カメレオンが派手に色を変えるのは、隠れるためより仲間への合図のためらしい。21系統を比べた

カメレオンといえば、まわりの色に合わせて体の色を変え、敵から身を隠す動物。多くの人がそう思っています。カメレオンの色変わりは、古代ギリシャのアリストテレスの時代から書き残されてきました。

ところが、アフリカ南部のカメレオン21系統を比べた研究は、別の答えを出しました。色を大きく変えられる種ほど、オスどうしの争いや求愛のときに、背景から目立つ色を出していたのです。一方で、背景の色がさまざまな場所にすむ種ほど色を変える、という関係は見られませんでした。

ただし、カメレオンが色で隠れないわけではありません。敵の鳥の模型を見せると、背景に近い色になる種もいます。「隠れるため」は半分だけ正しく、派手な色変わりが進化した主な理由は別にありそうです。

01同じカメレオンでも、色の変わり方は種によって大きく違う

カメレオンの仲間は150種以上います。そのうち、明るさが少し変わるだけの種もいれば、青、緑、オレンジ、黄色、黒などを組み合わせて大きく色を変える種もいます。なぜ、こんなに違うのでしょうか。

考えられる答えは2つあります。1つは、いろいろな背景に合わせて隠れるため、という説明です。もう1つは、仲間に合図を送るため、という説明です。合図の色は、見せたい相手にだけ一瞬見せ、ふだんは隠しておけます。そうであれば、見せる瞬間はできるだけ目立つほうが得です。

この問題に取り組んだのが、南アフリカのウィットウォーターズランド大学などのデヴィ・スチュアート＝フォックス（Devi Stuart-Fox）さんたちです。2008年に論文を出しました。

0221系統のオスを枝の上で出会わせ、色を測った

調べたのは、アフリカ南部にすむコビトカメレオン属のカメレオンです。この仲間は、種によって出せる色の種類や幅が大きく違います。当時知られていた14種すべてと、見た目と遺伝子がはっきり違う7つの集団、合わせて21系統を調べました。

研究チームは、それぞれのカメレオンがすむ野外で、大人のオスどうしを1本の枝の上で出会わせました。オスは、首をふったり、体の横を見せたり、相手を追いかけたりします。負けたオスは、逃げたり、枝の裏側へ回りこんだりします。

そのときの体の色を、光の反射を細かく測る装置で記録しました。測ったのは、体の横の上・中・下の3か所です。勝ったときの色と、負けたときの色の差を「色を変える力」としました。コビトカメレオンの仲間は、敵の模型を見せたときより、こうした争いのときに最も大きく色を変えるからです。

色が目立つかどうかは、人の目ではなく、カメレオンの目で考えなければなりません。研究チームは、カメレオンの目の光を感じる細胞のデータを使い、カメレオンにどう見えるかを計算しました。カメレオンを食べる鳥の目でも、同じ計算をしました。

03色を大きく変える種ほど、目立つ合図を出していた

結果ははっきりしていました。色を大きく変える種ほど、勝ったときの色が、まわりの草木の色から目立っていました。体の横の3か所すべてで、同じ傾向でした。となり合う体の部分どうしの色の違いも大きくなっていました。

一方、「隠れるため」の説明から予想されることは、見られませんでした。隠れるためなら、背景の色がさまざまな場所にすむ種ほど、色を変える力が大きいはずです。でも、そのような関係はありませんでした。

すむ場所の影響もありました。草原や低い茂みのように、地面近くに枝や茎が多い場所の種は、色の変化が小さめでした。色の変化が小さいのが鳥から隠れるためなら、勝ったときの色は、鳥の目で見て目立ちにくくなっているはずです。しかし、そうはなっていませんでした。代わりに、負けたときの色のほうが目立つようになっていました。ごちゃごちゃした背景の中でも、負けの合図が相手に伝わるためかもしれない、と研究チームは考えています。

04敵が鳥かヘビかで、色の合わせ方を変えていた

では、カメレオンは色で隠れないのでしょうか。そうではありません。同じ研究チームは、別の実験でそれを確かめています。

南アフリカのコビトカメレオンの1種で、オスとメス8匹ずつを野外で調べました。枝の上のカメレオンに、モズの仲間の鳥の剥製と、ブームスラングという、昼に目で獲物を探すヘビの模型を見せます。すると、カメレオンは体を平たくして、枝の裏側へ回りこみました。そのときの色を測ると、ヘビより鳥を見せたときのほうが、背景の色によく合っていました。

鳥は、ヘビより色を細かく見分けられます。鳥の目から隠れるには、それだけ背景に近い色が必要なのかもしれません。ただし、ヘビを見せたときの色をヘビの目で計算すると、鳥を見せたときの色を鳥の目で見た場合より、見つかりにくい結果でした。ヘビは色を見分ける力が弱いからです。

