1. ぎゃくに まがる 「ひざ」は、ほんとうに ひざ?
1. 逆向きに曲がる「ひざ」の正体
1. 逆向きに曲がる関節は、ひざではなく足首
フラミンゴの 足には、うしろに 曲がって 見える ところが あります。ひざの ように 見えますが、ちがいます。
あれは、人で いうと かかとや あしくびに あたる ところだと せつめいされて います[2][8]。
ほんとうの ひざと、足の つけねは、からだの 羽の 中に かくれて います。
2. なくなった 鳥でも、かた足なら 立つ?
2. 筋肉が働かない状態でも、片足なら立てた
2. 2017年の実験 ── 死体でも片足で体重を支えた
2017ねんに、かた足で 立つ ひみつを しらべた 研究が ありました[1]。
どうぶつえんで なくなった フラミンゴの からだを つかって、かた足で 立たせて みたのです[4]。
なくなった 鳥の からだは、きん肉に 力を 入れられません。それでも、ほねと かんせつを 生きた 鳥に にた かたちに すると、かた足で 体を ささえる ことが できました[1]。
ところが、りょう足では、うまく 立たせられなかったと ほうこくされて います。
つまり、かた足の ほうが、力を 使わずに すむ かたちだったのです。
力を入れられない体で調べる
研究者のチャンさんとティングさんは、動物園でなくなったフラミンゴの体を使いました[4]。筋肉が働かない体なので、もし立たせることができたら、それは筋肉の力ではなく、体の形と重さのつり合いで支えているということになります。
関節を、生きた鳥が片足で立つときの姿勢に近づけると、体は筋肉の助けなしに片足で体重を支えました[1]。ところが、同じ体を両足で安定して立たせることはできませんでした[1]。
この結果が示すこと
両足で立つときは、ふらつきを止めるために筋肉の力が必要になり、片足で立つときは、体のつくりに任せられる部分が大きい、と読めます。「片足のほうが楽」という見方の、一つの根拠になります。
3. いきて いる 鳥は、どうかな?
3. 生きた鳥のゆれ ── 眠そうなときほど静か
3. 生きた個体の体のゆれと「ハンモック」の比喩
生きて いる 鳥も しらべられました。かた足で しずかに して いる ときは、けいかい して いる ときより、体の ゆれが はっきり 小さかったと ほうこくされて います[1]。
どうぶつえんの せつめいでも、りょう足の ときは 少し ゆれ、かた足の ときは ほとんど うごかなかったと あります[3]。
この しくみを、けんきゅうした 人は 「おもさで しぜんに はたらく ささえ」と よびました。だいがくの 発表では、ほねを かぎのように とめて いるのでは なく、ハンモックのような ものと せつめいされて います[2]。
ハンモックは、ゆれる ものですが、人が ねると、体の おもさで ささえられます。そんな ようすを 思いうかべると いいかもしれません。ただし、ほんとうの ほねと きん肉の しくみは、ハンモックとは ちがいます。
力のかかる場所が関節の真下に来る
生きたフラミンゴを調べると、眠そうにしているときは、警戒しているときよりも体のゆれがはっきり小さくなっていました[1]。このとき、体重の力がかかる点は、下のほうの関節の真下にあり、関節をひねる筋肉の力が少なくて済むと説明されています[1]。
Zoo Atlanta の解説でも、生きた鳥は両足だと少しゆれ、片足だとほぼ動かなかったと述べ、片足立ちにエネルギーはほとんど要らないとしています[3]。
「関節が鍵のようにロックする」とは限らない
研究者は、この仕組みを重力で受け身にはたらく支えのしくみ(gravitational stay apparatus)と呼びます。大学の発表では、骨が固定されるというより、ハンモックやスリングに近い働きだと説明されています[2]。
ただし、体のどの部分がどう働いてこの安定を生むのかは、著者らもまだ正確には分かっていないと認めています[4]。
生きた個体の観察では、眠そうな静止状態で、警戒時よりも体の揺れが明らかに小さく、力の作用点が遠位関節の真下にあったという[1]。関節まわりの筋のトルクが少なくて済む配置だと解釈される。
Zoo Atlanta は、生きた鳥が両足では少し揺れ、片足ではほぼ静止し、代謝エネルギーはほとんど要らないと説明している[3]。揺れの具体的な数値は資料により食い違うため、ここでは扱わない。
研究者はこの機構を重力で受動的に働く支持機構(passively engaged gravitational stay apparatus)と呼ぶ。Emory 大学の発表は、骨がロックされるのではなくハンモックやスリングに近いと述べる[2]。解剖学的にどう安定が生まれるのかは、著者ら自身が正確には分かっていないと認めている[4]。「関節が鍵のように固定される」という説明は、断定できる段階にない。
4. あたたかさと かんけいが あるの?
