クラゲに脳はありません。神経の細胞は体じゅうに網のように散らばっていて、命令を出す司令塔にあたる場所がないのです。ただし傘のふちには神経が輪になって集まっており、ここが脳の代わりに近い働きをしていると考えられています。
一方の目は、多くのクラゲにあります。ただ、その性能は種類によってまるで違うのです。身近なミズクラゲの目は明るさを感じるだけの「眼点（がんてん）」ですが、立方クラゲと呼ばれる仲間はレンズの付いた目を含めて24個もの目を備えています。しかも脳のないクラゲが、夜になると眠り、ぶつかった経験から学ぶことまで分かってきました。
クラゲに脳がないのは本当？
本当です。クラゲはイソギンチャクやサンゴと同じ刺胞動物（しほうどうぶつ）の仲間で、神経細胞のかたまりである脳を持ちません。そのかわりにあるのが、体のつくりに合わせた別の神経の配り方です。
神経が網のように広がる「散在神経系」
クラゲの神経細胞は、傘や触手の中に網の目のように散らばってつながっています。これが散在神経系（さんざいしんけいけい）です。ヒトのように脳と脊髄に神経が集まる「中枢神経系」とは、まったく違う設計です。
司令塔がなく、どこからでも信号が伝わる
網の目のつくりでは、どこか一か所が刺激を受けると、信号がまわりへ広がっていきます。北海道大学のクラゲの教材では、クラゲの神経は散在神経系で脳はないと説明されています。上から命令が下りてくるというより、体全体がゆるやかにつながって反応するイメージです。
放射状の体には「前」がない
ヒトや魚には頭と尾があり、進む方向の先に目や口や脳が集まっています。クラゲの体は傘の中心から放射状に広がっていて、決まった「前」がありません。どの方向から餌や危険が来てもおかしくない体なら、神経を一か所に集めないのも理にかなっています。
傘のふちの「神経の輪」
散らばっているとはいえ、神経がまったく均一なわけではありません。多くのクラゲでは、傘のふちに沿って神経細胞がリング状に集まっています。
中枢神経のように働くと考えられている
北海道大学の教材では、この輪が中枢神経のように働いていると考えられている、と紹介されています。脳という「かたまり」はなくても、情報をまとめる場所は傘のふちに細長く引き延ばされて存在している、と言えそうです。
感覚器も同じ傘のふちに並ぶ
光や重力を感じる感覚器も、この輪の上に並んでいます。ミズクラゲなら、傘のふちの切れ込みごとに8か所です。感じる場所とまとめる場所がすぐ隣にあるので、信号の行き来が短くて済みます。
ヒトの体と並べて見えること
クラゲには脳だけでなく、心臓も骨もありません。ヒトの体にある装置が、クラゲではどこに置き換わっているのか。役目ごとに、ヒトの装置とクラゲの代役を組にしました。
| はたらき | ヒト | ミズクラゲ |
|---|---|---|
| 情報をまとめる | 脳と脊髄（中枢神経） | 体じゅうの神経の網＋傘のふちの神経の輪 |
| 光を感じる | 頭の2つの目 | 傘のふち8か所の感覚器にある眼点 |
| 上下を知る | 耳の奥の器官 | 感覚器の中の重い粒（平衡胞） |
| 栄養を運ぶ | 心臓と血管 | 放射管の中を繊毛で流す |
| 体を支える | 骨と筋肉 | 水分の多いゼリー状の層 |
一つひとつの装置は簡素でも、役目そのものはひと通りそろっているのです。
神経細胞の数はけた違い
ヒトの脳の神経細胞は、およそ860億個とされています。24個の目を持つ立方クラゲでも、目の集まる感覚器1か所で千個ほど。数ではまったく勝負になりませんが、この後に見るように、クラゲは少ない神経でかなりのことをこなしています。
脳がないのに、どうやって泳いで餌を食べている？
泳ぐリズムを刻むのは傘のふちの感覚器で、餌を捕る毒針は神経の命令を待たずに飛び出すしくみです。脳が一括で指示を出すのではなく、仕事ごとに持ち場が分かれているのです。
