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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。

タコの 足は、どうして 8本 なの?

タコの「足」はなぜ8本なのか:10本腕の化石と、まだ決着していない論争

タコの8本腕は、10本腕の祖先からどう減ったのか:石炭紀の化石と、同定をめぐる論争

分野:生きもの

タコの 足は、ほんとうは「腕うで」と よばれます。しかも、ずっと むかしの なかまには、腕うでが 10本 あった ものが いたらしいのです。タコは、どうして 8本に なったのでしょう。

この メモでは、タコと イカと 化石を くらべて、8本に なった りゆうが まだ はっきり しない ことと、腕うでが 脳のうと つながって はたらく ようすが わかります。

水族館のタコは、8本の「足」で水槽の壁を歩いています。ところが生きもの学では、この足を「腕」と呼びます。さらに、3億年以上前の海には、10本の腕をもつ仲間がいたらしいことも分かってきました。では、タコの腕はどこで2本減ったのでしょうか。

この記事では、イカやオウムガイとの比べ方と、化石の発見をめぐる論争から、8本になった理由が今も分かっていないことと、腕が脳とつながって働くしくみが分かります。

タコの「足」は、生物学では腕と呼ばれる。約3億3千万年前の化石には吸盤をもつ腕が10本あり、研究者はこれを、頭足類の祖先が10本腕だったことの最初の裏づけになりうると述べた。ところが、この化石の同定そのものに異論が出ている。タコの腕は、いつ、なぜ8本になったのか。

この記事では、イカ・オウムガイとの本数の比較、化石をめぐる解釈の対立、腕の神経系の研究から、8本になった理由が現時点で確定していないことと、腕が脳と連携して働く実態が分かる。

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1. タコの 足は、ほんとうは なんと よぶの?

1. タコの「足」は、生きもの学では「腕」と呼ばれる

1. 頭足類の「足」は腕である:呼び名から見えるタコの体

タコを よく 見ると、8本の 足の 根もとが、頭に つながって います。まるで、頭から 足が はえて いるようです。

タコや イカの なかまは、頭足類とうそくるいと よばれます。「頭に 足が ある」という 名前です。でも、生きものを しらべる 人たちは、この 足を「腕うで」と よびます[1]。

タコの 腕うでは 8本です。1本ごとに、吸盤きゅうばんが ずらりと ならびます。イカには 腕うでが 8本と、もっと 長い 2本が あって、あわせて 10本です[1][2]。

では、タコの 腕うでは、はじめから 8本だったのでしょうか。わかっている ことを、さきに 言います。ご祖先そせんは 10本だったと 考えられて いて、タコの なかまが 2本 へったと されます。ただ、へった わけは、まだ はっきり しません。

タコの足のつけ根をよく見ると、8本とも頭の側についています。頭足類という名前は、「頭に足がついた生きもの」という意味です。ただし専門の世界では、この足を「腕」と呼びます[1]。

数えてみると、タコの腕は4対、8本です。イカは5対、10本で、そのうち1対は長くのびた「触腕」と呼ばれる部分です。タコには触腕がありません[1][2]。

では、なぜタコは8本なのでしょうか。先に、分かっていることを言います。頭足類の腕は、もともと5対(10本)だったと考えられています。そこからタコの仲間で1対が減った、というのが現在の見方です[1]。一方で、減った理由や時期は、まだ確かなことが言えません。その「まだ」の中身は、あとの章で説明します。

頭足類という名は、頭部に付属肢が並ぶ体の作りに由来する。生物学では、この付属肢を腕と呼ぶ。タコは4対(8本)の腕をもち、吸盤が並ぶ。イカは5対(10本)で、そのうち1対が長い触腕になる。タコには触腕がない[1][2]。

では、なぜタコは8本なのか。最初に整理しておく。頭足類の腕は、祖先的には5対(10本)だったと考えられている。タコ類ではそこから1対が減ったとされる[1]。ただし、いつ、何が理由で減ったかは、後で述べるとおり、確定していない。

2. イカは 10本、タコは 8本。オウムガイは?

