貝殻のほぼすべての形は、たった3つの要素で描けると判明

貝殻の謎に、工学者が目をつけた理由

浜辺で見つけた貝殻を、手にのせて写した写真です(ポートアランサス)。浜辺で拾える貝殻は、扇のように広がるものから、塔のようにきつく巻いたものまでさまざまです。Credit: joncutrer / Flickr（CC0）

この謎に目をつけたのは、カリフォルニア工科大学のカウシック・バタチャリヤ教授です。

教授は工学者で材料科学者ですが、以前から貝殻に強くひかれてきました。

貝のような単純な生き物が、環境が違っても、複雑な形を何度でも作れるからです。

教授は「材料を作るのは、厄介で難しい作業です」と話します。

そして「なぜ自然は、こんなに単純な生き物でそれをうまくやれるのでしょう」と問いかけます。

約1年前、教授はこの関心を、博士研究員のフアン・リウ氏に話しました。

教授は、殻の成長は「何度も繰り返される、ある単純な規則」に従うはずだと考えていました。

「貝が全体の形を感じ取って、賢く付け足しているはずがない」というのです。

ホンビノスガイです。貝は縁に殻の材料を付け足して大きくなり、そのたびに、その時の縁の形が筋となって殻に残ります。Credit: 本人 / Wikimedia Commons（CC BY-SA 3.0）

二人の考えの土台には、2つの原則がありました。

1つ目は、殻の形が変わっていっても、同じ成長の規則がずっと繰り返し使われるという原則です。

そこに、成長を見張って調整する複雑な仕組みは要らないと考えます。

2つ目は、その規則が、殻の伸びている縁の、その場の形だけで決まるという原則です。

手がかりは、貝殻の表面に残る筋、「成長線」でした。

貝は体を包む膜(外套膜)から殻の材料を出し、縁に付け足して殻を大きくします。

そのたびに、その時の縁の形が、筋や帯となって残ります。

木の年輪のように、成長線は古い順に刻まれていくのです。

つまり、育ちきった貝殻1個に、その貝が育ってきた道のりがまるごと記録されています。