拍動のリズムは感覚器が刻む
クラゲは傘を縮めては広げ、水を押し出して進みます。この「ふわっ、ふわっ」という拍動のテンポを決めているのは、傘のふちの感覚器です。
19世紀の切り取り実験で分かったこと
イギリスの生物学者ジョージ・ロマネスは、19世紀後半にクラゲの傘をあちこち切り取る実験を重ねました。縮む波はたいてい感覚器の一つから始まり、傘に切れ込みを入れても回り込んで伝わっていったといいます。2019年に学術誌eLifeに載ったミズクラゲの研究も、この古典的な観察を出発点にしていました。
感覚器をすべて外すと拍動が止まる
感覚器を取り除くと、自分から縮む動きは止まってしまいます。感覚器の中にはリズムを生み出す「ペースメーカー」があり、8か所あればどれか一つが先に打ったテンポに全体がそろう、と考えられています。一つが壊れても、ほかが代わりを務められるわけです。
触手の毒針は神経を待たずに飛び出す
クラゲの触手には、刺胞（しほう）と呼ばれる小さなカプセルがびっしり。中には毒の付いた細い糸が巻いて収められており、獲物が触れると一気に打ち出されます。
カプセル自体が引き金を持っている
刺胞は、触れたものの感触や化学物質に反応して発射されます。どこを刺すか判断する脳はいりません。海水浴で打ち上げられたクラゲに触れて刺されることがあるのも、この仕組みがクラゲの意思とは関係なく働くためです。
発射にかかる時間は700ナノ秒
2006年に学術誌Current Biologyに載った研究では、刺胞が発射される速さを超高速カメラで測りました。かかった時間は最短700ナノ秒、つまり1秒の約140万分の1です。加速度は最大で重力の約541万倍に達し、甲殻類の硬い殻を貫けるほどの圧力になると計算されています。
「おなかいっぱい」も脳なしで分かる
獲物を捕まえたクラゲは、触手を曲げて口へ運びます。食べ過ぎないように加減する仕組みも、脳のない体にちゃんと備わっていました。
満腹になると触手の動きが鈍る
東北大学などのグループは2023年、エダアシクラゲという小さなクラゲで食欲の仕組みを調べました。餌をたくさん食べると、GLWアミドと呼ばれる短いペプチドが働き、触手が餌を口へ運ぶ動きにブレーキがかかります。いわば、触手の筋肉に「もう十分」と伝える合図です。
ハエとも共通する6億年前からの仕組み
同じ研究では、ショウジョウバエの似たペプチドも満腹のブレーキとして働くことを確かめています。クラゲと昆虫が分かれたのは約6億年前と考えられています。脳ができるより前から、満腹を知る仕組みは受け継がれてきたのかもしれません。
クラゲの目はどこについている？
クラゲの目があるのは、傘のふちにある小さな感覚器の中です。ミズクラゲの場合は明るさが分かる程度の簡単な目で、形のある像は見えていないと考えられています。
傘のふちの小さな突起が「感覚器」
水族館でミズクラゲをよく見ると、傘のふちの切れ込みの境目に、白っぽい小さな点があります。これが目や平衡感覚の器官をまとめて収めた感覚器です。
ミズクラゲは8か所
ミズクラゲの感覚器は、傘のふちに沿って全部で8か所あります。四つ葉のクローバーのような胃の模様とあわせて見ると、体が4の倍数で組み立てられていることが分かるはずです。
目の数は「8個」とも「16個」とも
大阪の海遊館は、感覚器1か所に眼点が2つずつあるので、ミズクラゲは16個の目を持つと説明しています。下関の海響館の説明では、ミズクラゲの眼は傘の縁に沿って8個です。感覚器ごとに数えるか、眼点ごとに数えるかの違いで、どちらかが誤りというわけではありません。
明るさだけが分かる「眼点」
眼点は、光を感じる細胞と色素が集まっただけのシンプルな目です。レンズがないので、物の形までは見分けられません。
光を頼りに餌の多い場所へ
