1. No category

佐 渡 博 物 館 研 究 報 告 第 8集 (
1
9
8
1
)
アメフラシの紫汁におよぼす pH，光および熱の影響
杵
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格
(新潟大学教養部)
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がて消えてしまうが，色の消失速度は暗い洞窟の中でよ
1.はじめに
りも，強い直射光のさす浜辺の方が迄かに早いように恩
アメブラシは春から夏にかけて，岩浜に極く普通に見
られる。これに触れると，紫色の液を放出するのでいか
われる。紫汁は単に海水で稀釈されて識別できなくなる
のでは無さそうである。
にも毒々しく，薄気味悪く感じられる。悪童達がやるよ
このような観察の当否を確めるために，実験室内で多
うに，アメフラシの背中の右側を棒で軽くつついて紫汁
少の実験を行なってみた。もし観察の通りなら，紫汁は
を放出させてみると，漉斗から噴出しつつある紫汁は美
溶液の pHによって色調が変り，
麗な青紫色なのに，海水中に広がった部分は淡い赤紫色
色が早くなる筈である。予想通りの結果はすぐ出た。し
このさまはいかにも pH指示
かし実験の過程で，紫汁は意外に多数の色の混合物から
薬の色変りを見ているようである。放出された紫汁はや
構成されていることや，加熱することによって光とは異
に変ってしまっている。
-121ー
さらに光によって徳
なる特徴のある禄色過程をたどることを知った。ここで
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. 結
果
はこれらの結果をあわせて報告する。
紫汁の酸性水溶液はきれいな青紫色を呈するが，これ
1
1
. 材料および方法
を中和すると赤紫色に変る。図 1に酸性とアノレカリ性に
実験の大部分は佐渡臨海実験所で，一部は新潟大学教
した紫汁の吸収スベクトノレを示した。この図から明らか
養部で行なった。いずれの場合も，採集したアメフラシ
なように，紫汁は 4
5
0
から 650nmにかけて巾広い光吸収
(Aplysiakurodai) の紫汁腺を現場で切り取り，遮光
を示し，酸性倶1]では 495nmに吸収極大を持つ小さな山
した場に入れて実験室に持ち帰った。数個体分の紫汁腺
と
， 565nmに吸収極大を持つ大きな山を両く。海水の
に約 1
0mlの 1 M 酢酸溶液〈または紫汁の 1
/
5容 の
pHに近いアノレカリ側では， 5
6
5nmを中心とする大き
濃酢酸〉を加えて欽で紫汁腺を切り刻んで色素を抽出し
な光吸収が消えて 505nmに吸収の中心が移る。すなわ
OOOrpmで:
1
0
分間遠心して沈殿
た。得た濃厚色素液を 2，
ち，紫汁は酸性側では燈黄色から赤色に至る長波長光を
物を除き，中和した上清を紫汁原液として随時蒸溜水ま
強く吸収し，青色の短波長光と赤色光の一部を透過する
たは pH緩衝液で稀釈して使用した。
ために青味がかった紫色に見えるが，アルカリ側では緑
pH緩衝液として， 0.214のグリシン一塩酸 (pH1
.
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色光の吸収が増大して短波長光および長波長光を良く透
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過するので，全体として赤味の勝った紫色になるのであ
マレイン駿一水酸化ナトリュウム (pH5
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。
グリシン水酸化ナトリュウム (pH8
.
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アメブラシ (
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1 M とし
を用意し，紫汁と混合した後の最終濃度を 0・
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。
紫汁のスベクトル測定には，日立 1
0
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紫汁を分泌する。これらのスベクトノレは酸・アルカリ側
2
4型を使用し
よび日立ダブルビーム自記分光光度計 1
とも図 1に示したものと全く同じで，スベクトノレの上か
た
。
らは種類差はないといえる。ただし，紫汁は冷凍保存し
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Fig.2.
