すいぞくかんの 大きな すいそうでは、サメが ゆっくり ぐるぐると 泳いで います。「サメは 泳ぐのを やめると 死んで しまう」と 聞いた ことが ある 人も いるでしょう。

ところが、海の そこで じっと 休んで いる サメも います。たとえば ナースシャークと いう サメは、昼の あいだ、海の そこで 休めると いわれます［3］。

アメリカの 大学で どうぶつを 研究する 人は、サメが 泳ぐ わけを 2つ あげて います。1つは さんそを とる ため。もう 1つは、体が しずみにくく なる ため です［2］。この 2つを、1つずつ 見て いきましょう。

水族館の大きな水槽では、サメがゆっくり円を描くように泳いでいます。休んでいる姿を見たことがない、という人も多いでしょう。

ところが、ナースシャークは昼のあいだ、海底でじっと休めるとされます［3］。ウォッベゴンのように海底で待ちぶせるサメも、泳ぎ続けなくてよい種類として紹介されています［1］。

ウィスコンシン大学の動物学者は、サメが泳ぐ理由を「酸素」と「浮力」の2つにまとめています［2］。この記事も、この2つの順に読みます。まずは酸素、つまり息のほうからです。

水族館の水槽では、サメは休まず泳いでいるように見える。この印象から「泳ぐのをやめると死ぬ」という説明が広まったが、実際には海底でじっと休む種もある。ナースシャークは昼のあいだ海底で休める［3］。ウォッベゴンのように海底で待ち伏せる種も、泳ぎ続ける必要が小さい例として挙げられている［1］。

ウィスコンシン大学の動物学者は、サメが泳ぐ理由を、酸素の取り込みと浮力の2つに整理した［2］。したがって「サメは止まれるか」という問いは1つではなく、酸素の問題と浮力の問題に分けて考える必要がある。まず酸素の側から、えらの構造を見る。

魚は、えらを 通る 水から さんそを とります。だから、えらに 水が ながれないと、さんそを とれません。

サメには、えらを まもる ふた（えらぶた）が ありません。かわりに、体の よこに、えらの あなが 5つずつ ならぶ サメが ほとんどです［5］。

水を えらに とどける ほうほうは、2つ あります。1つめは、泳ぎながら 口を あけて、水を えらへ ながす やり方です。2つめは、ほおの きんにくで 水を 口に すいこんで、えらへ おくる やり方です［3］。

1つめは、かざぐるまを もって 走ると、風で まわるのに にて います。ただし、えらは 水を うけて まわるのでは なく、水から さんそを とって います。

えらぶたのない体

硬い骨を持つ魚には、えらを守る「えらぶた」があります。サメやエイの仲間にはえらぶたがなく、えらの孔が体の横に5〜7対の裂け目として開いています。ほとんどのサメは5対です［5］。

水を届ける2つの方法

1つ目は「ラム換気」です。泳ぎながら口を開け、前に進む勢いで水をえらへ流し込みます。多くのサメがこの方法に頼っていて、止まっていては水が流れません［2］。

2つ目は「口腔ポンプ」です。ほおの筋肉で口の中に水を引き込み、えらの上を通して外へ押し出します［3］。自分で水を動かせるので、泳がなくても息ができます。

走るとかざぐるまが回るように、泳ぐと水がえらを通ります。ただし、かざぐるまは風の力で回るだけで、えらは水の中の酸素を取り込む器官です。では、ラム換気だけに頼るサメは、止まるとどうなるのでしょうか。

硬骨魚にはえらぶたがある。これに対して、サメ・エイ類（軟骨魚）にはえらぶたがなく、えら孔は5〜7対の裂け目として体表に開く。ほとんどのサメは5対である［5］。ふたがないぶん、えらの前を通る水の流れをどうつくるかが、種ごとの生き方に直結する。

その方法は大きく2つある。ラム換気は、泳いで口を開け、前進の勢いで水をえらに通す方法で、多くのサメが使う［2］。口腔ポンプは、ほおの筋肉で水を口に引き込み、えらの上から押し出す方法で、泳がなくても水が流れる［3］。前者は動力が泳ぎそのもので、後者は口とほおの動きという別の動力である。

では、ラム換気だけに頼る種は、泳ぎの速さにどんな制約を受けるのか。

ホホジロザメや アオザメは、ラムかんきだけに たよる サメです。泳ぐのを やめると、さんそが たりなくなり、いきが できなく なると されて います［1］。

ゆっくり 泳ぐだけでも、えらに 水が たりなく なる ことが あります。ある けんきゅうでは、水を えらに ながして、からだの はたらきを たもつ ために、さいていの はやさが いると 書かれて います［4］。

