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体が発光するホタルやクラゲの生態とメカニズムとは?

美しく発光するクラゲたち

 

クラゲはなぜ光るの?

 

この記事を読むための時間:3分

 

ホタルやクラゲ、プランクトンなど、世界には自らの体を発光させる生物が存在します。
光は体内のエネルギーを消費する行為です。

 

普通なら、貴重なエネルギーを無駄に使わないはず。それにもかかわらず発光しているということは、何か特別な意味があるはずです。

 

今回は、生物が発光する理由と仕組みについてご紹介していきます。

 

体を発光させる生物たちの生態

自らの体を発光させる生物は、「生物発光」をこれまでの歴史で数十回進化させてきました。つまり、発光することはその生物にとって何かメリットがあるはずです。

 

ホタルは種類によって発光するパターンが異なるので、その性質を利用して自分の仲間を探すために、体を発光させているといわれています。

 

ホタルはお尻の部分が光る生物ですが、黄色く見える部分は「発光器」と呼ばれています。その中には「ルシフェリン」という発光物質と、発光をサポートする「ルシフェラーゼ」という酵素があり、この2つの物質と体内の酵素が反応して発光しています。

 

「ルシフェラーゼ」への変化が起きるとそれが発光する色の変化にもつながり、ホタルは黄緑色や黄色、赤色と多彩な光を放つことができるのです。

 

海の中で美しく発光するプランクトン

海中で発光するプランクトン「ヤコウチュウ」は、原生生物と呼ばれている生物です。

通常は海に浮かんでいますが、捕食されることもありますし、波が荒れると自らが持っている「ルシフェラーゼ」を活性化させます。

 

なぜ海中で発光するのか、その理由は解明されていませんが、可能性として光を放つことで外敵から身を守っていると考えられています。

 

香港やモルジブのような場所の海中でプランクトンが発光すると、水の色は鮮やかな青色へと変化していきます。

 

そして、このプランクトンは他の似た生物とは違って、人類にとって有害な存在ではありません。海で泳いだり、サーフィンをしている時、運が良ければプランクトンの発光を見ることができるでしょう。青々と輝く光はまるで道筋を示しているかのように見えるかもしれません。

 

海洋生物の多くは、海中を通る最も適切な手段として青い光を生成していますが、実は例外も科学的に証明されています。

 

その例外とは緑色に発光する「オワンクラゲ」です。
オワンクラゲは2つのたんぱく質を利用して発光しています。

 

そのひとつは青い光を放つ「イクオリン」、そしてふたつめが蛍光を放つ「GFP」というタンパク質です。これはイクオリンから青色が放出された時にエネルギーの一部が吸収されて、よりエネルギーが低い緑色となります。

 

オワンクラゲはこのようなメカニズムで青色から緑色に発光を変化させていますが、なぜそのような性質を持っているのかはまだ解明されていません。

 

発光が変化しているということは何らかの理由があるはずですが、オワンクラゲにとってそれが何を意味しているのかは分からないままなのです。

 

くらげの発光の理由については不明な点が多いですが、科学者たちは顕微鏡下での実験などでその特性を利用しています。

 

ホタルの体内から採取できる「ルシフェラーゼ」は遺伝子をより活性化させるために必要な条件を探す研究に活用されています。この研究では、遺伝子をルシフェラーゼと変えながらどのような条件で発光するかを観察するのに役立つと思われます。

 

自らを発光させる生物は、自分自身の姿を進化させているだけではなく、発光物質であるたんぱく質は人類がしている別の研究にも役立っています。

 

ホタルやヤコウチュウ、そしてクラゲのような体を発光させる生物は、神秘的な輝きで私たちを魅了するだけではなく、医学や生物学の進歩に確実に繋がっているのです。

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