4. もう一つの説 ── 体温を守るため
4. 体温調節説 ── 2010年のカリブフラミンゴの観察
かた足で 立つ もう ひとつの りゆうも、しらべられました。2010ねんに、アメリカの どうぶつえんで カリブフラミンゴを 見た 研究が あります[5]。
気おんが 高い ときほど、かた足で 休む 鳥は 少なく なりました。また、りくより 水の 中の ほうが、かた足の 鳥が 多かったのです[5]。
研究した 人は、体の あたたかさを ちょうせつする ためだと 強く うかがえると まとめました。水は 体の ねつを とても はやく うばう からです[6]。
日本の どうぶつえんでも、はねの ない ひえやすい 足を 体に くっつけるからと せつめいして います[8]。
ただし、これは どうぶつえんで 見た けっかです。野生の 鳥でも 同じかは、まだ わかって いません。
気温と水を見比べた観察
アンダーソンさんとウィリアムズさんは、フィラデルフィア動物園のカリブフラミンゴを観察しました[5]。気温が高いほど、片足で休む鳥の割合は下がりました。また、陸よりも水の中のほうが、片足で立つ鳥は多くなりました[5]。
二人は、片足で休むことが体温調節を助けることを強く示唆する結果だと結論しました[5]。アンダーソンさんは、水は体の熱をとても速く奪うこと、足は鳥の熱が逃げる大きな場所であることを理由に挙げています[6]。秋田市の動物園も、羽のない冷えやすい足を体に寄せるためと説明しています[8]。
この説の限界
この観察は動物園で行われたものです。野生のフラミンゴでも同じとは限りません。アンダーソンさんは、寄生虫や菌との接触を減らす利点も否定できないと述べています[6]。
Anderson と Williams(2010)は、フィラデルフィア動物園のカリブフラミンゴを観察した。気温が高いほど片足で休む個体の割合が下がり、水中のほうが陸上より片足の個体が多かった。著者らは、片足での休息が体温調節を助けることを強く示唆する結果だと結論した[5]。
Anderson は、水は体の熱を非常に速く奪い、脚は鳥の熱が逃げる主要な場所だと述べる。寄生虫や病原体との接触を減らす利点も否定できないという[6]。秋田市大森山動物園も、羽のない冷えやすい脚を体に寄せるためと説明している[8]。
ただし観察は飼育下のもので、野生での検証は本メモの資料にはない。結果は「示唆する」にとどまり、因果を確定したものではない。
5. けっきょく、どっちが ほんとう?
5. 理由は一つに決まっていない
5. 二つの説の関係と、残る問い
「つかれにくい から」と 「あたたかいから」は、どちらかが まちがいと いう 話では ありません。二つとも 同じ ときに 本当かも しれません。
スミソニアン国立どうぶつえんの 人は、「ただ 楽なのだと 思う」と 話して いました。その 記事は、はっきりした 答えは まだ ないと まとめて います[7]。
ねむる ときの ようすも しらべられました。のうの はんぶんずつ ねむる ことと、かた足で 立つ ことは、かんけいが なさそうだと ほうこくされて います[9]。
わかって いる ことと、まだ わからない ことが 分かれて いるのが、おもしろい ところです。
二つの説は、ぶつかり合わない
体のつくりのおかげで力を使わずに立てるという2017年の説明と、体温を守るためという2010年の説明は、それぞれ別の手がかりを示しています。2010年の研究も、筋肉の疲れを避けるためという説明を検討したうえで、体温調節を強く示唆すると結論しました。二つが両立するのか、どちらが主な理由なのかは、この資料だけでは決められません。
ほかの見方
スミソニアン国立動物園の鳥類担当者は「単に楽なのだと思う」と述べ、その記事は、はっきりした答えはまだないとまとめています[7]。また、脳の半分ずつ眠る半球睡眠との関係も言われましたが、カリブフラミンゴを調べた2018年の研究は、半球睡眠は起きているものの、片足立ちとは関係なさそうだと報告しています[9]。
2017年の受動的支持の説明[1]と2010年の体温調節説[5]は、別々の手がかりを示している。2010年の研究も筋疲労説を検討したうえで、体温調節を強く示唆すると結論した。二つが両立するのか、どちらが主な理由なのかは、この資料だけでは決められない。
スミソニアン国立動物園の鳥類担当は「単に楽なのだと思う」と述べ、記事は明確な答えはまだないとまとめる(2017年以前の記事)[7]。半球睡眠との関連も議論されたが、カリブフラミンゴを調べた2018年の研究では、半球睡眠は行われるが片足立ちとは関連しなさそうだという結果だった[9]。
体のつくり、体温、睡眠のうち、片足立ちを最もよく説明するのはどれか。この問いへの決着は、本メモの資料の範囲ではついていない。
自分でも しらべて みたく なったら
自分でも調べてみたくなったら
自分でも調べてみたくなったら
今日できること
かべの そばで、かた足で 立って みましょう。かべに 手を そえて、ころばない ように します。きん肉が つかれる ところを かんじたら、やめて 休みます。フラミンゴとは しくみが ちがうので、くらべる ための やって みることです。
出かけて できること
