Research press release

動物学:生体蛍光は両生類に広く見られるものかもしれない

Scientific Reports

Zoology: Biofluorescence may be widespread among amphibians

生体蛍光(生物が光エネルギーを吸収して蛍光を発すること)が、両生類(サンショウウオ、カエルなど)に広く見られるという見解を示す論文が、Scientific Reports に掲載される。これまでに生体蛍光が観察された両生類は、サンショウウオ(1種)とカエル(3種)だけだった。

今回、Jennifer LambとMatthew Davisは、32種の両生類のそれぞれ1~5個体に青色光と紫外光を当てて、これらの個体が発する光の波長を分光測定した。その結果、研究対象の全ての両生類種がすべて蛍光を発したことが分かった。ただし、蛍光のパターンは、種によって大きく異なっており、斑点、縞模様、骨の形があり、全身蛍光もあった。

両生類は、緑色光や青色光に感受性のある桿体細胞が眼に含まれているため、生体蛍光によって低光量下で互いの位置を特定しているとLambとDavisは考えている。生体蛍光によって、両生類とその環境との間のコントラストが高くなり、他の両生類によって容易に検出できるようになるのだ。両生類の生体蛍光は、他の生体蛍光性の生物種で観察されているように、隠蔽擬態(カムフラージュ)、捕食者擬態、配偶者選択に役立っている可能性がある。

LambとDavisは、生体蛍光の基盤となる機構として、皮膚、分泌物、骨の中に蛍光タンパク質と蛍光化合物が存在していることを挙げ、あるいは一部の両生類の色素胞(色素を有し、光を反射する細胞)の化学組成と構造的組成が関係している可能性を指摘している。

以上の知見は、現生両生類の祖先が蛍光を発する能力を有しており、その結果、現生両生類の間に生体蛍光現象が広まったことを示唆している。

Biofluorescence, where organisms emit a fluorescent glow after absorbing light energy, may be widespread in amphibians including salamanders and frogs, according to a study in Scientific Reports . Biofluorescence had previously been observed in only one salamander and three frog species.

Jennifer Lamb and Matthew Davis exposed one to five individuals from 32 amphibian species to blue or ultra-violet light and measured the wavelengths of light emitted by the animals using spectrometry. The authors found that all species examined were biofluorescent, although the patterns of fluorescence differed substantially between species ranging from fluorescent blotches and stripes to fluorescent bones or all-over fluorescence.

The authors suggest that biofluorescence may enable amphibians to locate each other in low-light conditions as their eyes contain rod cells that are sensitive to green or blue light. Biofluorescence may create more contrast between amphibians and their environment, allowing them to be more easily detected by other amphibians. It could also aid amphibians in camouflage, predator mimicry or mate choice, as has been observed in other biofluorescent species.

Mechanisms underlying biofluorescence may include the presence of fluorescent proteins and compounds in skin, secretions and bones or may relate to the chemical and structural composition of some amphibians’ chromatophores (pigment-containing and light-reflecting cells), according to the authors.

The findings suggest that ancestors of modern amphibians were able to biofluoresce, resulting in the phenomenon being widespread among amphibians alive today.

doi: 10.1038/s41598-020-59528-9

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