体長数センチのガーディナーガエルという世界最小の両生類は、耳がないにもかかわらず、他のカエルの鳴き声を聞き取ることができるのだが、その仕組みを研究者たちが解明した。
ヒキガエル、すごいですね…ガーディナーヒキガエル。写真提供：R. Boistel/CNRS
国際的な科学者チームは、X線を使って、カエルが仲間のカエルの会話を口を通して聞いており、その口から音が内耳に伝わっていることを発見した。
進化論的に見ると、多くの動物は2億年から2億5000万年前の三畳紀に出現した技術によって、同じように音を聞き取っています。ほとんどの四足動物は鼓膜と耳小骨を持つ中耳を持ち、これらは主要な種において独立して発達しました。
しかし、カエルのように外耳を持たず、代わりに頭の上に鼓膜を持つ中耳を持つ種もいます。音波が鼓膜を振動させ、その振動は耳小骨を通って内耳に伝わり、そこで微細な毛が電気信号に変換して脳に送られます。
しかし、セイシェル諸島の熱帯雨林に何百万年もの間棲息していたガーディナーガエルは、そのような中耳を持たないにもかかわらず、鳴き声を上げ続けている。中耳がなければ、この種は聴覚がないはずである。なぜなら、皮膚は入ってくる音波の99.9%を反射するからである。
「これらの小動物は、セイシェル諸島が大陸から分離して以来、4700万年から6500万年の間、熱帯雨林の中で孤立して暮らしてきました。もし聴覚があるとすれば、その聴覚器官は古代超大陸ゴンドワナの生命体の生き残りであるに違いありません」と、ポワティエ大学およびフランス国立科学研究センター（CNRS）のルノー・ボイステル氏は述べた。
カエルたちが本当に互いの声を聞いているのか、それとも単に鳴いているだけなのかを確かめるため、研究者たちはカエルたちの生息地に拡声器を設置し、カエルの鳴き声を放送しました。するとオスのカエルたちは反応しました。研究チームはその後、音がカエルの内耳にどのように伝わるのかを解明しようと試み、肺伝導、筋伝導、骨伝導といった説を検討しました。
「体組織が音を伝えるかどうかは、その生体力学的特性に依存します。ESRFのX線画像技術を用いて、これらのカエルの肺系も筋肉も、内耳への音の伝達に大きく寄与していないことを明らかにしました」と、この研究に参加したESRFの科学者、ピーター・クロテンズ氏は述べています。
「これらの動物はわずか1センチと非常に小さいため、音の伝播に寄与する体の部位を特定するには、マイクロメートル解像度の軟部組織と骨部のX線画像が必要でした。」
このデータから、研究者たちは新たな仮説を導き出しました。それは、音はカエルの口から入ってくるという仮説です。カエルの口は、カエルが発する周波数を増幅する役割を担っており、口と内耳の間の組織が薄く、組織層の数も少ないため、音が透過できるのです。
「口腔と骨伝導の組み合わせにより、ガーディナーガエルは鼓室中耳を使わずに音を効果的に感知することができます」とボイステル氏は述べた。®
