1. よこに なって いる 牛は、ねて いるの?
1. 横になっている牛は、眠っているのか
1. 横になる10〜14時間と、眠りの2〜4時間
牛しゃで、牛が ゆかに よこに なって います。目を つぶって いるようにも 見えます。ねて いるのでしょうか。
牛が よこに なる 時間は、1日に 10〜14時間ほどと いわれます[5]。ほうぼくや、わらを しいた 場所では、へいきんで 9時間ほどに へります。牛に よって、6〜16時間と、はばも あります。
いっぽう、のうの はたらきで はかった ねむりは、ぜんぶ あわせても 2〜4時間ほどです。ただし これは ミルクを だす 牛の けんきゅうで、数字は はかり方でも かわります。
よこに なる 時間は、ねむる 時間の 5ばいから 8ばいほど。では、のこりの 時間は なにを して いるのでしょう。
2. ずのうの はたらきで はかると、1日は どう 分かれるの?
2. 脳波で測ると、1日は5つに分かれた
2. スウェーデンの乳牛9頭の「1日の時間割」
スウェーデンの 研究では、9とうの 牛の 頭に きかいを つけ、のうの はたらきを 3日間 はかりました[2]。
1日の へいきんは、こう なりました。おきて いる 時間が 12.9時間。はんすうが 8.2時間。うとうとが 1時間 ほど。レムすいみんが 44分。ノンレムすいみんが 64分です。
レムと ノンレムは、どちらも ねむりの しゅるいです。この 2つを たしても、1時間 50分ほどでした。うとうとを たしても、3時間 より 少し 少ないくらいです。
牛に よって ちがいも 大きいので、これは 9とうの へいきんです。どの 牛も この 数字だと いう わけでは ありません。
9頭の乳牛を3日間測った研究
スウェーデンの研究チームは、体に傷をつけない方法で乳牛9頭の脳波などを測り、1日の時間を分けました。1日あたりの平均は、起きている時間が約12.9時間、反芻が約8.2時間、うとうとが約57分、レム睡眠が約44分、ノンレム睡眠が約64分でした[2]。
レム睡眠は、体の力が抜けて、夢を見ているときの眠りとして知られます。ノンレム睡眠は、深く静かな眠りです。この2つを足して約108分、つまり約1時間50分。うとうとを加えても約2時間45分です。5つを合計すると、ほぼ24時間になります。
古い「約4時間」との差
以前の研究では、牛は1日に約4時間眠り、うとうとはその約2倍と報告されています[1]。2時間弱という数字とは、そのまま重なりません。違いの理由を、次の章で見ていきます。なお、牛ごとのばらつきは大きく、ここでの数字は9頭の平均です。
Ternmanらの研究は、体を傷つけない脳波測定を使い、スウェーデンの乳牛9頭を24時間×3日間測った[2]。1日あたりの平均は、覚醒約12.9時間、反芻約8.2時間、うとうと(ドロージング)約57分、レム睡眠(REM)約44分、ノンレム睡眠(NREM)約64分と報告される。標準偏差はノンレムで約38分と大きく、個体差が目立つ。
レムとノンレムの合計は約108分で、約1.8時間にあたる。うとうとを加えても約2.75時間。5項目を足すと12.9+8.2+0.95+0.73+1.07≒23.9時間で、ほぼ24時間に収まる。
これに対し、以前の埋めこみ電極を使った研究では、牛は約4時間眠り、うとうとはその約2倍とされた[1]。同じ4時間と2.75時間を比べても、1.2時間ほどの差がある。うとうとを眠りに含めるかどうかで数字が変わることは、この差の説明の1つになる。ただし、測定した牛の飼い方や数もちがうので、手法の差だけが原因と断定はできない。
3. 目で 見て かぞえると、どうして まちがえるの?
