最も平和でよく育った庭の下でさえ、土壌に潜んでいるのは驚くほど獰猛な捕食者です:B イパリウム アドベンティウム、 約 100 年前に米国に出現し始めた侵略的な扁形動物で、アジアからの鉢植えの植物に乗っている可能性があります。人間には無害ですが、これらの扁形動物は、自分の質量の 10 倍以上のミミズを狩り、食べることができます。ミミズがその独特の防御力を使ってバラバラになり、ずるずると逃げても、扁形動物はそれらを追跡して食い尽くします。
「確かに、彼らはむしろ暴力的です」と、SUNY Cortland の進化生態学者である Peter Ducey は言います。 「実際、彼らは自分の 100 倍の大きさのミミズを攻撃し、食べられるものだけを食べ、残りは死なせます。」また、これもあります。 「このシートは実際にミミズを液化する酵素を放出するので、扁形動物は残りを簡単に飲むことができます。」
それがホラー映画の未来を持つワームではない場合、私には何がわからない.どういたしまして、脚本家。
これらのワームは、酵素を液化するという別の強力なツールを武器庫に持っていることがわかりました.この夏の初めに発表された興味深い発見では、科学者はテトロドトキシンまたは TTX が Bipalium adventitium の両方に存在することを確認しました。 いとこ Bipalium kewanse .日本のフグに最も一般的に関連する TTX は、神経および筋肉組織の電位依存性ナトリウム チャネルをブロックすることによって機能し、筋肉の動きを可能にする電気信号を妨げ、麻痺を引き起こします。ミミズは、この神経毒を使用して、獲物を液化する前に動けなくしているようです。
この発見は基本的に、毒素とそれを宿す動物を研究する科学者の世界を揺るがしました. 「TTX は、バクテリアからミミズやカタツムリ、フグまで、多種多様な生物に見られますが、これらはすべて海洋動物です」と、新しい論文の筆頭著者である Amber Stokes は述べています。 「TTX を使った陸生無脊椎動物の発見は実に斬新な発見であり、TTX の発生源の鍵となる可能性を示しています。 」
実際、テトロドトキシンの起源は謎と難問に包まれたままです。 TTXは「構造的に複雑な」分子であるため、「[その]生合成にはいくつかの酵素と多くの異なるステップ」が必要になる可能性が高いと、ユタ州立大学ユインタ盆地の生物学助教授であるベッキー・L・ウィリアムズは述べています。 「このような複雑な経路は、無関係な生物で複数回進化する可能性は低いです。」これまでの有力な理論は、水生細菌がそれを生成し、それが食物網を通じて生物蓄積するというものです。 TTX を生成するバクテリアは、より大きな TTX 耐性生物に食べられ、別のより大きな生物に食べられます。
しかし、その考えにも穴があります。たとえば、フグは環境からそれを獲得する可能性が高いです。なぜなら、実験室で飼育された魚は TTX をほとんどまたはまったく持たないことが示されているからです、と Stokes は言います。一方、実験室で飼育された TTX を持つイモリは、実際には より多く 成長します。 おそらく腸内の共生細菌または別の未知のメカニズムを介して、何らかの形で内部的に作られていることを示唆しています.
