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「ふしぎ」な生態

人間も
冬眠とうみんできるようになる?
冬眠とうみんのしくみとナゾ

寒くなると冬眠とうみんする動物たち。そのしくみはナゾだらけ。
人間もかつて冬眠とうみんしていた可能性かのうせいが…?!
人間も冬眠できるようになる? 冬眠のしくみとナゾ

探検たんけんメンバー

  • 隊員はると
    ふしぎ探検隊たんけんたいが行くよ!
    隊員はると
  • 山口 良文先生
    この人に聞いたよ
    冬眠とうみんを研究している
    山口やまぐち 良文よしふみ先生

冬になると
気分が落ちこむのは、
冬眠とうみんのなごり?!

  • 寒い日はおふとんから出たくないよ。人間は冬眠とうみんできないの?
  • 冬眠とうみんできるのはクマやリス、ヤマネ、ハムスター、コウモリなど、ほにゅう類の中でも一部の動物だけ。人間は残念ながら冬眠とうみんできないよ。
  • そうだよね。寒いところにいる動物が冬眠とうみんするの?
  • うん。でも寒いところにいる動物がみんな冬眠とうみんするわけではない。たとえば北海道では、シマリスは土の中にもぐって冬眠とうみんするけど、エゾリスは冬でも元気にかけ回っているよ。
  • カエルも冬になると土の中にもぐるよね。
  • カエルやカメのような変温動物は、外の気温と体温がほぼ同じなんだ。なので冬になると体温が下がってしまって、活動できなくなって冬眠とうみんするんだ。
  • ほにゅう類は体温が高いよね?
  • うん。ほにゅう類はからだの中で熱をつくれるから、体温を37度前後に高くたもてるんだ。ほにゅう類の冬眠とうみんは、この熱をつくるのをいったんやめてエネルギーを節約することで体温が下がる、ふしぎな現象げんしょうなんだ。
  • 体が省エネモードに切りかわるってこと?
  • うん。冬眠とうみんするほにゅう類の動物の多くは、夏と冬で体のモードがかわるよ。
冬眠とうみん動物は体のモードが
夏と冬で切りかわる
  • ぼくも今、このクマのように冬モードだよ。
  • 人間もたいてい夏は元気で、冬はテンションが下がりがちだよね。
  • ているところはあるんだね。でも人間は冬眠とうみんできない。寒いところに住む一部のほにゅう類が、進化して冬眠とうみんできるようになったのかな?
  • その可能性かのうせいもあるし、ほにゅう類はもともと冬眠とうみんする能力のうりょくがあったという説もあるんだ。住む場所の環境かんきょうにおうじて、冬眠とうみんしないほうが便利な動物が出てきたのかもしれない。
  • じゃあ、人間も昔は冬眠とうみんしていたかもしれない?!
