夜、動物の目が光って見えるのは、なぜ？
― 目の奥にある鏡が、光をもう一度返しています
夜の道でネコと目が合うと、目だけが金色や緑色にぼうっと光って見えます。けれど動物の目が、みずから光を出しているわけではありません。もらった光を目の奥の鏡で返しているだけです。その鏡は、暗い場所でものを見るための道具でもあります。
夜、街灯もまばらな道を歩いています。前のほうに、小さな光が二つ並んで浮かびました。近づくと、それはネコの目でした。
ふしぎなのは、光り方です。ネコが横を向いているあいだは、目はただの暗い点にしか見えません。こちらを向いた瞬間だけ、ぱっと光ります。
同じことは、写真でも起きます。暗い部屋でイヌをうつすと、目が白や緑に光ってしまう。この光の正体をたどると、目の奥のつくりにたどり着きます。
理由は、大きく2つです
ネコやイヌ、シカの目の奥には、光を受ける膜のうしろに鏡の役目をする層があります。通り抜けてしまった光を、そこで折り返しています。
目のレンズは、入ってきた光をまとめる形をしています。そのため返った光も、ばらけずに光源のほうへ帰っていきます。だから正面のあなたにだけ見えます。
この2つがそろうと、「暗いのに、こちらを向いたときだけ強く光る目」ができあがります。順番に見ていきましょう。
光を受け取りそこねた分を、もう一度使う
目の奥には、光を感じ取る膜がはりついています。これを網膜といいます。網膜には光を電気の信号に変える細胞がぎっしり並んでいますが、入ってきた光を全部つかまえられるわけではありません。
かなりの割合が、網膜をすり抜けてしまいます。人の目では、すり抜けた光はその奥の黒い層に吸いこまれて終わりです。写真の暗幕と同じで、余計な光を消すためのしくみです。
ところが夜に活動する動物の多くは、この黒い層のかわりに、うすい板が何十枚も重なった反射層を持っています。日本語では輝板、専門的にはタペタムと呼ばれます。すり抜けた光はここではね返り、網膜をもう一度通ります。図1の左を見てください。
なぜ、こちらを向いたときだけ光るの？
反射層があっても、光がばらばらの向きに散ってしまえば、遠くからはほとんど見えません。ここで効いているのが、目の前側にあるレンズです。
レンズは、入ってきた光を網膜の一点に集めます。逆にいうと、その一点から出た光は、レンズを通ると元の光源のほうへまっすぐ帰ります。反射層で返った光は、この道をそのまま逆にたどります。
だから、光の出どころのすぐそばにいる人にだけ、目が光って見えます。懐中電灯を持った人には光って見えても、その横に立つ人にはほとんど見えません。写真で目が光るのも、レンズのすぐ近くで光らせるからです。
ネコは黄色から緑、イヌは緑や青、シカは白っぽく光ります。反射層の材料や、重なりの厚みが種類ごとに違うためと考えられています。同じネコでも、子ネコのうちは反射層が育ちきらず、赤く光ることがあります。
人には反射層がありません。それでも写真で目が赤くなるのは、網膜のうしろにある血管の色が返ってくるからです。同じ「目が光る」でも、鏡ではなく血の色を見ていることになります。
まとめ
夜に動物の目が光るのは、光を出しているからではありません。網膜を通り抜けた光を奥の反射層が返し、レンズがその光を光源のほうへまっすぐ送り返しているからです。暗い中でわずかな光を使い切るための工夫が、そのまま「光る目」として見えています。
動物の目は、光っているのではありません。
受け取りそこねた光を、もう一度使っているだけです。
夜の生きものの見え方については、虫はなぜ、夜になると明かりに集まってくるの？もあわせてどうぞ。光がはね返る向きの話は鏡はなぜ左右だけを逆にして、上下はそのままなの？、ネコの体のしくみは猫はなぜ、いつも足から着地できるの？で扱っています。
- 暗くした部屋で、イヌやネコから3メートルほど離れます。スマートフォンのライトをつけ、自分の目のすぐ横に持ってから、動物のほうへ向けます。目が光って見えるはずです。強い光を長く当て続けないよう、数秒でやめてください。
- 今度は、ライトを持った腕をいっぱいに横へ伸ばして同じことをします。光り方が弱くなるか、消えるかを比べます。返った光が光源のほうへ帰る性質を、体で確かめられます。
- 自転車の反射板や、道路わきの標識でも同じことが起きます。正面から照らしたときだけ強く光ることを確かめてみてください。動物の目と同じ理屈です。
動物が嫌がるそぶりを見せたら、すぐにやめましょう。野生の動物には近づかず、遠くから見るだけにしてください。
もっと知りたい人へ ― 用語・数式・教科書とのつながり中学理科から大学の専門科目まで、どのレベルの話かを明示しています
- 中学中学校の理科で習う範囲
- 高校高校の「物理・生物」で習う範囲
- 高校＋高校の発展、または教科書のコラム扱いの内容
- 大学高校では習わない、大学の専門科目（視覚生理学・光学）の内容
- 研究大学でも「定説」として教わらない、いま研究者が調べている最中の話
中学用語：この現象には名前があります
