結局クマムシの驚異的な耐久性は何のために進化したのか？ / Credit:depositphoto
クマムシは絶対零度で凍結されても、人間にとって致死量の500倍もの放射線に晒されても、空気がない宇宙空間に10日間放置されても生き残ることができます。
地球生命は自分が住む生活環境に適応するように進化してきましたが、クマムシの驚異的な耐性能力は地球環境と比べるとオーバースペックと言えるでしょう。
いったいなぜクマムシたちは、地球では考えられない環境に適応するように進化したのでしょうか？
今回は、クマムシの驚くべき能力がいかにして発見され、そして耐性の秘密を解明しようとした250年に及ぶ人類の研究史について、まとめて紹介したいと思います。
目次
現代のクマムシ研究は核戦争の恐怖の中ではじまった水がない環境で生き残るクマムシ遺伝子のヒト細胞への導入がはじまっている
現代のクマムシ研究は核戦争の恐怖の中ではじまった
現代のクマムシ研究は核戦争の恐怖の中ではじまった / Credit:Canva
はじまりは、今から60年ほど前にフランスで行われた研究でした。
冷戦中の人類は常に全面核戦争の脅威にさらされており、放射線が生命に与える影響を調べるため、さまざまな生物に対して放射線を照射する耐久試験が行われていました。
1963年、調査の手はコケの中に生息していたクマムシたちにも及び、人間の致死量の500倍に相当する放射線を浴びせられることになしました。
すると驚くべきことに、クマムシは放射線に耐え、生き残っていることが判明します。
その後、さまざまな放射線（紫外線・ガンマ線に加えて鉄原子ビーム）を用いたテストが行われましたが、クマムシはあらゆる放射線環境下でも生き残れることがわかりました。
また凍結耐性を調べる試験では、クマムシは絶対零度（マイナス273度）での凍結にも耐えられることが示されました。
さらに宇宙を舞台にした研究では、宇宙船の外にクマムシを運び出して真空中に10日間晒すという試験が行われましたが、回収されたクマムシは問題なく生存していることが明らかになりました。
当時の研究者たちは、これら驚くべき耐久性能が「自然な進化によって獲得されたものとは思えない」と述べています。
全ての地球生命は自分が住む環境に適応するために進化を繰り返してきました。
しかしクマムシのような高い放射線耐性や絶対零度での凍結耐性、空気のない宇宙での生存能力は、地球で暮らすかぎりにおいては必要ありません。
いったいクマムシはどんな経緯で、これらのオーバースペックを獲得したのでしょうか？
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水がない環境で生き残る
水がない環境で生き残る / Credit:Takuma Hashimoto et al . Extremotolerant tardigrade genome and improved radiotolerance of human cultured cells by tardigrade-unique protein (2016) . Nature communications
なぜクマムシは地球で暮らすにはオーバースペックな耐性を持っているのか？
謎を解く鍵は意外にも、古い文献に記されていました。
1775年頃、あるイタリアの科学者はクマムシを1滴の水の中に入れ、水が蒸発していくなかでクマムシにどんな変化が起こるかを観察していました。
（※クマムシは1773年、顕微鏡好きなドイツの牧師によって発見されました）
すると乾燥が進むとクマムシはダンゴムシのように丸まり、動かなくなりました。
乾燥したクマムシは97%の水分を失い、すり潰してみると、乾いた葉のように粉々になってしまいました。
しかし再び水が加えられると、乾燥していたクマムシは直ぐに元通りになって、30分後には水中で元気に歩き回っている様子が確認されます。
（※すり潰したものは死んだままでした）
また後の研究において乾燥中のクマムシが詳しく調べられた結果、乾燥して丸まっているクマムシは呼吸がとまり、酸素の消費も行われていないことが判明。
クマムシは生命活動を停止した完璧な仮死状態になることで、乾燥を耐えていたのです。
クマムシが乾燥耐性を進化させた理由は明らかでした。
クマムシは主にコケや地衣類の表面など湿った環境のなかで、単細胞植物を食べながら生活しています。
しかしコケや地衣類が表面に保持している水分量は極めて不安定であり、しばしば乾燥によって表面の水分が完全に失われることがあります。
そのため逃げることができないクマムシは、長期間にわたる乾燥を生き延びる術を進化させたのです。
同様の乾燥耐性は、僅かな水分をよりどころに生きているワムシや線虫など他の生物にも確認されています。
彼らは地球上のあらゆる湿った場所に住み着いており、氷河表面（の僅かな水）のような場所ですら生活することができます。
そして彼らに対する研究が進むにつれて興味深い事実が判明しました。
ワムシや線虫などの乾燥耐性がある生き物にはクマムシ同様に、強い放射線や凍結に耐える能力があったのです。
この奇妙な一致は、乾燥に対する耐性が放射線耐性や凍結耐性と連動している可能性を示します。
どうやら生物の細胞にとって「乾燥」とは、単に水分がなくなること以上の何かがあるようです。
細胞が乾燥するとき、いったいどんな変化が起こるのでしょうか？
