QandA

錦鯉の浅黄などの品種に見られる青色についての御質問をいただきました。
　
　実際に錦鯉の実物をじっくり観察したことがないのですが、写真などで見た限りでは熱帯魚のような鮮やかな青色とは言い難く、重層薄膜干渉現象による発色でないことは確かです。

　鯉の体色の発現に関わっているのは、基本的に皮膚の真皮にある色素胞で、しかも実際に色素物質を含む黒色素胞や赤色素胞などです。黒色素胞にはメラ ニン色素が含まれますが、この色素は化学的にはとても複雑な物質で、色合いは動物 種によって、さらには個体によって微妙に異なります。また黒色素胞に含まれるメラニン量が多いか少ないかでも色が変わって見えます。

　実際に組織を観察していないので、ここからは推測になりますが、現時点での考えは以下のようになります。

　魚では色素胞が真皮にあるので、もし黒色素胞に含まれるメラニンの量がそれほど多くないと、メラニンに吸収されなかった入射光の内、青や紫の短波長光のみが、皮膚組織中にあるタンパク質などの非常に微細な分子によって散乱され、青味がかって見えます。チンダル散乱といわれる現象で、これには虹色素胞は関与しません。
　 勿論、メラニン量が充分にあれば入射光はほとんど吸収されて黒になります。

　鯉の群青色は、メラニンによる黒と、チンダル散乱による青の混在で生じていると思われます。（ヒトのメラニンを作る色素細胞は魚と違って表皮にあるのが普通ですが、黄色人種では幼少の時に、色素細胞が部位によって真皮に留まり、その部位は蒙古斑と言われます。これも青っぽいですね。）鯉にも多分、虹色素胞はあ りますが、黒色素胞や赤色素胞などの下にあるので、外側から見ている限り輝きはあ まり感じられないのでしょう。

　さて、熱帯魚のような美しく輝く青い色を出せるかという問題ですが、それには真皮における色素胞の配列を変えて、虹色素胞を最も外側に配置しなければなりません。しかも重層薄膜干渉現象が起こるような構造を有する細胞にしなければなりませんので、非常に難しいですね。どの遺伝子をどう変えればよいか、今はまだわかりません。

　それでは緑色を出せるか？これは緑のカエルを参考にしましょう。色素細胞の層の最外層に黄色の色素物質を含む黄色素胞があると、チンダル散乱される短波長から紫 と青が黄色の色素で吸収されて、緑のみが見えてきます。いずれにしても色素細胞の並び方が大事ですが、こんな変異が自然界に出てこないとも限りません。

　来年度にでも学生さんと錦鯉の皮膚を実際に観察してみようかという気になりまし た。その時には、より確かな情報をお伝えできます。

イカやタコの体色変化は瞬間的といっていいほど速いので有名です。

　 色素胞 （色素胞器官ともいう）と呼ばれる装置があって、オモクロームという褐色や黄色、赤色の色素を含んでおり、これが凝集したり、拡散したりして色が変わります。 しかし、凝集や拡散の機構は魚などとは全く異なります。

　 イカやタコの色素胞の中で、オモクロームは、微細な繊維状物質でできた弾性袋 （弾性小嚢；細胞内に１個だけ存在）に密に詰め込まれており、弾性小嚢と細胞膜は多数の接着体で縫い付けられています。細胞の赤道面から多数の筋繊維が伸びてお り、この神経繊維は神経のコントロールを受けて、収縮したり、弛緩したりするのです。

　 筋繊維が収縮すると、色素を含む弾性袋は扁平に引き伸ばされます。すなわち色素袋は扁平にはなりますが、色素を含む面積は格段と増大し、その部分の皮膚は色素の色が強く出ます。

