10 Awesome Land Creatures That Can Glow

これまで私のブログで10本の記事を公開しましたが、そのすべてが科学雑誌の記事に基づいています。 しかし、時折、面白くて楽しい科学の事実も掲載したいと思い、この素晴らしいリストをまとめました。 光る新年をお迎えください！

私たちが最初に、あるいは唯一、光る動物を体験するのは、ホタルが演出するまばゆい光のショーに魅了されたときではないでしょうか。 自分自身が発光するという一見不思議な能力、生物発光と呼ばれる現象は、実は生物内部の化学反応によって生み出されているのです。 ルシフェラーゼという酵素と、ルシフェリンという分子、そして酸素が反応するのです。 ルシフェラーゼは、ルシフェリンと酸素の反応に作用して、私たちが見ているような光を発生する新しい化合物を生み出します。 このプロセスにはエネルギーが必要ですが、生物発光は驚くほど効率がよく、光の20％以下が熱として浪費され、このためしばしば「冷光」と呼ばれます。

生物発光は海洋生物に広く見られますが、陸上では珍しく、数百万年後に進化しました。 とはいえ、光を出す能力を進化させた魅力的な陸上生物もいます。その多くは昆虫と菌類です。 光の色はさまざまですが、海でも陸でも青と緑が最も一般的で、陸ではまれに黄色や赤も見ることができます。 生物が光る理由は、仲間を呼ぶため、捕食者に警告するため、餌を探すためなどさまざまです。 特定の時間にだけ、数秒間だけ光るものもあれば、常に光っているものもあります。 ここでは、光り輝く陸上生物をいくつか紹介します。 あなたはこの中でいくつ見つけたことがありますか？ 光り輝くグローワーム 運命的な魅力

生物発光性グローワームArachnocampa luminosaは、別名フンコロガシと呼ばれ、マッチ棒ほどの大きさで、ニュージーランドの暗くて湿った地域のみに生息し、特にワイトモ洞窟はその素晴らしい星のスペクタクルで人気観光スポットになっています。 このツチボタルは、卵から孵化した幼虫が最終的に両翼のある成虫になり、通常は交尾のためだけに数日間しか生きられない。 幼虫の段階は最長で9カ月も続き、成虫になるまで貪欲に食べ続けなければならないが、その間は口がないため食べることができない

この洞窟の住人は、獲物を捕らえるために巧妙な戦術を考え出した。 粘着性のある粘液を含んだ絹でできた「釣り糸」を作り、天井から垂らす。 夜が訪れると、糸は青く光り、這ったり飛んだりしている昆虫などの無防備な獲物をおびき寄せ、粘着性の糸に絡めて、粘液中の化学物質で麻痺させる。 そして、幼虫は這って降りてきて、獲物を食べる。 空腹であればあるほど、明るく光る。 驚くことに、1本の糸を作るのに15分しかかからず、一晩で25本の糸を作ることができる！

非常に縄張り意識が強く、密集したときには自分の種の侵入者を感じると共食いにも手を出すこともあるそうだ。 成虫のメスは相手を誘うために光を放つが、オスも光ることができ、複数のオスがやってくると、最も適したオスがメスを勝ち取るまで互いに争う。 メスは産卵後に光る能力を失う。

たまたま運良くこの素晴らしい生物を見ることができたら、彼らはライトを消してしまうので、静かにして懐中電灯を当てないように。

2. 光るカタツムリ

Quantula striataによく似たカンボジアのカタツムリを確認。
Image.It: Wikipedia

カタツムリのQuantula striataは、他のカタツムリと同じように見えますが、光を出すことができることが知られている唯一の陸産カタツムリで、東南アジアに生息しています。

発光や点滅の理由は謎ですが、興味深いことに、生殖成熟すると発光しなくなります。 研究者の中には、点滅することで他の種とコミュニケーションをとり、集うことができるのではないかと指摘する人もいますが、理由は定かではありません。 他の人を懇親会に誘うには、なんとクリエイティブな方法だろう！