  • 実際じっさいにロシアなど北の寒い地域ちいきではかつて、冬になると食べる量をへらして、ほとんどの時間をごすという、冬眠とうみん 状態じょうたいで冬をしていた人たちがいたらしい。そのほうが生きのびるのに有利だったんだろう。
  • 冬になるとコタツでごろごろしちゃうのも、冬眠とうみんのなごりだったりして?!
  • 冬は寒さだけでなくお日様の出ている時間もへってきて、気分にも影響えいきょうするよね。特に寒くて暗くなる地域ちいきでは、冬季とうきうつになる人も少なくないんだ。
  • 冬季とうきうつって、冬になると元気がなくなる病気?
  • うん。朝起きられずてばかりになって、やる気も落ちてしまう。冬眠とうみん中の動物もそうなんだ。だから、冬季とうきうつは冬眠とうみんのなごりなんじゃないかと考える研究者もいるよ。
  • 冬眠とうみん動物のように体が冬モードに入っているのかもしれないんだね。
  • 冬眠とうみん動物の中でも、クマやリスは1年周期で冬眠とうみんするよう体がプログラムされていて、冬になると体が冬眠とうみんしたくなってしまう。その1年をきざむリズムは、もともとどの動物も持っていたのかもしれないんだ。
  • 人間も?
  • おそらく環境かんきょうによって、人間のように1年のリズムがないほうが便利な動物はそのリズムを失っている。でも失っていない人もいて、そういう人が冬季うつになりやすいのかもしれない……という想像そうぞうはできるね。
  • ぼくのふとんから出たくない病も、あながちあまえとはいえないのかも?! でも最近は冬の寒さだけじゃなく、夏の暑さもつらいんだよね……。
  • 暑い地域ちいきではぎゃく夏眠かみんをする生き物がいるよ。暑くて乾燥かんそうする乾季かんきは水や食料がとれないから、木のウロや岩かげにかくれて体温を下げてごすんだ。
  • そうなんだ?! 夏眠かみんもいいねぇ〜。
  • でもはるとくん、冬眠とうみん夏眠かみんもしちゃったら、起きているのは春と秋だけになっちゃうよ。
  • ほんとだね。あっという間に年を取っちゃう……。あ、でも冬眠とうみん中って年を取らないんだっけ? SF小説で人工冬眠とうみんしてわかさをたもったまま未来へ行く話があるよね?
  • 冬眠とうみん中は体の老化がおくれるのかも、という話もあるから、冬眠とうみんした時間だけ寿命じゅみょうがのびる可能性かのうせい はある。だから人工冬眠とうみん実現じつげんしたら、片道かたみち何十年もかかるような遠くの星へ行くことも可能かのうになるかもしれないね。
人工冬眠とうみん実現じつげんしたら
遠くの星に行けるかも?!
  • まさにSFの世界だね。

