1995年頃に奄美大島南部の海底で、直径約2 ｍの砂で出来た円形幾何学模様の構造物がダイバーにより初めて発見されました。この構造物は、周りに何もない砂底にできることや、水深20 ｍ以深の場所にできることが多いことからあまり人目にふれることはなく、その成因も不明であったため、地元のダイバーには「ミステリーサークル」と呼ばれていました。

ところが2011年に、全長およそ10 cmの小さなフグ（後に新種であることがわかり、アマミホシゾラフグTorquigener albomaculosusと命名された）がミステリーサークルに出入りしているのが初めて目撃されました。そこで、中央部の砂を採取すると卵が含まれており、このフグが繁殖のために使用していることが明らかになりました。

これがきっかけとなり、2012年からフグとミステリーサークルの潜水調査が本格的に始まりました。その結果、オスはおよそ1週間かけてミステリーサークルを単独で建設すること、オスはミステリーサークルへやって来たメスと中央エリアの砂上で放精・放卵すること、オスは複数のメスと産卵した後、砂上に残された受精卵が孵化するまでおよそ1週間世話をすることが確認されました。つまり、ミステリーサークルは、産卵して子育てをする産卵巣としての機能があることが明らかになりました。

しかしながら大きな謎が２つ残されていました。一つは、フグがなぜわざわざ円形幾何学模様の構造物をつくるのかということです。産卵して子育てをするだけであれば、中央の窪みのエリアだけで十分なはずです。実際、他の魚でそのような巣が知られています。しかし、このフグの巣の外側には放射状の山と谷が並び、山の尾根には貝殻片で飾りつけまでされているのです。何らかの物理的な機能や配偶者選択に関係しているのでしょうか？

もう一つは、フグがどのように精巧な円形幾何学模様の構造物をつくるのかということです。フグはヒレで砂をかき分けてミステリーサークルを建設しますが、定規やコンパスを使う訳でもなく、また高い位置から俯瞰しつつ建設することもありません。フグは一体どのようなロジックで建設しているのでしょうか。

これらの謎解きをするため、生態学の研究者（千葉県立中央博物館）と工学・理論生物学の研究者と大学院生（大阪大学）による研究チームが2014年に結成されました。その共同研究の一つとして最初にとりかかったのが、ミステリーサークルを３Ｄモデル化して構造の特徴を数値化することだったのです。

今回、完成したミステリーサークルの側に定規を置き、ミステリーサークル全体が入るように斜め上の位置で360度さまざまな角度から4Kビデオカメラで撮影して、その動画フレーム数100枚を使用して３Ｄモデルを作成しました（写真測量法）。加えて、世界中のどなたでも利用できるデジタルペーパーとしてScientific dataに公開されました。

今回、３Ｄモデル化した合計6つのミステリーサークルの外径は 955—1077 (平均1020) mm、 333—411 (平均375) mmでした。

　動物がつくる構造物の特性を利用して、我々の生活に応用する生物模倣技術がこれまでに数多く報告されています。例えば、ハチの巣に見られるハニカム構造は軽量で頑強な容器や建築素材などに応用されています。また、サバンナに生息するプレーリードッグの巣穴には換気機能があり、空調施設などに応用されています。

　では、フグがつくったミステリーサークルには、どのような特性が見られるでしょうか？これまでの研究から、実物の2分の1の大きさの模型を使って流体実験を行ったところ、このミステリーサークルには、どの方向から潮流があっても、上流側半分の谷を通過した水は中央へ流れる（つまり、潮流があれば必ず中央へ水が流れる）特性のあることがわかっています（Kawase et al. 2013）。

今回公開したデジタル化された３Ⅾモデルを利用すれば、世界中のあらゆる分野の研究者が様々な視点からコンピュータ上でミステリーサークルの流体力学的特性をシミュレーションすることが可能です。これによってミステリーサークルの新たな特性が発見される可能性があり、魚がつくった構造物が生物模倣技術へ応用されることが期待されます。

図1.
上：アマミホシゾラフグ（全長約10 cm）
下：砂煙を巻き上げてヒレで谷を掘り進めるオス

図2.
上：水中撮影したミステリーサークル（直径約2 m）
中：水中映像から構築してデジタルデータ化した３Ｄモデル
下：３Ｄデータを３Ｄプリンターで出力した実物大のミステリーサークルの模型