こうした サメにとって、泳ぎつづけるのは、いきを する ための ふつうの うごきです。

止まれない種類

ホホジロザメやアオザメは、ラム換気だけに頼る種類です。泳ぐのをやめると酸素が足りなくなり、窒息するとされます［1］。

遅すぎてもだめ

泳げばよいのではなく、速さも関係します。この研究は、ラム換気をする多くのサメで、えらに十分な水を流して代謝を保つには、最低限の遊泳速度が必要になると論じています［4］。

代謝とは、体を動かすためにエネルギーを取り出す働きのことです。泳ぎの速さは、息と力の元を同時につくる、大事な条件になっています。

止まれないというのは、サメの弱点というより、速く泳ぐ体と引きかえに持った特徴と考えられます。では、海底で休めるサメは、どうやって息をしているのでしょうか。

ホホジロザメやアオザメは、えらへの水の供給をラム換気だけに頼る。そのため泳ぐのをやめると酸素不足になり、窒息すると説明される［1］。ただし、ジンベエザメのように吸い込み摂食も行う種では、どこまでをラム換気のみとするかは資料によって表現が分かれるため、ここでは扱わない。

制約は「泳ぐか止まるか」の2択ではない。この研究は、ラム換気をする多くのサメで、えらに十分な水を流して代謝を維持するには、最低限の遊泳速度が必要になると論じている［4］。ゆっくり泳ぎすぎても、えらを通る水の量が足りなくなるわけだ。

泳ぎが呼吸そのものなので、泳ぎの速さが代謝の下限を決める。生きた個体が止まってからどれくらいで窒息するかについては、資料から数値を引けないため書かない。では、泳がなくても息ができる種は、どんな仕組みを持っているのか。

ナースシャークは、ほおの きんにくを うごかして、口の 中へ 水を ひきこみ、えらの うえから そとへ だします［3］。だから、昼の あいだは 海の そこで じっと 休んで いられます。

海の そこで まちぶせする ウォッベゴンも、口で 水を おくる やり方を つかう サメです［1］。

シロワニと いう サメは、ゆっくりの ときと、はやい ときで、2つの やり方を 切りかえられると いわれます［1］。

サメと ひとくちに いっても、いきの しかたは いろいろです。

ナースシャークの昼寝

ナースシャークは口腔ポンプを使います。ほおの筋肉で口に水を引き込み、えらの上から押し出すので、泳ぎをやめても息が続きます。そのため、昼のあいだは海底でじっと休む暮らしができるとされます［3］。ウィスコンシン大学の解説でも、ナースシャークは泳ぎ続けなくても「呼吸」できる例として挙げられています［2］。

切り替えるサメもいる

海底で待ちぶせるウォッベゴンのように、じっとしている種類は口腔ポンプを使います。一方、シロワニのように、泳ぐ速さに合わせて2つの方法を切り替えられる種もいるとされます［1］。

つまり「サメは止まれない」は、種類ごとに答えが変わります。ところが、息のほうは口とほおで解決できても、サメにはもう1つ、泳がなくなったときに困りそうなことがあります。体が沈みやすいのです。

ナースシャークは口腔ポンプを使い、昼のあいだ海底で動かずに休める［3］。ウィスコンシン大学の解説も、ナースシャークはえらに水を動かす仕組みを持つため、呼吸のために泳ぎ続ける必要がないと述べる［2］。

種による違いは、二分法でもない。海底で待ち伏せるウォッベゴンのような定着的な種は口腔ポンプを使い、シロワニ（サンドタイガー）のように、遊泳速度に応じて口腔ポンプとラム換気を切り替えられる種もある［1］。同じ軟骨魚でも、えらへの水の送り方は一通りではない。なお、ナースシャークやウォッベゴンの和名との対応は資料によって揺れがあるため、ここでは英名のカタカナ表記を使う。

では、呼吸の問題が口腔ポンプで解決できる種でも、泳ぎが完全に不要になるのか。残る論点は浮力である。

サメには、うきぶくろが ありません。かわりに、かんぞうの 中に、海の 水より かるい あぶらが たくさん あります［6］。

でも、あぶらだけでは たりません。海の 外がわを 泳ぐ サメの 一部では、あぶらの 9わりまでが スクアレンと いう あぶらで、ほとんど うきも しずみも しない ところまで なる そうです。それでも、ふつうの サメは、水より わずかに おもいと いわれます［7］。だから 泳いで、体が しずみにくく なるように して います。

むかしは、むなびれが ひこうきの つばさのように 体を うかせると 考えられて いました。でも、2しゅるいの サメを すいそうで 調べた じっけんでは、まっすぐ 泳いで いる ときの むなびれは、うかせる 力を 出して いませんでした［8］。

