1. ユーカリの はっぱには、なにが あるの?
1. ユーカリの葉は、食べにくい葉
1. 葉の化学的防御 ── テルペン・青酸配糖体・FPC
ユーカリは、においの つよい 木です。はっぱの 中には、においの もとに なる せいぶんや、にがい せいぶんなどが 入って います[5]。
こうした せいぶんは、はっぱを 食べる どうぶつに えいきょうを あたえると いわれます[5]。
その うえ、はっぱには えいようが 少なく、せんいが 多いのです[6]。コアラは、食べにくい はっぱを えらんで 食べて いる ことに なります。
2. コアラは、どの はっぱでも 食べるの?
2. ユーカリは600種以上、食べるのはごく一部
2. 食べる種を絞る ── 定期的に食べるのは1種、多くて2〜3種
ユーカリには、600しゅるい いじょう あると いわれます[6]。でも コアラが 食べるのは、その ほんの 一部です。
ひとつの 場所では、ふだん 食べる のは 1しゅるい、多くても 2〜3しゅるい と されて います[6]。
どうやって えらぶのかは、まだ わからない ことが あります。ゲノムには、にがみを 感じる しくみを つくる いでんしが たくさん あり、水の 味に かかわる ものも 2つに ふえて いると つたえられました[3]。水分の 多い はっぱを 見分ける ためかも しれない、という 予想です。
3. どくは、どこで こなして いるの?
3. 肝臓の力を比べると、ヒトの約15倍
3. 肝臓でのシネオール代謝 ── コアラ188、ヒト12
からだに 入った どくを こなす 大きな 場所は、かんぞうです。コアラも、かんぞうで はたらいて います。
ユーカリの においの もとの せいぶんを、どれくらい 早く こなせるか、かんぞうの 一部を 使って くらべた じっけんが あります[4]。
コアラは 188、フクロギツネ 181、ラット 28、人は 12 でした。コアラは 人の やく15ばい です。ユーカリを ふだん 食べる コアラと フクロギツネが、食べない ラットと 人より 高い 数字でした。ただし、数字は じっけんでの くらべやすい かずで、そのまま 「15ばい 食べられる」という 意味では ありません。
ユーカリの成分を分解する速さを比べた実験
2001年の研究では、ユーカリの香り成分の1つ「1,8-シネオール」を、コアラ、フクロギツネ、ラット、ヒトの肝臓の一部でどれだけ分解できるかを比べました[4]。
結果の値は、コアラが188、フクロギツネが181、ラットが28、ヒトが12です。コアラはヒトの約15倍で、ユーカリを普段から食べる2種(コアラとフクロギツネ)のほうが、食べないラットやヒトより高い値でした。
この数字の読み方
この値は、実験室で条件をそろえて比べるための数字です。「ヒトの15倍の量の葉が食べられる」という意味ではありません。また、調べたのはシネオールという1種類の成分で、葉のほかの毒についてはこの実験では分かりません。
Passらの2001年の研究は、ユーカリのテルペンである1,8-シネオールについて、コアラ、フクロギツネ、ラット、ヒトの肝ミクロソームでの代謝力(固有クリアランス)を比べた[4]。値はコアラ188、フクロギツネ181、ラット28、ヒト12である。ユーカリを日常的に食べる2種が、食べない2種より明らかに高く、コアラはヒトの約15倍にあたる。
ただし単位のない比較値であり、実際に食べられる量の倍率を示すものではない。また対象はテルペンの一種に限られ、FPCなど他の成分を各酵素がどう扱うかは、この比較からは分からない。
4. ゲノムを 読むと、なにが わかったの?