3. 見た目で数えると、眠りを多く見積もってしまう
3. 姿勢では眠りを判定できない ── 行動観察の過大評価
牛を ずっと 見て、「いま ねて いる」と かぞえれば、かんたんそうです。でも、それでは ねむりを おおきく かぞえて しまうと いわれます[1]。
うとうとして いる 牛も、ほんとうに ねむって いる 牛も、おなじ しせいを して いるからです。外から 見ても、どちらか 分かりません。
よこに なって、あたまを おなかの わきに のせる しせいは、ねむって いる ように 見えます。ところが、牛しゃの 牛は、いろいろな しせいで レムすいみんに なりました[6]。
だから 牛の ねむりは、のうの はたらきで はかる ひつようが ありました。
うとうとと眠りは、同じ姿勢で起きる
横になっている牛を見て、「眠っている」と数えたくなります。しかし、うとうとしているときと眠っているときでは、牛が同じ姿勢をとることがあります。行動の観察だけで数えると、眠りを大きく多く見積もると報告されています[1]。
頭を脇腹にのせる姿勢でも、見分けはつかない
牛が頭を横に向けて脇腹にのせる姿勢は、深い眠りの姿に見えます。スコットランドの研究では、レム睡眠のうち、この姿勢で捉えられたのは放牧の牛で約70%でした。牛舎の牛は、いろいろな姿勢でレム睡眠を示しました[6]。
この研究は、姿勢は牛の眠りの段階を知る手がかりとして正確ではないと結論づけています。眠りの段階を知りたいなら、見た目だけではなく、脳波などを測る必要があるのです。
横になっている牛を数えれば眠りが分かりそうだが、実際には、うとうとと眠りが同じ姿勢で起きるため、行動観察だけでは眠りを大きく過大評価する[1]。前の章の「横になる時間」と「眠り」のずれは、ここから説明できる。
姿勢による判定の限界は、SRUCの研究が示している。屋外管理の牛では、頭を横に向けて脇腹にのせる姿勢でレム睡眠の約70%を捉えたが、姿勢だけでは総睡眠量を正しく見積もれない(レムを過大に、ノンレムを取りこぼして見積もる)。牛舎の牛はさまざまな姿勢でレム睡眠を示し、姿勢は睡眠段階の指標として有用でないと結論された[6]。
ここから、「牛は夜に◯時間眠る」のような数字は、行動観察と脳波のどちらで得たのかを確かめて読む必要がある。ただし、どちらが正しいというより、何を「眠り」と呼んでいるかの違いだ。
4. もぐもぐ はんすうの 8時間は、どこに 入るの?
4. 口をもぐもぐ動かす8時間は、どこに入るのか
4. 反芻7〜10時間と、横になる時間の重なり
牛は 1日の うち、8時間ほどを はんすうに つかいます[2]。はんすうは、いちど のみこんだ 草を 口に もどして、もういちど かむ ことです。
はんすうは、よこに なって いる ときに することが 多く、よこに なって やすんで いる ときにも、よく 見られます[5]。
この 研究では、はんすうは ねむりとは べつの 時間として かぞえて います[2]。よこに なって いる 時間の 中には、はんすうも、うとうとも、ねむりも 入って いるのです。
5. ねむりは、夜に、みじかく 何回も
5. 眠りは夜に、短い区切りで何度も来る
5. 夜は、眠りや反芻の区切りが長い
牛の ねむりは、ひと つづきでは ありません。ノンレムが 5〜8分。そのあと レムが 3〜4分で、目が さめる。この くりかえしが ふつうだと いわれます[3]。
研究者は「夜に 30分ほど。あとは 15分、10分と、ちょっとずつ」と 話して います[4]。
9とうの 研究でも、レムと はんすうの 1回の 長さは、ひるより 夜の ほうが 長く、おきて いる 1回の 長さは 夜の ほうが みじかく なりました[2]。牛は、夜の ほうが、ひと つづきで ねむる ことが 多いのです。
わたしたちは、ひとばん つづけて ねむります。牛は、草を たべたり、はんすうしたり しながら、すきまに ねむりを はさんで いる ようです。
5分の眠りを、何度もつなぐ
大学の普及資料では、牛の典型的な眠りの周期は、ノンレム睡眠が5〜8分続き、そのあとレム睡眠が3〜4分で目が覚める形だとされます[3]。牛の眠りは、短い区切りを何度も繰り返すのです。
研究者自身も、牛は1日に約3時間眠るが、夜に30分ほどまとまって、あとは15分、10分と短い区切りで眠る、と説明しています[4]。眠りの総量が2〜4時間と幅を持つのは、測り方のほかに、こうした短い眠りを何をもって数えるかも関わると考えられます。
夜は、1回の眠りが長め
9頭の研究では、レム睡眠と反芻の1回の長さは昼より夜のほうが長く、起きている1回の長さは夜のほうが短くなりました[2]。
状況で変わる眠り
フィンランドの研究では、レム睡眠は出産の約2週間前に最も長く、出産後の約2週間で最も短くなりました[7]。眠りの量は、牛の体の状態で変わるようです。
大学の普及資料は、牛の典型的な睡眠周期を、ノンレム約5〜8分に続くレム約3〜4分で覚醒するもの、としている[3]。研究者は「約3時間を、夜に30分ほど、あとは10〜15分の短い区切りで」と述べ[4]、総量が研究ごとに2〜4時間とばらつく理由には、この区切りの短さも関わると考えられる。
9頭の研究では、レムと反芻の1回の長さは夜が昼より長く、覚醒の1回の長さは夜が短かった[2]。9頭の研究では、夜はレム睡眠や反芻の1回が長く、起きている1回は短かった。ただし、これは乳牛9頭の平均で、牛舎の明るさや搾乳の時刻などの条件が結果に関わった可能性は、この資料の範囲では分からない。
牛の状態でも変わる。フィンランドのLukeの研究は、レム睡眠が分娩の約2週間前に最も長く、分娩後約2週間で最も短いと報告した[7]。分娩直後や乳量のピーク期は眠りが少なく反芻が多い、という報告もある。「牛の睡眠時間」は固定値でなく、条件で動く量だ。
6. 牛を 見る ときの、ここを 見て みよう
6. 牛を見るときに、何を数えるか
