1. サンゴは どうして、おなじ よるに たまごを うむの?
1. サンゴは、なぜ同じ夜に、いっせいに産むのか
1. サンゴが同じ夜に一斉産卵する理由
おきなわの うみでは、まいとし 5がつから 6がつの まんげつの ころの よる、サンゴの なかまが たまごを うみます[1]。たまごと、たまごに あわせる もの(せいし)を つつんだ、1ミリほどの ピンクいろの つぶです。うみの おもてまで のぼって きて、そこで はじけて、あいます[1]。
サンゴは、あるいて いけません。ばらばらの ひに うむと、たまごと せいしが あえません。みんなで おなじ よるに うむと、あえる かくりつが 高く なる、と いわれます[2]。
でも、サンゴには のうが ありません。どうして「こんや」だと わかるのでしょう。
2. あいずは、つきの ひかりなの?
2. 合図は、月の光か、それとも暗さか
2. 産卵の合図は、月の光か、月が出るまでの暗さか
サンゴは、つきの ひかりを かんじて いる、と いう けんきゅうが あります。しぜんの ひかりを あてた すいそうの サンゴは たまごを うみました。まっくらに した すいそうと、じんこうの ひかりを あてた すいそうでは、うみませんでした[3]。
ひかりを かんじる ぶんしも 見つかって います。まんげつの よるは、しんげつの よるより、その ぶんしを つくる いでんしが よく はたらいて いました[4]。
ところが、べつの サンゴでは、ひが しずんでから つきが 出るまでの、くらい じかんが あいずだ、と いう けんきゅうも あります[5]。つきの ひかりが あいずなのか、くらさが あいずなのか。しらべた サンゴの しゅるいや、じっけんの しかたが ちがい、見えてくる あいずも ちがって います。
でも、くもって つきが 見えない よるも あります。つぎは、つきが 見えなくても ひを かぞえて いる むしを 見て みましょう。
まず思いつくのは、月の光です。オーストラリアのハート島で、ミドリイシの一種(Acropora millepora)を調べた2015年の研究は、これを水槽で試しました。自然の光を当てた水槽のサンゴは産卵しましたが、真っ暗にした水槽と、人工の光を当てた水槽では、産卵しませんでした。人工の光の水槽では、遺伝子の働き方もずれていました[3]。
光を感じる分子も見つかっています。青い光を感じるクリプトクロムという分子の遺伝子の一つ(cry2)は、満月の夜のほうが、新月の夜より、よく働いていました[4]。
ところが、話はそう単純ではありません。琉球大学などの研究は、キクメイシの一種(Dipsastraea speciosa)で、産卵の合図は、日が沈んでから月が出るまでの「暗い時間」(光のギャップ)だと示しました。台湾の緑島の海で、光を遮る実験と、室内の実験を行っています[5]。東京大学の解説も、月の光は「産卵せよ」の合図ではなく、むしろ「産卵するな」の信号で、真っ暗闇が訪れて、その信号が外れると、サンゴは産卵の最終準備を急ぐ、と説明します[2]。
月の光そのものか、月が出るまでの暗さか。調べたサンゴの種類や実験の条件がちがい、見えてくる合図もちがっています。さらに、産卵日は満月とぴったり同じではなく、海水温、風速、日射量が、満月とのずれに関係する、という研究もあります[6]。
サンゴは、月の光や暗さを、外から感じ取っています。でも、雲が厚くて月が見えない夜も、あるはずです。それでも日を合わせる生きものは、月を見ずに、日を数えているのでしょうか。海辺に、月をカレンダーのように使う虫がいます。
最初に疑われたのは、月の光だ。オーストラリアのハート島で、ミドリイシの一種(Acropora millepora)を調べた2015年の研究は、水槽で光の条件を変えた。自然の光を当てた水槽のサンゴは産卵したが、真っ暗にした水槽と、人工の光を当てた水槽では、産卵しなかった。人工の光の水槽では、遺伝子発現もずれていた。論文は、月の光が、一斉産卵をそろえる重要な刺激だと述べる[3]。
光を感じる分子も見つかっている。2007年の研究は、青い光を感じるクリプトクロムの遺伝子の一つ(cry2)が、ミドリイシの仲間で、満月の夜のほうが、新月の夜より、発現が高かったと報告した[4]。
