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Aug 01, 2023

科学者が色の仕組みを明らかに

2023 年 8 月 23 日 この記事は、Science X の編集プロセスとポリシーに従ってレビューされました。 編集者は、コンテンツの信頼性を確保しながら、次の属性を強調しました。

2023 年 8 月 23 日

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ジョアン・アドキンス著、フロリダ国際大学

新しい研究によると、魚が突然色を変えるとき、皮膚の奥深くに埋め込まれた小さな光受容体が、色が適切であることを確認するために監視している。

科学者たちは、動物が急速に色を変えるだけでなく、生き残るために十分な精度で色を変えるシステムの構造を初めて調べた。 フロリダ国際大学の海洋科学者ヘザー・ブラッケン・グリソム氏を含む研究チームは、ノースカロライナ大学ウィルミントン校のロリ・シュワイカート氏率いる研究チームで、今週『ネイチャー・コミュニケーションズ』誌に掲載された研究でブタウオを調査した。 鼻先が尖ったサンゴ礁の魚は、環境の変化に適応するため、数ミリ秒で白から赤褐色に変化します。 色を決定する際の正確さは、魚の皮膚内の光受容体に由来します。

「これらの魚の色が正しくなければ、捕食されてしまうでしょう」と、FIU芸術科学教育学部および科学研究所の著名な博士研究員としてこの研究の一部を行ったシュワイカート氏は述べた。環境。

ホグフィッシュの細胞は色素で満たされており、色素が分散している場合は魚の色が暗く見え、色素が集まっている場合は明るく見えます。

科学者たちが高度な顕微鏡で詳しく調べたところ、ブタウオの色が変化するすべての細胞に、光を観察する対応する光受容体があることがわかりました。 それは十分興味深いことでしたが、彼らが最も驚いたのは光受容体の位置でした。 もし光受容体が周囲環境の光の状態の変化を観察するために存在するのであれば、光受容体は皮膚の表面近くに埋め込まれている可能性があります。 しかし、ブタウオの場合、光受容体はより深く埋め込まれており、実際には色が変化する細胞の下にあります。これは、光受容体が実際の色変化のプロセスを検出し、正しい色が表現されていることを確認するためのフィードバックを提供していることを意味します。

科学者たちは、この機能を、人が鏡を見てその日の服装が理にかなっているかどうかを判断することに例えています。 人間にとって、服装の選択が生死に関わることはほとんどありません。 ホタウオの場合、間違った色を選択すると、捕食者に見つけられやすくなる可能性があります。

これらの生物学的システムがどのように機能するかをより深く理解することは、種と海洋の健全性の保護に取り組む科学者にとって重要です。 Bracken-Grissom 氏は、この知識が人々に役立つ可能性があるとも指摘しています。

「生物にインスピレーションを得たデザインにより、自然から知識を取り入れて社会に利益をもたらすことができます」と彼女は言いました。 「これらの光受容体がどのように機能するかを知ることは、センサー技術やその他の分野に影響を与える可能性があります。私たちが自然から学べることはたくさんあります。」

研究チームにはシュバイカート氏とブラッケン・グリッソム氏に加えて、デューク大学、フロリダ工科大学、スミソニアン博物館の科学者も含まれていた。

詳しくは： Lorian E. Schweikert et al、魚の色変化における感覚フィードバック システムとしての皮膚オプシン上の動的光フィルタリング、Nature Communications (2023)。 DOI: 10.1038/s41467-023-40166-4

雑誌情報:ネイチャーコミュニケーションズ