2. 10本のイカ、8本のタコ、たくさんの触手をもつオウムガイ

2. 10本腕と8本腕は、いつ分かれたのか:イカ・タコ・オウムガイの比較

タコと イカは、にて いるようで、腕うでの かずが ちがいます。イカの なかまは 10本、タコの なかまは 8本です。

タコの なかまには、コウモリダコも います。タコと 名前が ついて いますが、深い 海に すむ、ふしぎな 生きものです。腕うでは 8本。ほかに、ほそい 糸のような ものが 2本 あります[6]。

こうして 見ると、10本の イカの なかまと、8本の タコの なかまは、ずっと むかしに 2つに わかれたようです。いつ わかれたのかは、研究者の 間でも 意見が ちがいます(4の 章で 出て きます)。

オウムガイも、仲間なかまです。こちらは、腕うでの かずが ぐんと ふえて います。吸盤きゅうばんの ない 細い ものが たくさん あり、その 本数は 1ぴきずつ ちがいます[1][9]。

現在の頭足類のうち、イカやコウイカの仲間は10本腕、タコやコウモリダコの仲間は8本腕、というふうに大きく二つの系統に分かれます[6]。この分かれ目がいつだったかは、研究者の間で意見がわかれています(4章で出てきます)。

コウモリダコは、深い海にすむ仲間です。腕は8本で、そのほかに細長い糸状のものを2本のばして、海の中を漂う粒(マリンスノー)を集めると紹介されています[6]。ふつうの腕とは別の、特別な糸です。

一方、オウムガイの仲間は、別の道を進みました。腕が5対から二次的に増えたと考えられ、吸盤のない細い触手のようなものを、たくさんもちます[1][9]。この本数は個体や性別で違うので、ひとつの数字にはなりません。

つまり、頭足類は「腕が少ない方へ」だけ進んだわけではありません。タコは8本、イカは10本、オウムガイはたくさん。同じ仲間でも、腕の数はこれほど違います。

現生の頭足類のうちコレオイド類は、イカ・コウイカなど10腕の系統と、タコ・コウモリダコなど8腕の系統に分かれる[6]。この分岐の時期は、後述のとおり研究者によって見方が異なる。コウモリダコは、8本の腕のほかに、細長いフィラメントを2本もつ。これで海中の粒(マリンスノー)を集める[6]。

では、オウムガイはどう位置づけられるのか。オウムガイ類は、5対の腕から二次的に増加して多数の触手をもつ[1]。吸盤はなく、本数は個体や性で異なるため、固定された数字では表せない[9]。

この比較から分かるのは、腕の数が「減る一方」ではないことである。ある系統では1対が減り、別の系統では二次的に増える。だから、8本という数は、単純な退化の結果というより、系統ごとの道すじの結果として見る必要がある。ただし、タコ類で具体的に何が起きたのかは、化石の読みに頼る部分が大きい。

3. 3億おく年 前の 化石には、腕うでが 10本 あった

3. 約3億3千万年前の化石には、吸盤つきの腕が10本あった

3. 2022年の報告:石炭紀の化石が示した「10本腕」の姿

2022ねんに、アメリカの モンタナと いう ところから 見つかった 化石が、ニュースに なりました。名前は シリプシモポディ。吸盤きゅうばんの ついた 腕うでが、10本 ありました[3][4]。

3億おく年 くらい 前の 生きものです。研究した 人は、「ご祖先そせんは 10本だった」ことの、さいしょの 手がかりに なるかもしれない、と 話しました[4]。

この 化石を くわしく 見ると、2番めの 腕うでが、のちの コウモリダコでは 糸のように なり、タコでは なくなった、と 考えられて います[3]。

ただし、この 化石は、タコの「ま上の ご祖先そせん」では ありません。吸盤きゅうばんを もつ 仲間なかまの なかで、いちばん 古い ほうの 1つ、と いう 位置いちです[3][4]。