一方、琉球大学などの2021年の研究は、キクメイシの一種(Dipsastraea speciosa)で、産卵を誘う合図は、日没から月の出までの「光のギャップ」だと示した。台湾の緑島での野外の遮光実験と、室内の実験による[5]。東京大学の解説は、月の光は「産卵せよ」のゴーサインではなく、「産卵するな」のシグナルで、真っ暗闇が訪れてそのシグナルが外れると、サンゴが産卵の最終準備を進める、と説明している[2]。
月の光そのものが合図なのか、月が出るまでの暗さが合図なのか。資料によって、見方がちがう。調べた種も、実験の条件もちがい、見えてくる合図もちがう。さらに、東北大学などの研究は、ウスエダミドリイシで、海面水温、風速、日射量が、満月と産卵日とのずれに関係することを示した[6]。産卵日は、月だけでなく、その年の海のようすにも左右される。
サンゴは、月の光や暗さという、外の合図を感じ取っている。しかし、雲が厚くて月が見えない夜もある。それでも日を合わせる生きものは、月を見ずに、日を数えているのか。海辺に、月をカレンダーのように使う虫がいる。
3. つきが 見えなくても、ひを かぞえる むし
3. 月が見えなくても、体の中で日を数える虫
3. 月が見えなくても日を数える、体の中のカレンダー
いきものの からだの なかには、1にち(およそ 24じかん)を はかる とけいが あります。この 1にちの とけいの しくみを 見つけた 人たちに、2017ねんに ノーベルしょうが おくられました[7]。
うみべに、クリューニオという ちいさな むしが います。うみの みずが いちばん ひく ひ(おおしお)に あわせて、おとなに なる ときを そろえます。からだの なかに、1にちの とけいと、つきの こよみを もって いるからです[8]。
けんきゅうしつで、まよなかに、つきに にた くらい あかりを すうばん あてると、こよみが あいます。そのあとは、つきの ひかりが なくても、こよみは すすみます[7]。ちがう しゅるいの むしでは、あかりを あてた あと、およそ 15にちの リズムが すう かげつも つづきました。みずの あたたかさを かえても、はやさは かわりませんでした[7]。
この こよみは、1にちの とけいを「かぞえて」いる らしい、と いう けんきゅうが、2024ねんに 出ました。へやの なかで 1にちの ながさを かえると、こよみの ながさも かわりました[9]。
1にちが すぎる ごとに、カレンダーに シールを 1まい はって いく ような もの、と かんがえて ください。ただし ほんとうは、シールも カレンダーも ありません。1にちの とけいから 来る しるしを、なんかい うけたかで、こよみの ながさが きまる、と いう しくみの はなしです。
つきは、15にちごとの おおしおを はかります。でも、うみの みずは、1にちに 2かいも みちて、ひきます。それを はかる とけいも、あるのでしょうか。
体の中には、1日(約24時間)を刻む時計があります。この1日の時計の分子の仕組みを見つけた研究者に、2017年、ノーベル生理学・医学賞が贈られました[7]。では、約15日ごとの月の暦は、どこにあるのでしょうか。
クリューニオ(Clunio marinus)は、海辺にすむ、小さな虫です。幼虫が暮らす場所は、潮がいちばん引く大潮のときだけ、空気にさらされます。満月と新月の両方に合わせる集団もいれば、片方だけの集団もいます[7]。この虫の繁殖の時期は、1日の時計と、月の時計の、二つで決まると報告されています[8]。
研究室で、真夜中に、暗い人工の月の光を数夜だけ当てると、体の中の暦が合います。合わせたあとは、月の光がなくても、暦は進みます。別の種(Clunio tsushimensis)では、光で合わせたあと、約15日の周期が数か月続き、水温を14℃、19℃、24℃に変えても、周期は変わりませんでした[7]。
その暦は、どうやって日を数えているのでしょうか。2024年の研究は、クリューニオの半月ごと(約15日)のリズムが、1日の時計を「数えて」決まっている、という結果を報告しました。研究室で、1日の長さを変えると、半月ごとのリズムの長さも、それに合わせて直線的に変わりました。1日の時計を乱すと、半月ごとのリズムも消えました[9]。
しかも、時計の設定は、すむ場所ごとにちがいます。2016年の研究は、この虫の集団ごとに、時刻の合わせ方の遺伝的なちがいがあることを見つけました[8]。ただし、これはクリューニオの話です。2024年の論文は、昆虫の月の時計と、ゴカイや藻類の月の時計は、別の原理かもしれない、とも述べています[9]。