海響館によると、種類によっては暗くなると活発に泳ぎ出すクラゲもいます。眼点で明るさを感じ取り、餌のプランクトンが多く集まる明るい場所へ移動していると考えられています。見るというより、光の強さを測る計器に近い使い方です。
目を持たないクラゲもいる
海遊館は、眼点を持たない種類のクラゲもいると紹介しています。「クラゲに目はあるか」の答えが「種類による」になるのは、このためです。同じクラゲでも、目を持たないものから明暗だけ分かるもの、さらにレンズ付きの目を持つものまで幅があります。
重さで上下を知る「平衡胞」
感覚器には、目のほかに体の傾きを知る仕組みも入っています。ヒトでいえば、耳の奥にあってバランスをとる器官にあたる部分です。
重い粒が傾きを教える
感覚器の先には、平衡石と呼ばれる重い結晶の粒が入っています。体が傾くと粒の重みがかかる向きが変わり、それを周りの細胞が感じ取ります。どちらが上でどちらが下か、水の中でも見失わずにいられるのはこのためです。
重りが目の向きまで決めるクラゲも
この重い粒を、目の向きを保つのに使っているクラゲもいます。感覚器が細い柄でぶら下がっていて、先に重りが付いているため、体がどう傾いても特定の目が真上を向き続けるのです。それが、次に紹介する24個の目を持つクラゲです。
24個の目を持つクラゲは何を見ている？
箱のような四角い傘を持つ立方クラゲの仲間は、4か所の感覚器に6個ずつ、合わせて24個の目を持っています。そのうち上を向く目で水面越しに陸の木を見上げ、住みかへ戻る道しるべにしていることが分かっています。
4種類の目が1か所に6個
詳しく調べられているのは、カリブ海のマングローブ林に住むTripedalia cystophoraという、傘が指先ほどの小さな立方クラゲです。1つの感覚器に、つくりの違う4種類の目が組み合わされています。6個の目は、形も向きもばらばらです。
| 目の種類 | 感覚器1か所あたり | つくり | 分かっている役目 |
|---|---|---|---|
| 上のレンズ眼 | 1個 | レンズ・網膜あり | 水面越しに真上を見る |
| 下のレンズ眼 | 1個 | レンズ・網膜あり | 横や下の障害物を見る |
| ピット眼 | 2個 | くぼみ状、レンズなし | 明るさを感じる |
| スリット眼 | 2個 | すき間状、レンズなし | 明るさを感じる |
ピット眼とスリット眼の細かな役割には、まだ分かっていない部分も残っています。
レンズ眼はヒトの目に近いつくり
2つのレンズ眼には、角膜にあたる膜とレンズ、光を受ける網膜がそろっています。脳を持たない動物に、像を結ぶ目があるわけです。24個のうちヒトの目にいちばん近いのは、この上下のレンズ眼です。
色は見分けられない
2007年の研究では、立方クラゲのレンズ眼は反応が遅く、色を見分けられないと報告されました。論文の題名そのものが「遅くて色の見えない目」です。高性能のカメラというより、白黒で少しゆっくり映るモニターを想像すると近そうです。
わざとピンぼけのレンズ
レンズを持っているのに、立方クラゲの目はくっきりとは見えていません。それが欠点ではなく、暮らしに合った工夫だと考えられています。
網膜がピントの位置からずれている
2005年に科学誌Natureに載った研究で、レンズ自体は鮮明な像を作れる優れたものだと分かりました。ところが網膜がレンズに近すぎて、ピントの合う位置からずれています。クラゲに届く景色は、いつもぼやけているのです。
細かいものを見ないための設計
ぼやけた視界では、水中を漂う細かなゴミやプランクトンは消えてしまいます。残るのは、根や岩のような大きくて動かないものの影だけです。脳で情報を選り分けられない動物にとって、見なくていいものを最初から映さない目は、処理を軽くする近道になっていると考えられています。
