1. たべないのに、どうして 体重が へらないの?
1. 食べないのに体重が減らないのは、体の動きを落とすから
1. 体重が減らなかった理由:体温と代謝の同時低下
へびは、まわりの あたたかさに 合わせて 体の あたたかさが かわる いきものです。ふゆに なって さむく なると、へびの 体も つめたく なります。
すると、体の 中で ものを もやして 動く はたらき、つまり 代謝が ぐんと 小さく なります。くるまで いえば、エンジンを ほとんど とめて、ゆっくり ならしている ような ものです。
さっきの 実験では、30℃の ときに くらべて、5℃では この はたらきが 95%も さがりました。しかも 半年の あいだに、さらに 20%さがったと つたえられて います[2]。つかう エネルギーが とても 小さいので、半年 たべなくても 体重が へらなかったと 考えられます。
ただし これは、あたたかさを きめた 部屋の 中の 実験です。山や 土の 中の へびが、ぜんぶ おなじだとは いえません。
ヘビのように、まわりの温度に体温が左右される動物は、冬に気温が下がると体温も下がります。体温が下がれば、体の中の化学反応がゆっくりになり、代謝(エネルギーを使う勢い)が落ちます。冬眠する変温動物では、この体温と代謝の低下がエネルギー節約になっていると辞典は説明しています[1]。
冒頭の実験は、その落ち幅を数字で示しています。標準代謝率(安静にしているときの最低限のエネルギー消費)は、30℃のときと比べて5℃で95%下がりました。さらに、6か月の冬眠のあいだに、5℃での値がもう20%下がったと報告されています[2]。
体が使うエネルギーが大きく減るため、半年食べなくても体重が減らなかったと考えられます。ただし、これは実験室で温度を管理した結果で、野外のヘビ全般にそのまま当てはまるとは限りません。
では、動きを落とす以外に、体の中ではどんな節約がされているのでしょうか。
変温動物は、環境温度の低下にしたがって体温が下がる。体温が下がると化学反応の速度が落ち、代謝量が小さくなって、エネルギー消費が抑えられる。辞典の一般的な説明では、冬眠中のエネルギーは主に貯蔵脂肪の分解でまかなわれる[1]。ただしこれは冬眠動物全般の説明で、ヘビ個別の話ではなく、燃料については次々章で述べるとおり研究結果が割れている。
ヘビで実際に測った例が、冒頭の実験である。4℃で6か月の人工冬眠のあいだ、体重は減らなかった。標準代謝率は30℃から5℃で95%低下し、そのうえ6か月のうちに、5℃での値がさらに20%低下した[2]。温度を下げた時点で消費が20分の1(100−95=5%)まで落ち、冬眠の経過とともにまだ下がるわけである。体重が減らないという結果は、この消費の小ささと整合する。
ただし出典は学会要旨で、結果は温度を管理した実験室内のものである。野外のヘビの体重変化や、日本産の種については、ここから直接言えない。では、代謝を落とす以外に、ヘビは何を節約しているのか。
2. 食べないと、おなかの 中は どうなるの?
