動物はなぜ冬眠するのでしょうか？動物が冬眠する理由は何ですか?

多くの動物には冬眠の習性があります。冬眠は動物がより安全に冬を過ごすのに役立ちます。また、冬は食料源が減るため、冬眠はエネルギー消費を減らす良い方法です。しかし、動物は食料の理由だけで冬眠を選ぶのでしょうか？動物はなぜ冬眠するのでしょうか？冬眠の理由は何ですか？どの動物が冬眠しますか？上記の質問は、次のテキストでInteresting Historyの編集者によって1つずつ明らかにされます。

動物はなぜ冬眠するのでしょうか？

冬眠は、寒さに弱い動物が厳しい季節を生き延びるために行う習慣です。多くの動物は冬眠します。毎年霜降の頃になると、気温が徐々に下がり、池のカエルの鳴き声も聞こえなくなり、ハリネズミやハムスターなども洞窟に入って長い眠りに入ります。冬眠する動物は体温、呼吸、心拍数などに変化が生じ、代謝が最低レベルまで低下します。

さらに、温血動物と冷血動物の冬眠は異なります。冬眠中の冷血動物の体温の上昇と下降は受動的なものであり、完全に外部環境によって決定されます。恒温動物は違います。意図的に体温を調節し、冬眠に最適な温度に調整してから冬眠します。そして目覚めると、熱を産生する器官がフル稼働し、数時間以内に体温を元のレベルに戻します。

研究の結果、研究者たちは、ハリネズミは冬眠中に体を丸めて、食べたり飲んだりしないことを発見した。呼吸は極度に弱くなり、心拍数は1分間に10～20回にまで低下します。意識のあるハリネズミは数分以内に水中で溺れてしまいますが、冬眠中のハリネズミは30分経っても溺れません。キイロリスが130日以上冬眠中に放出する熱の総量はわずか29ジュールですが、冬眠後の13日間で2420ジュールの熱を放出します。動物が冬眠すると、白血球数が大幅に減少します。グラウンドホッグの実験により、グラウンドホッグの血液 1 立方ミリメートルに含まれる白血球の数は通常 12,180 個であるのに対し、冬眠中は平均 5,950 個にしかならないことが分かりました。

科学者たちは、動物が冬眠するときに起こる、熱の産生、体温の消耗の補填、一定の温度の維持など、高度で複雑な生理現象に非常に興味を持っており、多くの研究が行われていますが、現在まで、動物の冬眠の原因と生理学的メカニズムについては、まださまざまな意見があります。

動物が冬眠する理由は外部からの刺激によるものだと信じる科学者もいる。外部刺激としては主に気温の低下や食糧不足などが挙げられます。ある人がミツバチに対してこのような実験をしました。気温が7℃から9℃の間、ミツバチの羽と足は動かなくなりますが、軽く触れるとわずかに震えます。気温が4℃から6℃に下がると、ミツバチは完全に麻痺状態になります。さらに気温が下がると、ミツバチはより深い睡眠状態に入ります。これは、動物の冬眠が気温と密接に関係していることを示しています。この実験では、ケージに入れられたハムスターは十分に餌を与えられていれば冬に冬眠しないことも判明した。

しかし、人工的な冷却ではすべての冬眠動物が冬眠状態に入ることができるとは限らないと指摘する人もいます。冬眠動物の多くは、冬が来ると、食料不足のためではなく、自動的に食べるのをやめたり、食べることを拒否したりするからです。これは上記の見解に反対するものです。

一部の科学者は生物時計理論を提唱しており、生物のリズムが冬眠動物の毎年の代謝変化を制御していると考えています。恒温動物の冬眠と温度変化の現象は、進化生態学の二次的退化であり、動物の移動や冬の食料貯蔵に似た生態学的適応であり、進化の過程で固定された生物リズムです。しかし、この理論には事実的根拠が欠けている。

科学者たちは、冬眠中の動物の体内に冬眠を誘発する物質があることを発見した。科学者たちは、地上ネズミの実験で、人工的な条件下で冬眠した地上ネズミから血液を採取し、それを夏に活発に生活する地上ネズミの体内に注入した。すると、これらの地上ネズミはすぐに冬眠状態に入った。現在、冬眠中の動物の血液中には、識別できない粒子が 3 種類存在します。

冬眠中の黄色いマウスの赤血球は、通常の黄色いマウスに比べて強く、分解されにくく、中にはしわが寄っているタイプもある。さらに、長期間冬眠していた動物の血液は、冬眠に入ったばかりの動物の血液よりも強い冬眠誘発効果を持っています。動物の冬眠を誘発する物質は血清中に存在します。物質拒絶反応は、通常、異なる動物の間で起こることは知られていますが、不思議なのは、冬眠中のマーモットの血清を目覚めている黄色いネズミの体内に注入すると、黄色いネズミは拒絶反応を示さないだけでなく、ぐっすりと眠りに落ちることです。