2022年、アメリカのモンタナ州で見つかった化石についての論文が、科学雑誌『ネイチャー・コミュニケーションズ』に出ました。名前はシリプシモポディ・ビデニ。約3億3千万年前(石炭紀)の生きもので、吸盤のついた腕を10本もっていました[3][4]。

著者のひとりは、これまでに見つかった同じ仲間の化石は腕が8本のものばかりだと述べ、10本の腕をとどめているのはこの化石だけだとしています[3][4]。「祖先は10本腕だった」ことを支える、最初の証拠になりうるという主張です。

さらに、化石の腕の並びを調べた著者たちは、2番めの腕の1対が、のちにコウモリダコでは糸状になり、タコでは完全に失われた、と解釈しています[3]。タコの腕が8本なのは、この1対がなくなった結果だという見方です。

注意したいのは、この化石を「タコの直接の祖先」と呼べない点です。吸盤をもつ仲間のうち、最古級のものの一つ、という位置づけです[3][4]。

この疑問に正面から答えたかに見えるのが、2022年に報告された化石である。Whalen と Landman は、米国モンタナ州のBear Gulch層から産出した約3億3千万年前(石炭紀)の化石Syllipsimopodi bideniを記載した。吸盤をもつ腕が10本あり、研究者は、吸盤をもつ仲間で腕が保存された化石はこれまで8本腕のものだけだったと述べる。10本という祖先的な状態を残す、唯一の例だという[3][4]。

著者らは、この化石をもとに、腕の第2対の運命を次のように解釈した。コウモリダコの系統では痕跡的なフィラメントに縮小し、タコ類では完全に失われた、というものである[3]。つまり「10本から8本へ」は、第2腕を失う変化として説明される。

ここで注意が要る。第一に、この化石は、タコの直接の祖先ではなく、吸盤をもつ仲間の最古級の一例にとどまる[3][4]。第二に、この解釈は、著者らが化石から導いた仮説であり、確定した事実ではない[3]。実際、後述のとおり、同定そのものに異論が出されている。

4. この 化石は、ほんとうに 10本の 腕うでなの?

4. 10本腕の化石に、ほかの研究者が待ったをかけた

4. 同定をめぐる異論:化石の10本腕は祖先の姿の証拠になるのか

ところが、ほかの 研究者から、ちがう 意見が 出ました[5]。

いわく、この 化石は、べつの 名前で すでに 知られていた 生きものの 仲間なかまかもしれません。腕うでは 10本とも、同じくらいの 長さに 見える。2本だけ 長いとは 言えない、と いう 意見です[5]。

これに 対して、さいしょの 研究者たちは、「べつの 種類しゅるいだ」と 言い返して います[10]。

タコと イカが 分かれた 時期についても、意見が 1つに なって いません。この 研究者は、ずっと 前の 二畳紀にじょうきの なかごろから、三畳紀さんじょうきの はじめ ごろだと 考えて います[5]。つまり、「タコは どうして 8本?」の 答えは、まだ きまって いません。

ところが、その後、別の研究者たち(クルークらのグループ)が、この化石の同定に疑問を示しました[5]。

彼らの主張は二つです。一つは、この化石がすでに別の名前(ゴルドニコヌス・ベアーガルチェンシス)で知られていた生きものの、あとから付けられた別名かもしれないということ。もう一つは、10本の腕はどれも似た長さで、2本が長いという解釈には根拠がない、ということです[5]。

これに対して、最初の著者たちは反論の文章(リプライ)を出し、別の属だと主張しています[10]。

タコとイカが分かれた時期についても、クルークらは、二畳紀中ごろから三畳紀の初めと考える説を支持しています[5]。つまり、「いつ、どこで2本を失ったのか」は、研究者の間で意見がわかれている最中です。

この記事の題名の問い「なぜ8本なのか」に、今ある答えは、「祖先は10本だったと考えられるが、8本になった時期や理由は決着していない」というところまで。8本が有利だったから、という説明は、資料からは言えません。

この同定には異論がある。Klug らは、Syllipsimopodi bideniが、既知のGordoniconus beargulchensisの新参シノニム(あとから同じ種に付けた別名)である可能性を指摘した。さらに、腕は適度に強く短い10本で、どれも似た長さであり、「2本が長い」という解釈には根拠がないと述べる[5]。

