1. めも あしも ない ナマコは、あぶない とき どうするの?
1. 目も手足もないナマコの「最後の手」は、内臓を外に出すこと
1. 目も突起もない体の防御:内臓放出は、嘔吐ではなく組織の破れ
ナマコには、めが ありません。にげる ための あしも、つかまえる ための うでも ありません。
そんな ナマコが、あぶない ときの 手の ひとつとして、ないぞうを そとへ だす、と いわれて います。だした かたまりが、てきを びっくり させたり、ほかへ ひきつけたり するのだろう、と かんがえられて います[3]。ただし、これは すいていで、じっさいに てきが にげた ようすが はっきり しているわけでは ありません。
ここで、まちがえやすい ことが あります。これは、くちから「はく」のとは ちがいます。からだの かべが やぶれて、ないぞうが そとへ でるのです。
ホロツリア・パルバと いう ナマコの 実験では、くすりで おこすと、1ぷんほどで、ちょうなどの くだの ほとんどと、いきを する ための きかんの はんぶんほどが でました[3]。
では、からだは どうやって、じぶんの かべを やぶるのでしょう。
目もなく、手足もないナマコは、敵から走って逃げることができません。そのかわりの身の守り方として、内臓を外に出すことがあります。出た塊が、捕食者を驚かせたり、注意をそらしたりするのだろうと考えられています[3]。ただし防御の効果は推定が含まれていて、マナマコで敵が実際に逃げた観察を、今回の資料でそろえたわけではありません。
ここで一つ、思いちがいを避けておきます。「吐き出す」と聞くと、口から嘔吐するところを想像しがちです。しかし実際には、体の壁にある組織が破れて、中身が外へ出ます[1]。
ホロツリア・パルバというナマコの実験では、薬で誘導すると約1分で、呼吸器官の半分ほどと消化管の大部分が出ました[3]。ほんの短い時間に、体の中身のかなりの部分が外に出るのです。
では、体は自分の壁を、どうやって一瞬で破るのでしょうか。
ナマコは目を持たず、逃げるための手足もない。そのため、内臓の放出は防御手段だと説明される。出た塊が捕食者を驚かせたり、注意をそらしたりするという解釈で、推定を含む[3]。マナマコで敵が実際に退いた観察は、今回の資料には含まれていない。
「内臓を吐く」という日本語は、口から嘔吐する姿を連想させるが、実態は異なる。口側から出す型のナマコ(dendrochirotid の仲間)では、体の前の端の壁が破れ、そこから内臓が外へ出る[1]。つまり、口側から出す型では、体の前端の壁が破れて出口になるのだ。
速さも目を引く。ホロツリア・パルバでは、薬品で誘導した実験で、約1分のうちに呼吸器官の半分ほどと消化管の大部分が体外に出た[3]。薬で起こしているため、自然界で同じ速さとは限らない。それでも、短時間で体の中身の多くを手放せる体であることは分かる。
ではその「破れる場所」は、どんな組織で、なぜ一瞬で破れるのか。
2. からだは、どうやって ないぞうを そとへ だすの?
