日周性

当初、ほとんどの動物は昼行性でしたが、適応により一部の動物は夜行性になり、多くの動物、特に哺乳類の成功に貢献しました。^{[ 7 ]} この夜行性への進化により、捕食者をよりよく回避し、他の動物との競争が少ない状態で資源を獲得することができました。^{[ 8 ]}これには、哺乳類が今日まで持ち続けているいくつかの適応が伴いました。視覚は、昼行性と夜行性の切り替えによって最も大きく影響を受けた感覚の1つであり、これは霊長類の目の桿体核の生物学的および生理学的分析によって確認できます。^{[ 8 ]}これには、色覚を助ける4つの錐体オプシンのうち2つを失うことが含まれており、多くの哺乳類が二色型色覚になっています。^{[ 8 ]}初期の霊長類が昼行性に戻ると、三色型色覚を含むより優れた視覚が非常に有利になり、昼行性と色覚はヒトなどの真猿類の適応形質となりました。 ^{[ 8 ]}さまざまな類人猿の眼の桿体核のクロマチン分布解析 を用いた研究では、霊長類の系統内で昼行性と夜行性の間の移行が複数回発生しており、昼行性への移行が最も一般的な移行であることがわかった。^{[ 8 ]}

今日でも、ナイルグラスラットやゴールデンマントルリスなどの小型齧歯類や爬虫類を含む他の動物の多くの系統で昼行性が再び現れているようです。^{[ 7 ] [ 4 ]} より具体的には、本来夜行性と考えられていたヤモリは、昼行性への移行を何度も繰り返しており、現在では約430種のヤモリが昼行性を示しています。^{[ 4 ]}昼行性の種が多数記録されているため、昼行性の進化を研究するために、ヤモリの新しい系統を用いた比較分析研究が行われています。ヤモリの系統で約20回の移行が数えられており、昼行性の重要性を示しています。^{[ 4 ]}気候変動、捕食リスク、資源をめぐる競争などの強い環境影響はすべて寄与要因です。^{[ 4 ]}ヤモリを例にとると、高地に生息するメディオダクティルス・アミクトフォリスのような種は、日中に熱をより多く獲得し、特に寒い季節にはより多くのエネルギーを節約するために昼行性に切り替えたと考えられている。^{[ 4 ]}

光は、動物の活動パターンを決定する最も重要な環境要因の 1 つです。^{[ 5 ]}光周期、つまり明暗サイクルは地理的な場所によって決まり、昼間は周囲の光が多く、夜間は周囲の光が少ない状態です。^{[ 5 ]}光は、ほとんどの動物の概日リズムを制御する脳の視床下部の一部である視交叉上核(SCN)に最も強く影響を与えるものの 1 つです。これが、動物が昼行性か夜間かを決定するものです。^{[ 9 ]} SCN は、光などの視覚情報を使用して、放出されるホルモンのカスケードを開始し、多くの生理機能や行動機能に作用します。^{[ 7 ]}

光は動物の概日リズムに強力なマスキング効果をもたらす可能性があり、つまり、光は体内時計を「マスキング」または影響を与え、動物の活動パターンを、長期間にわたって十分な光にさらされた場合は、一時的または長期的に変化させることができます。^{[ 7 ] [ 2 ]}マスキングは、正のマスキングまたは負のマスキングと呼ばれ、それぞれ昼行性動物の活動を増加させるか、夜行性動物の活動を減少させます。^{[ 2 ]}これは、異なる種類の齧歯類を同じ光周期にさらすと示すことができます。昼行性のナイルグラスラットと夜行性のマウスを同じ光周期と光強度にさらすと、グラスラットでは活動が増加し（正のマスキング）、マウスでは活動が減少しました（負のマスキング）。^{[ 2 ]}

わずかな環境光の変化でも、哺乳類の活動に影響を与えることがわかっています。南米のグランチャコに生息する夜行性のフクロウザルの活動に関する観察研究では、夜間の月光の増加が夜間の活動レベルを高め、日中の活動の減少につながることが示されました。^{[ 5 ]}つまり、この種では、周囲の月光は日中の活動と負の相関関係にあるということです。^{[ 5 ]}これはサルの採餌行動にも関係しており、月光がほとんどない、またはまったくない夜は、サルが効率的に採餌する能力に影響を与え、食べ物を見つけるために日中に活動的になることを余儀なくされます。^{[ 5 ]}

昼行性は多くの動物種において進化的な特徴であることが示されており、昼行性は多くの系統で繰り返し現れています。周囲の温度、食料の入手可能性、捕食リスクなどの他の環境要因はすべて、動物が昼行性に進化するかどうか、あるいはその影響が十分に強い場合は概日リズムを覆い隠し、活動パターンを昼行性に変化させるかどうかに影響を与える可能性があります。^{[ 5 ]}これら3つの要因は互いに関係していることが多く、動物が生き残り繁栄するためには、それらの間のバランスを見つける必要があります。

周囲温度は、代謝エネルギーを節約する方法として、夜行性動物に影響を与え、さらには昼行性に転換させることさえあることが示されています。^{[ 10 ] [ 1 ]}夜行性動物は、周囲温度が日中よりも低い夜間に最も活動的になるため、エネルギー的に困難な状況に置かれることが多く、体温の形で多くのエネルギーを失います。^{[ 10 ]}概日熱エネルギー（CTE）仮説によれば、摂取するエネルギー（食物と睡眠による）よりも消費するエネルギーが多い動物は、光周期でより活動的になり、つまり日中に活動的になります。^{[ 10 ]}これは、実験室環境で小型の夜行性マウスで行われた研究で示されています。十分な寒さと空腹のストレスの組み合わせの下に置かれると、予想どおり、時間的ニッチの切り替えによって昼行性に転換しました。^{[ 10 ]}エネルギー的に負荷のかかる小型哺乳類を対象とした別の同様の研究では、動物が休息できる遮蔽された場所がある場合、昼行性が最も有益であり、熱損失が減少することが示されました。^{[ 1 ]}両方の研究は、夜行性哺乳類はエネルギー的にストレスがかかると（熱損失と食料の入手制限のため）、活動パターンをより昼行性に変えますが、捕食も制限されている場合、つまり捕食のリスクが凍死または餓死のリスクよりも低い場合に限ると結論付けています。^{[ 1 ] [ 10 ]}