つまり、カメレオンの色は、隠れることにもきちんと使われています。2008年の論文も、この仲間の色には隠れる働きがはっきりあると認めています。そのうえで、大きく色を変える力を育てた主な理由は、仲間への合図だと考えているのです。

05色は、皮ふの中の小さな結晶の並び方で変わっていた

カメレオンは、どうやって色を変えているのでしょうか。長い間、色素の入った小さなつぶを細胞の中で広げたり集めたりしている、と考えられてきました。

2015年、スイスのジュネーブ大学のチームが、マダガスカルのパンサーカメレオンを調べました。大人のオスは、ほかのオスやメスに出会うと、数分のうちに緑の部分を黄色やオレンジに、青い部分を白っぽく変えます。この変化は元に戻せます。

皮ふを電子顕微鏡で見ると、上の層の細胞に、とても小さな結晶がすき間なく並んでいました。グアニンという物質の結晶で、直径は約0.00013mmです。休んでいるときと興奮しているときを比べると、結晶の大きさは同じでした。違ったのは、結晶どうしの間かくです。休んでいる青や緑の皮ふでは、興奮した皮ふより間かくが平均で約30%短かったのです。

結晶の並びの間かくが変わると、強く反射する光の色が変わります。研究チームは、皮ふのかけらを濃い液に入れて、細胞を縮ませる実験もしました。すると、結晶の間かくが縮み、色は青い側へ変わりました。緑の皮ふには、黄色い色素の細胞もあります。結晶が反射する青い光と黄色い色素が重なって、緑に見えると考えられています。

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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。

色を変える力は、はじめは体温の調節や隠れるために生まれたのかもしれない

カメレオンに近いトカゲの仲間にも、色を少し変えられる種はたくさんいます。ただ、その多くは明るさの変化で、体温の調節や隠れることに使われています。カメレオンの中でも古い系統の属では、色の変化は明るさが中心です。2008年の論文は、こう考えています。色を変える力は、はじめは体温の調節や隠れるために生まれたのかもしれない。その後、一部のカメレオンで、仲間への合図として、派手な色の変化が発達した、という筋書きです。

コビトカメレオンの仲間は、どの種も明るさを大きく変えられます。体温の調節、メスが求愛を断るとき、隠れるとき、といった場面です。一方、色合いそのものを大きく変えるのは、主に仲間どうしのやりとりの場面でした。

体の部分ごとに、伝えている中身が違う

2013年、アメリカのアリゾナ州立大学の研究チームは、エボシカメレオンのオスどうしの争いを調べました。体の帯の部分がより明るくなったオスほど、相手に近づいていく傾向がありました。頭がより明るくなったオスほど、争いに勝ちやすい傾向がありました。頭の色が変わる速さも、勝ち負けの予想に役立ちました。遠くから体の横を見せ合い、次に頭を向けて近づく、という争いの順番と合っています。色を変える速さまで合図になっているのかもしれません。

2つの層で「隠れる」と「目立つ」を両立する

パンサーカメレオンの皮ふには、結晶の入った細胞の層がもう1つ、深い所にありました。こちらの結晶は大きく、並び方はばらばらです。この層は目に見える色を変えません。その代わり、目に見えない近赤外線をよく反射します。研究チームの計算では、この波長の範囲の太陽のエネルギーの約45%が、皮ふで反射されていました。日差しから体を守る働きがあるのかもしれません。上の層は大人のオスでよく発達し、メスや子どもでは薄くなっていました。研究チームは、2つの層を持つことで、隠れることと派手な合図の両方ができるようになったと考えています。

この研究で言えること、言えないこと

2008年の研究は、多くの系統を比べた点が強みです。ただ、すむ場所ごとに、カメレオンが実際に鳥やヘビにどれくらい食べられているのかは測っていません。研究チームも、食べられる危険を直接調べることや、ヘビなど鳥以外の敵も含めることが必要だと書いています。

06まとめ

アフリカ南部のコビトカメレオン21系統を比べると、色を大きく変える種ほど、争いで目立つ色を出していました。背景の色がさまざまな場所にすむ種ほど色を変える、という関係はありませんでした。カメレオンは色で隠れることもしますが、派手な色変わりの主な理由は仲間への合図だと考えられます。

色を変えるしくみも、色素だけではありませんでした。パンサーカメレオンでは、皮ふの中の小さな結晶の間かくを変えて、緑を黄色やオレンジに変えていました。カメレオンの色が急に変わる場面を見たら、背景よりも、近くにほかのカメレオンがいないかを確かめてみてください。