2. 3か所の「つなぎめ」が、自分でゆるんで破れる
2. 3か所の結合組織が一気にゆるむ:弱いのではなく、ゆるめて壊す
ナマコの からだの なかには、ところどころ、とても じょうぶな つなぎめが あります。ふだんは しっかり つないで います。
ところが、くちの ほうから ないぞうを だす なかまでは、この つなぎめが、いっぺんに ゆるみます。くちの まわりの かべ、のどを うごかす すじの つなぎめ、ちょうと おしりの あなの つなぎめ、の 3か所です[1]。
たとえば、ふくの ぬいめが、ほどけて ばらばらに なる ところを そうぞうして みて ください。ナマコの つなぎめも、いとの ような せんいの つながりが ゆるんで、はなれて いきます。ただし ほんとうは ぬいめでは なく、からだの なかの そしきの はなしです。
だいじなのは、この つなぎめが「もともと よわい」わけでは ない ことです。ふだんは じょうぶで、じぶんで ゆるめた ときだけ、やぶれます[1]。
ゆるめる ための あいずは、からだの なかの えきたいに ふくまれる ものが だすと みられて います。でも、その ものの しょうたいは、まだ わかって いません[1]。
内臓が出るとき、破れるのは主に3か所の組織です。口のまわりの引き込み部、のどのあたりの筋肉につながる腱、そして腸と排出口の間のつなぎ目です。これらが同時にゆるんで破れます[1]。
この組織は、ふだんは丈夫です。強さを測る実験でも、もともと弱いわけではないと報告されています。壊れるときは、体が自分でコラーゲンという繊維どうしの結びつきを弱めて、組織をほどくのです[1]。たとえば、しっかり結んだひもを、結び目だけほどくように外す感じに似ています。ただし本当は、結び目ではなく繊維のつながりの話です。
きっかけは、水温の上昇、塩分の低下、酸素の不足など、体にとって負担の大きい変化だと報告されています[1]。実験では、体の中の液体に塩化カリウムの水溶液を注射して起こします。つまり「敵に襲われたときだけ必ず出す」と決まっているわけではなく、防御に使われるという説明は有力な考えの一つ、という位置づけです。
体の中の液体には、組織をゆるめて筋肉を縮めさせる物質があると考えられています。ただ、その物質の正体はまだ分かっていません[1]。
壊れ方がそこまで整っているなら、出したあとの体はどうなるのでしょうか。
口側から内臓を出す仲間では、放出のときに主に3か所の「変化する結合組織」が破れる。口のまわりで体を引き込む組織、咽頭を引く筋肉の腱(けん)、そして腸と総排出腔のつなぎ目で、ふだんは丈夫な結合組織が、放出のときにゆるんで破れる[1]。
この組織は、もともと弱いわけではない。力学試験でも弱い構造ではないとされ、体が自分でコラーゲン繊維どうしの結びつきを弱めることで、ほどけるように壊れる[1]。だから、放出のときに結合組織をゆるめられる。
引き金になる刺激は、水温の上昇、塩分の低下、低酸素など、体にとって有害な変化が挙げられる[1]。実験では、体腔に塩化カリウムを注射して起こす。このため、「敵に襲われたら必ず出す」とは言えない。防御の役に立つという説明は有力だが、引き金は一つに決まらない。
さらに、体腔液の中には放出を引き起こす物質があり、筋肉の収縮と腱のゆるみを起こす。ただし、その物質の化学的な正体は未解明だ[1]。
ゆるめて破る仕組みが分かっても、残った体で腸がどう生まれ直すのかは別の問いだ。
3. だした あと、ちょうは どこから はえて くるの?