どうぶつえんで フラミンゴを 見る ときは、かた足の 鳥が 水の 中に 何羽、りくに 何羽 いるか、かぞえて みましょう。見た 時間と 鳥の 数を 紙に メモして、日を かえて 何回か 見ましょう。天気や きおんも 書いて おくと、自分の メモどうしを くらべられます。ぜったいに 池に 入ったり、さくを こえたり しないで ください。
くわしく 知りたい とき
どうぶつえんの ホームページや、かかりの 人に ききに いくのも いい ほうほうです。
今日できること
壁のそばで、片足で立ってみましょう。壁に手を添えて、転ばないようにします。筋肉がつかれてくるのを感じたら、やめて休みます。フラミンゴとは体のつくりが違うので、比べるための体験と考えてください。
出かけてできること
動物園でフラミンゴを見るときは、片足立ちの鳥が水の中と陸に何羽ずついるか、数えてみましょう。見た時間と鳥の数を紙に記録し、日を変えて何回か観察しましょう。天気と気温も書いておくと、自分の記録どうしを比べられます。池に入ったり柵を越えたりしてはいけません。
公式情報
動物園の公式ページや飼育員さんの解説を見ると、園の鳥の暮らしがくわしく分かります。
今日できること
壁に手を添えて片足で立ち、両足立ちと比べたときの筋肉の疲れやすさを感じてみる。フラミンゴとは体の構造が異なるため、比較ではなく体感のための試みである。ふらついたらすぐやめる。
出かけてできること
動物園で、片足立ちの個体数を水中と陸上で数え、天気・気温、見た時間とあわせて記録する。日を変えて何回か観察し、自分の記録どうしで傾向が見えるかを比べる(2010年の研究との直接比較はしない)。柵を越えたり水に入ったりしない。
記録のしかた
紙に「片足/両足」「水/陸」の欄を作り、見た時間ごとに鳥の数を正の字で書いていく。1回の観察では偏りが出るので、日や時間帯を変えて集める。
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
要旨・解説・動物園の説明から、それぞれの主張を確かめました。本文の数値は未確認の部分があります。
- Chang & Ting. Mechanical evidence that flamingos can support their body on one leg with little active muscular force. Biology Letters 13(5), 2017(要旨). https://royalsocietypublishing.org/rsbl/article/13/5/20160948/62549/Mechanical-evidence-that-flamingos-can-support (死体の実験、生きた個体のゆれ)
- Emory News. Flamingo research shows birds use one-legged stance to relax. 2017. https://news.emory.edu/stories/2017/05/flamingo-research-shows-birds-use-one-legged-stance-relax (ハンモックの比喩、足首の説明)
- Zoo Atlanta. One Leg Up. https://zooatlanta.org/one-leg-up/ (両足と片足のゆれ)
- The Naked Scientists. Why flamingos do have a one-leg stand. https://www.thenakedscientists.com/articles/science-news/why-flamingos-do-have-one-leg-stand (研究の方法、未解明の点)
- Anderson & Williams. Zoo Biology 29, 365-374, 2010(要旨). https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/zoo.20266 (気温・水と片足立ちの関係)
- NBC News. Anderson へのコメントを含む記事. https://www.nbcnews.com/id/wbna32904002 (水と熱の逃げ方)
- Smithsonian Magazine. Ask Smithsonian: Why do flamingos stand on one leg? https://www.smithsonianmag.com/smithsonian-institution/ask-smithsonian-why-do-flamingos-stand-one-leg-180956323/ (「楽だと思う」という担当者の話)
- 秋田市大森山動物園のページ. https://www.city.akita.lg.jp/zoo/information/1003683/1003892.html (かかとの説明、体温の説明)
- Anderson et al. 2018, SAGE(カリブフラミンゴの半球睡眠). https://journals.sagepub.com/doi/10.3184/175815618X15204318491767 (半球睡眠と片足立ち)
なおした ところ
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