2. 食べない間は、腸まで小さくして節約する
2. 使わない器官を縮める:小腸の重さと吸収力の低下
ごはんを たべない あいだ、ごはんを こなす 場所は ひまに なります。へびの 体は、その ひまな ところまで、ちいさく して しまうようです。
さっきの 実験で しらべると、小腸の 重さは、数か月の ふゆの あいだに 4分の 1(25%)へりました。ごはんの 栄養を とりこむ はやさも、半分に なりました。重さと はやさを あわせた 小腸の はたらきは、65%も さがったと つたえられて います[2]。
この 研究を した 人たちは、「エネルギーを ためるために、小腸の はたらきを さげるのだろう」と 考えて います。つかわない どうぐを しまって おく ような ものですね。
では、ふゆの あいだ、へびの 体は なにを もやして 動いて いるのでしょう。
食べ物がない間、食べ物を消化して栄養を吸収する腸は、仕事がありません。同じ実験で、数か月の冬眠のあいだに、小腸の重さが25%減りました。アミノ酸(タンパク質のもとになる栄養)を取りこむ速さも、半分に落ちました。重さと取りこむ力を合わせた腸の働きは、65%低下したと報告されています[2]。
25%は重さ、65%は働きの数字で、別の指標です。混ぜずに読んでください。
著者らは、これを、エネルギーを節約するために腸の働きを下げているのだと解釈しています[2]。腸を動かし続けるのにも、エネルギーが要ります。使わない間は小さくしておき、食べられる春に備える、ということです。
体を動かす力は落とし、使わない器官は縮める。この二段がまえで、ヘビは貯えの減りをおさえているようです。では、その貯えとは、いったい何でしょうか。
食物がない期間、消化器官は稼働しても得るものがない。同じ冬眠実験で、小腸の重さは数か月で25%減り、アミノ酸の取りこみ速度は50%減、合わせた腸の働きは65%低下した[2]。25%は重量、65%は機能であり、混同してはならない(取りこみ速度の半減が機能低下の一部で、重量と合わせて65%とされる)。
著者らは、この変化を、エネルギー節約のために腸の働きを下げる適応と解釈している[2]。これは著者らの解釈であって、実験が直接示したのは減少の大きさである。そのため、腸を縮めることで節約できるエネルギーの量までは、この要旨からは分からない。
代謝の低下と器官の縮小という二つの節約があっても、体は何かを燃やして生きている。貯えの中身は何か。ここでヘビの研究は、きれいに答えがそろわなくなる。
3. へびは ふゆに、なにを もやして いるの?
3. 冬に燃やす貯えは脂肪か、肝臓の糖か
3. 何を燃やすのか:脂肪とグリコーゲンをめぐる食いちがい
くまや ねずみの ふゆねは、脂肪(あぶら)を つかうと よく いわれます[1]。へびも そうかと いうと、研究の 答えは われて います。
アメリカの アカオビガーターヘビの 研究では、ふゆの あいだ、あぶらより 先に、かんぞうに たくわえた あまい もとの もの(グリコーゲン)を つかっていました。しかも、ふだんの 山の 温度より あたたかい 部屋に おくと、たくわえが たくさん へりました[3]。
いっぽう、べつの 研究では、あきから ふゆに かけて 体の あぶらが へったと いう しらせも あります[5]。研究に よって ちがうのです。へびの しゅるいや きせつ、研究の 方ほうで かわる のかも しれません。
たしかなのは、ふゆが あたたかいと、へびに とっては たくわえが へりやすい らしい ことです。
辞典は、冬眠中のエネルギーを主に貯蔵脂肪の分解でまかなうと説明します[1]。ヘビもそうだろうと思いたくなりますが、研究の答えは割れています。
アメリカのアカオビガーターヘビを調べた博士論文は、冬眠中、脂肪より先に肝臓のグリコーゲン(糖がつながった貯蔵物質)を使っていたと報告しています。哺乳類の冬眠の研究とは対照的だと述べられています。また、自然に近い温度より高い温度で冬眠させたところ、貯えがより多く減りました[3]。
一方、北方のガーターヘビでは、秋から冬にかけて体内の脂質が減り、水分の割合は逆にふえたという報告があります[5]。さらに1985年の別の研究は、肝臓と筋肉のグリコーゲンとタンパク質が冬のエネルギーの大半を占め、体重や脂質は変わらなかったとして、先の結果と食いちがっています[8]。こちらは要約しか読めていないため、数字には触れません。
もう一つ、冬眠ではない実験ですが、ボールニシキヘビなど3種を約6か月絶食させた研究があります。ヘビは代謝を最大72%下げ、脂肪を先に使い、体脂肪が約5%になるまでタンパク質を使いはじめませんでした。多くの動物は体脂肪が10%を切ると危ないとされ、ヘビは絶食に強いと紹介されています[4]。