3. 派手なキノコ

昆虫以外では、生物発光は菌類に多く、実際、少なくとも50種の発光キノコが報告されており、オーストラリアの種は北アメリカの種より発光しているそうです。 2006年にブラジルの大西洋岸森林で発見された6種の生物発光キノコのうちの1種であるMycena lucentipesは、最もクールなキノコの1つである。 鮮やかな緑色に光り、夜になると本当にうっとりするような光景を目にすることができます。 しかし、なぜ光るのだろう？ 菌類学者や菌類専門家も知らないが、胞子を他の場所に撒くのに役立つ節足動物を手招きするためではないかと推測している。 また、光ることで虫に食べられないようにしたり、虫の捕食者を引き寄せて菌類を食べられないようにしたり、つまり、敵の敵を招いて身を守っているのではないか、という説明もありました。

4.有毒な光るヤスデ

12000種以上のヤスデが知られているが、生物発光するのはMotyxia属のほんの一握りで、すべてカリフォルニアの山岳地帯に限定して発見されています。 日中は土の中に潜っているが、日暮れになるとこの盲目の不気味な這虫は地面から這い出し、枯れた植物をむさぼりながら、外骨格から絶えず光を放ち続ける。 その光は捕食者にとって不吉なものである。 邪魔されたり、脅されたりすると、体内の小さな孔から有毒のシアン化合物を放出するのだ。 そこで、粘土で作った絵の具を塗った偽のヤスデを、夜、本物の光るヤスデと並べ、翌朝、観察してみた。

驚くべきことに、このヤスデはルシフェラーゼを使わずに、カルシウムを多く含む化合物で活性化する光タンパク質を用いて光る別のメカニズムを進化させたのです。 このメカニズムは、クラゲのオワンクラゲが緑色蛍光タンパク質を使って光るのと似ており、研究室では、目的の遺伝子に付けて細胞内の位置を調べるなどの目的で広く使われています。 放射性鉄道ワーム

レールロードワームは、幼虫とメスの幼虫（体長2センチほどの成虫）で、ホタルと同じ甲虫上科に属します。 体の異なる部分で1色だけでなく2色に発光するという、数少ない快挙を成し遂げた生物である。 南米に生息するフリクソスズメバチ属の昆虫。 その姿は、まるで夜行列車のようである。 頭部は燃えるような赤色に光り、胴体は列をなして配置された 11 対の発光点を通して緑色の光を放ちます。 1940年代に行われた研究では、テーブルを叩いて吹き飛ばされるなどのわずかな外乱で赤いヘッドライトのスイッチが入り、より激しい外乱に直面すると、2列の緑のライトが点灯することが報告されている。 より最近の証拠では、その光は捕食者に自分たちはひどい味がするという信号を送ることが示唆されている。

6. 夜光虫のクリックビート

ホタル科のクリックビートル（ホタルの近縁種）、特にPyrophorus属の多くは生物発光し、彼らは西半球の熱帯地域に生息しています。 また、カミキリムシとも呼ばれ、その名が示すように、逆さまに寝ているときに空中に身を投じると、数センチ単位でクリック音が鳴り、身を正す。 また、捕食者に脅かされると、素早く空中に高くジャンプして身を守ることができます。

さらに、前方のヘッドライトのような2つのスポットと腹部の下に1つ、種によって緑からオレンジまで、さまざまな色の光を常に発しているのです。 ヘッドライトのように前方2カ所と腹部下に1カ所あり、その光は非常に強く、3メートル以上離れていても発見できる。 ジャマイカのPyrophorus plagiophthalamusは、体内で2色の光を出すことができるのが特徴で、体の下は黄色く、上部はヘッドライトが緑色に光ります。 まるで別の惑星から来たかのようだ。 科学者たちは、彼らの上下の光には異なる機能があると考えている。ヘッドライトは捕食者に自分の毒性を示すビーコンであり、腹の下の光は異性のメンバー間のコミュニケーションを容易にする。 Wikipedia

