複雑に進化した動物の「眼」。人間の「色覚」が弱いのは、恐竜のせいだけではないかもしれないと思う理由
私たちヒトの色覚はいわゆる3色型で、魚や鳥のような4色型に比べると、色を感じる能力は低いと言われている。その理由は、まだ恐竜がいた時代に、私たちの祖先が夜行性だったことが関係していると、一般には考えられている。しかし、それだけではなく、もっと積極的な理由がある可能性もある。
動物が「色」を感じる仕組み
私たちが光を感じる器官は眼だが、もっと具体的にいえば、眼球の奥にある網膜で光を感じている。網膜には光を感じる細胞が2種類あり、それぞれ桿体(かんたい)細胞と錐体細胞と呼ばれている。
桿体細胞は、非常に優れた光センサーで、光の粒子である光子1個を感じることができるといわれている。夜中に目覚めたときに部屋の中が見えたりするのは、この桿体細胞の働きのおかげである。その代わり、色を識別することはほとんどできない。
もう一つの錐体細胞は色を感じるセンサーだが、感度はあまりよくなく、明るいところでしか機能しない。一般に鳥は目がよいといわれるが、それは錐体細胞が多いためである。そのいっぽうで、桿体細胞が少ないため、暗いところでものを見るのが苦手である（ただしフクロウなどの例外もいる）。
もう少し詳しく述べると、桿体細胞や錐体細胞の中で、実際に光を感じているのは、オプシンというタンパク質である。桿体細胞の中にある桿体オプシンは1種類だが、錐体細胞の中にある錐体オプシンは、（たとえば私たちヒトの場合は）赤型、緑型、紫外線型の3種類がある。それぞれの錐体細胞は、3種類のうち1種類の錐体オプシンだけを持っているので、錐体細胞も赤型、緑型、紫外線型の3種類があることになる。
紫外線が見えない理由は、視覚の進化にあった
ちなみに、私たちは紫外線型の錐体オプシンを持っているのに、紫外線を見ることができない。その理由は、私たちの紫外線型の錐体オプシンが、進化の過程で働き方を少し変えて、波長の少長い青色の光に反応するように変化したからである。そのため、私たちの紫外線型の錐体オプシンを「青型」と呼ぶこともあるが、ここでは進化的な由来を重視して「紫外線型」と呼ぶことにする。
さて、それぞれのオプシンは、強く反応する光の波長が異なる。たとえば波長の長い光が眼に入ると、赤型の錐体オプシンがもっとも強く反応して、私たちはその光の色を赤だと判断する。そして、もし赤型と緑型が同じくらい強く反応すると、その色を黄色だと判断するのである。
じつは、魚の色覚が優れている理由
イヌやネコなどの多くの哺乳類は、錐体オプシンを2種類しか持っていないので、私たちに比べると見える色の種類は少ない。そう言うと、私たちの色覚は優れているように思えるが、それは哺乳類の中で考えた場合である。もっと範囲を広げると、私たちの色覚は、必ずしも優れていないことがわかる。
たとえば、多くの爬虫類や鳥は赤型、緑型、青型、紫外線型という4種類の錐体オプシンを持っている。魚も基本的には4種類の錐体オプシンを持っているが、種によっては遺伝子が重複することによって、錐体オプシンの数がさらに増えたものもいる。
たとえば、ゼブラフィッシュは、8種類も錐体オプシンを持っているようだ（ちなみに深海魚などには色覚の退化したものもいる）。
陸上の動物より魚類の色覚の方が優れている理由は、おもに2つ考えられる。
1つは、水中の方が明るさの変化が激しいことだ。
たとえば、夏の晴れた日にプールに入って、プールの底を覗くと、光がユラユラと揺らめいて、はっきりと見ることが難しい。水中は地上に比べて、明るさが不規則に変化しやすいところなのだ。そして、明るさが変化すると、見ているものの輪郭がぼやけて、とても見にくい。
しかし、もし色が付いていれば、たとえ明るさが変化しても、赤は赤のままだし緑は緑のままなので、それほど見にくくはならない。窓際にテレビがあって、日の光が当たる場合、白黒テレビだと非常に見づらいが、カラーテレビならそれほど見づらくないのである（若い人は白黒テレビなど見たことがないかもしれないけれど）。
電磁波を減衰させてしまう「水」という物質
魚類の色覚が優れているもう一つの理由は、水深や水質によって光の波長が異なることだ。
