ネコがマーキングする際のスプレー尿が悪臭を放つ原因を岩手大が解明

岩手大学は4月11日、ネコが臭い付けの目的でマーキングするスプレー尿が通常の尿より悪臭を放つのは、両方の尿の化学成分に違いがあるわけではなく、ネコの尿が壁などの垂直物に付着しやすくする成分を含んでいるためで、マーキングされた場所から地面に流れ落ちる過程で薄く広がり、臭い成分が周囲に放出されやすくなるためであることを解明したと発表した。

同成果は、岩手大農学部の宮崎雅雄教授、同・上野山怜子大学院生らの研究チームによるもの。詳細は、生物内および生物間の相互作用を媒介する天然化学物質に関する全般を扱う学術誌「Journal of Chemical Ecology」に掲載された。

今回の研究の概要。ネコの尿の成分に違いは無く、壁などにマーキングした場合、臭い成分が空気中に拡散しやすいことが要因だった(出所:岩手大プレスリリースPDF)

ネコはマーキングのため、尾を上げて垂直物や壁などに尿を吹きつける尿スプレーをよく行うが、ネコが普段トイレで排泄する尿よりも悪臭が強いと感じられることが多い。その理由として、スプレー尿に肛門腺分泌物に由来する臭い化学物質が混入しているとする説があるが、これまでに両方の尿の化学組成を正確に調べて比較した研究はなかったという。そこで研究チームは今回、スプレー尿がなぜ通常尿に比べて臭いのかを調べることにしたとする。

まず、7匹のネコからスプレー尿と通常尿が採取され、揮発成分の化学組成が比較されたが、大きな違いはなかったという。スプレー尿と通常尿の採取した時間差の影響が考えられたことから、2匹のネコについてスプレー尿を採取した直後に、膀胱内の残尿をカテーテルで採取して同様の解析が行われた。結果、両方の尿の化学組成は同一個体でとてもよく似ていることが判明。また、ネコを使った行動試験を行い、ネコはスプレー尿と膀胱尿の臭いの違いを識別できないことも立証。スプレー尿は膀胱尿由来であり、肛門腺分泌物などに由来する臭い成分が尿に混入しているわけではないことが解明された。

次に、ネコの尿がプラスチックシリンジの内側に付着して残りやすかったことから、ネコの尿の濡れ性(固体に対する液体の付着しやすさ)について調べることにしたという(別の実験での、タンパク質だけを除去した尿は特に残りやすいということはなかったとする)。

ネコの尿の悪臭成分は「コーキシン」と呼ばれ、ネコの尿にはそれを作り出す反応で重要なタンパク質が大量に含まれていることを、宮崎教授らは20年前に発見していた。一般に、液体の濡れ性が高いのは、液体の表面張力(物質が表面をできるだけ小さくしようとする性質)が低い時。そこでネコ尿に高濃度に含まれるコーキシンが、尿の表面張力を低下させることで、尿が垂直の壁にも付着しやすくなって、スプレー尿が臭くなる一因になっているという新たな仮説を立てるに至ったという。

ネコのスプレー尿、通常尿、膀胱尿の化学組成の比較。(A)尿をスプレーしているネコの姿。(B)尿をガラス管に入れ、揮発成分を捕集剤に濃縮し、それを加熱脱着ガスクロマトグラフ質量分析計で分析した結果。1つのピークが1つの化合物に相当。(C・D)統計手法の多変量解析でスプレー尿と通常尿(C)、スプレー尿とスプレー直後に膀胱内から採取された尿(D)から放出される化学成分約70個の組成の類似性が調べられた。(E)スプレー尿と膀胱尿に対する6頭のネコの臭い嗅ぎ時間が計測された。まず、ネコ2の膀胱尿を30秒間隔で4回提示(60秒/提示)すると、ネコは同じ臭いに馴化して臭い嗅ぎ時間が減少。その後、ネコ2のスプレー尿を提示しても臭い嗅ぎ時間が回復(脱馴化)しないが、別のネコの尿を嗅がすと脱順化が見られるので、ネコは同じ個体の膀胱尿とスプレー尿の臭い違いを識別できていないことがわかる(出所:岩手大プレスリリースPDF)

尿から精製されたコーキシンをさまざまな濃度で水に溶かし、液体の表面張力が測定された。すると予想の通り、コーキシン濃度が高くなるにつれて、液体の表面張力が低下することを確認。同じタンパク質濃度でも、ほ乳類の血液中の主成分であるアルブミン溶液と比較すると、コーキシン溶液の方が表面張力の値が低く、濡れ性が高いこともわかったとした。

そこで、ネコの通常尿と、タンパク質を除去した尿を準備して、表面張力の比較を行うことにしたとする。その結果、通常尿の方が表面張力が低く、より濡れやすい性質であることが判明した。実際、両方の尿を人工的に垂直に立てたガラス板にスプレーすると、通常尿の方がガラス板への付着量が多いことが実証された。

さらに、自然環境を模倣した箱庭実験も実施。ネコ尿をスプレーしたレンガを立てた箱庭からは、ネコ尿特有の臭い成分が大気中から検出されたが、同じ尿を直接土に注いだ方の箱庭からは、そのような臭い成分は一切検出されず、箱庭も臭くなかったとする。これは、土に染み込んだ尿の臭い成分が土の多孔質構造の中に閉じ込められて揮発されないためであり、対照的にレンガの表面に付着した尿は、時々刻々と大気中にその揮発成分が放出されているためだという。またスプレーされて広範囲に広がった尿の液滴は、レンガの表面で乾きやすく、尿が液体のまま存在している時より臭い成分の放出が速く、臭くなりやすいことが考えられたとした。

ネコ尿の濡れ性に関する解析結果。(A)水にネコ尿から精製したタンパク質を添加していった時の表面張力。タンパク質濃度が上がるにつれ、表面張力が下がっていく(濡れ性が上がっていく)。オスネコの尿中タンパク質質濃度は、0.5～1mg/ml程度。(B)雄ネコの尿(タンパク質有)とタンパク質を取り除いた尿を電気泳動した結果。太いバンドがネコの尿に特徴的なコーキシンのバンド。(C)6匹のネコ尿とそれを除タンパク質した尿の表面張力。除タンパク質すると表面張力が高くなる(濡れ性が下がる)。(D)ガラス板を垂直に立て、そこにネコ尿(タンパク質尿)と除タンパク質尿を人工的にスプレーしてニンヒドリン染色剤で尿が付着した部分が検出された。除タンパク質尿は、ガラス面に付着した尿量が少ないことがわかる。(E)スプレーされた尿と排泄された尿が残る自然環境を模倣するため、2種類の箱庭が用意された。箱庭1には、ネコ尿5mlをスプレーしたブロックが置かれた。箱庭2には、土に尿5mlを染み込ませた。それぞれの庭の大気ガスをガスクロマトグラフ質量分析計で分析した結果、ネコ特有な化学物質は、箱庭1からのみ検出された(出所:岩手大プレスリリースPDF)