月の時計は、約15日ごとの大潮を測ります。でも、海の水は、1日に2回も満ちて引きます。この短い周期を測る時計もあるのでしょうか。
体の中には、1日(約24時間)を刻む概日時計がある。その分子メカニズムの発見に対して、2017年のノーベル生理学・医学賞が贈られた[7]。では、約15日ごとの月の暦は、体のどこにあるのか。
クリューニオ(Clunio marinus)は、海辺にすむユスリカの仲間だ。幼虫の生息場所は、大潮のときだけ空気にさらされる。繁殖の時期は、満月と新月の両方に合わせる集団もあれば、片方だけの集団もある[7]。この虫の繁殖は、概日の時計と、月の時計(circalunar clock)の二つで時刻がそろえられる[8]。
古典的な実験がある。真夜中に、暗い人工の月光を数夜だけ当てると、体の中の暦が合う。標準は4夜だ。潮の乱流(波の揺れ)や、水温の周期でも合わせられる。合わせたあとは、月の光がなくても暦は進む。別の種(Clunio tsushimensis)では、光で合わせたあと、約15日の周期が数か月続き、14℃、19℃、24℃のどれでも周期が変わらなかった(温度補償)[7]。
この暦は、どうやって日を数えるのか。2024年の研究は、クリューニオの半月ごと(約15日)のリズムが、1日の時計を数えることで決まる、という結果を出した。研究室で、1日の長さ(T-cycle)を22時間から30時間の範囲で変えて調べると、周期がはっきり確認できた範囲では、1日が長いほど、半月ごとのリズムも長くなった。明るい6時間と暗い6時間をくり返す条件にしても、周期は、12時間ずつの条件と同程度だった。外の明暗の周期でなく、体の中の1日のリズムにもとづくことを示す結果だ。さらに、ずっと明るくして1日の時計をくずすと、半月ごとのリズムも消えた。論文は、この虫の月の時計は、1日の時計とは独立に動く、という、これまでの見方に反する結果だと述べる[9]。
時計の設定は、すむ場所ごとにちがう。5系統のゲノムを比べた2016年の研究は、系統ごとに、時刻を合わせる遺伝的なちがいがあることを示した。1日の時計のタイプに関わる領域では、CaMKII.1という遺伝子の、スプライス(切り貼り)の型の量がちがっていた[8]。
ただし、これは、この虫の話だ。2024年の論文は、昆虫(ハエやカのなかま)の月の時計は、ゴカイや藻類の月の時計とは、別の原理に基づくのかもしれない、と述べる。月の時計が何度も別々に進化した可能性も、そこで議論されている[9]。
月の時計は、約15日ごとの大潮を測る。しかし、海水は1日に2回、満ちて引く。この短い周期にも、専用の時計はあるのか。
4. しおの みちひを はかる とけい
4. 満ち引きを刻む、潮の時計
4. 約12.4時間の潮のリズムを持つ生きものたち
うみの みずは、1にちに 2かい、みちて、ひきます。うみべの ちいさな いきものの なかには、しおが ない すいそうの 中でも、おなじ リズムで うごき つづける ものが います[10]。
おきなわの マングローブに いる コオロギも、あかるさも しおも かわらない へやで、しおの みちひに にた リズムで うごきました[11]。
いちばん ふしぎなのは、きそがわの かわに いる まきがいです。うみに ちかい ところに すむ なかまだけ、しおの リズムで うごきました。しおの こない うえの ほうの なかまは、1にちの リズムで うごきました[12]。おなじ しゅるいでも、すむ ところで、つかう とけいが ちがったのです。
クサフグは、5がつ なかごろから 7がつ なかごろに、おおしおの みちしおの とき、はまべに おおぜいで あつまって たまごを うみます。あいずは、つきの ひかりでは なく、しおの みちひだ、と いわれます[13]。
ゴカイの なかまが、おおしおの よるに いっせいに およぐ「バチぬけ」も、つきと しおに あわせた ひあわせです。くわしくは、ゴカイの メモを 見て ください。
つきと しおと 1にち。いくつもの とけいを つかって、その ひに あつまる いきものが います。
潮の満ち引きは、約12.4時間の周期で起きます。海辺の生きものの中には、潮のない水槽の中でも、この周期で動き続けるものがいます。海辺にすむ小さな甲殻類(Eurydice pulchra)の泳ぎのリズムを、研究室で調べた2013年の研究は、約12.4時間のリズムは、1日の時計とは別の、潮専用の時計が動かしている、と結論しました[10]。