　 筋が弛緩状態になると、色素袋は厚みがある元の状態にもどり、オモクロームは集まった状態（凝集状態）になります。 そして、体色は白化するのです。

　 色素顆粒は能動的に運動しているのではなく、色素胞にくっついている筋繊維の収縮、弛緩により、受動的に拡散状態、凝集状態になるということです。

　 以上が、基本的な体色変化についての仕組みです。しかし、上に述べたように、 イカの色素胞に含まれるオモクロームは褐色や黄色、赤色というように少しずつ色合いが異なっており、皮膚では褐色の色素胞、黄色の色素胞、赤い色素胞が何層かに重 なって存在しています。そのため、それらの色が重なった部分では、さらに異なる色 合いが現れます。コレステリック液晶の原理が当てはまるというのは、そのことを指 しているのでしょう。

　 イカには虹色素胞もあり、それはキラキラと輝く、虹のような色を出します。すな わち、色素がないのに色をだすという、構造色の一種です。基本的な体色の明暗はオ モクロームという褐色系の色素の凝集・拡散が担っているのは上述の通りですが、虹色素胞による構造色もイカの体色の発現に寄与しています。

　魚の黒い色はメラニン、赤や黄色はプテリジンやカロテノイド（植物性の餌から摂取）ですが、メラニンは中性溶液に溶けず、天然材料から単離する簡便な方法がないときいています。メラニンの化学については、藤田保健衛生大学の伊藤祥輔教授のグループが研究されています。
　 黄や赤の色素は有機溶媒に溶けるので抽出はできますが、動物では種特有のタンパク質が色素に結合していることが多く、色素のみ抽出したら、動物本来の色と違ってしまうことも多いと思われます。例えばブラックタイガー（甲殻類）は生きている時は黒っぽいですが、茹でると赤くなります。赤い色素に結合していたタンパク質が熱で変成し、本来の色素の色が出るためです。
　 『動物の色素』（梅鉢幸重著；内田老鶴圃、２０００年）という書籍には色素の構造や化学的性質などがまとめられています。御参照ください。

　　本当のところは魚に聞かないとわかりませんが、いくつかの可能性が考えられます。

　 熱帯魚は私たち人間の目には非常にカラフルに見えますが、海水中で魚が実際に目にする世界は異なります。水中では波長の長い赤色光は、水分子やプランクトンに吸収されて１０メートル先にも届きません。そのために、２０メートル程度の水深のサンゴ礁は、白っぽい青や緑、紫、黄色にあふれた世界で、熱帯魚の黄や青は背景に溶け込み、絶好のカムフラージュになっています。赤い魚は黒く見え、ほとんど目立たなくなります。ですから、少し深いサンゴ礁の自然光の下では、鮮やかな色はカムフラージュの色として機能するのです。

　日光が降り注ぎ、透明度が高い、浅いサンゴ礁ではどうでしょうか？まず、かの有名なローレンツは、サンゴ礁では棲息する魚の種類が多いので、自分の縄張りに侵入してくる同種の敵の存在をいちはやく知るために鮮やかな色になったと考えました。
　つまり、サンゴ礁の魚が全く目立たない色で、いつのまにかそばに寄ってきたということが起こると、自分の縄張りは守れない。そのためにはお互いに非常に目立つ色をしていて、自分の存在を示してくれないと困る。そうすれば遠くからでも同種の敵の侵入に気付き、それによって適応度を高めることができると考えたのです。つまり、鮮やかな色や模様は同種の敵の攻撃をあおるものであり、それによって魚たちは同じ環境の中で分散し、縄張りを守って、自分自身の子孫を残していくと考えました。

　一方、最近では、サンゴそのものが色とりどりで複雑な色彩のサンゴ礁では、派手な色や縞模様の魚ほど、周囲の派手な色と区別がつかないということが指摘されるようになりました。カラフルであることが、他の魚種に対して、かえってカムフラージュになっているという考えです。これも大いに納得できる説ですね。

　 この分野の研究はまだ始まったばかりですから、今後の研究成果に期待したいと思います。