アホロートル

中学校の理科で、両生類は幼少期はえら呼吸をし、おとなになると肺呼吸を行うことを習いました。しかし、メキシコサンショウウオ（ウーパールーパー）は寿命が尽きるまでえら呼吸を続けます。つまり、メキシコサンショウウオは肺で呼吸するおとなの形態になることなく、子孫を残しています。こうした、成長が途中で止まり、生殖器官だけが成熟する現象を幼形成熟といいます。幼形成熟したメキシコサンショウウオの個体はアホロートルと呼ばれています。アホロートルは、手足を切断しても元の状態に戻る再生能力を持っており、再生のメカニズムを解明するために利用されてきました。 

両生類はオタマジャクシの形態で卵から生まれ、成長が進むにつれて肢がはえ、えら呼吸から肺呼吸に切り替え、尾がなくなって成体になります。これらの変化は、成長に伴って甲状腺から分泌されるチロキシンという物質によって起こります。メキシコサンショウウオ（そのアルビノ個体はウーパールーパーといわれる）は、ヨウ素が不足する環境に生息していました。ヨウ素の不足はチロキシンの分泌を阻害するため、メキシコサンショウウオは成体になることができないのです。

　ヨウ素を充実させたり、外部からチロキシンを与えたりすればメキシコサンショウウオも変態し、肺呼吸を行う成体になります。メキシコサンショウウオを変態させるのは、両生類の飼育が好きな人には人気なようで、やり方を解説しているサイトも多数あります。

　では、成体になれないメキシコサンショウウオはどうやって子孫を残しているのでしょうか？ メキシコサンショウウオは、幼生のうちに生殖器官が成熟するようにしたのです。この変化によって成体になれなくても子孫を残せるようになりました。このような、幼体のまま生殖機能を獲得する現象を幼形成熟といいます。

　次は、アホロートルが持つ高い再生能力についてみてみましょう。アホロートルに限らず、両生類の幼生は切断された肢を完全に再生できます。カエルのオタマジャクシでも、肢を再生することができますが、成体になるとその再生能力を失います。アホロートルは、変態せず、幼生形態を維持する戦略により、再生能力を生涯にわたって維持することに成功した動物と言えます。このことから、アホロートルは脊椎動物の再生のモデル生物として利用されています。アホロートルの肢の再生はどのように起こるのでしょうか？ アホロートルの肢の軟骨組織に、GFPという蛍光するタンパク質の遺伝子を導入したアホロートルの肢の軟骨組織を移植し、生着してから切断します。すると、再生した肢では軟骨組織のみが蛍光し、他の組織では蛍光しませんでした。同様に肢の他の組織でも移植を行い切断したところ、再生した肢で蛍光する組織は、切断される前に蛍光する組織が移植された組織と一致するという結果が得られました。このことから、細胞は自身がどのような細胞になったかの履歴をもっていて、全く違う組織の細胞になることはできないことがわかりました。 

参考文献

イモリの肢再生のしくみは変態によって切り替わる ～２５０年来の謎に迫る発見～ | 生物・環境 - TSUKUBA JOURNAL（2024-06-22閲覧）

https://www.tsukuba.ac.jp/journal/biology-environment/20160330180051.html