日本でも見つかっています。沖縄のマングローブにすむコオロギ(Apteronemobius asahinai)は、潮のない一定の条件で、約12.6時間の周期で活動しました[11]。なかでも面白いのは、木曽川の川の巻貝(Semisulcospira reiniana)です。潮のある河口の個体だけが、実験室でも潮に合わせた活動を続け、潮の来ない上流の個体は、1日の周期で動きました[12]。同じ種でも、すむ場所によって、使う時計がちがっていました。
潮に合わせて産卵する魚もいます。クサフグは、5月中旬から7月中旬の、新月と満月のころの大潮の日になると、数百匹から数千匹が海岸に押し寄せます。この産卵の引き金は、月の光ではなく、潮の変化だと報告されています。大潮で活性化する転写因子(cebpd)が、繁殖の司令塔の遺伝子を刺激します[13]。ゴカイ類が大潮の夜にいっせいに群泳する「バチ抜け」も、月と潮に合わせた日合わせです。くわしくはゴカイのメモで読めます。
1日、潮、月。太陽と月と海の動きに合わせた、いくつもの時計を使って、その日に集まる生きものがいます。時計どうしの関係は、生きものごとにちがい、まだ分かっていないことも多いようです[7]。
月と潮が刻むリズムは、身近な海の潮見表からも、たどることができます。
潮汐は、約12.4時間の周期で起きる。海岸の生物には、潮のない水槽でも、この周期で動き続けるものがいる。海岸にすむ等脚類(Eurydice pulchra)の遊泳リズムを、研究室で調べた2013年の研究は、約12.4時間のリズムが、概日の時計とは別の、潮専用のペースメーカー(circatidal pacemaker)に駆動される、と結論した[10]。
日本の例もある。沖縄のマングローブにすむコオロギ(Apteronemobius asahinai)は、明暗も潮も一定の条件で、約12.6時間の周期で活動した[11]。なかでも興味深いのは、木曽川の川の巻貝(Semisulcospira reiniana)だ。潮の影響がある河口の個体が、実験室でも潮に合わせた活動リズムを示し、上流の非感潮域の個体は、概日の活動リズムを示した。遺伝子の発現のリズムにも、二つの集団のあいだで、ちがいが見られた[12]。同じ種の中でも、環境によって、使う時計が変わる。
潮そのものを合図にする魚もいる。クサフグは、繁殖期の5月中旬から7月中旬の、新月と満月の大潮の日に、数百匹から数千匹が海岸に押し寄せて産卵する。名古屋大学などの2022年の研究は、大潮で活性化する転写因子cebpdが、繁殖の司令塔であるgnrh1を刺激して、産卵行動を促すことを示した。合図は月の光ではなく、潮の変化だと、この研究は結論づけている[13]。ゴカイ類が大潮の夜にいっせいに群泳する「バチ抜け」も、月と潮に合わせた日合わせで、ゴカイのメモで扱っている。
ここまでで、サンゴのように外の合図を受け取るものと、クリューニオのように体の中の暦で数えるもの、潮の時計で動くもの、が出そろった。潮の時計と1日の時計が同じ仕組みなのかは、議論が続いていて、生きものごとにちがう、と総説はまとめる[7]。
自分で確かめに行ける部分が、いくつもある。次にまとめる。
じぶんでも やって みる
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
つぎの まんげつと しんげつの ころ、うみは どう かわるでしょう。おうちの 人と いっしょに、しらべて みましょう。
つぎの まんげつまでに
- つきの かたちを、まいばん ノートに かく。おなじ じかんに そらを 見て、かたちが どう かわるか、くらべます。
- ちかくの うみの「しおみひょう」を ひらく。つきの かたちと、しおが おおきく ひく ひを、ならべて 見て みましょう。
よるの うみは あぶないので、おうちの 人が いっしょでも、いかないで ください。サンゴや むしは、すいぞくかんや ほんで 見ましょう。
サンゴの合図は、月の光なのか、暗さなのか。この問いには、自分でも近づけます。
次の満月と新月までに
- 月齢と、近くの海の潮見表を見比べる。新月と満月のころ、潮の高低差が大きくなる日(大潮)が来ているか、確かめてみましょう。
- 水族館の産卵の発表を探す。沖縄美ら海水族館は、2025年6月に、水槽での一斉産卵を24年連続で確認したと発表しています[1]。