科学者たちはまた、冬眠中の動物の体内には冬眠を誘発する物質だけでなく、冬眠物質に対抗する別の物質も存在していることを発見した。この物質は動物の正常な活動と覚醒を維持することができます。冬眠物質と結合して複合体を形成します。冬眠物質が抗冬眠物質を上回ると、動物は冬眠します。

冬が来る前に、カエルやヒキガエルは干し草の巣や湿った泥など、冬眠できる場所を探し始めます。気温が7～8℃に下がると、ほとんどの爬虫類は冬眠を始め、体温は気温に応じて変化します。彼らは翌春まで基本的に動かずにいます。

このことから、動物が冬眠を始める時期は、誘発物質だけでなく、誘発物質と抗誘発物質の比率にも左右されることがわかります。科学者たちは、冬眠中の動物は一年を通して冬眠誘発物質を「生成」するが、抗冬眠誘発物質は冬眠に入った後にのみ生成されるのではないかと推測している。一度生成されると、この物質は春の初めに減少し始めるまで上昇し続けます。血清中の濃度が誘発物質の濃度よりも高くなると、動物は冬眠から目覚めます。しかし、科学者たちは、冬眠を誘発する物質と冬眠を阻止する物質の性質、そしてなぜそれらが動物の生理機能にそのような劇的な変化を引き起こすのかをまだ理解していません。

1983年、科学者たちはリスの脳から抗代謝ホルモンを抽出した。このホルモンを冬眠しないマウスに注射すると、マウスの代謝率が大幅に低下し、体温が10℃程度まで低下することが分かりました。ホルモンは動物を冬眠させる要因でもあるようです。最近、一部の科学者は細胞膜の観点から動物の冬眠のメカニズムを研究したいと考えていました。しかし、細胞膜の変化が神経伝導とどのように関係しているのか、またそれが動物の冬眠に重要な役割を果たすのかどうかについては、まだ研究されていません。

現在まで、動物の冬眠の秘密は完全には解明されていません。科学者たちは今も調査を続けている。私たちはその謎がいつか解明されると信じています。冬眠中、ハリネズミは葉や干し草で作った巣に隠れ、体を丸めて、食べたり飲んだりせず、心拍数も低下します。しかし、暖かい日には目を覚まし、外に出て、摂取したカロリーを補うための食べ物を探します。

どの動物が冬眠しますか？

地球上で自分の体温を調節できる動物は恒温動物と呼ばれます。周囲の温度変化に応じて体温を調節できる動物を変温動物といいます。冬場の寒い時期は体温が下がり、活動が止まります。このときエネルギー消費も減少するため、餌を食べなくても生命を維持できます。

「冬眠」には3つのタイプがあります。1つ目は、ヘビやカエルなどの両生類や爬虫類の冬眠です。彼らの体温は周囲の環境に合わせて調整されています。周囲の温度が下がると、それに応じて体温も下がり、冬眠状態になり、自分で調整できなくなります。 2つ目はリスなどの動物で、普段は体温を一定に保っています。冬眠中は体温を周囲の温度に近い温度まで下げることができますが、体液が0℃以下で凍らないようにするため、体温は5℃前後に保たれています。

3つ目はクマです。クマは冬眠すると体温が数度しか下がりませんが、食べずに長時間眠ることができます。厳密に分類すると、睡眠と冬眠の中間くらいになります。冬眠中の哺乳類と人間の体の構造に違いはあるでしょうか? 答えは「いいえ」です。両者の臓器や組織に違いはなく、冬眠する哺乳類は特殊な因子を使って神経ホルモン系を制御し、臓器の代謝状態を調節できるというだけだ。この制御の遺伝的因子が発見されれば、将来、人間や他の動物が冬眠できるようになる可能性がある。

温暖な気候の地域では、動物の冬眠期間は非常に短くなるはずです。特に、冬眠が可能な動物園の動物は、保温や防寒設備のおかげで冬でも自由に動き回ることができます。したがって、まとめると、冬眠する哺乳類には、齧歯目のホッキョクリス、チンチラ、ヨーロッパヤマネ、ゴールデンハムスター、食肉目のクマ、翼手目のコウモリ、エリマキエイ目のハリネズミが含まれ、非哺乳類の冬眠する動物には、両生類のカエル、爬虫類のヘビやカメが含まれ、節足動物門のサソリなどの種は冬には見られません。