3. 腸は、残った「つる膜」から作り直される
3. 腸間膜から腸が作られる:24時間以内の修復から、3週目に腸が働き始めるまで
ないぞうが でたあとの からだの なかには、ちょうを つるして いた うすい まくが のこります。この まくを、腸間膜と いいます[2]。
ナマコは、この まくの ふちから、あたらしい ちょうを つくります。ホロツリア・グラベリマの けんきゅうでは、ちょうの もとに なる ぶぶんは、のこった まくから できました。ちょうの うちがわには、くちや おしりの ちかくの そしきも くわわることが わかりました[2]。
ホロツリア・パルバでは、ないぞうが でて 3日ごろから、ちょうを つくりはじめました。3しゅうかん たつと、くちから おしりまで ちょうが ひとつながりに なりました。ちょうの なかに たべものが はいって いたので、はたらいて いる ことも わかりました[3]。
2か月ほどで、もとの くだに よく にた かたちに なります[3]。
ナマコは、ないぞうを だして おしまいでは ありません。だす ことと、つくりなおす ことが、ひとつづきの しくみなのです。
出たあとの体には、腸を体の壁につるしていた薄い膜が残ります。これが腸間膜です。腸のもとになる組織は腸間膜からでき、食道や総排出腔(排出口の部屋)の内側をおおう組織も加わって、腸が新しく作られることが、ホロツリア・グラベリマの研究で示されています[2]。
その進み方は次のように報告されています。放出から24時間以内に、破れた腸間膜のふちで傷の手当てが始まります。5日目にはふちが厚くなり、7日目には腸のもとが棒の形になります。14日目に管の空洞と内側の膜ができ、3週目には腸が大きくなって働き始めます[2]。
ホロツリア・パルバでは、放出から3日で腸の再生が始まり、約3週間で口から肛門までの腸ができた、と紹介されています。腸の中に食べ物が入っていたことから、働いていると確かめられました。約2か月で、元の消化管によく似た形になるそうです[3]。
ここまでをまとめます。ナマコの内臓放出は、体が壊れるのではなく、体の組織を自分でゆるめて外すことです。そのあと、残った膜から腸を作り直す流れが続きます。
では、どのナマコでも同じなのでしょうか。
出した後の体に残るのは、腸をつるしていた膜、腸間膜(ちょうかんまく)だ。ホロツリア・グラベリマの研究では、腸のもとになる組織が腸間膜からでき、食道と総排出腔の内側をおおう組織も加わって腸が作られると示されている[2]。つまり、放出は内臓を失う出来事であると同時に、再生の出発点となる組織を体に残す出来事でもある。
この種では、再生の進み方が日を追って記録されている。放出から24時間以内に、破れた腸間膜の縁で傷の修復が始まる。続いて5日目に縁が厚くなり、7日目に腸のもとが棒状になる。14日目に管の空洞と内側の上皮(じょうひ)ができ、3週目には腸が大きくなって働き始める[2]。
ホロツリア・パルバでは、放出から3日で再生が始まり、約3週間で口から肛門までの腸がそろう。腸に食べ物が入っていたことから、機能していると確かめられた。約2か月で元の消化管によく似た形になる[3]。ただし、これはこの種についての数字で、ほかの種にそのまま当てはまるとは限らない。
以上から、題名の問いへの答えは二つの部分に分けられる。一つは、組織を自分でゆるめるので、破れる場所と時を体が決められること。もう一つは、残った腸間膜が腸の出発点になること。この二つが、内臓を出したあとに作り直す仕組みを支えている。
しかし、この日数はどのナマコにも当てはまるのだろうか。
4. どの ナマコも おなじ なの?
4. 種類によって、出し方も、かかる日数もちがう
4. 出す側も日数も種で異なる:数字を混ぜて読まないために
ナマコには たくさんの しゅるいが あります。ないぞうを だす ところも、しゅるいに よって ちがいます。
くちの ほうから だす ナマコも いれば、おしりの ほうから だす ナマコも います[3]。ホロツリア・パルバは、おしりの ほうから だす なかまです[3]。
ちょうが もとに もどる までの 日数も、しゅるいで ちがいます。この ページに でて きた 3しゅうかんや 2か月は、しらべられた その ナマコの はなしです。ほかの ナマコに そのまま あてはめる ことは できません。
だから、ナマコの 本を よむ ときは、「どの ナマコの はなしかな」と なまえを たしかめると いいです。
内臓を放出したあとに内臓を再生する種が、知られています[1]。けれど、全部が同じ速さで同じやり方というわけではありません。
出し方にも型があります。前の章で出てきた、体の前の端が破れて内臓が出る型は、口側から出すナマコの仲間についての話でした[1]。いっぽう、ホロツリア・パルバは、後ろ(肛門側)から内臓を出す種です[3]。
