脚のない卵生両生類は、お尻から「ミルク」を分泌します

牛乳の代替品が次々と登場している。オートミルク、ヤギミルク、そして両生類のミルク（ただし、食料品店の棚では見かけない）もある。ブラジルの生物学者チームが、脚のない地下に生息する両生類の母親が、脂肪と炭水化物がたっぷりのミルクのような液体を子孫に与えている様子を記録した。3月7日にサイエンス誌に発表されたこの研究は、卵を産む両生類が「ミルク」で子孫に栄養を与えている初めての事例として知られている。この研究結果は、あまり研究されていない奇妙な動物の新たな身体機能と複雑なコミュニケーションの可能性を明らかにしている。

非乳製品の発見

一般的に、ミルクは哺乳類と関連しています。結局のところ、「哺乳類」という言葉は「乳房」を意味するラテン語のmammaに由来しており、これは私たちの分類上のクラスのミルクを生成する乳腺を指しています。しかし、特殊な分泌物で赤ちゃんを育てる動物のグループは哺乳類だけではありません。ハト、ペンギン、フラミンゴには「クロップミルク」があります。これは、鳥の親鳥が雌雄ともに消化管の内壁で作る粘り気のある物質です。クモやゴキブリの中には、足の長い子供のためにミルクを作るものもいます。カエル、ヒキガエル、サンショウウオのミミズのような仲間で、主に熱帯地域に生息するアシナシイモリの登場です。

ワモンアシナシイモリ（ Siphonops annulatus ）は、世界中で知られている約220種のアシナシイモリの1種で、乳を搾れる動物のリストに新たに加わった種である。この奇妙でほぼ盲目の生物は、南米の森林や草原の土や落ち葉の下でひっそりと暮らしている。「この動物に近づくのは非常に難しいため、脊椎動物の中で最も理解が進んでいない動物の1つです」と、ブラジルのサンパウロにあるブタンタン研究所の統合生物学者で本研究の主任著者であるカルロス・ジャレド氏は言う。しかし、アシナシイモリは「サプライズボックス」であり、常に予期せぬ生物学的ごちそうを提供してくれるので、努力する価値はあると彼は付け加える。

野生と研究室での長年にわたる注意深い研究、収集、観察を通じて、ジャレッドと彼の同僚は未知の領域を克服し、 S. annulatusに関するいくつかの注目すべき発見をしました。最近では、この両生類が「蜂蜜のような粘性のある透明な液体」を子供に与えていることが分かりました、とジャレッドは言います。ワモンアシナシイモリは、この栄養豊富なミルクを「排泄口」から分泌します。排泄口は、排泄物や卵も排出される体の後端にある多目的の開口部です。言い換えれば、これらの脊椎動物は、お尻からミルクを子供に与えているのです。

「これは、非常に興味深い生殖の変化に関する刺激的な発見だ」と、カリフォルニア大学バークレー校の統合生物学者マーヴァリー・ウェイク氏は言う。ウェイク氏はこの新しい研究には関わっていないが、アシナシイモリを広範囲に研究し、この研究に関する展望記事をサイエンス誌に執筆した。この発見は「親の世話の進化に関する既存の理解に疑問を投げかける」と同氏はそのメモに書いている。

献身的な親

アシナシイモリの中には生きたまま出産する個体もいるが、環状アシナシイモリは卵を産む。母親は子供たちを厳重に保護する。幼体が孵化し、小さなぬるぬるした体でうごめくようになってからも、母親は約 2 か月間子育てを続け、赤ちゃんが十分に栄養を摂れるように餌をあきらめる。ジャレッドらによる以前の研究では、環状アシナシイモリの型破りな子育て方法の一部が記録されている。子育て中、両生類の母親の皮膚は色が変わり、脂肪の多い外層が形成される。子供たちは特別な歯を使ってそれを食事として削り取る。

（「母親に害はありません」と、新しい研究と以前の皮膚摂食研究の共著者であり、ブタンタン研究所の研究者であるマルタ・アントニアッツィは明言する。）しかし、新しい研究により、アシナシイモリが単に皮膚摂食以上のことをしていることが明らかになった。彼らはエネルギーコストのかかる追加の食料源を生産しているのだ。研究によると、メスは子育てで平均して体重の30％を失うという。