まるで死んでいるみたい?
ナゾの多い冬眠とうみんのしくみ

  • 冬は寒くてエサがとれないから冬眠とうみんするの?
  • うん。寒くてエサがないときに生き物がとれる戦略せんりゃくは三つある。一つは移動いどうする」わたり鳥がそうだね。もう一つは「何でも食べて生きのびる」。そしてもう一つが冬眠とうみんなんだ。
  • そっか。鳥はわたれるから冬眠とうみんしなくていいんだね。
  • うん。でも、鳥にもヨタカの一種で冬眠とうみんするものがいるよ。
  • いるんだ?! レアキャラだね。冬眠とうみん中の動物はご飯を食べないの?
  • クマやジリスのように大きな動物は、冬眠とうみん中は食べないよ。秋にたくさん食べて丸々と太り、冬眠とうみん中はためた脂肪しぼうやしてエネルギーをつくるんだ。
秋に脂肪しぼうをたくわえる冬眠とうみん動物
  • 食欲しょくよくの秋」っていうけど、それも冬眠とうみんのなごりだったりして?! でもている間にやせるのはいいね。
  • 秋にためた脂肪しぼう冬眠とうみん中にやしきるんだ。いっぽうでシマリスやハムスターのような小さな動物は、巣穴すあなにエサをためておき、冬眠とうみん 中に起きて食べることでエネルギー補給ほきゅうするよ。
  • 起きちゃうの?
  • うん。体温が下がった深冬眠しんとうみんという状態じょうたいが4〜5日くらい続いた後、体温を平熱にもどして半日から1日くらい起きる。これを冬眠とうみん期間中に何度もくり返すんだ。
  • 冬眠とうみん中ってどうして体温が下がるの?
  • 体温をたもつには大量のエネルギーがいるんだ。ふだんは食べ物からとった栄養分をエネルギーげんにして、それをやしたときに出る熱エネルギーで体温をたもっているけど、冬眠とうみん 中はそうはいかない。
  • 秋にためた脂肪しぼうか、巣穴すあなにためたエサしかエネルギーげんがないもんね。
  • うん。そこで、エネルギーを節約するために、からだを省エネにして栄養をやす量もへらす。その結果、熱も出なくなるから体温が下がるんだ。呼吸こきゅうの数や心拍しんぱく数もへるよ。
  • まるで死んでいるみたいだね! 体温はどれくらい下がるの?
  • クマなど大型おおがた冬眠とうみん動物は体温30度くらいに、リスなど小型こがた冬眠とうみん動物は体温10度以下にまで下がるよ。
大型おおがた動物と小型こがた動物の
冬眠とうみんの仕方のちがい
  • クマは冬眠とうみん中でも体温が高めだね。
  • 体温30度くらいだと少しは動けるから、メスのクマは冬眠とうみん期間中に起きて出産し、冬眠とうみんしながら授乳じゅにゅうすることもあるよ。
  • 器用だね〜!
  • あまり体温が下がらないため、かつてはクマは「冬眠とうみん」じゃなくて「冬ごもり」をしているだけと考えられていたけど、最近の研究でクマも他の冬眠とうみん動物と同じように酸素さんそを使う量をへらしていることがわかったんだ。
  • 酸素さんそを使う量をへらすって、どういうこと?
  • 動いたり呼吸こきゅうしたり体熱をつくったりというように、からだがエネルギーを使うときって、多くの場合は酸素さんそを使っているんだ。だから冬眠とうみんして省エネモードになると、酸素さんそを使う量がすごくへる。それが冬眠とうみん 特徴とくちょうなんだ。
  • なるほどね〜。でも、体温も下がってそんな状態じょうたいで、よく生きていられるよね。
  • ふつうはこれほどの低体温が続くと、数時間か、せいぜい2日くらいしか生きられないよ。
  • なのに、どうして生きているんだろう?
  • それが大きなナゾなんだ。一つわかっているのは、冬眠とうみん動物は心臓しんぞうの使い方が夏と冬でかわるということ。だから低体温でも細胞さいぼうが死なないんじゃないかと言われているよ。
  • 血液けつえきこおったりもしないの?
  • 体温が0度以下になるとさすがにこおってしまうけど、北極に住むホッキョクジリスというリスの体温を調べたところマイナス4度だったというおどろきの事例もあるんだ。
  • なんで生きてられるの?! 冬眠とうみん動物ってすごいね。
  • 冬眠とうみん動物の能力のうりょくはすごいよ。呼吸こきゅう数も心拍しんぱく数もへって体温が下がり、省エネな体になるのに、心臓しんぞう は止まらないし、臓器ぞうきいたまないし、筋肉きんにくおとろえないし、脂肪しぼう効率こうりつ 的にやせる