この けんきゅうでは、おもに おびれが、水を ななめ下に おして、体を ささえる 役を して いました。

浮き袋のない体

多くの硬骨魚は、浮き袋で浮力を調節します。サメには浮き袋がなく、そのかわり肝臓に、海水より軽い油を多く含んでいます［6］。外洋にすむ一部のサメでは、肝臓の油の最大90%がスクアレンで、浮力がほぼ中立になるほどです。ただし、油だけでは足りず、多くのサメはわずかに水より重いとされます［7］。

「胸びれが浮かせる」説の見直し

ウィスコンシン大学の解説は、泳ぐと揚力が生じ、翼が飛行機を浮かせるのと似た原理でサメが沈みにくくなる、と説明します［2］。昔は、この揚力を出しているのは胸びれだと考えられてきました。

2002年の実験では、ヒョウザメとタケザメの仲間を水槽で測り、まっすぐ泳いでいるときの胸びれは揚力を出していないと示されました。胸びれは、向きを変えるときに働いていました［8］。尾は水を斜め下へ押し、体の傾き（平均で約11度）なども釣り合いに関わっていました［8］。この結果は2種のもので、すべてのサメの胸びれが同じとはいえません。

では、泳ぐ姿を見て、どこに気をつければ、サメの暮らしが見えてくるのでしょうか。

浮力の面でも、サメは硬骨魚と事情が異なる。硬骨魚の多くが浮き袋で浮力を調節するのに対し、サメには浮き袋がなく、肝臓に海水より密度の小さい油を多く含む［6］。外洋性の一部のサメでは、肝油の最大90%がスクアレンで、ほぼ中立の浮力を与える。しかし、油は浮力調節の1つの適応にすぎず、多くのサメはわずかに水より重い［7］。ほぼ中立になるのは一部の外洋性の種で、全種に当てはまるわけではない。

残った重さを誰が支えるのか。ウィスコンシン大学の解説は、泳ぐことで生じる揚力が沈みを防ぎ、その原理は飛行機の翼と同じだと述べる［2］。この揚力の出どころとして古くから挙げられてきたのが、胸びれである。

Wilga と Lauder（2002）は、ヒョウザメとタケザメ類の2種の尾が作る後流を水槽で測り、先行する胸びれの研究も合わせて、定常の水平遊泳中、胸びれは揚力を生じず、方向転換の局面で水力学的に働くとまとめた［8］。尾は水を斜め下へ押し、体の傾き（平均11度）などが釣り合いに関わる。これは2種を中心にした結果であり、全種の胸びれが同じとはいえない。ウィスコンシン大学の説明は、揚力が泳ぎから生じるという大枠を伝えており、実験は「その揚力は胸びれだけが出すわけではない」と示している。出典によって説明の粒度が異なる点は、混同しないほうがよい。

すいぞくかんで サメを 見る ときは、泳いで いる サメの 口が あいて いるか、見て みましょう。海の そこで 休んで いる サメが いたら、ほおが ぴくぴく うごいて いるかも 見て みましょう。

おうちでは、かざぐるまを 使えます。人や 物の ない ひろい ところで、大人と いっしょに 気を つけて 走ると、かざぐるまは まわります。立ち止まると、とまります。

これは、泳ぐと 水が えらを 通る しくみを 考える ための たとえです。サメが 止まれる わけまでは、かざぐるまでは わかりません。

水族館や図鑑で確かめる

水族館では、泳ぐサメが口を少し開けているか、見てみてください。海底で休むサメがいたら、ほおのあたりが規則的に動いているかも、手がかりになります。種類の名前の札があれば、今回読んだラム換気と口腔ポンプのどちらに近いか、考えられます。

家でできる小さな確かめ

かざぐるまを持って、人や物のない広い場所で、大人といっしょに気をつけて走ってみてください。走ると回り、止まると回りません。泳ぐと水がえらを通る仕組みを考えるための、たとえです。ただし、えらは水から酸素を取り込むもので、かざぐるまは風で回るだけです。

原典にあたるなら

胸びれの実験は Wilga と Lauder の2002年の論文（J. Exp. Biol. 205:2365）です。ラム換気の速さの話は PMC4707698 から読めます。いずれも英語の資料で、出典欄にあります。

確かめるときは、まず種の名前を確認する。水族館の解説板にある種名から、ラム換気に頼る種（ホホジロザメ、アオザメ）か、口腔ポンプを使う種（ナースシャーク、ウォッベゴン）か、切り替える種（シロワニ）かを推測できる。泳いでいるサメの口が開いているか、海底にいる個体のほおが動いているかを観察し、予想と照らし合わせるとよい。

この記事では、いくつかの資料を読み比べた。呼吸の仕組みの大枠はウィスコンシン大学の解説、シャークトラスト、Discover Wildlife の記事で、遊泳速度の下限は PMC4707698 で、胸びれの実験は Wilga & Lauder（2002, J. Exp. Biol. 205:2365）で支えられている。前者3つは二次資料なので、種ごとの細部は論文や水族館の資料で確かめてほしい。