二つの論文を読み比べる
2015年の論文([3])と、2021年の琉球大学の発表([5])では、調べたサンゴの種類も、実験の場所もちがいます。そのちがいが、結論のちがいとどうつながるのか、自分で考えてみると面白いはずです。月の時計の話は、図つきの総説が無料で読めます[7]。
夜の海辺や磯は、大人といっしょでも危険です。大潮のころは、潮の変化も大きくなります。海の生きものの観察は、水族館の公開などで楽しみましょう。
二つの説を、原典で読み比べる
2015年の論文([3])は月の光を、2021年の琉球大学の発表([5])は、日没から月の出までの暗さを、合図として示している。調べた種も、実験の場所も、光の条件のつくり方もちがう。そのちがいが、結論のちがいをどこまで説明するのか、自分で考えてみましょう。
数えるしくみの実験を見る
- 2024年の論文で、1日の長さを変えた実験の図を見る。半月ごとのリズムが、1日の長さに合わせて、どう変わるかを確かめられます[9]。
- 総説で、クリューニオの古典的な実験を読む。人工の月光の当て方、潮の揺れの効果、温度補償が、図つきでまとまっています[7]。
次の満月と新月までに
月齢と潮見表を、1か月ぶん見比べてみましょう。新月と満月のころに、潮の高低差が大きくなることを、グラフにして確かめられます。
夜の海辺や磯は、大人といっしょでも危険です。大潮のころは、潮の変化も大きくなります。生きものの観察は、水族館の公開や、昼間の安全な場所で楽しみましょう。
しらべた もとの じょうほう
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出典について:水族館・大学・研究機関の発表、研究論文の要旨と総説を使いました。英語の資料は、内容を日本語で説明しています。このメモは、これらの団体のものではなく、個人のまとめです。
- 沖縄美ら海水族館「水族館で24年連続 6月5日「サンゴの一斉産卵」確認」(2025年6月6日)。 https://churaumi.okinawa/sp/topics/1747549005/ (沖縄でのサンゴの産卵の時期、バンドルの大きさと色、海面での受精)
- 東京大学 海洋アライアンス「サンゴはなにを合図に一斉に産卵するのか?」(文責:保坂直紀、2024年7月1日)。 https://www.oa.u-tokyo.ac.jp/column/trivia/0061/index.html (一斉産卵の意味、産卵日、合図についての解説)
- Kaniewska, P. et al. (2015). Signaling cascades and the importance of moonlight in coral broadcast mass spawning. eLife, 4, e09991. https://elifesciences.org/articles/09991 (ミドリイシの一種の水槽実験。月の光が一斉産卵の重要な刺激とされた。英語の資料)
- Levy, O. et al. (2007). Light-responsive cryptochromes from a simple multicellular animal, the coral Acropora millepora. Science, 318(5849), 467–470. https://cris.biu.ac.il/en/publications/light-responsive-cryptochromes-from-a-simple-multicellular-animal-5/ (光を感じる分子と、満月・新月の夜の遺伝子の働き。要旨。英語の資料)
- 琉球大学「サンゴの同調産卵の合図を世界で初めて明らかに~日没から月の出までの「光のギャップ」が同調産卵の合図だった~」(2021年8月10日)。 https://www.u-ryukyu.ac.jp/news/26432/ (キクメイシの一種での実験。PNAS 2021の研究の発表)
- 東北大学「サンゴは環境変化に合わせて産卵日を選ぶ 海水温や風速などの環境要因が同調的な産卵行動に与える影響を解析」(2020年1月22日)。 https://www.tohoku.ac.jp/japanese/2020/01/press20200122-02-sango.html (満月と産卵日のずれに関わる、水温・風速・日射量。Biology Letters 2020の研究の発表)