6. 数字の読み方 ── 「眠り」の定義を確かめる
ぼくじょうや どうぶつふれあい 広場で 牛を 見る ことが あれば、さくの 外から、よこに なって いる 牛を 見て みましょう。ちかづき すぎては いけません。
見る ところは 3つです。口が もぐもぐ うごいて いるか。目が あいて いるか、とじて いるか。あたまの むきは どうか。
口が うごいて いたら、はんすうの 時間かも しれません。でも、外から 見て ねむって いるか どうかは、研究者でも むずかしいのでした。
見えて いる すがたと、からだの 中で おきて いる ことは、ちがう ことが ある。この 見方は、ほかの どうぶつを 見る ときにも つかえそうです。
牧場や動物ふれあい広場で牛を見る機会があれば、柵の外から、横になっている牛を観察してみましょう。近づきすぎないことが条件です。
見るのは、口が動いているか、目は開いているか、頭はどこに置かれているか、の3つです。口をもぐもぐ動かしていれば、反芻の最中かもしれません。ただし、外から眠りを見分けるのが難しいことは、前の章のとおりです。
牛の眠りを数字で言うときには、行動で数えたのか、脳波で測ったのか、うとうとを含むのか、という点が違います。「牛は何時間眠る」という数字を見たときに、どう測ったかを尋ねる習慣は、ほかの動物や、人の睡眠の話を読むときにも役に立ちます。
牛の睡眠時間の数字を読むときは、①脳波か行動観察か、②うとうとを含むか、③何頭・どんな飼育条件か、の3点を確かめるとよい。今回の資料では、2〜4時間という幅は、レム+ノンレムの約1.8時間から、うとうとを含めた約4時間まで、定義の違いで説明できる部分が大きいと読める。ただし、肉牛・放牧牛の脳波データは少なく、この記事の数字は主に乳牛の研究にもとづく。
観察するなら、柵の外から、横になった牛の口の動き(反芻)と頭の向きを見る方法がある。ただし、姿勢から眠りの段階は判定できない[6]。見えるのは姿勢と口の動きまでで、眠りの段階を知るには脳波などの測定が必要だ。
原典に当たるなら、9頭の時間割は PLoS ONE(2018)[2]、行動観察の過大評価は Applied Animal Behaviour Science(2012)[1]、姿勢の限界はSRUCの論文[6]、分娩周期との関係はLukeの研究[7]がある。いずれも英語の資料だ。
しらべた もとの じょうほう
参考にした情報源
参考にした情報源と、その使い方
出典について:乳牛の睡眠を脳波で測った研究論文と、大学・研究機関の普及資料を使った。何に使ったかは、それぞれの項目の最後に書いている。
- Ternman E. et al. (2012) Sleep in dairy cows recorded with a non-invasive EEG technique. Applied Animal Behaviour Science(SLU研究情報ページ)。https://research.slu.se/en/publications/sleep-in-dairy-cows-recorded-with-a-non-invasive-eeg-technique/ (古い約4時間の推定と、行動観察の過大評価について)
- Ternman E. et al. (2018) PLoS ONE(Luke jukuri 収録のPDF)。https://jukuri.luke.fi/bitstream/10024/541705/1/journal.pone.0195593.pdf (乳牛9頭の1日の時間割と、昼夜の差について)
- University of Kentucky Extension, Are your cows getting enough sleep. https://afs.ca.uky.edu/files/are_your_cows_getting_enough_sleep.pdf (眠りの周期の長さについて。大学の普及資料)
- Dairy Herd Management, Do cows need more Zs to be healthy and productive. https://www.dairyherd.com/news/education/do-cows-need-more-zs-be-healthy-and-productive (研究者の談話。約3時間の眠りと短い区切りについて。報道)
- Virginia Tech, Cow College, Where does the time go?(2011)。https://www.vtdairy.dasc.vt.edu/content/dam/vtdairy_dasc_vt_edu/documents/cow-college/2011-cc/11-grant-paper.pdf (横になる時間と反芻の時間の目安について。大学の普及資料)
- SRUC, Lying posture does not accurately indicate sleep stage in dairy cows. https://pure.sruc.ac.uk/en/publications/lying-posture-does-not-accurately-indicate-sleep-stage-in-dairy-c/ (姿勢と睡眠段階の関係について)
- Luke, Rapid eye movement sleep time in dairy cows changes during the lactation cycle. https://jukuri.luke.fi/items/5e6a7cf7-5971-4298-a44b-fd3953cfa2a7/full (出産前後でレム睡眠の長さが変わることについて)
なおした ところ
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