水面越しにマングローブの木を見上げる
2011年、デンマークの研究チームは、この立方クラゲが陸の景色を目印に泳いでいることを確かめました。上のレンズ眼が、水面の向こうにあるマングローブの木々をとらえていたのです。
重りのおかげで上の目はいつも真上
感覚器は柄の先にぶら下がり、平衡石の重みで向きが保たれます。そのため上のレンズ眼は、クラゲの姿勢に関係なく常に真上を向いています。視野はおよそ97度で、水面の屈折によって空と陸の景色がぎゅっと縮んで見える範囲とほぼ重なるそうです。
8メートル先の木陰まで見える
研究チームは、クラゲの目に映る景色を光学モデルで再現しました。高さ約5メートルの木々は、林のふちから4メートルの距離なら見分けられ、8メートルでもなんとか見えるという結果です。12メートル離れると見えなくなります。暗い木の影と明るい空の差を頼りに、根の間にある餌場へ戻っていると考えられるそうです。
日本の海にいる立方クラゲ
立方クラゲの仲間は、日本の海にもいます。お盆のころに海水浴場で刺される被害が出るアンドンクラゲや、沖縄のハブクラゲがそうです。
ハブクラゲの触手は1.5メートル
ハブクラゲも、四角い傘のふちに感覚器を持つ立方クラゲの仲間です。沖縄美ら海水族館によると、傘の高さは10センチを超え、触手は1.5メートルにもなります。5〜10月ごろに港や海水浴場の浅い場所に現れ、沖縄で被害がもっとも多い海の危険生物とされています。
目で見て泳ぐクラゲは刺す力も強い
立方クラゲは、ただ波まかせに漂うクラゲではありません。目を使い、自分から力強く泳ぐ仲間とされています。そのうえ、ハブクラゲの触手が持つのは非常に強い毒です。沖縄県が、海水浴はハブクラゲ侵入防止ネットの内側でと呼びかけているのは、このためです。
脳がなくても眠ったり学んだりする？
眠りも学習も、クラゲで確認されています。どちらも長いあいだ脳の働きだと考えられてきたので、研究者たちにとっても驚きの結果でした。
サカサクラゲは夜になると眠る
2017年、アメリカのカリフォルニア工科大学のチームが、サカサクラゲの仲間（Cassiopea属）に眠りに似た状態があると発表しました。傘を下にして海底にひっくり返ったまま、休まず拍動を続けるクラゲです。
夜は拍動が1分39回に落ちる
拍動の回数は、昼間は1分間におよそ58回、夜は約39回でした。夜に休んでいるクラゲの足場を抜き取ると、姿勢を立て直すまでに最大で5秒ほどかかります。起きているときはすぐに反応するので、夜は刺激への反応そのものが鈍っていると分かりました。
寝不足になると翌日うとうとする
次に試されたのは寝不足です。夜のあいだ10秒ごとに水流を当てて、20分間クラゲを休ませないようにしました。すると翌日の昼間に、ふだんより休む時間が増えたのです。眠りを奪われると後で取り戻そうとする性質は、ヒトの睡眠にも見られる特徴です。眠気を誘うメラトニンを与えると、休みの状態に入りやすくなることも確かめられています。
立方クラゲはぶつかって覚える
2023年には、24個の目を持つTripedalia cystophoraが経験から学ぶことが報告されました。ドイツのキール大学とデンマークのコペンハーゲン大学のチームによる研究です。
7分半で壁から離れて泳ぐように
灰色と白のしま模様を壁に貼った水槽は、マングローブの根が並ぶ景色を見立てたものです。薄い灰色のしまは遠くの根のように見えるため、クラゲは最初、何度も壁にぶつかりました。ところが7分半ほどで、壁との平均距離は約50%広がり、うまく向きを変える回数は4倍に。
切り離した感覚器だけでも学習した
研究チームは、体から切り離した感覚器1つに灰色のしまを見せる実験もしました。最初は反応しなかった感覚器が、ぶつかったときの刺激に似た弱い電気と組み合わせて見せ続けるうちに、しまを見ただけでよける信号を出すようになったのです。学習の場は、目と神経がまとまった感覚器そのものにあると考えられています。