の比 (A565/A4
9
5) はついには逆転してしまう。つま
ても 565nmの吸収が次第に低くなり，酸性色は青紫か
ら紫に変化する。従ってスベクトルの形は材料の新旧の
り，紫汁は一様に分解されるのではなく，長波長の光を
程度によって大きな影響を受ける。
吸収する部分がまず変化するために全体の色調がアルカ
リ色に接近し，次いで、短波長側の吸収も低下するので色
紫汁に対する光の影響を図 2の左側半分に示した。光
全体が淡くなって行くのである。
の影響を調べるには， pH と紫汁の濃度を調節した液を
光の効果を調べるためには，雲のない良く晴れわたっ
多数の試験管に分注し，対照群を暗室中に置き，実験群
を白板を敷いた水槽に浸して温度の上昇を防ぎながら強
た日を選ぶ必要があり，また，実験時刻も光強度との関
い直射日光に一定時間さらす。紫汁は明らかに光により
連でおのずから制限される。紫汁色素が光分解されるも
槌色するが，その程度は酸性側でよりもアルカリ側で著
のならば，同じように熱分解が生じてもそれ程不思議で
しい。すなわち，アノレカリ側では赤紫色が次第に淡いピ
はないし，実験条件を一定に保つには加熱の方がむしろ
ング色になり，スベクトノレの形があまり変らないままで
便利でさえある。そこで紫汁を入れた試験管の口をサラ
全体的に吸光度が低下して， 3時間後にはほとんど無色
ンラップで蓋をして沸騰水浴中に浸し，熱の影響を調べ
になってしまう。酸性溶液を光に晒すと，青紫色が僅か
てみた。
5分ないし 1
5分で紫になり，次いで赤紫色を経て淡いピ
図 2の右側半分に示したように，紫汁は熱によって槌
565nmに極大を
色するが光による槌色とはかなり異なる。たとえば酸性
ンク色に変る。スペグトルを見ると，
5
6
5nmの
持つ光吸収の山が時間経過と共に著しく低下する一方，
溶液では青紫色から赤紫，燈黄色えと変り，
495nmの山はあまり低くならないから両波長の吸光度
大きな吸収帯は光の場合のように著明に低くなるが 495
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，
nm付近の光吸収はむしろ増大する。その様子は 565
nm付近を吸収する成分が熱変性して， 495nm付 近 に
鋭い山を画く成分に転換したかのようである。アルカリ
側でも，一様な吸光度の低下を示す光の場合とは違っ
て
， 415nmと 605nm付近に明らかな等吸収点を持ち
ながら 495nmの吸収極大が減衰する。
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上述のような実験から，アメブラシの紫汁には光や熱
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に抵抗性を持つものと持たないものの，少なくとも二つ
の成分が含まれていそうなことが推測される。そこで，
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水溶液中の色素の性質を変えないで、，これらを手軽るに
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分離する方法のーっとしてセファデックスによるゲノレ漉
過を試みることにした。
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まず内径 2
511lm，長さ 1 mのガラス管にセファデッ
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クス G-25を均等に詰め， 5mM の薄い酢酸緩衝液を
流してゲ、ルを充分に平衡させる。このゲノレの上に新鮮な
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-124ー
濃厚紫汁の除蛋白遠心上清液数 mlを加えて，酢酸緩衝
液で展開する。このようにすると紫汁がゲルの中を下方
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に移動する間に，オレンジ・赤・ピンク・紫・青などの
色を持つ多数の成分が連続的に分離してくる。その様子
は図 3に模式的に示した通りである。分離した両分は 2
個所に吸収極大を持つものが多いが，スベグトル変化め
様子から，単ーまたは単一に近い吸収極大を示すオレン
ジ色画分 (
4
9
5nm)，ピンク色画分の一部 (
5
4
5nm)，
。
5
9
5nm) の三者が紫汁の基本的構成
および青色画分 (
単位成分であると考えても良さそうである。すなわち，
3
赤色は 495nm成分(オレンジ色〉に少量の 545nm成
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分(ピンク色〉が，ピンク色の大部分は 545nm成分に
少量の 495nm成分が，紫色は 545nm成分に 595nm
成分(青色)が混合して出来たものと解釈できそうであ
る。また，紫汁全体の酸性色が示す 565nmの大きな光
45と 595nmの両成分が一緒になって生
吸収の山は， 5
じたスベグトルであるといえる。
いま，分画をしない紫汁全体について， pHを変化さ
せながら酸性色の吸収極大である 565nmとアルカリ色
図 4に代表的な分離画分に対する pH の影響を示し
の吸収極大である 505nmの吸光度を追跡すると図 5の
.0でも 6
.