  • 筋肉きんにくも落ちないの? 人間はたきりになるとすぐ足に力が入らなくなるよね?
  • 冬眠とうみんのあいだ巣穴すあなでじっとしてる状態じょうたいは人間でいうと、カプセルホテルで半年ごしたのと たような状態じょうたい。だけどクマは冬眠とうみん中でも筋肉きんにくが落ちないし、リスやハムスターは一度筋肉きんにくが落ちるけど、冬眠とうみん が明けるころには回復かいふくしているんだ。
  • 冬眠とうみん中にきんトレしているわけじゃないよね?
  • じゃないのに。ふしぎだよね。
  • 冬眠とうみんって、ただねむっているわけじゃなかったんだね。
  • 冬眠とうみん」という言葉から「ねむり」が連想されるけど、英語ではねむりは「sleep」、冬眠とうみんは「hibernation」というように全く別の言葉なんだ。
  • 別物だと考えられているってこと?
  • うん。でも、冬眠とうみんがはじまるときの脳波のうは睡眠すいみんていて、冬眠とうみん睡眠すいみん延長えんちょう線上にあると考える研究者もいる。まだはっきりしていないんだ。
  • 冬眠とうみん中に大地震だいじしんが来たらどうなるの? 起きるの?
  • 冬眠とうみん中でも大きな音で起きたり、命の危険きけんを感じるほど寒くなると起きたという例はあるよ。無意識むいしきに見えても、音や外の気温を感じるしくみはあるらしい。
  • じゃあ、何かあっても安心だね。
  • ただ、目覚めてから動けるようになるまで1時間くらいかかるから、本当にあぶないときは間に合わないかもね。
  • すぐには動けないんだ?
  • 体温をもどさないといけないからね。まず脂肪しぼうをたくさんやして、その熱で体温を上げていくんだ。筋肉きんにくが動くまで体温が上がったら、体をぶるぶるふるわせてさらに熱を上げていくよ。
  • ぼくたちも寒いときにぶるぶるふるえるよね。
  • それと同じしくみだよ。
  • 動物園にいる動物も寒いと冬眠とうみんするのかな?
  • 上野動物園ではクマを冬眠とうみんさせているらしいよ。飼育員しいくいんさんによると、冬のクマはいつもボヤーっとしてやる気がなく冬眠とうみんしたがっているように見えたらしい。そこで静かな部屋にうつしたところ、冬眠とうみんしたようだよ。
  • それは良かったね。ペットの動物はどう? 家でっているハムスターが冬眠とうみんすることもあるの?
  • 外出中に暖房だんぼうが切れていたり、寒い刺激しげきが続くと冬眠とうみんしてしまうかもしれない。でも冬眠とうみんは失敗すると死ぬリスクがあるから、ペットのハムスターは冬眠とうみん させないほうがいいよ。1日中部屋をあたたかくしておこう。
  • 冬眠とうみんって失敗すると死んじゃうんだ?
  • 体温が下がって心拍しんぱく数が下がるところまではいいんだけど、問題はふたたび体温を上げていくとき心臓しんぞうがうまく動き出さず、止まって死んでしまうことがあるんだ。
  • 野生動物でも冬眠とうみんに失敗することはあるの?
  • あるよ。冬眠とうみんリスクもあるんだ。それでも、冬でエサがない野外をうろうろして行きだおれたり、天敵てんてきに食べられたりするリスクにくらべると安全という話もあるよ。
  • その環境で生き残るために必要だったんだね。
  • そういうことだね。あと、ペットの動物でもリスは冬眠とうみんさせたほうがいいかもしれない。
  • そうなの?
  • さっきも話したように、クマやリスは1年周期で冬眠とうみんするよう体がプログラムされているから、そのリズムにしたがったほうが体にはいいかもしれないんだ。
  • ハムスターはちがうの?
  • ハムスターは状況じょうきょうによって冬眠とうみんするんだ。冬眠とうみんできるのは年1回だけど、部屋の環境かんきょう さえ整えれば夏でも冬眠とうみんさせることができる。ぼくの研究所にもハムスターがたくさんいるよ。
冬眠とうみん中のハムスター
  • 丸くなっていてかわいいね! 先生はハムスターで冬眠とうみんの研究をしているんだね。てっきりクマの巣穴すあなを見に行ったりするのかと思っていたよ。
  • 冬眠とうみん中のクマは危険きけんすぎてぼくは近づけないよ。野生のクマに体温計を取り付けるという命がけの研究をしている人もいるけれど……。
  • うわぁ。こわそう。

