科学雑誌iScienceに掲載された最近の研究によると、カメは頭部の鱗を形成するために2つの異なるメカニズムを使用する最初の既知の脊椎動物であることが明らかになりました。1つは遺伝的シグナルに基づいており、もう1つは純粋に機械的です。この発見は、進化に対する理解を深め、技術革新への扉を開きます。
従来、脊椎動物の鱗、羽毛、毛髪などの皮膚構造は、高度に保存された遺伝的シグナルによって制御される表皮の特殊な領域であるプラコードから発生します。しかし、ワニは例外であり、その頭部の鱗は成長中の皮膚の物理的な折り畳みによって形成されます。ジュネーブ大学（UNIGE）の科学者たちは、カメがこの2つのプロセスを組み合わせていることを発見しました。これは、脊椎動物の間では前例のないアプローチです。
3D光シート顕微鏡と計算モデリングを使用して、チームは、カメの鱗に見られる不規則なパターンを生成するのに、単純な物理的力で十分であることを示しました。組織の硬さや成長率などのパラメーターを調整したシミュレーションモデルは、さまざまなカメ種で見られる実際の鱗状の形状を再現することに成功しました。この発見は、発生生物学の伝統的なパラダイムに挑戦するものです。
進化の観点から見ると、カメ（Testudinata）はワニや鳥類に最も近い現存する親戚です。カメとワニが鱗の形成のための物理的メカニズムを共有しているという事実は、これがグループの最後の共通祖先に存在する祖先形質であることを示唆しています。この研究は、生物がその形状を発達させる原因となる生物学的プロセスである形態形成における物理学の積極的な役割を強調しています。
学術的な影響を超えて、この研究は技術革新への扉を開きます。自然が単純な物理的ルールに基づいて複雑な構造をどのように作成するかを理解することにより、バイオミミクリー、再生医療、材料設計の進歩の機会が生まれます。この研究は、機械的折り畳みが生物学的パターンをどのように形成できるかを示し、自然からインスピレーションを得た実用的なソリューションを提供しています。