー、ピーマンなど)を少量食べ、自分がどの程度の苦味を許容できるかを記録する。苦くても好まれる食べ物がある理由を、第2章の記述と照らして考える。

出かけてできること

公園で鳥が実を食べる場面を遠くから観察し、鳥が食べている実の色や形、食べ方を記録する。未知の実には触れない。

資料を読むなら

北海道大学のプレスリリース(2022年6月10日)は日本語で読める。論文(Molecular Biology and Evolution)は、オンラインで公開されている英語の原文にあたると、受容体の比較の方法まで確かめられる。

しらべた もとの じょうほう

参考にした情報源

参考にした情報源と、その使い方

動物の苦味・学習・警戒の一般的な話は総説と百科事典に、個別の研究は各機関の発表資料に依拠する。数字は資料に書かれた範囲のものだけを使った。

  1. University of Florida News (2001) "For peppers, 'hot' quite literally the spice of life" https://archive.news.ufl.edu/articles/2001/07/for-peppers-hot-quite-literally-the-spice-of-life-uf-research-shows.html (トウガラシと鳥・ネズミの研究)
  2. Bitter taste receptors: Genes, evolution and health (PMC) https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8830313/ (苦味受容体と毒・数の違い)
  3. 北海道大学プレスリリース(2022年6月10日)カモノハシとハリモグラの苦味感覚 https://www.hokudai.ac.jp/news/pdf/220610_pr2.pdf (食性と苦味受容体の比較)
  4. American Academy of Arts and Sciences: John Garcia https://www.amacad.org/person/john-garcia (ガルシアの発見と経歴)
  5. Taste Aversion and Preference Learning in Animals (Encyclopedia of Psychology) https://www.encyclopedia.com/psychology/encyclopedias-almanacs-transcripts-and-maps/taste-aversion-and-preference-learning-animals (味覚嫌悪学習の一般的説明)
  6. Science Friday (2013) "The Case Of The Barfing Blue Jay" https://www.sciencefriday.com/articles/the-case-of-the-barfing-blue-jay/ (ブルージェイの学習)
  7. UC Berkeley News (2021) "What it takes to eat a poisonous butterfly" https://news.berkeley.edu/2021/11/22/what-it-takes-to-eat-a-poisonous-butterfly/ (オオカバマダラの毒と、食べる動物)
  8. Lin, Arthurs & Reilly, Gustatory insular cortex, aversive taste memory and taste neophobia (PMC) https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4380785 (新しい味への警戒)
  9. Eucalyptus foliar chemistry explains selective feeding by koalas (Biology Letters, PMC) https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC1965198 (コアラの葉選び)
  10. Tewksbury, J. J. & Nabhan, G. P. (2001) "Seed dispersal: Directed deterrence by capsaicin in chilies" Nature 412, 403–404 (チルテピンの研究の原論文)

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