5
た。オレンジ色と赤色の両画分は， pHが 4
ような結果となる。同様に，分画して得た紫汁成分につ
でもスベクトルはほとんど変化せず，アルカリ側で吸収
いて pHを変え，その画分の酸性側における吸収極大
極大の位置が僅かに長波長側にずれるに過ぎない。しか
波長で光吸収の変化を追うと図 6のようになる。両結果
.5の弱酸性でアルカリ色に
し，ピンク色画分は pH6
を比較検討すると，紫汁全体の pHによる色調変化は
移行し始め，アルカリ側では前二者と同じく 505nmに
青色画分の変化に近似していることがわかる。したがっ
吸収極大が移る。青色画分はさらに鋭敏で， pH4
.0で
て紫汁の色は，主として青色成分が酸性色をとるかアル
はきれいな青色を示すが pH6
.5では早くもピング色
カリ色を呈するかによって大きく左右される筈で，この
に変り， pH1
1
.
0の強アルカリでは黄褐色の沈殿を生
ことからアメブラシの紫汁腺の内部もかなり酸性であろ
ずる。
うと推測される。
つぎに分画して得た各成分に対する光と熱の影響を調
熱の影響を示してある。この図から明らかなように，光
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ンクおよび青色画分では 495nmをピークとする新たな
吸収帯を形成する。このことは，ピンクと青色画分を構
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。
にあてるとどの画分も吸収極大の位置は変化せずに吸光
度全体が減って槌色してしまう。加熱によっても各画分
は周有の吸収極大における吸光度を減ずるが，同時にピ
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べてみた。図 7の左半分に直射光の影響を，右半分に加
成する成分が，熱によりオレンジ色の成分に転換するこ
とを意味する。事実， 545nmと 595nmのスベグトル
3
5
7
pH
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1
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の山の低下に伴って 495nmの吸光度が増加するが，そ
13
の一方で 495nm成分も熱分解することは，オレンジお
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きる。このような成分の新成転換は見かけ上加熱約6
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分
で最高に達するが，同時に分解も生じているので熱転換
が定量的に進行するものかどうかはにわかに結論できな
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components. Experimentwas c
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t pH4.0 i
n0
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1M b
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l
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b
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r
.
IV. 考
白色の分泌物のためであって，紫色の着色物質そのもの
察
は無毒らしい。このほか臭物質も分泌物に含まれている
アメフラシ類が刺戟されて乳白色または濃紫色の分泌
物を放出することは古くから知られており，その研究も
が，その研究は少なく，物質の由来も化学的性質も不明
のままである。
多い。分泌物のうち，乳白色のものは有毒で，その化学
紫汁の主成分は，蛋白質に発色分子団が結合したもの
的本態は食藻由来のテノレベン類である(安藤 1
9
5
2
)。濃
である。蛋白質と発色分子団の結合は弱く，紫汁を塩酸
紫色の分泌物は静脈注射するとかなり強い毒性を示す
または酢酸で処理したり (Winkler1
959， N
i
s
h
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b
o
r
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く
Winkler1961
)
。 これは紫汁にまじって放出される乳
1
9
6
0
)，アセトン，アルコールまたはクロロホルムを作
-126ー
用させると両者は容易に離れる (
Fontainee
tRaffy
V
. 引用文献
d
e
r
e
re
tHutter1
9
4
2，Christomanos1
9
5
5
)。
1
9
3
6，Le
1)安藤芳明. 1
9
5
2
: アメブラシの毒に関する知見.
