Martin Nweeia氏にとって、イッカクは、中心がずれた牙を持つ不思議なクジラで、神話上のユニコーンよりはるかに興味深い存在です。 Nweeia氏と彼の同僚は、そのらせん状の歯とイッカクの脳の間の感覚経路をマッピングし、動物がその牙を使って環境を把握する方法を明らかにしました。
コネチカット州で開業している歯科医であり、ハーバード大学歯学部修復歯科学および生体材料科学科の臨床講師でもあるNweeia氏は、自らを「ただの好奇心の強い子供」と呼んでいます。歯科人類学、つまり進化の歴史における人々の歯に興味を持ち、たとえば象牙やその他の動物の歯の変種に注目するようになったのです。 しかし、彼は十数年間、北極圏と北極の中間に位置するイッカクを追い続けてきました。
Nweeiaがイッカクを研究すればするほど、イッカクは意味をなさなくなるように思えました。 これは歯であり、動物界でよく知られている性差による大きさの違いがある角ではない。
別の歯はイッカクの口の反対側に埋め込まれたままで、自然界の他の場所では見られない非対称性である。 オスのイッカク胚は、発達中の口の中に8対の歯を持っているが、生後は2対しか形成されず、1対が牙を形成する。 イッカク研究の世界では、バフィン島の北端に遠征し、流氷の上や岸辺のキャンプに腰を下ろし、ドライスーツで36度の水を漕ぎ、風速120マイルの風に耐え、北極グマを警戒しながら観察します。 14年にわたる過酷な探検の初期に、Nweeia氏と同僚たちはイッカク牙が人間の歯と逆の構造であることを発見した。 これらのことは、歯学部に行けば、歯について学ぶであろうあらゆる規則や性質に反しています」と、Nweeia氏は述べました。2005年、同氏と、ボストン子供病院のHSDM准教授で発生生物学のPeter Hauschka氏ら同僚は、イッカクの牙は感覚器官であり、氷の海の環境についての情報を伝えていると学会で報告しました。 このたび、解剖学、組織学、遺伝学、神経生理学を用いて、感覚から脳までの経路をたどる論文が、『Anatomical Record』誌の4月号に掲載されました。 この新しいモデルを手に入れたNweeiaは、生きているイッカクで、感覚情報が実際にこの経路を通って牙から脳へ伝達されることを確認する必要があったのです。
研究チームはこの仮説を検証するため、8月のまだ肌寒いバフィン沖で泳いだイッカクに、「牙ジャケット」（両端を泡で密閉した透明なチューブ）を装着しました。 その反応は心拍数の変化で、ホルター・モニター（医師が心臓のリズムを記録するために人が身につけるのと同じ携帯機器）で測定されました。
科学者たちは心拍数の変化を測定し、水の塩分濃度によって有意な変化があることを発見しました。 氷が形成され、刻々と変化する海洋環境に生息する動物は、種の成功に不可欠であると、研究者は推測しています。 Nweeia氏は、イッカク牙が海水の塩分濃度の変化を感知するのは、雌に適性を示すための可能な方法であると結論付けています。 このような能力は、オスが発情期のメスを見つけるのに役立つかもしれませんし、生まれたばかりのイッカクにとって不可欠な食べ物を探すのに役立つかもしれません。
水の塩分が感覚刺激となり、それが脳への信号を引き起こし、心拍数に反応する変化を起こすと、Nweeiaは説明しました。
「これは、その環境における通常の変数に対して感覚機能を持つことが、in vivo テストによって示された最初の歯です」と彼は述べています。
Nweeiaは、私たちの歯も敏感であるが、他の哺乳動物と同様に、これは重大な損傷や病気の後にのみ記録されていることを思い出させてくれます。
歯科の教科書には、Martin Brannstromによるとされる、歯の感受性の流体力学的理論が掲載されています。 ブランストロームは、歯は温度、圧力、粒子の勾配、触覚を感知する能力があると仮定しました。
Nweeiaのグループ、イッカク牙研究の次のステップは、イッカクに関するイヌイットの伝統的知識を集めた12年間の研究を完了し、牙の微細構造との進化のつながりを見つけることです。
一方、Nweeiaは、コネチカット州シャロンの診療所で一般歯科の本業を続けています。
「想像してみてください。 探検、驚き、そして謎はすべて、この壮大な螺旋状の牙と感覚器官に巻き込まれているのです」と彼は言います。 追加の資金提供は、ハーバード大学歯学部、ハーバード大学比較動物学博物館、スミソニアン協会、The Explorers Club、キャッスル&ハーラン社、NSERC、カナダ漁業海洋省、ヌナブト野生動物管理委員会からなされました。