日数も種で変わります。ホロツリア・グラベリマの3週目ごろと、ホロツリア・パルバの約3週間・約2か月とは、別々の種の別々の研究から出た値です[2][3]。ほかの種では、期間がまた別になるといわれます。一つの数字を「ナマコの再生は〇日」と決めつけない読み方が大切です。
マナマコについては、どちら側から出すのか、日数はどれくらいかを、この記事の資料ではそろえきれていません。日本で身近なナマコの話にも、種の名前を確かめる習慣が役に立ちます。
放出の仕方は種で異なる。第1章の「前端の壁が破れる」のは、口側から出す型(dendrochirotid)の話だ[1]。一方、ホロツリア・パルバは肛門側から内臓を出す posteriorly eviscerating の種である[3]。同じ「内臓放出」でも、破れる場所や出口が異なる。
再生の日数にも種差がある。グラベリマでは、3週目ごろに腸が働き始め[2]、パルバでは約3週間で口から肛門までの腸がそろい、約2か月で元の形に近づく[3]。両者は別の研究の、別の観察基準による値で、並べて平均を取れるものではない。ほかの種の期間はまた別で、幅がある。
この理由で、論文を読むときは「どの種か」「どの方法で誘導したか」「何をもって再生完了とするか」の3点を先に確かめるのが読み方の基本になる。
マナマコ(Apostichopus japonicus)の放出側や再生日数は、今回の資料では種別に確認できていない。したがって、記事中の数字を日本のナマコにそのまま当てはめることは避ける。
5. にほんの ナマコでは、なにを しらべて いるの?
5. 日本のマナマコの研究は、どこまで進んでいるのか
5. マナマコの再生芽の研究と、再生医療への期待の範囲
にほんの うみに いる ナマコの ひとつに、マナマコが います。マナマコは、しげきを うけると、ないぞうを じぶんで きりはなして だす、と しらべられて います[4]。
けんきゅうしゃは、けんきゅうの ために、マナマコを よこに きって しらべて います。きった うしろがわの ぶぶんに、からだを つくりなおす はじまりの ぶぶんが できて、からだが さいせいされる ようすが しらべられて います[4]。その はじまりの ところを「再生芽」と よび、その さいぼうが どこから くるのか、どんな しくみなのかを しらべて います[4]。
この けんきゅうは、いつか ひとの びょうきを なおす ぎじゅつの ヒントに なるかもしれない、と きたいされて います[4]。でも、ひとの ぞうきが ふたたび できる、という はなしでは ありません。
日本の海にいるマナマコ(Apostichopus japonicus)は、刺激を受けると内臓を自分で切り離して放出します[4]。
科学研究費による研究課題の概要には、研究のためにマナマコを横に切る実験系があり、後ろ側の切断体に再生芽ができて、個体が再生する過程が調べられている、と書かれています。再生の出発点である「再生芽」の細胞がどこから来るのか、分子の仕組みはどうなっているのかが、研究のテーマです[4]。ただし、どんな条件でも切った体から必ず再生するという意味ではなく、概要から条件の細部までは読み取れません。
この研究には、将来、再生医療の技術開発につながる基礎的な仕組みが見つかるかもしれないという期待が書かれています[4]。ただし、これは期待であって、実用化の話ではありません。人の臓器がナマコのように再生できるという意味でもありません。
身近な海の生きものの体の中に、ふだんは見えない再生の力が隠れている。そのことが、研究の入り口になっています。
マナマコ(Apostichopus japonicus)は、刺激に応じて内臓を自切して放出する[4]。科研費の研究課題(21K05378)の概要によると、研究では、マナマコを横に切断した実験系で、後方の切断体に再生芽ができ、個体の再生過程が調べられている[4]。研究の焦点は、再生の出発点である再生芽(さいせいが)の細胞の起源と分子機構だ。
概要には、将来、再生医療技術の開発につながる基礎的な分子機構の発見が期待されると書かれている[4]。ただし、これは研究課題の目標と期待であって、実用化の記述ではない。したがって「切った体から必ず再生する」と一般化することも、「人の臓器が再生できる」と飛躍させることも、この資料からは言えない。
第3章の腸間膜に由来する腸の再生と、この再生芽の研究は、同じ「ナマコの再生力」の別の場面を見ている。一つは放出後の腸の作り直し、もう一つは研究で横に切断した体の後方からの再生だ。どの細胞が、どんな合図で、何になるのかという問いは、どちらにも共通して残る。
6. ナマコの まえで、なにを みくらべる?
