イッカク、いわゆる海のユニコーンは、長い間誤解されてきた。中世のヨーロッパ人は、その螺旋状の牙が実際にユニコーンの角であり、魔法の治癒力を持つと考えていた。その考えは否定されたが、牙はカナダやグリーンランドで人気のお土産であり続け、科学者たちは今もその奇妙な構造に魅了されている。今回、Nature Communicationsに掲載された新しい論文によると、牙は単なる螺旋ではなく、二重らせん構造であり、内部に逆方向にねじれる第二の螺旋があることが明らかになった。

イヌイットの伝説では、銛のロープで海に引きずり込まれた女性が最初のイッカクとなり、彼女のねじれた髪が螺旋状の牙になったとされる。現実はもう少し神話的ではない：牙はオスのイッカクの左上顎にある犬歯で、2〜3歳で唇を突き破り、最大1.5〜2メートル（5フィート弱から9フィート10インチ）まで成長する。オスの中には2本の牙を持つものもいれば、全く持たないものもいる。メスは通常牙を持たず、持つ場合も小さく螺旋が少ないが、オスより長生きする。これは牙が生存よりも社会的地位に関係していることを示唆している。

科学者たちは、イッカクが牙を使って小型のタラを気絶させるのを観察しており、また、牙が体に刺さったままの不運なイッカクも発見されており、喧嘩の可能性が示唆されている。牙には数百万の神経終末も含まれており、水温や塩分濃度の変化を感知できる可能性がある。しかし、牙の内部構造は謎のままであった。

牙は象牙質でできており、薄いセメント質の層で覆われ、中心に歯髄腔がある。両方の層は、ヒドロキシアパタイトナノ粒子で石灰化した微細なコラーゲン原線維で構成されている。マクロスケールの螺旋形状は、これらの原線維がどのように組織化されるかによって生じるが、これまで誰も内部を原子、ナノ、マクロスケールで3Dマッピングしたことはなかった。そこで研究者たちは、2つのオスのイッカクの牙と頭蓋骨の標本を、X線コンピュータ断層撮影、走査型X線回折、走査型小角X線散乱、テンソルトモグラフィー、複屈折顕微鏡などの高度な技術を組み合わせて研究した。そのためには、スウェーデン、スイス、フランスの3つの大型シンクロトロンの利用時間を予約する必要があった。また、標準的な測定と機械的な3点曲げ試験も行った。

結果：コラーゲン原線維とヒドロキシアパタイトナノ粒子は牙の長軸に沿って整列し、すべてのスケールで高い異方性を生み出している。しかし、小さな角度での微小な系統的偏差がねじれ構造を生み出している。セメント質は既知の左巻きらせんを形成し、象牙質は右巻きらせんを形成している。この二重らせん構造により、牙は優れた剛性と強度を持ち、曲げやねじれに耐え、割れることなく、また、ゾウの湾曲した牙とは異なり、真っ直ぐに成長することができる。チームはまた、セメント質内のより微細な微細構造、つまり外側に放射状に広がるコラーゲン線維束も発見しており、これをさらに研究する予定である。

「クジラは最大80年生きるため、その歯は生涯にわたる環境条件の変化の歴史的記録を形成します」と、デンマークのオーフス大学の共著者ヘンリック・ビルケダル氏は述べた。「そして、北大西洋が現在急速な変化を遂げているため、イッカクの牙の硬組織にこれらの変化を追跡できるかどうかを調査することは明らかです。それが現在私たちが取り組んでいることです。」

この研究はNature Communicationsに掲載され、DOI: 10.1038/s41467-026-75689-z。次にイッカクの牙を見るときは、それが魔法ではなく、それでもかなり印象的であることを思い出してください。それはひねり（いや、二重のひねり）を持つ生物学的驚異なのです。