柔らかく、強く、とても広い

私たちは骨なので、柔らかくてふにゃふにゃした軟骨は劣った模造品だと見なす傾向があります。 魚類、特にサメやエイは、骨格がほとんど軟骨でできているものが多く、非常によく管理されています。 しかし、人間の偏見は、軟骨の成功よりも古さに目を向け、骨に比べれば原始的だと考えてしまうのです。

ハシナガエイ（Aetobatus narimari）。 Image © NOAA.

そして今、カリフォルニア大学バークレー校のアダム・サマーズは、ジャーナル・オブ・モルフォロジー誌において、いくつかのエイの軟骨の顎が、アサリの硬い殻を砕くのに有効なナッツクラッカーへと変化したことを紹介し、軟骨に意見を述べます。

これらのエイは、マダラトビエイ（Aetobatus narimari）やハシナガエイ（Rhinoptera bonasus）など、硬い顎で貝を砕くいくつかの種や、巨大マンタ（Manta）などプランクトンを食べる種を含む、Miyobatidae科に属するものです。

エイの話に入る前に、サマーズは、軟骨がふにゃふにゃしているという古い神話に終止符を打ちました。 軟骨魚類の中には、時速60キロで泳ぐことのできる動物や、10トンを超える巨大な魚がいると彼は言うのです。 軟骨は骨ほど強くもなく硬くもないが、肉体的に過酷な条件下でもその能力を発揮することができる。 「しかし、軟骨の顎で、顎よりも硬い獲物を砕くことができるのでしょうか」

その答えは、軟骨に関するもうひとつの神話の中にあります。 単体では、軟骨はターキッシュ・デライト（ゼラチンベースの菓子）と同じくらいの硬さと強度があります。 しかし、軟骨魚類はすべて、「石灰化軟骨」と呼ばれる、より硬く、いくぶんミネラル化した軟骨でできているのです。 その骨格は、繊維状の軟骨の薄い皮が、鉱物を含んだタイル状の部分「テッセラ」でできた「角柱状」軟骨の皮を取り囲むように構成されているのだ。 7087>

貝を砕くエイの顎も例外ではありません。 そしてサマーズは、エイが貝殻をつぶすのに役立ついくつかの設計上の工夫を導入していることを紹介しています。 まず、貝殻を砕くために必要な顎の軟骨の厚さが数層になっていることです。 これは、大きな荷重に耐える骨に見られる肥厚に類似しています。

次に、エイの顎の軟骨の芯は、航空機の機体の支柱や鳥の中空骨の中の支柱のように、薄く中空のミネラル化した支柱で支えられています。 軽さと強さを両立させたデザインです。 マダラエイは生まれながらにしてこの支柱を持っており、ストレスに反応して支柱が発達することはないようだ。 サマーズは、一度も噛んだことのない胎児のクチバシ（Rhinoptera bonasus）の標本に、完全な支柱があることを示し、このことを証明しました。

ミナミエイ（Dasyatis sabina）は、エイではあるがミリオバティッドではないので、顎が緩く、自由に動くことができる。 一方、貝を砕くミリオバット系のエイは靭帯で縛られた顎で、非常に限られた範囲しか動かせません。 上顎と下顎は基本的に水平な棒状で、上下に短い距離しか動かせない。 噛むために左右に動くことも、回転することもできない。

しかし、この顎は非対称に動くことができる。 エイが片側の顎でアサリを持つと、反対側の筋肉が顎を2次レバーとして操作し、アサリ側の顎を支点として、拡大した破砕打撃を与えるのです。 ちょうど、昔ながらのくるみ割り人形のようなものです。