種や条件で燃料は変わりそうです。そして、温度を比べた冬眠の研究では、自然に近い温度より高い条件で貯えが多く減りました。では、冬のヘビを本当に追いつめるのは、何でしょうか。
辞典的な説明では、冬眠中の主なエネルギー源は貯蔵脂肪である[1]。しかしヘビでは、この前提が成り立たない研究がある。
アカオビガーターヘビ(Thamnophis sirtalis parietalis)の博士論文は、冬眠中に脂肪より肝臓グリコーゲンを優先して使うと報告し、哺乳類の冬眠研究と対照的だとする。さらに、自然に近い温度より高い温度で冬眠させると貯えの消耗が大きかった[3]。変温動物では、温度が上がるほど代謝が上がるはずなので、この結果は第1章の考え方と合う。
結果は研究のあいだで食いちがう。北方のガーターヘビで、秋から冬にかけて体内の脂質が減り水分の割合が増えるという季節変化を報告したもの(1971年)がある一方、1985年の研究は、肝臓・筋肉のグリコーゲンとタンパク質が冬のエネルギーの大半を占め、体重や脂質は変わらなかったと報告する[8]。後者の数字は原文を読めていないので、ここでは引かない。種、季節、測定方法のどれが差を生むのかは、この資料からは決められない。
冬眠ではなく温度一定の絶食実験だが、ボールニシキヘビ・ラットスネーク・ニシダイヤガラガラヘビの3種62匹を最長168日絶食させた研究では、標準代謝率が最大72%下がり、まず脂肪を使い、体脂肪が約5%まで下がってからタンパク質に切りかえた。多くの動物は10%を切ると危険とされるので、ヘビの耐性は高い[4]。これは冬眠中の数字ではないので、冬眠の話に重ねてはいけない。
燃料が何であれ、貯えが尽きなければ冬は越せる。それなら、貯えの減りとは別に、冬のヘビを追いつめる要因はないのか。
4. ふゆの いちばんの てきは、おなかが すく ことなの?
4. 冬の敵は、空腹より乾燥かもしれない
4. 冬の脅威は飢えか脱水か:空気中と水中の比較
ここまで 読むと、へびは ふゆに はらぺこで こまって いそうに 思えます。でも、ある 実験では ちがう ことが わかりました。
アメリカの ガーターヘビを、ふゆの ような 温度の 部屋に、さいだい 165日 おきました。ある ヘビは かわいた 空気の 中、ある ヘビは 水に ひたして おきました。
すると、空気の 中の ヘビは、おもに 体の 水分が たりなく なる 脱水で しんで しまいました。水に ひたした ヘビは、水分を たもって 生きのこりました[6]。
これは 死ぬまで つづけた 実験で、ふつうの ふゆの へりかたでは ありません。それでも、ふゆの へびに とって、水分を まもる ことも、たべない ことと おなじくらい たいせつだと 考えさせられます。
ここまでは、貯えがもつかどうかの話でした。ところが、別の実験は、冬のヘビを追いつめるものがほかにあることを示しています。
イースタンガーターヘビを、冬眠の条件(5℃または12℃、湿度を変える)に最長165日置いた研究です。空気中に置かれたヘビは、主に脱水して死に、水に浸かったヘビは水分を保って生き残りました。要約によると、空気中での体重の減りは、温かい条件のほうが大きかったとされます[6]。
これは死ぬまで置いた極端な条件の実験で、ふつうの冬の減り方ではありません。読み取りたいのは向きです。水分が足りない環境では、飢えよりも先に脱水が命を脅かし、しかも温かいほどそれが進む。第3章の、温かい冬は貯えが減りやすいという話と、同じ向きの結果です。
この論文も、要約しか読めていません。実験の詳細は、原典で確かめる価値があります。
貯えの消耗とは別に、水の問題がある。Costanzo(1989)は、イースタンガーターヘビを5℃または12℃、湿度を変えた冬眠条件に最長165日置いた。空気中のヘビは主に脱水で死に、水に浸かったヘビは水分を保って生き残った。要約によれば、空気中での体重減少は温かい条件のほうが大きかった[6]。
これは死亡に至るまでの条件の実験であり、野外の冬の減少率ではない。また参照できたのは要約で、死亡時の体水分などの細かい値は、ここでは扱わない。読み取れるのは向きで、空気中では飢餓より先に脱水が致命的になりうること、温度が高いほどその進みが早いことである。
この向きは、第3章のグリコーゲン研究(温かい冬眠で貯えの消耗が大きい)と重なる。温度が上がると代謝が上がり、燃料も水も、より多く失われるという一つの原因で説明できそうだが、両研究は種も目的も異なり、同一の機序だと断定する根拠はない。
では、日本のヘビは、いつ、どこで冬を過ごしているのか。
5. にほんの へびは、どこで ふゆを すごすの?