Whalen らはこれに反論し、別属であると主張している[10]。したがって、現時点では、化石が「10本腕の祖先的な形」を直接示すとまでは言えない。論争は、化石の分類と腕の解釈の両方にまたがる。

分岐の時期についても同様である。Klug らは、タコ・イカの系統が分かれたのは二畳紀中期〜三畳紀前期とする説を支持する[5]。この点でも確定した年代はない。

これらを合わせて、問いへの現時点の答えは次のようになる。頭足類の祖先は10本腕と考えられ、タコ類で1対が減ったとする解釈がある。しかし、その1対がどの時点で、なぜ失われたかは決着していない。「8本が有利だったから」という説明は、読んだ資料からは支えられない。

5. 8本の 腕うでは、かんがえる 腕うで?

5. 8本の腕には神経細胞が多く、脳と連携して働く

5. タコの腕の神経細胞と、迷路を使った学習実験

8本に なった わけは はっきり しませんが、のこった 8本の 腕うでは、とても よく はたらきます。

北海道に すむ ミズダコでは、腕うで1本に、吸盤きゅうばんが 250から 300こ ならびます[2]。8本ぶんを かけ算すると、2000から 2400こ ほどに なります。(これは ミズダコの 場合で、タコの 種類しゅるいで かずは ちがいます)。

タコの 神経しんけいの 細ぼうは、ぜんぶで 5億おくこ ほど あると いわれます。その うち、3ぶんの 2 くらいが 腕うでと 体に あります[7]。

2020ねんの 実験じっけんでは、タコは 迷路めいろの 右と 左を、腕うでの 場所だけで おぼえました。おぼえたのは 脳のうで、その ことは、れんしゅうして いない 腕うででも 使えたそうです[7]。

研究者は、「9つの 脳のう」より「1つの 脳のうと、とても かしこい 8本の 腕うで」の ほうが、じっさいに 近いと 話して います[7]。

8本になった理由は分かっていませんが、残った8本の腕は、体の中で特別な働きをしています。

北海道の資料によると、ミズダコの腕は8本の長さがほぼ同じで、全長の7〜8割にもなり、1本に250〜300個の吸盤が並びます[2]。8本を単純に掛けると、約2000〜2400個です(ミズダコの場合の計算で、種により数は違います)。

この腕には神経細胞が多く集まっています。タコの神経細胞は約5億個で、そのうち3分の2以上が腕と体にあるとされます。別の総説では、腕だけで5分の3ほどと書かれ、資料によって数字がゆれます[7][8]。吸盤の一つ一つも、周りのものを感じとります[7]。

2020年の研究(グトニックらの報告)では、タコに迷路の左右を、腕の位置だけで学ばせました。学習は脳で起こり、その情報は、訓練していない腕にも使えました。研究者は、「9つの脳」というより「1つの脳と8本のとても賢い腕」のほうが実態に近いと述べています[7]。

ここで大事なのは、腕が脳と関係なく勝手に考えるわけではない、ということです。腕に神経細胞は多いのですが、脳と腕は強くつながって働きます[7]。

8本という数になった理由は、まだ分かっていない。ここでは、タコの腕がどう働くかを見てみよう。ミズダコは8本の腕の長さがほぼ同じで、全長の7〜8割に達し、1本に250〜300個の吸盤をもつ[2]。8本を単純に合わせると約2000〜2400個で、これはミズダコについての計算であり、他の種には当てはまらない。

では、これだけの吸盤と腕を、タコはどう制御しているのか。タコの神経細胞は約5億個とされ、そのうち3分の2以上が腕と体にある[7]。別の総説は、腕の神経系に約5分の3が含まれると記す[8]。数値は資料によってゆれるので、ここでは幅をもたせて読むのがよい。吸盤1つ1つも周囲を感じとる[7]。