ゴキブリは十分に不気味ではなかったかのように、光るゴキブリ、Lucihormetica luckaに夜、家の外でうろつくのに遭遇するのはどうでしょうか。 なぜなら、彼らはエクアドルの活火山近くの熱帯雨林にしか生息しておらず、最後の標本は1939年に採取されたものだからです。 しかし、光るゴキブリは新しいものではなく、1999年に初めて発見されて以来、南米で13種が確認されている。 L. luckaの2つの目のような斑点と背中のもう1つの斑点は、毒性放送を照らし出す。 しかし、実は毒性はなく、そのフリをしているだけなのだ。先ほどの先輩であるカチムスメガネが光って毒性をアピールするのを巧みに真似ているが、同じ色の光を放つこのゴキブリは、捕食者をだましているだけなのである。 見た目は本当に騙されるものなのですね 光点は、外骨格に住むバクテリアで満たされています。

8. 不気味なミミズ

誰もが一度は目にしたことがあるミミズ。 しかし、光るミミズを見たことがあるでしょうか？ 発光するミミズは世界中に33種類いますが、その多くはアメリカ南部に集まっています。

ミミズは通常、巣穴で滑るために粘液を分泌します。 そう、その通り、その粘液は生物発光するのです！

異なる色の粘液を持つ2つの種が報告されています：1つはニュージーランドから、もう1つはアメリカのジョージア州からです。 ニュージーランドの奇妙なミミズ、Octochaetus multiporusは、邪魔されたり脅かされたりすると、口、肛門、下面からオレンジがかった黄色の明るい光を発する粘液をにじませる。 実際、その液体は生活の段階によって異なる色に光っているように見えるほど奇怪なものである。 興味深いことに、その光る粘液をマオリ族が発見し、O. multiporusを釣り餌として利用した。 ジョージア州のミミズ、Diplocardia longaは、沿岸平野の砂質土壌に生息し、鮮やかな青色のスライムを噴き出し、捕食者を驚かせると考えられている。 子供向けのゲームに登場するモンスターからにじみ出る色のついたスライムも、実はそれほど遠い話ではないのかもしれない

9. ビーム状細菌。

Photorhabdus luminescensは、生物発光が可能な唯一の陸上細菌という点で非常にユニークである。 一方では線虫（回虫）に役立ち、他方では他の虫に致死的であるという点で魅力的である。 この微生物は、土壌に生息する線虫の腸内で、おそらく獲物を誘うために柔らかい青色の光を線虫に与え、その代わりに線虫の食物から得られる栄養分の一部を分け与えるという、両者が恩恵を受ける共生的な同盟関係で幸せに暮らしているのです。

事態を複雑にするために、これらの線虫は実際には他の土壌昆虫（甲虫、蛾、ハエの幼虫など）を狩る寄生虫で、その体内に侵入して定着します。 そして、宿主の体内に侵入すると、その宿主の血流中に有害な微生物を吐き出す。 宿主の細胞に致死性の殺虫タンパク質を大量に注入し、酵素で体を分解して、2日以内に宿主を「栄養スープ」にしてしまうのだ。 P. luminescensはこのスープを喜んで食べ、指数関数的に増殖し、さらに何百万もの自分自身を生み出す。 同時に、この微生物は抗生物質を放出して、他のバクテリアがごちそうになるのを防いでいる。 この虫は、増殖したバクテリアを餌にして、死体の中で何度も繁殖を繰り返し、そのたびに何百もの卵を産み、その卵もまたバクテリアを食べてしまう。 栄養分が少なくなると、残った細菌は孵化したばかりの子虫の腸に再び住み着き、子虫は死体から噴出し、次の犠牲者を求めて動き出す。 食料供給が極端に少なくなると、孵化した子供が代わりに母親の腸を食べ、母親を殺してしまうという、マトリカダ・エンドトキアと呼ばれる恐ろしい現象が起こることもあります