4. 解読されたゲノムに、増えた遺伝子が見つかった
4. 2018年のゲノム解読 ── シトクロムP450の2つの大きな拡大
2018ねんに、コアラの いでんしの 全体を 読む 研究が 発表されました[1]。
どくを こなす こうそを つくる いでんしの なかまが、ふつうより ずっと 多い ことが わかりました[1][2]。なかでも 一つの グループは、30こ ほどに ふえて いると ほうこくされて います[2]。
たとえば、クラスの そうじとうばんが 数人の 学校と、30人 近い 学校を 思い うかべて ください。人数が 多い ほうが、たくさんの ごみを 早く かたづけられそうです。ただし 本当は、人では なく、からだの 中の 小さな ものの はたらきです。それに、いでんしの 数だけで、どくを こなす 力が 決まる わけでは ありません。
解毒の遺伝子ファミリーが2か所で大きく増えていた
2018年、コアラの全ゲノムの解読結果が、ジョンソンさんたちのグループによって、科学誌Nature Geneticsに発表されました[2]。シドニー大学の解説によると、解毒に関わる「シトクロムP450」という遺伝子の仲間が、大きく増えている場所が2つ見つかっています[1]。
そのうちCYP2Cという一群は、コアラで31個とされています[2]。
増えた遺伝子は何をするのか
大学の解説では、複製されて残った遺伝子のうち最大のグループは、毒を分解する酵素をつくるものだと説明されています[7]。ジョンソン教授は、解毒の遺伝子はどの動物にも必要だが、コアラはずっと多く持つと話しています[3]。
クラスの掃除当番にたとえると、当番が数人の学級と30人近い学級を比べるようなものです。人数が多いほど、多くの汚れを早く片づけられそうです。ただし実際は人ではなく、体の中の酵素が働く仕組みで、遺伝子の数だけで解毒の量が決まるわけでもありません。たとえは一部だけが似ています。
Johnsonらは2018年にNature Geneticsで、コアラの全ゲノムを解析し、ユーカリの解毒に関わるシトクロムP450遺伝子の拡大と、感覚受容体の拡大を報告した[2]。シドニー大学の解説は、P450ファミリーに大きな拡大が2つあると要約する[1]。
要旨によれば、CYP2Cサブファミリーにコアラ固有の拡大が2つあり、31個とされる[2]。
複製された遺伝子のうち最大のグループが毒を分解する酵素をつくり、肝臓などで活発だと解説されている。この特徴が、他種と競合せずユーカリを食べられる立場につながったと考えられている[7]。
ジョンソン教授の説明では、解毒遺伝子自体はどの動物にも必要だが、コアラの数はずっと多い[3]。解毒の仕組みは、遺伝子数の増加(2018)と酵素の活性(2001)が別々の研究で確かめられた話で、どの酵素がどの毒を分解するかの全体像は分かっていない。
5. どうして、いたみどめが きかないの?
5. 解毒が強い副作用 ── 痛み止めが効きにくい
5. 副作用 ── 解毒経路を使う鎮痛薬が効きにくい
この ことは、コアラの 手当てにも かかわって きます。人の いたみどめは、くすりによっては、からだの 中で どくと おなじ 道すじで こなされます。
コアラは この 道すじの はたらきが とても 強いので、どくと おなじ 道すじを 使う いたみどめ(すべての くすりでは ありません)は 早く こなされて、ほとんど きかない、と ジョンソンきょうじゅは せつめいして います[3]。
どくを こなす 力が 強い ことには、こんな ふしぎな 面も あります。
薬まで分解される
ABCのニュースによると、毒と同じ経路を使う痛み止めは、コアラでは素早く分解されて、ほとんど役に立たないとされています[3]。すべての痛み止めが効かないわけではなく、経路によります。
解毒の力が強いという特徴が、思わぬところで見えてくる例です。
ジョンソン教授は、解毒に関わる経路を使う鎮痛薬は、コアラでは素早く分解されてほとんど役に立たないと述べている[3]。すべての鎮痛薬が無効というわけではなく、対象は解毒と同じ経路を使う薬である。P450による代謝の強さが、薬の効き方にも表れた例といえる。
6. コアラは、どんな くらしを して いるの?