- 網膜：目の奥にはりついた、光を電気の信号に変える膜のことです。
- 輝板（タペタム）：網膜のうしろにある反射層のことです。うすい板の重なりでできています。
- 再帰反射：当たった光を、来た方向へそのまま返す反射のことです。反射板や標識にも使われています。
中学高校式で確かめる：ネコの瞳は、人の何倍の光を集めているの？
反射層のほかに、瞳の大きさも効いています。暗いときにどれだけ広く開けるかで、目に入る光の量が変わります。記号は使わず、長さの単位はミリメートル、面積の単位は平方ミリメートルで通します。
| 暗いときのネコの瞳の直径 | 約12ミリメートルとされる |
| 暗いときの人の瞳の直径 | 約8ミリメートルとされる |
| 円の面積の求め方 | 半径と半径をかけ、円周率をかける |
| ネコの瞳の半径（ミリメートル） | 12 ÷ 2 ＝ 6 |
| 半径どうしをかける | 6 × 6 ＝ 36 |
| ネコの瞳の面積（平方ミリメートル） | 36 × 3.14 ≒ 113 |
| 人の瞳の半径（ミリメートル） | 8 ÷ 2 ＝ 4 |
| 半径どうしをかける | 4 × 4 ＝ 16 |
| 人の瞳の面積（平方ミリメートル） | 16 × 3.14 ≒ 50 |
| 面積の比 | 113 ÷ 50 ≒ 2.3 |
瞳の広さだけで、ネコは人の2倍あまりの光を取りこめる計算になります。ここに反射層による上乗せが加わります。仮に反射層が半分の光を返すなら、網膜が受け取る光はさらに1.5倍ほどになる勘定です。
高校高校＋鏡の正体は、うすい板の重なりです
高校鏡というと金属の面を思い浮かべますが、輝板は金属ではありません。光の通りやすさが違う層を交互に重ねると、それぞれの境目でわずかな反射が起きます。その反射がそろって足し合わさると、強い反射面になります。シャボン玉が色づくのと同じ原理です。
高校＋層の厚みを変えると、よく返る色が変わります。ネコの輝板は結晶のうすい板が重なったものとされ、動物によって使われている物質が違います。光る色が種類ごとに違うのは、この材料と厚みの違いによるものと考えられています。
大学感度と解像度は、引き換えの関係にあります
反射層は感度を上げますが、代償があります。返ってきた光は、元の場所とわずかにずれた位置の細胞にも当たるためです。像はにじみ、細かい模様を見分ける力は落ちます。人を含む昼行性のサルのなかまが輝板を持たないのは、暗さより見分ける細かさを選んだ結果と説明されています。網膜の情報処理では、感度を優先する経路と細かさを優先する経路が並んで働いていることも知られています。
研究まだはっきりとはわかっていないこと
- 色の違いの意味 種によって返る色が違うことは知られていますが、その色が生き方にどう役立つのかは十分に説明されていません。
- にじみの補正 輝板を持つ動物が、像のにじみを脳の側でどこまで補っているのかは、まだ議論が続いています。
- 個体差の理由 同じ種でも、年齢や個体によって反射の強さや色が変わります。何がその差を決めているのかは、完全にはわかっていません。
つまりこの記事の内容も、「いまわかっている範囲での説明」です。動物の目は、いまも比較研究が続いている題材です。
教科書とのつながり（レベル別）
| レベル | 科目・単元 | この記事のどこ |
|---|---|---|
| 中学 | 理科・光の反射／動物の体のつくり | 目の奥で光が返る話、瞳と網膜のはたらき |
| 高校 | 物理・光の屈折とレンズ／生物・感覚器官 | 返った光が光源へ帰る理由 |
| 高校＋ | 物理・うすい膜による光の干渉 | 輝板の色が種類ごとに違う理由 |
| 大学 | 視覚生理学・生体の光学 | 感度と見分ける細かさの引き換え |
| 研究 | 比較形態学・視覚神経科学 | 色の違いの意味、にじみの補正 |
| ― | 生活とのつながり | 夜道で動物の目が光る、写真で目が光る、反射板が正面で光る |
- Ollivier, F. J. ほか「Comparative morphology of the tapetum lucidum among selected species」Veterinary Ophthalmology, 2004年
- Land, M. F. and Nilsson, D.-E.「Animal Eyes」第2版, Oxford University Press, 2012年
- Wassle, H.「Parallel processing in the mammalian retina」Nature Reviews Neuroscience, 2004年
- Schwab, I. R.「Evolution s Witness: How Eyes Evolved」Oxford University Press, 2012年
※本記事は一般向けの科学解説です。掲載した数値は、しくみを理解するための目安・概算です。野生動物には近づかず、観察は遠くから行ってください。