ネコの舌のトゲは先がくぼんでいて、だ液を毛の根元まで運んでいた。ライオンなど6種で同じ

ネコになめられると、舌がザラザラしていて少し痛いくらいです。あのザラザラの正体は、舌の表面に何百本も並んだ小さなトゲです。トゲはどれも、のどの方を向いています。

アメリカの研究チームが、6種のネコの舌からトゲを1本ずつ取り出し、CTで調べました。すると、トゲの先にはU字形のくぼみがありました。ネコはそこにだ液をため、毛の根元の皮ふまで運んでいたのです。イエネコからライオンまで、6種のネコで同じつくりでした。

このトゲは、40年以上前の研究で「中までつまった円すい形」と考えられていました。その見方は、その後の研究でも疑われずに引きつがれました。

01飼いネコは、起きている時間の最大24%を毛づくろいにつかうことがある

ネコはとてもよく毛づくろいをします。研究チームが引用した資料では、飼いネコは起きている時間の最大24%を毛づくろいにあてることがあります。毛づくろいをすると、ノミや抜けた毛を取りのぞけます。体の熱を逃がすことにも役立ちます。

ネコの毛は、2つの層でできています。外側は、太くて丈夫な毛です。内側には、細くてやわらかい毛がびっしり生えています。内側の毛の本数は、外側の毛の24倍にもなることがあります。この内側の毛が、体を温かく保っています。

毛づくろいがむずかしいのは、この内側の層です。外から見えないうえに、毛がとても混み合っています。手入れをしないと、ごみがからまって毛玉になります。毛玉が皮ふを引っぱって痛み、ばい菌が入ることもあります。

では、ネコはどうやって内側の毛まで手入れしているのでしょうか。この問いに取り組んだのは、機械工学の研究室でした。

026種のネコの舌をCTで調べると、トゲの先にU字のくぼみがあった

研究したのは、アメリカのジョージア工科大学のアレクシス・ノエル（Alexis Noel）さんとデビッド・フー（David Hu）さんです。2人とも機械工学の学部に所属しています。フーさんは、生物学の学部にも所属しています。

まず、毛づくろいの様子を1秒に500コマのカメラで撮りました。撮影したのは、毛の短い飼いネコ3匹です。ネコは舌を出すとき、舌を横に広げてかたくします。すると、トゲが回転して立ち上がり、舌の面と直角になります。トゲは立った状態で毛の中をなでていきました。

次に、ネコ6種の舌を集めました。イエネコ、ボブキャット、ピューマ、ユキヒョウ、トラ、ライオンです。どの舌も、死んだあとに提供されたものです。

2人はトゲを1本ずつ取り出し、「マイクロCT」で調べました。マイクロCTは、小さな物の中まで立体的に写せるX線の装置です。すると、トゲには2つの空洞がありました。1つは根元にあり、舌にくっつくための穴でした。もう1つはトゲの先にある、U字形のくぼみでした。

トゲの高さにも、はっきりした特徴がありました。6種は体重が30倍以上も違います。それなのに、トゲの高さは平均約2.3mmで、ほとんど変わりませんでした。いちばん長いライオンでも2.7mmです。トゲのかたさは、人のつめとほぼ同じでした。

くぼみが本当にだ液をためるのかを、2人は色水で試しました。イエネコとトラのトゲの先を、食紅の水にそっとふれさせたのです。すると、水は0.1秒もたたずにくぼみへ吸いこまれました。細いすき間を水がのぼっていく「毛細管現象」です。いったん入った水は、トゲを逆さにしてもこぼれませんでした。ところが、毛にふれると水は毛の方へ移りました。

03トゲがなければ、だ液は毛の表面しかぬらせない

1本のトゲにたまるだ液は、ごくわずかです。イエネコでは1本あたり0.014μLでした。290本を合わせても、舌の上の水分の5%ほどにしかなりません。それなら、トゲのくぼみに大した意味はないのでしょうか。

2人はこれを確かめるため、「毛づくろい機械」を作りました。切り取ったネコの舌に色水をふくませ、その舌を機械で引っぱって、同じネコの毛皮の上を通します。速さは毎秒2cmから30cmまで変えました。なめる長さは、本物のネコと同じ6.3cmにしました。1回通すごとに舌の重さを量れば、毛に移った水の量が分かります。

本物のネコの速さで動かすと、舌は1回で、ふくんでいた水分の半分近くを毛に移しました。けれども、舌の表面の水がしみこむのは、毛の表面から0.54mmの深さまででした。つまり舌の面だけでは、毛の表面しかぬらせないのです。

トゲは違いました。毛を舌で押さえつけると、毛の層はうすくなります。2人の計算では、毛の短いアメリカンショートヘアの毛は、37mmから1.2mmまで縮みます。トゲの高さは約2.3mmです。トゲの先は毛の層をつきぬけ、皮ふまで届きます。1回なめるごとに、290本のトゲが、毛の根元にだ液の線を引いていくことになります。

だ液は、体を冷やすことにも役立ちます。ネコは、汗を出すしくみが足の裏にしかありません。2人がサーモグラフィーで見ると、だ液のついた毛では、皮ふと外側の毛のあいだで温度の差が最大17℃になりました。だ液が蒸発するときに、熱をうばうからです。

04舌をまねたブラシは、ふつうのブラシの半分以下の力で毛をとかせた

2人は、ネコの舌をまねたブラシも作りました。イエネコのトゲの立体データをもとに、4倍の大きさのトゲを3Dプリンターで作ります。それを、やわらかいシリコンの台に植えました。台がやわらかいので、本物の舌と同じように、曲がった面にもそってくれます。