この腕の知能を試したのが、2020年に『Current Biology』に載ったGutnick らの実験である。タコに迷路の左右を、腕の位置だけから学ばせたところ、学習は脳の中央部で起こり、その情報は訓練していない腕にも使えた。研究者は、「9つの脳」より「1つの脳と8本のとても賢い腕」のほうが実態に近いと述べた[7]。

読み違えたくない点がある。この結果は「腕が勝手に考える」ことを意味しない。脳と腕は強く結びついており、腕には神経細胞が多く、感覚と動きの処理に関わっている、というのが実験の示したことである[7][8]。

6. うりばで、イカと タコの 腕うでを かぞえて みよう

6. 売り場や図鑑で、腕の数を自分で数えてみる

6. 腕の数を自分で確かめる、そして原典へ

きょう できる こと

スーパーの うりばや、ずかんで、イカと タコを 見て みましょう。タコの 足の かずを かぞえます。イカでは、ほかの 足より 長い 2本を さがします。うりばで 見つからない ときは、ずかんや、北海道の ミズダコの ページ[2]の 写真で だいじょうぶです。

見るだけで だいじょうぶです。吸盤きゅうばんが どの 足に ついて いるかも、見くらべて みましょう。

しらべる とき

北海道の ホームページに、ミズダコの ページが あります[2]。おうちの 人と いっしょに 読んで みましょう。

今日できること

スーパーの売り場や図鑑で、タコとイカの腕を数えてみます。タコは8本。イカは、ほかより長い2本(触腕)を探し、全部で10本あるか確かめます。吸盤がどの腕にあるかも見てみましょう。見るだけで、触る必要はありません。

「腕の長さはそろっているか」も、見どころです。ミズダコは、8本の長さがほぼ同じだと紹介されています[2]。

資料を読むなら

北海道の「ミズダコ」のページ[2]は、日本語で読めます。図鑑や水族館で、タコの腕と吸盤を見くらべるのもよい方法です。

「どこで2本を失ったのか」は、まだ決着していません。新しい化石が見つかれば、答えが変わるかもしれません。

今日できること

水族館の展示や、スーパーの売り場、図鑑で、タコとイカの腕を数え、吸盤の位置と腕の長さを見比べるとよい。イカでは2本長い触腕がどこについているか、タコにはそれがあるかを確かめると、「10本と8本の違い」が自分の目で分かる。

資料を読むなら

日本語で読めるものとして、北海道のミズダコの資料[2]がある。化石の報告[3]と、それへの異論[5]と反論[10]は、論文として公開され、同じ化石に対する見方の違いを読み比べられる(英語)。腕と脳の関係は、OISTの紹介記事[7]と総説[8]が手がかりになる。

「第2腕はどこで失われたのか」は未決着である。新しい化石が見つかれば、解釈は変わりうる。

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

本文で使った資料です。

  1. 日本語版Wikipedia「頭足類」. https://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%A0%AD%E8%B6%B3%E9%A1%9E (腕の本数の比較)
  2. 北海道「ミズダコ」. https://www.pref.hokkaido.lg.jp/sr/gid/fis072.html (ミズダコの腕と吸盤)
  3. Whalen & Landman(2022), Nature Communications. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8904582/ (10本腕の化石と第2腕の解釈)
  4. ScienceDaily(2022年3月). https://sciencedaily.com/releases/2022/03/220308115650.htm (化石の紹介)
  5. Klug ほか. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10703834/ (同定への異論と分岐の時期)
  6. OIST・ウィーン大学ほかの発表(EurekAlert). https://www.eurekalert.org/news-releases/1107329 (10腕と8腕の系統、コウモリダコ)
  7. OIST「Do octopuses' arms have a mind of their own?」. https://www.oist.jp/node/35601 (腕の神経細胞と迷路の実験)
  8. Hochner らの総説. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8988249/ (腕の神経細胞の割合)
  9. Wikipedia「Chambered nautilus」. https://en.wikipedia.org/wiki/Chambered_nautilus (オウムガイの触手)
  10. Whalen & Landman, Reply to Klug ほか. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10716472/ (異論への反論)

なおした ところ

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