5. アオダイショウは、温度が安定した土の中で冬を越す
5. 日本のヘビの冬:アオダイショウの例と、わかっていない範囲
さっぽろの 円山どうぶつえんの しりょうでは、アオダイショウは 9月ごろ ふゆごもりの じゅんびを はじめ、11月ごろ 地面の 中に もぐります。そして 4月の なかばごろまで ねむる と いいます[7]。
土の 中は、温度の かわり方が 小さい ところです。さむさや かわきから まもられやすい 場所を えらぶ のでしょう。
ただし、これは さっぽろの 一れいで、土地や へびの しゅるいで 時期は ちがいます。日本の へびが ふゆに 体重を どれだけ へらすか などの 数字は、ここでは しりません。この ページの 研究は、おもに アメリカの ガーターヘビの ものです。
日本のヘビはどうでしょうか。札幌市円山動物園の資料では、アオダイショウは9月ごろ冬ごもりの準備を始め、11月ごろ地面にもぐり、4月中旬ごろまで冬眠します。温度の変化が少ない土の中で冬眠するとされています[7]。
土の中なら、気温の上下が小さく、乾燥からも守られやすそうです。これは、ここまで見てきた、温度と水分が冬を左右するという話と合います。土の中は温度が変わりにくく、乾燥も防ぎやすい場所です。
ただし、時期は札幌の一例で、地域や種で変わります。シマヘビやマムシなど国内の種について、冬眠中に体重や脂肪がどれだけ変わるかの数字は、ここで使った資料にはありません。この記事の体の変化の話は、おもに海外のガーターヘビの研究に基づいています。日本のヘビでも同じとは限らない、という限りで読んでください。
日本のヘビはどうか。札幌市円山動物園の資料は、アオダイショウは9月ごろ冬ごもりの準備を始め、11月ごろ地面にもぐり、4月中旬ごろまで冬眠するとする。冬眠場所は、温度変化の少ない土の中とされる[7]。温度が安定し、乾きにくい場所は、第3章・第4章の知見に照らして合理的に見えるが、これは筆者の推論であって、資料が述べているわけではない。
時期は札幌の一例で、地域や種で異なる。また、国内種(アオダイショウ・シマヘビ・マムシなど)の冬眠中の体重減少や脂肪消費の数値は、ここで使った資料には見当たらなかった。この記事の代謝・腸・燃料・水分の知見は、海外のガーターヘビ中心であり、日本のヘビに同じ変化が起きていると言う根拠はまだ薄い。
6. ためして みよう・しらべて みよう
6. 「乾く」と「守られる」を、台所で比べてみる
6. 乾きの差を手で確かめ、原典で食いちがいを読む
きょう できる こと
ぬれた タオルを 2まい、おなじ ぐらいに しぼります。1まいは そのまま おき、もう 1まいは ビニールぶくろに ゆるく いれます。あさに なったら、さわって くらべましょう。ふくろの 中は しめっぽく、そとに おいた ほうは かわいて います。
これは へびの 話では ありません。でも、「つつまれた ところは かわきにくい」ことが わかります。
しらべる とき
図書館で、へびの 本や 動物園の 本を さがして みましょう。へびが ふゆに どこで すごすか、書いて ある ところが あるかも しれません。冬の 山で へびを みつけても、ちかづいたり さわったり しないで ください。
タオルで試す
水で濡らして軽くしぼったタオルを2枚用意し、1枚はそのまま置き、もう1枚はビニール袋にゆるく入れます。翌朝さわって比べると、外に置いたほうが乾いています。ヘビの実験ではありませんが、包まれた場所では乾きにくい、という感覚がつかめます。
資料を探す
動物園の資料や図書館のヘビの本で、冬の過ごし方が書かれた部分を探してみましょう。日本のヘビの冬の体の変化が詳しく書かれていれば、この記事の海外の研究との比較ができます。冬の野外でヘビを見つけても、近づいたり、さわったりしないでください。