たとえば、水深が深くなるほど短波長（紫など）や長波長（赤など）の光が吸収されるので、中間の波長（青など）の光がもっとも深いところまで届く。
つまり、水深によって光の波長が変化するので、水中を泳ぎ回る魚には、さまざまな波長（つまりさまざまな色）に対応した眼が必要になるわけだ。また、植物プランクトンが多ければ、いろいろな波長の光が吸収されて緑色の光が残るので、場合によってはそれに対応した眼も必要になる。
このように、水中の光に関する環境は、地上よりも多様なため、魚類には優れた色覚が進化したのだと考えられる。
なぜ哺乳類の色覚は退化したのか
それでは、どうして哺乳類の色覚は貧弱なのだろうか。
カンブリア紀（約5億3900万～4億8700万年前）に生きていた初期の魚類は、すでに4色型の錐体オプシンを持っていたと考えられている。現生の爬虫類や鳥類の多くは、それを引き継いだために4色型の色覚を持っているのだろう。
いっぽうの哺乳類は、三畳紀（約2億5200万年～2億100万年前）に現れたが、それとほとんど時を同じくして、非常に優れた爬虫類が出現した。それが恐竜である。
おそらく哺乳類は、身体能力などさまざまな点で恐竜に及ばなかったため、劣勢に立たされてしまった。その結果、1億年以上にわたって夜行性の生活を送ることが多くなり、哺乳類の眼には、暗いところでもよく働く桿体オプシンが増えていった。
その一方で、感度の悪い錐体オプシンは数も種類も減らして、哺乳類は4色型から2色型へ変化したのだと考えられる。
哺乳類で起きた「視覚の復活」
しかし、そんな哺乳類の中で、樹上生活を送るようになったのが、サルの仲間である霊長類だ。いわゆる恐竜が絶滅したのちに、果実のなる植物が増えたこともあって、樹上生活に適した体へと進化していった。その一つが色覚の復活であった。
果実を食べるためには、果実を見つけなければならない。しかし、哺乳類に一般的な2色型の色覚だと、赤い果実と緑の葉（あるいは熟れた赤い果実と熟れていない緑色の果実）を見分けるのが難しく、なかなか果実を見つけることができない。
そのため、遺伝子重複と突然変異によって、赤型オプシンから新たに緑型オプシンを作り出し、3色型の色覚を獲得した霊長類が増えていったのであろう。
色が見えればよいとは限らない
これで色覚の話はめでたく完結しているように思えるが、疑問が残らないでもない。霊長類が樹上生活を始めてから数千万年が経っている。時間はたっぷりあったのに、さらに色覚を増やすような進化が起こらなかったのはなぜだろうか。
たしかに果実には赤いものが多いけれど、その他の色の果実もあるし、植物には果実以外にも食べられるところがある。区別できる色が多ければ多いほど有利になると思えるのに、私たちも含めて多くの霊長類は3色型で止まっている。爬虫類や鳥類の4色型にも及ばないのはどうしてだろうか。
そんな疑問のヒントになりそうな研究が、2色型と3色型の両方のタイプがいるオマキザルを使って行われている。その結果によると、昆虫を捕まえるのは2色型の方が上手いらしい。
多くの昆虫は、体の色を周囲の色に合わせたりして、目立たないようにしている。その場合、色覚が優れていても、昆虫を見つけるためには、あまり役に立たない。むしろ、明るさや形の違いに注目したほうが、見つけやすいようだ。2色型の場合は、この明るさや形の違いを見分けるのが得意らしい。
実際にオマキザルで調べたところ、3色型より2色型の方が、昆虫を多く捕まえることが明らかになった。とくに森林のなかでも日が差さない暗いところでは、3色型よりも2色型のほうが、同じ時間で3倍近くも昆虫を捕まえることができたのである。
もしかしたら2色型は、3色型より錐体細胞が少ないぶん桿体細胞が多いのかもしれない。そのため、色を見分けるのは苦手でも、形を見分けるのは得意である可能性がある。もしそうであれば、果実を見つけるのが得意な3色型と、昆虫を見つけるのが得意な2色型が共存していても不思議はないだろう。
私たちは、2色型より3色型が優れていて、3色型より4色型が優れているように、つい思ってしまうが、それはただの偏見かもしれない。
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