このブラシと人用のヘアブラシで、人工の毛皮をくり返しとかしました。どちらも最初の3回は、毛のからまりに引っかかって、強い力がかかりました。4回くり返したあとは、ネコの舌ブラシは0.2N（ニュートン）の力でとかせるようになりました。人用のブラシの半分以下の力です。

ネコの舌ブラシには、もう一つ利点がありました。たまった毛を取るのが楽なのです。人用のブラシは、ピンセットなどの道具で毛を取る必要がありました。ネコの舌ブラシは、トゲの向きに沿ってひとなでするだけで、毛がひとかたまりで取れました。

2人は、このブラシの技術について特許の出願をしています。ネコの皮ふに薬や洗浄液を直接ぬる道具になるかもしれない、と論文に書いています。

05くぼみのほかの役目や、体を冷やす効果の大きさは、まだ確かではない

ここで、この研究で言えることと言えないことを分けておきます。

トゲの先にくぼみがあることは、6種の舌で確かめられました。ただし、調べた舌は1種につき1つです。高速カメラで撮った飼いネコも3匹だけでした。

だ液を毛に移す実験は、切り取った舌を機械で動かしたものです。生きたネコの舌は、もっとやわらかく動きます。本物の毛づくろいでどれだけのだ液が根元まで届くかは、まだ測られていません。

体を冷やす効果も、計算で出した値です。2人は、ネコが1日に約2.4時間毛づくろいをすると考えました。そして、トゲのくぼみが毎回だ液で満たされるとすると、体が逃がすべき熱の最大で約25%をまかなえる、と見積もりました。これは条件がそろったときの上限で、実際に測った値ではありません。

トゲの役目が、だ液を運ぶことだけとはかぎりません。論文でも、ほかの役目がありうると書いています。たとえば、食べ物をつかむことや、とがった先を肉に食いこませることです。毛づくろいのとき、皮ふを刺激している可能性もあります。

ライオンのトゲは、調べた中でいちばん長い2.7mmでした。ただ、この舌はメスのものでした。2人は、オスのライオンもトゲが長く、たてがみの手入れに役立っているかもしれない、と書いています。けれども、オスの舌はまだ調べられていません。

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もっと深く

なぜそうなったのか。研究の歴史と、まだ決着していない議論まで。

研究の歴史：トゲは「中までつまった円すい」と思われていた

ネコの舌のトゲは、昔から顕微鏡で調べられてきました。ノエルさんたちによると、1982年の研究は、トゲを「中までつまった円すい形」だと結論づけました。この見方は、1990年代の研究でもそのまま引きつがれました。

ノエルさんたちは、トゲをまるごと取り出し、マイクロCTで立体的に写しました。そこに、くぼみに水を当てて動きを見るという、機械工学らしい実験を組み合わせました。形を見るだけでなく、その形が何をしているかを確かめたのです。

汗をかけない動物は、だ液で体を冷やす

ネコの汗を出すしくみは、足の裏にしかありません。そのため、毛づくろいが体温の調節に役立つのではないかと、昔から考えられてきました。論文で引用された資料では、ネコの体から蒸発する水分の最大3分の1が、毛についただ液によるものと見積もられています。

体をなめて冷やす動物は、ほかにもいます。ネズミは体をなめて体温を下げます。カンガルーのひじには皮ふのうすい部分があり、そこをなめて体を冷やします。乳牛の牧場では、牛に水をかけて暑さをやわらげ、牛乳の量を増やす方法が使われています。ネコの舌のトゲは、だ液を毛の根元の皮ふの近くまで届けます。皮ふの近くでだ液が蒸発すると、皮ふを直接冷やせる、と2人は書いています。

ほかの動物の舌と比べると

ノエルさんとフーさんは同じ2018年に、いろいろな動物の舌をくらべた論文も書いています。カエルの舌は人の舌の10倍やわらかく、勢いよく飛び出して、元の長さの130%まで届きます。カエルのだ液は人のだ液より175倍ねばり、毛や羽のある獲物にもくっつきます。マカロニペンギンの舌には、人のつめほどの大きさのトゲがあり、魚を飲みこむのを助けています。

この論文で紹介された舌の多くは、食べ物をとらえるための舌でした。ネコのトゲは、それに加えて、だ液を運ぶという別の仕事もしていました。一つの形が、いくつもの役目を受け持っていることになります。

この研究方法の強みと限界

この研究の強みは、6種の舌をそろえて同じ方法で比べたことです。体の大きさが30倍以上違うのに、トゲの高さはほぼ同じでした。2人はこれを、トゲが毛づくろいで大事な役目を持つしるしだと考えています。

限界もあります。毛の太さや長さは9種で自分たちで測りましたが、ほかの種のデータは文献から集めました。2人は、品種もふくめて20種類のネコで、毛の層の厚さとトゲの高さを比べました。そのうち14種類はトゲの実物がなく、6種の平均の2.3mmで計算しています。その計算では、ペルシャネコの2品種だけが、トゲが皮ふまで届かない側に入りました。ペルシャネコの飼い主は毎日ブラシをかけるよう勧められている、と論文は動物病院の案内を引用しています。ただし、測ったのは背中の毛です。顔や足の毛は短いので、もっと手入れしやすいと考えられます。

06まとめ

ネコの舌のザラザラは、何百本ものトゲでできています。トゲの先にはU字のくぼみがあり、だ液をためて毛の根元の皮ふまで運んでいました。イエネコからライオンまで6種で同じつくりで、トゲの高さはどれも約2.3mmでした。

このしくみは、汚れを落とすことと、体を冷やすことの両方に役立つと考えられています。ただし、体を冷やす効果の大きさは計算で出した値で、生きたネコではまだ測られていません。

次にネコになめられたら、ザラザラの一本一本の先に、小さなくぼみがあることを思い出してください。そのくぼみ1つにたまるだ液は、0.014μLです。