乾きの差を手で確かめる
濡らして同じ程度にしぼったタオルを2枚用意し、1枚は開放、もう1枚はビニール袋にゆるく入れて一晩置く。袋の中は湿りが残り、外は乾く。ヘビの実験の代わりにはならないが、密閉された空間では水分が逃げにくい、という感覚を作る。
原典と空白
代謝と腸の実験は学会要旨[2]、グリコーゲン優先の報告は博士論文[3]、脂質の季節変化とグリコーゲン優先を食いちがう報告は[5]、脱水の実験は[6]、絶食の耐性は[4]。いずれも英語の資料だ。食いちがいがどの条件の差から来るのかは、原典の方法の節を読み比べると見えてくるだろう。日本のヘビについては、国内の公的資料に冬の体の変化の数字が見当たらず、観察や研究の余地が残っている。
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
本文で使った資料です。
- コトバンク「冬眠」(精選版 日本国語大辞典/日本大百科全書). https://kotobank.jp/word/%E5%86%AC%E7%9C%A0-104224 (冬眠中の体温・代謝とエネルギー源の一般的な説明)
- Stubblefield, Ultsch & Secor. Metabolic and intestinal response to hibernation for the eastern garter snake. SICB学会要旨. https://sicb.org/abstracts/metabolic-and-intestinal-response-to-hibernation-for-the-eastern-garter-snake-thamnophis-s-sirtalis/ (体重・代謝・腸の変化)
- Wilson 2020. Portland State University 博士論文. https://pdxscholar.library.pdx.edu/open_access_etds/5507 (冬眠中のグリコーゲン利用と温度の影響)
- Nature news 2007(McCue らのヘビの絶食研究の紹介). https://www.nature.com/news/2007/070813/full/news070813-8.html (絶食実験での代謝低下と脂肪の使い方)
- AGRIS 記録(Aleksiuk & Stewart 1971 ほか). https://agris.fao.org/search/en/records/65de30d3b766d82b18fc8f18 (脂質と水分の季節変化の報告。要約のみ)
- Costanzo 1989. Canadian Journal of Zoology 67(10):2486-2492. https://next.sciencegate.app/document/10.1139/z89-351 (冬眠条件での脱水と生存。要約のみ)
- 札幌市円山動物園 へびがったいクイズ答え. https://www.city.sapporo.jp/zoo/study/nurie/documents/snakegattaianswer.pdf (アオダイショウの冬眠の時期と場所)
- 1985年の冬眠のエネルギー収支に関する研究(検索サイトの要約記録のみ参照。原文は未確認) (グリコーゲン・タンパク質が冬のエネルギーの大半とする報告)
なおした ところ
更新履歴
更新履歴(改版の記録)
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