Why don’t poisonous animals poison themselves? - Rebecca D. Tarvin

翻訳: Yoko Faulkner 校正: Tomoyuki Suzuki

One fine day,

ある晴れた日のことでした

when Charles Darwin was still a student at Cambridge,

チャールズ・ダーウィンが まだケンブリッジ大学の学生だった頃

the budding naturalist tore some old bark off a tree

新進気鋭の博物学者であった彼が 古い樹皮を少し剥いでみると

and found two rare beetles underneath.

その下に 珍しい２匹の甲虫を発見しました

He’d just taken one beetle in each hand when he spotted a third beetle.

左右の手に１匹ずつ収めたその時 もう１匹いるのに気づきました

Stashing one of the insects in his mouth for safekeeping,

手に持っていたうち１匹を 保管するため口に押し込み

he reached for the new specimen –

手を伸ばしたその瞬間ー

when a sudden spray of hot, bitter fluid scalded his tongue.

突然 熱いガスが舌にかかり 苦みのある液体で染まりました

Darwin’s assailant was the bombardier beetle.

ダーウィンを襲ったのは ホソクビゴミムシ(屁っ放り虫)でした

It’s one of thousands of animal species,

何千種といる他の有毒動物 例えばー

like frogs,

カエル

jellyfish,

クラゲ

salamanders,

サラマンダー

and snakes,

ヘビ等と同様に

that use toxic chemicals to defend themselves –

毒を使い外敵から身を守るのですが

in this case, by spewing poisonous liquid from glands in its abdomen.

ホソクビゴミムシの場合 毒ガスを 下腹部の腺から噴射します

But why doesn’t this caustic substance, ejected at 100 degrees Celsius,

でも 焼灼性の物質を 100℃の高温で噴出しても

hurt the beetle itself?

甲虫自身が火傷を負わないのは なぜでしょうか？

In fact, how do any toxic animals survive their own secretions?

さらにいえば 毒を持つ動物は なぜそれに耐えられるのでしょうか？

The answer is that they use one of two basic strategies:

答えは ２つの基本的な方法のうち どちらかで対処できるからです

securely storing these compounds

１つは 体内の安全な場所に 毒を貯蔵しておく方法

or evolving resistance to them.

もう１つは 毒への耐性を 進化により身につけていく方法です

Bombardier beetles use the first approach.

ホソクビゴミムシには １つ目が当てはまります

They store ingredients for their poison in two separate chambers.

毒の成分を２つの別々の器官に 貯蔵しておき

When they’re threatened, the valve between the chambers opens

危険にさらされると 器官の間にある弁が開き

and the substances combine in a violent chemical reaction

成分が混ざり合うことで 爆発的な化学反応が起こり

that sends a corrosive spray shooting out of the glands,

腐食性のガスが腺から噴射されますが

passing through a hardened chamber that protects the beetle’s internal tissues.

ガスが通過する器官は硬化しており 体内組織を守っています

Similarly, jellyfish package their venom safely

クラゲのしくみもそれに似て

in harpoon-like structures called nematocysts.

刺胞と呼ばれる銛状の針に 毒を安全に貯蔵しています

And venomous snakes store their flesh-eating, blood-clotting compounds

また毒ヘビも 筋肉を壊死させたり 血液を凝固させたりする物質を

in specialized compartments that only have one exit:

出口が一箇所しかない 専用の器官に貯えておき

through the fangs and into their prey or predator.

それを毒牙から出し 被食者や捕食者を襲撃します

Snakes also employ the second strategy: built-in biochemical resistance.

ヘビは もう１つの方法も取り入れ 生来の毒への耐性も備えています

Rattlesnakes and other types of vipers manufacture special proteins

ガラガラヘビをはじめ クサリヘビ科に属するヘビは

that bind and inactivate venom components in the blood.

血液中の毒成分を凝固 不活性化させる 特別なたんぱく質を生成します

Meanwhile, poison dart frogs have also evolved resistance to their own toxins,

一方 ヤドクガエルもまた 自分の毒への耐性を獲得しましたが

but through a different mechanism.

それはまた別のしくみによるものです

These tiny animals defend themselves using hundreds of bitter-tasting compounds

これらの小型生物は 苦味のある物質を 幾百と使って身を守ります

called alkaloids

これらの物質をアルカロイドと言い

that they accumulate from consuming small arthropods like mites and ants.