遊離した発色分子団は有機溶媒で抽出できるが，水溶液
科学， 2
2:87-88.
とは異なる特異性の高い吸収スベクトノレを示すようにな
2
) Chapman，D
.
J
. and D
.L
.Fox 1
9
6
9
: B
i
l
ep
i
g
-
るので，発色団の化学的研究には有機溶媒による抽出が
mentmetabolismi
nt
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e 担 a・hare A
p
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a
.J
.
多く用いられ，生物学的研究には酸処理による分離が多
く使われる傾向がある。
Exp. Mar.B
i
o
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. Eco
，
.
l4
:7
1ー7
8
.
A. 1
9
5
5
: Natureo
ft
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epigment
3
) Christomanos，
発色分子団として，赤色の A
plysiorhodin，紫色の
o
fAplysiad
e
p
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.Nature，
1
7
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:3
1
0
.
A
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nおよび青色の A
p
l
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z
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nの存在が
4
)
.Fontaine，
M.e
tA. Raffy 1
9
3
6
: Etudes
p
e
c
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r
o
・
知られているく Winkler1
9
5
9， Rudiger 1
9
6
7
)
。 これ
らは胆汁色素に属し，葉緑素の分解産物である m
eso-
chimique de l
'A
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n ~;こ極めて近い構造を持つ
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nや m
，
.
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，1
2
1
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3
5
ー7
3
6
.
Bio
なかでも A
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n は比
5
) Le
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r，E
.e
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.Huttrer 1
9
4
2
: Quelqueso
b
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-
較的良く研究されており，この物質はアメブラシが食べ
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rl
a pigments de l
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己t
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ものと考えられている。
hycoerythrinが僅かに化学修
た紅藻に含まれている p
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)
.Trav.S
o
c
.Chim.
A
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s(Aplysiap
飾されてできたもので，
Bio
，
.
l2
4: 1055-1061.
アメブラシにとってはー穫の
6
)N
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s
h
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，K.1960: Studies on the pigments
排継物であると考えられている (ChapmanandFox
。
fmarinea
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.I
X
. Pigmentso
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1
9
6
9
)
Aplysiak
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.Publ
.S
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t
o Mar. Biol
. La
b
.，
胆汁色素は 4個のピローノレ核がさまざまに修飾され
8
:327-335.
て，赤・黄・緑・紫・青などに着色した物質になること
7
)Rudiger，
W. 1
9
6
7
: むb
e
rd
i
e Abwehrfarbstoffe
が知られている。本報告でも紫汁からオレンジ・赤・ピ
ンク・紫・青などの多数の色が分離すること，および，
vonAplysia.Arten
，1
.A
p
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v
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n
，einneuar・
青やピンク色の成分は加熱することによってオレンジ色
t
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妊. H
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.P
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l
.
348: 129-138.
Chem.，
の成分に転換することを示した。同じような変化はアメ
. 1959: I
n
t
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s
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c
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cv
a
r
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ni
n
8
) Winkler，L
ブラシの体の中でも起こっているのであろう。紫汁中の
色の異なる多数の物質は互いに構造が近似していて，連
t
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no
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eC
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ahare，
鎖的な部分変化でつながっているのかも知れない。いず
Aplysiac
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Q
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c
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c
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ci
.，1
3
:
れにしても，一見温和に見える直射日光が濃紫色の紫
357-361.
汁物質をいきなり無色の物質に転化し，激烈に見える
.1
9
6
1
: Preliminary t
e
s
t
so
ft
h
e
9
)Winkler，L
1000C前後の熱が化学的には小さな部分反応をひきお
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x
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ne
x
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c
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d from C
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ah
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so
f
こす，という質的に異なる効果が明らかになったわけ
t
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egenusA
p
l
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s
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.P
a
c
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i
cS
c
i
.，
1
5
:211-214.
で，紫汁におよぼす光と熱の作用様式を追究することに
よって更に興味深い知見が得られるかも知れない。
-127ー