暗い場所に生息する動物の白色化について

質問

洞窟の奥深くといった光のない場所に生息している動物は目が退化したり、肌が白くなったり透明っぽくなったりします。
　目の方はなんとなく納得いくのですが、肌の透明化の機序がわかりません。
　光がないことで肌がどういった流れで白色化・透明化するのか、専門家の方でわかりやすく説明していただければ嬉しいです。
　よろしくお願いします。

回答No.5

CUSQUENA

sesameさんのおっしゃる動物に見られる青、緑系の色彩の多くは構造色（薄膜干渉による呈色）によるものです。ただ、一部の甲殻類などでは青い色素も見つかっているらしいですが。

dragonさんがおっしゃるような説明も納得できるのですが、木村資生の「分子進化の中立説」からの説明も可能かと思います。このへんの詳しい説明は省略します（詳しくは「目が語る進化の歴史」など読んでみて下さい）が、つまり全突然変異率μtにおける中立な変化の割合fとして、進化速度、つまり一定期間に固定される変異数vは
v=f・μt
で表されます。変異が重大な機能的損失を起こす部分ではfが小さく、逆にそのような機能的制約のない遺伝子においてはfが大きく変異が多く蓄積されます。
ようするにどうでもいい遺伝子にはどんどん変異が蓄積されるわけですね。当然と言えば当然ですが。
暗闇では色彩の意味はなくなるので、色素生成に関わる遺伝子は機能的制約がなくなるわけです。そうすると変異が起こりやすくなる。色素生成という一連のプロセスはどこかがちょっとでもおかしくなると崩れます。でも色素出来なくっても関係ないじゃん。なぜなら何も見えないもん。てなように色素が出来なくなるのは簡単なことなのです。だから、コスト的な面よりもむしろ遺伝子が「おかしくなって」色がなくなるけど、べつにどうでもいいからそのまま固定されちゃった、と考える方が自然かと思います。こんなんでいい？

回答No.4

dragon-2

両生類や魚類の体色変化（メラニン色素）のコントロールは脳下垂体中葉から分泌されるインテルメジン（黒色素胞刺激ホルモン）によって、メラニン顆粒の拡散とメラニンの合成を促進させます。当然、体外の雰囲気（環境）によってへんかします。主な情報源は視覚です。他の生物での皮膚細胞のメラニン合成は皮膚に当たった紫外線量によります。
　このメラニン色素を全く合成できないのが突然変異で生まれる「アルビノ」＝「白子」とよばれるものです。日光下では紫外線によるダメージを受けますから、生命力が弱いので、繁殖し難い。
　ところが、日光が入らないところでは、アルビノの方が優位なことがある。わざわざ、メラニン色素をつくるためのエネルギーを消費しなくてもいいわけですから。洞窟などでアルビノ種が多いわけはだいたいこのように説明されます。

お礼

ご回答、ありがとうございました。

　白くない生物が洞窟に住み始める
→真っ暗で紫外線に当らない
→メラニン色素を作って、紫外線対策をする必要がない
→メラニン色素を作らなくなる個体ができる
→段々、そういう個体が増える

　長い目で進化を見ると、このようになるのでしょうか？
　一般的な動物の白子は劣性遺伝だそうですが、そうなると上記の流れとは違っているということになるのでしょうか？

　また、機会があれば、お答えくださると嬉しいです。

回答No.3

sesame

>>確かに白色の動物は雪原や南極に生息するものが多く、ジャングルやサバンナには少ないですね。
どうでしょう？ 極地の動物でも真っ白なのはホッキョクグマやアザラシの子供くらいですし、それに極地の夏は非常に強烈な日射があります（空気が乾燥し、雪氷からの照り返しもあるため）。
これらの動物が白いのは紫外線から身を守る必要がないからではなく、雪の保護色だからではないかと思うのですが、いかがでしょう？

>>哺乳類以外の両生類などにもメラニン色素ってあるのでしょうか？
硬骨魚類、両生類、爬虫類の体表の色素も基本的にはメラニン細胞によるもののようですね。
MCH等のホルモン作用に応じたメラニンのふるまいが綱によって異なるようですが。
ただ、哺乳類以外の脊椎動物で見られる鮮やかな緑・青系の色は何でできているのか、は調べてみましたがわかりませんでした。

お礼

>>確かに白色の動物は雪原や南極に生息するものが多く、ジャングルやサバンナには少ないですね。
　この場合の白色は「白子」という意味ではなく、「保護色で体毛が白い動物」という意味で書きました。
　紛らわしい書き方ですみません。

　そういえば、哺乳類には爬虫類・両生類のような強烈な色した動物はあまりいませんね。いたら、綺麗でしょうに。

　ご回答、ありがとうございました。

回答No.2

sesame

「肌の色素が濃くなるのはどんな淘汰圧が働いているからか」を考えるとわかりやすいと思います。
保護色、擬態、同種の他個体識別、など視覚的な要因もありますが、大きいのは、紫外線によって体表近くの細胞が壊死したり変異したりするのを防ぐ「防御」という側面ではないかと考えられます。
肌が白いととうぜん紫外線にやられやすくなりますから日光の下では弱く、そういう血統は生き残りにくい。ところが光のない環境ではそういう色素が欠落した個体の生存を不利にする淘汰圧がかからなくなり、結果として白い個体が増える、ということではないでしょうか？

お礼

こちらも納得の行くお答え、ありがとうございます。
　確かに白色の動物は雪原や南極に生息するものが多く、ジャングルやサバンナには少ないですね。

　話は変わりますが、日光によるメラニン色素生成をしなくなるので色白になっていくのかと思っていたのですが、哺乳類以外の両生類などにもメラニン色素ってあるのでしょうか？　それも疑問です。

回答No.1

kohji

素人なので、ご期待に添えるかどうかわかりませんが…

色素にしろ何にしろ、物を合成して作り出すのにはある程度エネルギーがいるので「いらない物は作らない」方が生命的に有利なんだと思います。

暗い所では色が付いていることに何の意味もありませんから、元々の物質の色が出ていると考えるのはどうでしょう。

お礼

確かに、暗くて何も見えないからという理由で目が退化してるわけですから、固体表面の色分けもなくていいんですよね。
　納得できるご意見です。
　ありがとうございました。