6. 1日18〜22時間は眠るか休む暮らし
6. 低栄養の葉に合わせた低エネルギーの生活
コアラは 1日に、はっぱを 200〜500グラムほど 食べると いわれます[6]。
それでも 1日の うち 18〜22時間は、ねむるか やすんで すごし、エネルギーを せつやくして いると せつめいされて います[6]。えいようの 少ない はっぱに 合わせた くらし方です。
もうひとつ、大きな もうちょう(ちょうの 一部)も もって いて、およそ 200センチの 長さが ある そうです[6]。
ゆっくり動く暮らし
コアラ保護団体の説明では、1頭が1日に食べる葉は約200〜500g、1日のうち18〜22時間は眠るか休んで、エネルギーを節約しています[6]。栄養の少ない葉に合わせた暮らし方です。
長い盲腸
同じ団体は、コアラの盲腸(腸の一部)が約200cmあることも紹介しています[6]。繊維の多い葉は、盲腸にいる細菌が分解を手伝うといわれます。また、葉の消化にはエネルギーがかかるとされています。
コアラがユーカリを食べ続けられる背景には、肝臓の解毒、増えた遺伝子、葉を選ぶ食べ方、ゆっくりした暮らしなど、複数の特徴があります。毒を「なくす」のではなく、いくつもの道具でこなしているようです。
コアラ保護団体の資料では、1頭が1日に食べる葉は約200〜500gで、1日18〜22時間を眠るか休んで過ごし、エネルギーを節約する[6]。低栄養・高繊維の葉に合わせた生活であり、盲腸は約200cmと紹介されている。
以上を総合すると、コアラがユーカリを主食にできる背景には、複数の要因が同時に働いていると読める。遺伝子の拡大(P450など)、肝臓での代謝力、葉の種の選択、そして低エネルギーの暮らしである。盲腸の細菌が毒の分解にどこまで関わるかは、ここで使った資料からは分からない。
7. もっと 知りたく なったら
7. 自分でも調べてみたくなったら
7. 自分でも調べてみたくなったら
今日できること
ずかんや えほんで、ユーカリは どんな 木なのか、コアラが どの はっぱを 食べるのか 調べて みましょう。
出かけてできること
コアラのいる どうぶつえんでは、コアラが 1日に どれくらい うごくのか、はっぱを どんな ふうに 食べるのかを、家の人と いっしょに 見て みましょう。コアラに 近づき すぎない ように します。
おうちの 人と 見る
どうぶつえんの ホームページには、コアラに あげる ユーカリの しゅるいが のって いる ことが あります。
今日できること
図鑑やインターネットで、ユーカリの種類や、コアラが食べる葉を調べてみましょう。なぜ600種のうち一部だけなのか、自分の予想を書いてみるのもよいでしょう。
出かけてできること
コアラのいる動物園では、1日のうちいつ動いているか、葉をどう選んで食べているかを、係の人の説明も聞きながら観察してみましょう。柵や指示は守ります。
公式情報と原典
動物園の飼育紹介ページには、与えているユーカリの種類が載っていることがあります。研究の原典は、出典欄の2018年のゲノム論文(Nature Genetics)です。
今日できること
図鑑や動物園の日本語の解説で、ユーカリの種類とコアラが食べる葉を調べ、なぜ600種のうち一部だけなのか、自分の仮説を書いてみるとよい。
出かけてできること
動物園でコアラを見られた時間だけ、動いていたか、眠っていたか、葉をどう食べていたかを記録してみる。観察できたのは1日の一部なので、「18〜22時間」とは直接比べず、記録した時間の中での割合を見る。
公式情報
動物園の公式サイトの飼育紹介、コアラ保護団体の資料、上記論文の原典が手がかりになる。P450の各酵素と毒との関係は、まだ研究途上である。
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
論文は要旨や解説記事までを確認したものがあります。原文全体を読んでいない点は本文に書きました。
- University of Sydney. “Koala genome sequenced for the first time.” 2018. https://www.sydney.edu.au/news-opinion/news/2018/07/03/koala-genome-sequenced-for-the-first-time.html (P450の拡大が2つ)
- Johnson et al. “Adaptation and conservation insights from the koala genome.” Nature Genetics, 2018. https://www.nature.com/articles/s41588-018-0153-5 (原典の論文。要旨で確認)
- ABC News Science. Koala genome reveals secrets of the toxic diet and disease. 2018. https://www.abc.net.au/news/science/2018-07-03/genome-reveals-secrets-of-the-koalas-toxic-diet-and-disease/9924682 (痛み止め・苦味受容体の説明)
- Pass et al. Xenobiotica, 2001. https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00498250110043535 (シネオールの肝臓での代謝力の比較)
- Brice et al. PeerJ, 2019 (6534). https://peerj.com/articles/6534/ (葉の成分、腸内細菌についての整理)
- Australian Koala Foundation. Koalas: diet and digestion. https://savethekoala.com/about-koalas/koalas-diet-digestion/ (食べる種の数・食べる量・睡眠時間・盲腸)
- Phys.org. Australian scientists crack genetic code of koalas. 2018. https://phys.org/news/2018-07-australian-scientists-genetic-code-koalas.html (複製された遺伝子の最大グループの説明)
なおした ところ
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