海洋カタツムリの幼虫は、経済的に重要な貝や海のカタツムリを含む多くの海洋種のライフサイクルで重要な役割を果たします。浮遊性の幼虫の段階では、これらの小さな生物は、海流に数週間から数ヶ月の漂流を過ごし、出生のサンゴ礁や海岸から離れて分散します。
生態学的な重要性にもかかわらず、海洋カタツムリの幼虫が泳ぐ方法の生体力学についてはほとんど知られていませんでした。以前の研究では、主に幼虫の水泳とは大きく異なる大人のカタツムリの移動に焦点を当てていました。
この知識のギャップに対処するために、カリフォルニア大学バークレー校、カリフォルニア科学アカデミーの研究者は、実験室で泳いでいる海洋カタツムリの幼虫の一連の高速ビデオ録音を実施しました。彼らは、粒子イメージ速度測定（PIV）を含む最先端のイメージング技術を使用して、幼虫の水泳の動きによって生成された水の流れを測定しました。
この研究では、海洋カタツムリの幼虫が体のうねりと毛様体推進を含む2部構成の水泳メカニズムを採用していることが明らかになりました。各水泳サイクル中に、幼虫は最初に体を伸ばし、片側に曲げて波のような動きを作り出します。この体のundulationは推力を生成し、幼虫を前方に推進します。
身体のうねりに続いて、幼虫はその体を覆う小さな髪のような構造である繊毛を使用して、追加の推力を生成します。繊毛は協調的な方法で鼓動し、幼虫をさらに推進する水の後方の流れを作り出します。
研究者たちは、体のうねりと繊毛推進の組み合わせにより、海洋カタツムリの幼虫が比較的高い水泳速度を達成し、毎秒最大1.5ミリメートルに達することができることを発見しました。この速度により、幼虫は長距離にわたって分散し、広大な海洋環境全体の遺伝子の流れと集団のつながりを促進します。
この研究は、海洋生物の生態と進化を形作る際の幼虫の水泳行動の重要性を強調しています。幼虫の移動の生体力学を理解することで、海洋生態系の保全と管理に貢献して、海洋種の分散能力と人口ダイナミクスに対する貴重な洞察が得られます。