アシナシイモリのひなが母親の肛門周辺で多くの時間を過ごすという過去の観察を踏まえ、ジャレッド、アントニアッツィ、および共同研究者らは、カカオ農園の林床の下から16匹のメスのアシナシイモリとその子どもを採集した。研究対象の掘り起こしは「困難」で「多大な忍耐」が必要だったとジャレッドは言う。研究室では、自然環境を模倣した水槽に動物を飼育し、 S. annulatusの親の世話を記録するカメラを設置した。孵化したばかりの子どもが母親の肛門からの分泌物を摂取し、そのような授乳が1日に複数回行われていることを確認した。これは週に1度の皮膚授乳よりもはるかに頻繁である。研究によると、授乳のたびに子どもは活動が鈍り、「お腹を上にして」のんびりと過ごし、「明らかに満腹である」という。

アシナシイモリ Siphonops annulatus のミルク供給。速度は 600 倍に上昇しました。提供元: Mailho-Fontana 他

生物学者たちは、さまざまな器官の組織の薄層を分析することで、ミルクは親の育児期間中にのみ現れる特別な腺によって作られていることを発見した。これらの一時的な腺は、哺乳類の卵管に相当するアシナシイモリの卵管の皮膚に形成される。

ウェイク博士の以前の研究により、胎生性のアシナシイモリのいくつかの種が卵管で分泌物を生成し、体内で幼虫に栄養を与えることは数十年前から知られていた。しかし、卵生性の種が同様のことをするのは驚くべきことだ。「既知の類似種すべてに基づく定説では、卵生性の母親が幼虫に何らかの世話をしたり、しばらく一緒にいたりしても、そのような給餌は行われない」とウェイク博士は言う。「胎生性の種が行うことに切り替えるというのは、本当に斬新だ」と博士は付け加えた。

さらなる驚き

研究の筆頭著者でブタンタン研究所のもう一人の研究者であるペドロ・マイロ＝フォンタナ氏によると、 S. annulatus の乳の成分を調べるため、科学者らは 5 匹のアシナシイモリの母親から、注意深いマッサージと重力を利用して乳液を抽出した。複数の分析により、炭水化物と脂肪が存在することが明らかになった。(環状アシナシイモリの乳にはタンパク質が欠けているが、母親の皮膚がその栄養不足を補っているとアントニアッツィ氏は言う。) 研究によると、パルミチン酸とステアリン酸の 2 種類の脂肪酸が、アシナシイモリの乳脂肪全体の 90% 以上を占めている。両生類の乳で検出された主要な脂肪酸のうち 3 つは、牛乳の成分の重要な部分でもある。

その後、カメラはさらなる驚きを捉えた。孵化したばかりのヒナは、ミルクを飲む直前に、口の近くでカチカチという音を立て、体をくねらせる動きをする、とマイロ＝フォンタナは言う。彼と同僚は、これらの音と動きの頻度がミルクが出る直前にピークに達することを発見した。これは、ヒナがおねだりし、母親がそれに応えていることを示している。「両生類生物学者の多くは、コミュニケーションの主張についてはかなり慎重だが、このチームが持っている録音に基づくと、それは十分にあり得る」とウェイクは言う。彼女は、この種の声による餌の懇願は両生類の中では珍しいだろうと指摘する。これは、この奇妙な動物が他とは一線を画すもう 1 つの方法だ。

これから何が起こるのか

研究者たちは、子ガメの鳴き声をさらに調べる追跡調査を実施したいと考えている。ウェイク氏は、アシナシイモリの母親が子育てに備えるためのホルモンシグナルを評価する追加研究を見たいと考えている。「この動物には、まだ発見すべきことがたくさんあります」とジャレッド氏は言う。この新しい一連の発見があっても、まだ多くのことがわかっていない。ジャレッド氏が示唆するように、穴を掘る両生類は土壌エンジニアとして、植物の成長を助けるという重要な役割を果たす可能性がある。チョコレートバーは、カカオ農園を掘り進むアシナシイモリのおかげであるかもしれない。

科学者たちが脊椎動物の生物学についてこのような基本的な事柄をまだ発見しているということは、「地球上のすべての種の生物学についてもっと知る必要がある」ということを証明しています、とウェイク氏は言います。「気候変動と生息地の変化に直面して、私たちは生態系、つまり私たちのサポート基盤に何をしているのかを知る必要があります。」アシナシイモリは子供を育てるために多大な努力を注ぎ、その過程で、私たち全員を支える繊細なネットワークの不可欠な一部となっています。