ダニやアリといった小型節足動物の 摂取により体内に蓄積しています

One of their most potent alkaloids is the chemical epibatidine,

アルカロイドの中で 最も強力なものの１つがエピバチジンで

which binds to the same receptors in the brain as nicotine

脳内で ニコチンが結合するのと 同じ受容体に結合しますが

but is at least ten times stronger.

ニコチンに比べ 少なくとも10倍は強力で

An amount barely heavier than a grain of sugar would kill you.

一粒の砂糖より僅かに多い程度でも 人を死に至らしめます

So what prevents poison frogs from poisoning themselves?

では 毒ガエルが自分の毒に 耐えられる要因は何でしょう？

Think of the molecular target of a neurotoxic alkaloid as a lock,

アルカロイド系神経毒の 分子標的を錠前

and the alkaloid itself as the key.

アルカロイドそのものを 鍵と見立て 考えてみてください

When the toxic key slides into the lock,

有毒な鍵が錠前に差し込まれると

it sets off a cascade of chemical and electrical signals

次々と化学信号や 電気信号が発信され

that can cause paralysis,

まひ状態や

unconsciousness,

意識不明状態を引き起こし

and eventually death.

やがて死に至ります

But if you change the shape of the lock, the key can’t fit.

ですが 錠前の形状を変えれば 鍵は差し込めなくなります

For poison dart frogs and many other animals with neurotoxic defenses,

ヤドクガエルや 神経毒で身を守る他の多くの動物は

a few genetic changes alter the structure of the alkaloid-binding site

僅かな遺伝子の変異により アルカロイド結合部分の構造が変化しており

just enough to keep the neurotoxin from exerting its adverse effects.

ちょうど良い具合に神経毒による悪影響を 受けなくなっているのです

Poisonous and venomous animals

毒を持つ動物のみが

aren’t the only ones that can develop this resistance:

毒への耐性を獲得するという訳ではなく

their predators and prey can, too.

その捕食者や被食者にも 起こり得ることです

The garter snake, which dines on neurotoxic salamanders,

ガータースネークは 神経毒を持つ サラマンダーを餌としますが

has evolved resistance to salamander toxins

その毒への耐性を

through some of the same genetic changes as the salamanders themselves.

サラマンダー自身に起きたのと 同じ遺伝子変異を経て獲得しました

That means that only the most toxic salamanders can avoid being eaten—

つまり 敵に食べられずにすむサラマンダーは 最も強力な毒を持つもの

and only the most resistant snakes will survive the meal.

被食者を食べても生存できるヘビは 毒への耐性が最も高いもののみなのです

The result is that the genes providing the highest resistance and toxicity

この結果からは 耐性や毒性の最も高い遺伝子は

will be passed on in greatest quantities to the next generations.

次世代へと残されていく数が 最も多いことがわかります

As toxicity ramps up, resistance does too,

何百年もに渡り繰り広げられている 遺伝子の拡張戦争では

in an evolutionary arms race that plays out over millions of years.

被食者の毒性が高くなればなるほど 捕食者の耐性も高くなります

This pattern appears over and over again.

このパターンは 何度も 繰り返されているようです

Grasshopper mice resist painful venom from scorpion prey

バッタネズミは 被食者であるサソリの猛毒への耐性を

through genetic changes in their nervous systems.

神経系の遺伝子変異により 身につけました

Horned lizards readily consume harvester ants,

サバクツノトカゲはクロナガアリを いともたやすく平らげますが

resisting their envenomed sting with specialized blood plasma.

それはアリが持つ毒針への 耐性を獲得した血漿のおかげです

And sea slugs eat jellyfish nematocysts,

ウミウシはクラゲの刺胞を食べますが

prevent their activation with compounds in their mucus,

粘膜中に存在する物質で 毒の作用を不活性化しており

and repurpose them for their own defenses.

さらには その毒を自分たちの防衛策 という別目的に流用しています

The bombardier beetle is no exception:

ホソクビゴミムシの場合も例外でなく

the toads that swallow them

それを飲み込むヒキガエルは

can tolerate the caustic spray that Darwin found so distasteful.

ダーウィンに不快感を与えた あの焼灼性ガスへの耐性を身につけました

ほとんどのホソクビゴミムシは 数時間後にヒキガエルの体内から吐き出され

Most of the beetles are spit up hours later,

amazingly alive and well.

驚くほどピンピンしています

But how do the toads survive the experience?

では なぜヒキガエルは 死なずに済むのでしょうか？

That is still a mystery.

それは 依然として謎のままです