この新たな発見は、「私たちにまったく新しい一連の疑問を与えてくれます」と、TTX に感染したイモリとそれらを食べるガーターヘビを 50 年以上研究してきたユタ州立大学の Edmund “Butch” Brodie Jr. は言います。年。 「明らかに、この毒素（陸生扁形動物の）は水生細菌に由来するものではありません.このシステムでは、扁形動物がそれを生成するか、扁形動物が食べるものから濃縮される可能性があります. TTX を持つ海洋扁形動物もいますが、それが一般的に扁形動物がそれを生成できることを意味するのか、それとも単に彼らが食べるものからそれを濃縮しているだけなのかはわかりません。」
「世界中の多くの研究所が独自のシステムでこれを解決しようとしていますが、どちらかが起こっていないことを証明することは事実上不可能です」と Brodie 氏は付け加えます。 「私の推測では、ある動物ではある方法で現れ、他の動物では別の方法で現れると思います。」
混乱の一部は、テトロドトキシンが種を超えて非常に幅広い機能を持っているという事実から来ています.獲物を征服するための攻撃的な毒、捕食者に対する防御、そして驚くべきことに、種間および種内のコミュニケーションにおけるメッセージという 3 つの主な目的を果たしているようです。たとえば、バイパリウム フラットワーム (および一部の海洋ワーム) は、ワームが攻撃に使用する頭部の TTX の濃度から判断して、おそらく狩猟のみに使用します。対照的に、TTX はフグの皮膚に含まれているため、捕食者を追い払うために使用されている可能性があります。また、特定のカブトガニや海産扁形動物の卵にも含まれており、卵が捕食されるのを防ぐ役割を果たしていることが示唆されています。
また、少なくとも 1 種のフグにとって、TTX は媚薬として機能しているようです。ある研究によると、性的に受容的な男性は、迷路を通り抜けることさえできます。一方、一部のカタツムリは、TTX を含む食物を探すことが示されています。これは、食事中に TTX を蓄積することが、捕食者からの防御などの選択的優位性を提供する場合に進化した可能性がある行動です。さらに他の種、すなわちイモリは、警告の合図として TTX を使用します。 「一部の集団では、多くの共食いが行われています。若いイモリは水中の TTX を検出できます。これはおそらく、近くに大人がいて食べられる可能性があることを意味するため、隠れることを知っています」と Stokes 氏は言います。
これらすべてを総合すると、一部の科学者は TTX を「キーストーン」分子であると主張しています。つまり、非常に多くの生物に非常に強力な行動効果をもたらし、生態系全般の構築に大きな役割を果たす可能性があるということです。しかし、それもまた議論の余地がある、と Williams は警告する:TTX があらゆる種の生存に不可欠であることを決定的に証明できた人は誰もいない.
特定のカタツムリのように、人間もテトロドトキシンに引き寄せられるようです。フグ中毒の発生率が最初に記録されたのは、2,000 年以上前の古代中国です。フグ、または「フグ」は、今日でも東アジアの珍味として食べられていますが、特別に訓練されたシェフによって調理された場合にのみ安全です.
1900 年代初頭、日本の科学者である田原義純は、フグの卵巣から精製毒素を分離した最初の人物となり、フグ科 Tetraodtontidae にちなんで名付けました。 毒物として、TTX はシアン化物より強力です。人間の致死量は 2 ～ 3 ミリグラムです。科学者たちは最終的に、特定のカエル、イモリ、サンショウウオのほか、カニ、腹足類、ヒトデ、特定の藻類、悪名高いアオサギのタコから化学物質を発見しました。オーストラリアと日本の海岸沖の浅い潮だまりで見られるこの小さな生き物に噛まれると、20 分以内に死亡する可能性があります。 「哺乳類では、死は通常、横隔膜の麻痺の結果です」と Stokes 氏は説明します。 「横隔膜が麻痺すると、窒息します。」
テトロドトキシンは、ハイチのブードゥー文化の「ゾンビ パウダー」の有効成分であるとも言われていますが、その主張には大きな論争があります。ジェームズ・ボンドの本の著者であるイアン・フレミングは、プロット ポイントとして TTX が好きでした:ロシアより愛をこめて そして Dr.いいえ それはボンド暗殺未遂の背後にある化学物質でした. 2011 年、シカゴの男性が、妻を殺害する計画でインターネット上で毒素を購入したことを認めました。
最近では、TTX は特定の化学療法によって引き起こされた神経障害または神経痛を伴うがん患者を治療する可能性があるため、神経科医にとって興味深いものになっている、と現在進行中の TTX のプラセボ対照試験の主任研究者である Samuel Goldlust は説明しています。 「自然界で見られる量よりも数千分の1の微量で、筋肉の衰弱や麻痺を引き起こすことなく、ナトリウムチャネルをブロックし、痛みの信号が脳に到達するのをブロックします。」
現在、Goldlust と彼のチームは、適切な投与量を検討するための試験のフェーズ II を仕上げています。治療がうまくいけば、2018 年までに FDA の承認を得たいと考えています。その後、他の毒素から薬に変わったボトックスのように注射で投与される TTX は、他の種類の神経痛の治療に使用される可能性があります。
テトロドトキシンは何十年にもわたって研究され、食物網の広範囲で発見されてきましたが、まだわかっていないことがたくさんあります.それは、それを飼っている動物とそれが見られる生態系にとってすべてを意味する可能性があります。あるいは、単なる化学的好奇心である可能性もあります。侵略的な陸生扁形動物における TTX の驚くべき発見は、今のところ状況をさらに複雑にしています。しかし、さらなる研究の後、最終的に TTX の発生源を特定するための鍵となり、科学者が最終的にこの謎の多くの糸を結び付けるのに役立つ可能性があります.
アメリア・ハーニッシュは、ニューヨーク州ブルックリン在住のライターです。