6. ナマコの前で見比べたいこと、まだ答えのない問い
6. 水槽の前で確かめること、原論文で読むところ
すいぞくかんや かいがんの かんさつかいで、ナマコを みる きかいが あれば、そっと みるだけに しましょう。つかんだり、みずを ゆらしたり しません。
みる ところは、3つです。めや あしが ほんとうに ない こと。くちと おしりの いちが どこに あるか。そして、せつめいの ふだに かいてある ナマコの なまえです。
なまえが わかったら、ふだの なまえと、くちと おしりの いちを みくらべて みよう。ほかの ナマコの ふだが あれば、そちらとも くらべて みます。
まだ だれも こたえて いない もんだいも あります。ゆるめる ための あいずを だす ものの しょうたいは、なにか。これは、まだ わかって いません。
水族館や海辺の観察会でナマコを見かけたら、近くでそっと観察してみてください。つかんだり、水をかき混ぜたりして刺激を与えるのはやめておきます。
見るポイントは3つあります。目や手足が本当にないか。口と肛門が体のどこにあるか。そして、展示の説明板に書かれた種の名前です。
種の名前が分かったら、日本語の図鑑や展示の説明で、種名と体の向きを見比べてみましょう。ほかのナマコの説明板があれば、種名や体の形のちがいも比べられます。
まだ答えのない問いも残っています。体の中の液体にある、組織をゆるめる物質の正体です[1]。そして、マナマコの再生芽の研究は、続いている最中です[4]。図鑑や展示説明で、種名と再生日数の書き方を見比べると、種ごとの違いに気づけます。
水族館や観察会でナマコを見るときは、触らず、水槽を揺らさず、観察に徹する。ナマコの種名が分かれば、説明板と図鑑で、種名と口・肛門の位置を見比べられる。ほかの種の説明板があれば、体の向きや形の違いも比べられ、手元だけで観察は完結する。
原論文を読むときの手がかりは、本稿で使った3点の確認だ。どの種か、どう誘導したか、何をもって再生完了とするか。本稿の主な一次資料は、Byrne による dendrochirotid の放出組織の論文[1]と、García-Arrarás らによる腸間膜と腸再生の論文[2]で、どちらも公開されている。
残された問いも整理できる。体腔液にある放出誘発因子の正体はまだ分かっていない[1]。ナマコがどの程度の頻度で、どんな自然条件のもとで内臓を放出しているのか、防御の効果は本当に確かめられたのか、という点は、本稿の資料の範囲を超える。放出の仕組みと再生をつなぐ問いは、まだ開かれている。
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・解説・研究課題の概要を読み比べて書きました。日数の数字は種ごとの研究のもので、まとめて同じ意味にはなりません。
- Byrne M. (2023) Marine Drugs. 口側から内臓を出すナマコ(樹手目)の放出に関わる組織の総説。 https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10056448/ (3か所の組織が自分でゆるんで破れること、引き金、正体不明の物質)
- García-Arrarás J.E. et al. (2018) The mesentery as the epicenter for intestinal regeneration. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6401350/ (腸間膜から腸が作られること、再生の日ごとの進み方)
- OceanBites「Going with your gut, not if you are a sea cucumber」(Eisapour ほか 2021, Zoomorphology の紹介) https://oceanbites.org/going-with-your-gut-not-if-you-are-a-sea-cucumber/ (防御としての内臓放出、約1分の実験、パルバの再生日数、放出側の違い)
- 科学研究費助成事業 21K05378「マナマコの再生芽」 https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05378 (マナマコの放出、再生芽の研究、再生医療への期待)
なおした ところ
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