P. luminescensは昆虫にとっては致死的ですが、人間にとっては無害です。 実は、抗生物質がまだなかった1862年の南北戦争では、その抗生物質生産能力が、戦場で負傷した兵士たちの助けになったのです。 シャイロの戦いで負傷した兵士のうち、特に冷たい雨の中で助けを待っていた兵士が、他の兵士よりも早く助かったようである。 彼らの傷口には、泥の中からルミネセンス菌が繁殖し、他の致命的なバクテリアの感染から彼らを守っていたと考えられている。 まれに、傷口の細菌感染が実際に役立つことがあります。特に光るものはそうです！

科学者は、虫による侵入から作物を守るために、この致命的なペアを生物学的殺虫剤として使うことを調査しています。 派手なホタル-自然の無料花火大会

最も人気があり、広く研究されている陸上生物であるホタルを取り上げないことには、このリストを完成させることはできません。 ホタルは実は甲虫で、腹部からの光の点滅パターンで会話する。そのパターンは種によって異なり、黄色、緑色、赤色もある。 オスのホタルは特定の光を放ちますが、その光は交尾を望む相手にのみ理解され、オスは同じ点滅信号を発することでそれを認識し、メスの方に移動するのです。

さて、ホタルの中には、少なくともホタル属のメスは、それほど魅惑的ではありません。 ホタルのメスが発する点滅と遅延のパターンを真似して、ホタルのオスを誘い出しますが、それは交尾以外の目的、つまりオスを食い尽くすためなのです。 しかし、その目的は交尾以外のもので、ホタルのオスを食い殺すことなのです。素直でないオスは交尾を期待してホタルに近づきますが、そこには死が待っています。 では、なぜメスホタルを食べるのだろうか。 ホタルにはルシブファージンという防御化合物がなく、クモなどの捕食者から食べられるのを防いでいるのです。

ホタル・ルシフェラーゼは、医学や生物学の研究室では欠かせない酵素で、目的の遺伝子（病気に関係する遺伝子など）と結びつけて、細胞での発現を追跡するレポーター遺伝子として使用されています。 ルシフェラーゼの遺伝子は、マウスなどの生物の特定の組織に挿入され、がん性腫瘍の進行を視覚的に観察することができる。 実際、科学者たちは、さまざまな色で明るい光を放つルシフェラーゼ変異体を設計しており、生物内部のさまざまなタンパク質のイメージングに大いに役立っています。 ある科学者チームは、ナノロッドに付着した遺伝子操作されたルシフェラーゼを燃料として、光るナノロッドを作りました。 彼らは、このホタル・ナノロッドをLEDライトに取り付け、電気を使わずに光らせることを想定しています。

これが魅力的に思えるなら、光る植物を使って家を照らすという、もっとエキサイティングな可能性を聞くまで待ちましょう。 光る植物プロジェクトは、科学者チームによるDIYバイオハッキングプロジェクトで先導され、増大するエネルギー需要に対する持続可能な代替策として、植物の合成ルシフェラーゼを動力とする、電気を使わない自然な照明を普及させることを目的としています。 実は、1986年に研究チームがホタル・ルシフェラーゼを発現するタバコの植物を工学的に作りましたが、発光させるためにはルシフェリンを散布しなければならず、光は薄暗かったのです。 それ以来、他のいくつかの研究グループが光る植物の作成に成功しています。

しかし、この最近のプロジェクトは非常に人気があり、Kickstarterで最初の資金調達目標であるわずか65000ドルを超え、ほぼなんと50万ドルを調達しました。40ドル以上の寄付をした人には、報酬として光るシロイヌナズナの種が約束されていますが、多くの人は無秩序な遺伝子組み換え植物の種の公開には反対しているのです。 ルシフェラーゼの応用は無限大で、いつの日か、光る木々で照らされた通りを夜中にドライブして帰ることになるかもしれませんね。 未来はきっと明るい！