眠りも学習も脳より古い？
クラゲの仲間は、脳を持つ動物の祖先と早い時期に枝分かれしたグループです。そのクラゲで眠りや学習が見つかったことは、どちらも脳ができる前からあった可能性を示しています。
眠る理由は脳だけの問題ではないのかも
サカサクラゲの研究は、散在神経系しか持たない動物で眠りに似た状態を確かめた最初の例とされています。眠りは脳を休めるためのもの、という考えだけでは、脳のないクラゲが眠る理由を説明しきれません。神経細胞そのものに休息が必要なのではないか、という見方も出ています。
クラゲが「考えている」とまでは言えない
ただし、眠りや学習があることは、クラゲが私たちのように考えたり感じたりしている証拠ではありません。確かめられたのは、休息の状態があることと、刺激の組み合わせで反応が変わることです。クラゲの中で何が起きているのかは、研究が始まったばかりの段階です。
心臓も血もないクラゲの体はどうなっている？
クラゲには脳だけでなく、心臓も血管の中を流れる血もありません。体の大部分は水で、栄養を運ぶのは細い管の中の毛の動きです。
体の95%は水分を含むゼリー
北海道大学の教材によると、ミズクラゲの体の大部分は、水分95%のコラーゲンのゲルです。この層は中膠（ちゅうこう）と呼ばれ、傘の形を保つ骨の代わりでもあります。
ゲルの中を見回る細胞
ゲルの中には、アメーバのような細胞がまばらに散らばっています。体を守ったり、ゲルを修理したり、栄養を運んだりしているようです。ただの水のかたまりに見えて、中では小さな作業員が働いています。
打ち上げられると小さくしぼむ
浜辺に打ち上げられたクラゲが日に当たると、みるみる平たく小さくなっていきます。体のほとんどが水なので、乾くと残るのは薄い膜のようなものだけです。ただし乾きかけでも刺胞は働くことがあるので、素手で触らないほうが安全です。
心臓の代わりに毛が液を流す
ミズクラゲの傘には、胃から放射状にのびる放射管があり、血管のように全身へ栄養を配っています。心臓に相当するものはありません。管の内側に生えた細かな毛（繊毛）が動いて、中の液を流しているのです。
放射管の模様は外から見える
透明な傘越しに、胃から傘のふちへ向かう細い線が何本も見えます。これが放射管で、傘のふちの輪になった管とつながっています。水族館で見るときは、四つ葉の模様から外へのびる線を目で追うと見つけやすいはずです。
「海月」と「水母」、2つの漢字
クラゲは漢字で「海月」とも「水母」とも書きます。海月は海に浮かぶ丸い姿を月に見立てた書き方とされ、水母は中国から入った書き方です。脳も心臓も持たないまま、はるか昔から海を漂ってきた生きものにしては、どちらも穏やかな名前が付いています。
泳ぐリズムを刻む。明るさを測って上下を知る。満腹を感じ、夜は眠り、ぶつかれば覚える。すべて脳のない体でのことです。クラゲを見ていると、「脳がない」は「何もできない」と同じ意味ではなかったと思い知らされます。私たちが脳の仕事だと信じているもののうち、本当に脳がなければできないことは、いったいどれくらいあるのでしょうか。
参考
- 北海道大学 LASBOS「クラゲ」
- 海遊館「壁に耳あり、クラゲに目あり」
- Caltech「The Surprising, Ancient Behavior of Jellyfish」（2017年）
- EurekAlert!「Jellyfish shown to learn from past experience for the first time」（2023年）
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