冬眠とうみんのしくみは
どんなことに生かせる?

  • 冬眠とうみんのメカニズムにはまだナゾが多いんだね。それを解明かいめいできたら、人間も冬眠とうみんできるようになる?
  • その可能性かのうせいはあるよ。実際じっさいに日本でも、冬山で3週間以上遭難そうなんして、発見時の体温が22度だったにも関わらず生還せいかんした例があり、冬眠とうみんに近い状態じょうたいだったのかもしれない。なんらかの条件じょうけんがそろえば人間も冬眠とうみんたことができると思うよ。
  • そんな奇跡きせき的な例が?! もし冬眠とうみんできるようになったら、先生は冬眠とうみんしてみたい?
  • ぼくはしたくないかなぁ。起きているほうが楽しいし、失敗して死ぬリスクを考えるとね……。
  • たしかにこわいよね。SF小説みたいに未来に行けたとしても1人だとさびしい。でも冬眠とうみんのメカニズムがわかれば、冬眠とうみん動物のすごい能力のうりょくを人間も使えるようになるかな?
  • うん。直近では臓器移植ぞうきいしょくに生かすことが期待されているよ。たとえば心臓移植しんぞういしょくって脳死のうしした人の心臓しんぞう 移植いしょくするんだけど、取り出して4時間以内移植いしょくしないと心臓しんぞうがダメになっちゃうらしい。
  • テレビで見たことがある。冷やして保存ほぞんするんだよね?
  • そう。冷やさないといたんでしまうのだけど、冷やす時間が長引くほど状態じょうたいが悪くなるという面もある。でも冬眠とうみん動物は低体温でも臓器ぞうきいたまない。それを応用おうよう できれば、臓器ぞうき保存ほぞんできる時間をのばせるかもしれないんだ。
  • そしたら、移植手術いしょくしゅじゅつを待つたくさんの人が助かるね。
  • 冬季とうきうつ」予防よぼう改善かいぜんにも、冬眠とうみんのメカニズムを応用できるかもしれないよ。
  • 体が冬モードにならないよう調整できるかもしれないってこと?!
  • うん。他にも、冬眠とうみん中に筋肉きんにくが落ちないしくみや、脂肪しぼう効率こうりつ的に やせるしくみを応用おうようできれば、たきりの人の筋肉きんにくおとろえ」ふせ いだり、生活習慣病しゅうかんびょう原因げんいんにもなる肥満ひまん予防よぼう 改善かいぜんもできるかもしれない。
  • 人生100年時代が来るっていうから大事だね!
冬眠とうみんのしくみを
生かせるかもしれないこと
  • あと、体温が低いとふつうは血液けつえきがドロドロになるはずなのに、冬眠とうみん中の動物は血液けつえきがサラサラで、動脈硬化どうみゃくこうか血栓けっせんが起きないから、そのしくみを応用おうようして予防薬よぼうやくを作れるかもしれない。
  • 可能性かのうせいがどんどん広がるね〜!
  • ぼくがやっている基礎きそ研究というのは、そうしたさまざまな技術ぎじゅつ応用おうようできるタネをつくるようなこと。少しでも多く冬眠とうみんのナゾいていきたいと思っているよ。
  • 早くいろいろ解明かいめいされるといいなぁ。
山口先生からのメッセージ
  • 「ふしぎだな」と思う気持ちを大切にしてね。その好奇心こうきしんは人間の本能ほんのう。人類社会が発展はってんしてきた原動力でもある。想像そうぞう力をもって、いろんな「ふしぎ」をさぐってみよう。そうすると、世の中はもっとおもしろくなるよ。
まとめ
  • 冬眠とうみんするほにゅう類は、夏と冬で体のモードが切りかわる。
  • 冬眠とうみん中は酸素さんそをなるべく使わない省エネな体になり、その結果、体温が下がる。
  • 冬眠とうみんのしくみを解明かいめいできれば、人間の医療いりょうが大きく進歩する可能性かのうせいがある。

Profile

山口 良文

山口やまぐち 良文よしふみ

北海道大学低温科学研究所(生物環境部門冬眠代謝生理発達部門) 教授

京都大学理学部卒業。京都大学大学院生命科学研究科 博士(生命科学)。自然科学研究機構岡崎統合バイオサイエンスセンター(分子発生研究室)研究員、東京大学大学院薬学系研究科(遺伝学教室)助教、同准教授を経て、2018年1月より現職。科学技術振興機構さきがけ 研究員も兼任。発生生物学や細胞死の研究を経て、現在は哺乳類の冬眠の仕組みを研究している。