- Kaiser, T. S. & Neumann, J. (2021). Circalunar clocks — Old experiments for a new era. BioEssays. https://pure.mpg.de/rest/items/item_3368488_1/component/file_3368489/content (月の時計の総説。クリューニオの古典的な実験、月時計と概日時計の関係、ノーベル賞の記述。英語の資料)
- Kaiser, T. S. et al. (2016). The genomic basis of circadian and circalunar timing adaptations in a midge. Nature, 540, 69–73. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27871090 (クリューニオの集団ごとの時刻の適応と遺伝子。要旨。英語の資料)
- Neumann, J., Rajendra, D. & Kaiser, T. S. (2024). The Free-Running Circasemilunar Period Is Determined by Counting Circadian Clock Cycles in the Marine Midge Clunio marinus. Journal of Biological Rhythms, 39(4), 379–391. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11292968/ (半月ごと(約15日)のリズムが1日の時計を数えて決まる、という実験。要旨。英語の資料)
- Zhang, L. et al. (2013). Dissociation of circadian and circatidal timekeeping in the marine crustacean Eurydice pulchra. Current Biology, 23(19), 1863–1873. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3793863/ (約12.4時間の潮の時計が、1日の時計とは別に動くという研究。要旨。英語の資料)
- Satoh, A. et al. (2019). Circatidal gene expression in the mangrove cricket Apteronemobius asahinai. Scientific Reports. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6403293/ (沖縄で採集した個体の、一定の条件での約12.6時間の活動。英語の資料)
- Yokomizo, T. & Takahashi, Y. (2022). Endogenous rhythm variation and adaptation to the tidal environment in the freshwater snail, Semisulcospira reiniana. Frontiers in Ecology and Evolution, 10, 1078234 (2022). https://www.frontiersin.org/journals/ecology-and-evolution/articles/10.3389/fevo.2022.1078234/full (木曽川の、潮のある場所と潮のない場所の個体の比較。英語の資料)
- WPIトランスフォーマティブ生命分子研究所(ITbM)・名古屋大学「クサフグが大潮に一斉集団産卵する仕組みを解明~月の満ち欠けによってもたらされる生物リズムの謎に迫る~」(2022年10月28日)。 https://www.itbm.nagoya-u.ac.jp/ja/research/2022/10/post-48.php (クサフグの産卵の時期と、合図としての潮の変化。Current Biology 2022の研究の発表)
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