卵の中で、指はどうやって分かれるの？

ニワトリの足の指は、きれいに分かれています。いっぽうアヒルの足には、指の間に水かきがついています。どちらも卵の中で作られた足なのに、なぜ、片方だけ指が分かれているのでしょうか。

じつは、指は「生えて」分かれるのではありませんでした。卵の中では、足も、はじめは指のない平らな形で、指と指の間まで肉でつながっています。では、そのつながった足から、どうやって指が分かれ、なぜニワトリには水かきがないのでしょうか。

指は、生えるのではなく、彫り出される

卵を温めはじめて1週間ほど。ヒヨコの足になる部分は、まだ指の形をしていません。丸くて平らな、うちわのような形です。指のもとは、その中に骨のすじとしてうっすら並んでいますが（ニワトリの足なら、前に3本・うしろに1本）、指と指の間は肉で埋まっていて、つながったままです。

ここから指が分かれるのは、間が伸びるからではありません。指と指の間の細胞が、決められたとおりに死ぬからです。体があらかじめ組みこんだこの細胞の死を、アポトーシスと呼びます。間の肉が死んで消えたあとに、指が残る——彫刻家が石を削って形を出すように、指は余分を彫り落として作られます。

これは鳥だけの話ではありません。あなたの手も、同じでした。人の胎児も、はじめは指の間が水かきでつながっていて、妊娠6〜8週ごろ、その間の細胞が死んで、指が分かれます。この細胞の死が一部おきないと、指がくっついたまま生まれることがあります（合指症）。

アヒルの水かきは、“彫らなかった”足

では、アヒルの水かきは何なのでしょうか。答えは、彫らなかった跡です。

アヒルの足でも、指のあいだは、はじめニワトリと同じようにつながっています。ちがうのは、その間の細胞が死なずに残ること。アヒルの水かきの部分では、細胞の死をおさえる物質（グレムリンというタンパク質）がはたらいて、間の肉が残ります。それが、水かきになります。

これを確かめた実験があります。1996年、ゾウ（Zou）とニスワンダーという研究者が、ニワトリの胚で、間の細胞に死をうながす信号（BMPというタンパク質）のはたらきを止めてみました。すると、指の間の細胞が死ななくなり、ニワトリの足にアヒルのような水かきができたのです。ニワトリとアヒルの足を分ける一番の分かれ目は——指の間の細胞が、死ぬか、残るか。そこにありました。

どの指がどの指かは、“濃さ”で決まる

じつは、指の間が彫られるよりも前に、決まっていることがあります。どの指を、どの指にするかです。

手の指は、親指も小指も形がちがいます。どれをどれにするかを決めているのは、たったひとつの信号の”濃さ”でした。指のもとになる板の、小指がわのはしから、ある物質がしみ出します。濃いところは小指がわ、うすいところは親指がわ——細胞は、その濃さのちがい（濃度勾配）から、自分がどの指になるかを知ります。

この物質は、ニワトリの胚の研究で見つかりました。名前はソニック・ヘッジホッグ。見つけた研究者が、セガのゲームのキャラクター「ソニック」にちなんで名づけました。日本でも2022年、東京大学の研究グループが、この”濃さの勾配”を染め出して目に見えるようにし、勾配を乱すと指の本数が増えることを、マウスの実験で示しました。指は、彫り出されるより前に、一本ずつ、どの指になるかが決まっているのです。

ヒヨコの指ができるまで

• 板：足ははじめ、指のない一枚の板（指の間もつながっている）
• 役ぎめ：信号（ソニック・ヘッジホッグ）の濃さで、どの指かが決まる
• 彫り出し：指の間の細胞が死んで（アポトーシス）、指が分かれる
• 水かき：アヒルはこの細胞死をおさえるので、間が残って水かきになる

まとめ

指は、粘土のように伸びて分かれるのではなく、余分を彫り落として作られます。まずどの指になるかが決まり、それから、指の間の細胞が決められたとおりに死ぬ。ニワトリの足に水かきがないのも、あなたの指が分かれているのも、この細胞の死によるものです。そしてアヒルの水かきは、そこだけ彫らずに残した——ただ、それだけのちがいでした。