子宮頸部を移動するロボットでサイを救う計画

アヒルは二つのことで有名です。一つはパンが大好物（本来は食べてはいけないはずなのに）であること、もう一つはとてつもなく複雑な生殖器官を備えていることです。具体的には、オスのアヒルはコルク栓抜きのような形のペニスを持ち、メスの生殖器は逆方向にコルク栓抜きのように曲がっています。これは、悪名高い攻撃的なオスに対するメスの対抗策として、進化論的な軍拡競争がもたらした不穏な結果です。

でも、その奇妙に複雑な生殖器官のせいで、軽視されがちな動物って誰だと思いますか？それはサイです。特にメスのサイの子宮頸部は、膣へと続く長い管で、あちこちで曲がりくねっています。「子宮頸部は、8～12インチ（約20～30cm）にわたって、いくつものS字が繋がっているように見える、いくつもの隆起や輪で構成されています」と、サンディエゴ動物園の生殖科学部長、バーバラ・デュラントは言います。「まるでサンフランシスコのロンバード・ストリートのように、前後左右に伸びているんです」

これは進化の歴史においてサイにとって全く問題のない状況でしたが、今や同種の生存にとって新たな障害となっています。生息地の喪失と密猟により、特にキタシロサイは絶滅の危機に瀕しており、野生では絶滅、飼育下では繁殖能力さえないメス2頭を残すのみとなっています。しかし現在、サンディエゴ動物園はカリフォルニア大学サンディエゴ校のロボット工学者と提携し、新たな解決策を模索しています。それは、蛇のようなロボットが混沌とした子宮頸管を移動し、胚を子宮に移植するのです。もしこれが成功すれば、キタシロサイの救済につながるかもしれません。ちなみに、このプロジェクトはクラウドファンディングで募集されているので、皆さんのご協力で実現できます。

このロボットは、残る2頭のキタシロサイの雌の近縁種であるミナミシロサイに配備される予定です。これらの動物は亜種であるため、正しく操作すれば、一方が他方の胚を運ぶことが可能です。（この適合性を示す良い指標の一つとして、2頭は自然に交雑する可能性があることが挙げられます。）

問題は、キタシロサイの卵子が存在しないことです。少量の精子は保存されていますが。そのため、研究者たちはマウスで効果が実証されている手法を用いて、独自の卵子を作ろうと試みています。そのアイデアとは、生き残ったキタシロサイの皮膚細胞を採取し、特定の遺伝子を生化学的に操作することで「再編成」し、時計の針を戻して多能性（体内のほぼあらゆる細胞種に分化できる能力）の状態に戻すというものです。

「そこで、それらを逆方向に戻し、再び前方向に送ります。ただし、方向が逆なので、再び皮膚細胞になることはありません」とデュラント氏は言う。「キタシロサイの細胞（生きた細胞株）から精子と卵子を体外で作れば、それらを受精させて純粋なキタシロサイの胚を作ることができます。」

これはまだ始まりに過ぎません。次にチームは、その受精胚をロンバード・ストリート沿いにあるミナミシロサイの代理母の子宮に何とか送り込む必要があります。そこで登場するのが、もともと大腸内視鏡検査などの人間用として開発されたこの最新型のロボットです。

「非常に曲がりくねった複雑な経路を進まなければなりません」と、このシステムを開発したUCSDのロボット工学者マイケル・イップ氏は語る。「つまり、180度回転を何度も繰り返す必要があるのです。従来のツール、つまり手持ち式のものや過去に開発されたものは、基本的に最初の回転さえも通り抜けられないでしょう。」

イップ氏のロボットは、これまで見たことのないような動きをします。（インフレータブル・ヴァインボットの素敵な動画をご覧になった方は別ですが、こちらも操縦に同様のメカニズムを使っています。）例えば、関節を動かす従来の電動モーターを備えたヒューマノイドロボットとは異なり、このロボットはロボットの全長に沿って走る複数の腱を使っています。デバイスの左側にある腱を引くと左に曲がり、右側にある腱を引くと右に曲がります。

「そうすることで、デバイスの長さに沿って、より多くの腱を固定できるようになります」とイップ氏は言います。「操り人形を操るように、すべての腱の動きを協調させることでS字型の動きを実現し、システムからトルクやねじれを引き出すことができます。」

オペレーターは、装置の先端に搭載されたカメラを頼りにロボットの動きを制御し、サイの子宮頸部という複雑な構造をロボットが進むのを手助けします。この旅を完了させるには、受精卵を子宮に送り込むためのシステムも搭載されます。（近い将来、このロボットは受精卵ではなく精子を送り込み、他のサイの種に人工授精を行うことも可能になるでしょう。）

ここまで読んで、あなたはこう思っているかもしれません。「アヒルの生殖器官があんなに変わった理由はよく分かっているのに、サイはなぜ？」「本当にそうなのか、全くの推測ですが」とデュラント氏は言います。「サイの胎児と胎盤はとても大きく、液体もたくさんあるので、胎児が子宮内に留まるためには子宮頸管が大きく、筋肉質で、複雑でなければならないからでしょう」。そもそも、人間の女性には「子宮頸管無力症」と呼ばれる、子宮頸管の組織が弱く流産につながる病気があります。しかし、ゾウの胎児も巨大で、その生殖器官はそれほど複雑ではありません。

いずれにせよ、ここでの使命はサイの進化的繁殖史を解読することではなく、サイを救うことです。「私たちの最終目標は、まず飼育下で、そしてその後アフリカの自然生息地に戻して、キタシロサイの自立した個体群を育てることです」とデュラント氏は言います。「これは単発的な科学的取り組みではなく、真の保全活動なのです。」

したがって、キタシロサイは、賢いロボット以外にも、はるかに多くの助けを必要とするだろう。同種をほぼ絶滅に追いやった密猟を終わらせる必要がある。「科学だけの問題ではない」とデュラント氏は言う。「科学を駆使して、保全され、保護され、回復された生息地にサイを戻す方法も重要なのだ。」サイの個体数を増やすためのこうした高度な科学研究も、人間がサイを再び危険にさらしてしまえば、無駄になってしまう。

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