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温血動物とは、体温を周囲の温度よりも高く維持する動物 種を指す非公式な用語です。特に、恒温動物種（鳥類や哺乳類を含む）は、代謝プロセスを調節することで体温を安定させます。他の種は、さまざまな程度の体温調節機能を持っています。
動物が利用する体温調節には 2 つ以上のカテゴリがあるため、科学分野では 「温血動物」と「冷血動物」という用語は推奨されなくなっています。
用語
一般的に、恒温動物とは体温調節の 3 つのカテゴリーを指します。
- 内温性[a]とは、筋肉の震えや代謝の向上など、内部的な手段を通じて体温を調節する一部の生物の能力である。内温性の反対は外温性である。
- 恒温動物[b]は、外部の影響や温度に関係なく、体内の温度を安定して維持します。安定した体内温度は、周囲の温度よりも高い場合がよくあります。その逆は変温動物です。現在知られている恒温動物は、哺乳類と鳥類、およびアルゼンチンの白黒テグーというトカゲだけです。魚竜、翼竜、首長竜などの絶滅した爬虫類や、一部の非鳥類恐竜は恒温動物だったと考えられています。
- 速代謝[c]は、高い「安静時」代謝を維持します。本質的に、速代謝生物は常に「オン」の状態です。安静時代謝は活動時代謝より何倍も遅いですが、その差は緩慢代謝生物に見られるほど大きくありません。速代謝生物は、食料不足に対処するのがより困難です。[要出典]
体温調節の多様性
鳥類や哺乳類など、一般的に「温血動物」と呼ばれる生物のかなりの割合は、これら 3 つのカテゴリすべて (つまり、内温性、恒温性、速代謝) を示します。しかし、過去 30 年間にわたる動物熱生理学の分野での調査により、これら 2 つのグループ内でこれらの基準をすべて満たさない種が多数発見されました。たとえば、多くのコウモリや小鳥は、睡眠中 (または夜行性の種では日中) に変温性および緩徐代謝になります。このような生物に対して、異温性という用語が導入されました。
従来は冷血動物として分類されていた動物をさらに調査したところ、ほとんどの生物が前述の3つの用語とその対応する用語（外温性、変温性、緩慢代謝）のさまざまな組み合わせを示し、体温タイプの幅広いスペクトルを形成していることが明らかになりました。アカエイなどの一部の魚は温血動物の特徴を持っています。メカジキや一部のサメは、脳と目を周囲温度より高く保つ循環メカニズムを持っているため、獲物を感知して反応する能力が向上します。[1] [2] [3]マグロや一部のサメは筋肉に同様のメカニズムを持っており、高速で泳ぐときのスタミナを向上させています。[4]
発熱
体温は代謝によって生成されます。[5]これは細胞内の化学反応に関係しており、グルコースを水と二酸化炭素に分解して、他の細胞プロセスの動力源として使用される高エネルギー化合物であるアデノシン三リン酸（ATP）を生成します。筋肉の収縮は熱エネルギーを生成するそのような代謝プロセスの一つであり、[6]血液が血管系を循環する際の摩擦によって追加の熱が発生します。
すべての生物は食物やその他の入力を代謝しますが、一部の生物は他の生物よりも出力を有効活用しています。すべてのエネルギー変換と同様に、代謝はかなり非効率的であり、利用可能なエネルギーの約 60% が ATP ではなく熱に変換されます。[7]ほとんどの生物では、この熱は周囲に放散されます。しかし、内温性の恒温動物 (一般に「温血」動物と呼ばれる) は、他の動物と比較してより多くの熱を生成するだけでなく、熱を保持および調整する優れた手段も備えています。これらの動物は基礎代謝率が高く、激しい活動中に代謝率をさらに高めることができます。通常、哺乳類の場合は毛皮と脂肪、鳥類の場合は羽毛など、体温を保持するためのよく発達した断熱材を備えています。この断熱材が体温を維持するのに不十分な場合、彼らは震えに頼ることがあります。これは、ATP をすぐに使い果たす急速な筋肉収縮であり、細胞の代謝を刺激して ATP を補充し、結果としてより多くの熱を生成します。さらに、ほとんどすべての真獣類哺乳類（豚を除く）は褐色脂肪組織を持っており、そのミトコンドリアは非ふるえ熱産生が可能である。[8]このプロセスでは、脱共役タンパク質を介してミトコンドリア勾配が熱として直接消散し、それによって、 ATP合成酵素を介してATP生成を促進するという通常の機能から勾配が「分離」される。[9]
暖かい環境では、これらの動物は発汗（一部の哺乳類）またはハアハアと息をする（多くの哺乳類とすべての鳥類）ことで蒸発冷却を行い、余分な熱を逃がします。このメカニズムは変温動物には通常存在しません。
真菌に対する防御
哺乳類や鳥類が温血動物になったのは、真菌感染に対する防御のためだと仮説が立てられている。温血動物の体温に耐えられる真菌はごくわずかである。比較すると、昆虫、爬虫類、両生類は真菌感染に悩まされている。[10] [11] [12] [13]環境病原体は温血動物の体内温度が高いため適応できないため、温血動物は環境から感染する病原体に対する防御力を持っている。[14]
参照
参考文献
脚注
- ^ ギリシャ語: ἔνδον endon「内」 θέρμη thermē「熱」
- ^ ギリシャ語: ὅμοιος homoioos「似た」、θέρμη thermē「熱」
- ^ ギリシャ語: ταχύςタキスまたはタコス「速い、素早い」、μεταβάλλειν メタバレイン「素早く曲がる」
引用
- ^ 冷たい魚に熱い目 – ウォン 2005 (110): 2 – ScienceNOW
- ^ Block, BA & Carey, FG (1985年3月). 「サメの脳と目の温度は高い」. Journal of Comparative Physiology B. 156 ( 2): 229–36. doi :10.1007/BF00695777. PMID 3836233. S2CID 33962038.
- ^ 「温かい目が深海の捕食者に優れた視力を与える」クイーンズランド大学。2005年1月11日。
- ^ McFarlane, P. (1999年1月). 「Warm-Blooded Fish」.ハミルトン地区水族館協会月刊誌. 2013年5月15日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2008年5月31日閲覧。
- ^ Yousef, Hani; Ramezanpour Ahangar, Edris; Varacallo, Matthew (2024)、「生理学、熱調節」、StatPearls、Treasure Island (FL): StatPearls Publishing、PMID 29763018 、 2024年2月28日閲覧
- ^ Periasamy, Muthu; Herrera, Jose Luis; Reis, Felipe CG (2017年10月24日). 「骨格筋の熱産生と全身のエネルギー代謝におけるその役割」. Diabetes & Metabolism Journal . 41 (5): 327–336. doi :10.4093/dmj.2017.41.5.327. PMC 5663671. PMID 29086530.
- ^ デビッド・マシェレル;ハラウ、フランシス。ギユー、エルヴェ。ブルジョワ、オリヴィエ（2021年2月1日）。 「ホットミトコンドリアの難問」(PDF)。Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - 生体エネルギー学。1862 (2): 148348. doi : 10.1016/j.bbabio.2020.148348。ISSN 0005-2728。PMID 33248118。
- ^ Berg, Frida; Gustafson , Ulla ; Andersson, Leif (2006 年 8 月 18 日)。「豚の系統では脱共役タンパク質 1 遺伝子 (UCP1) が破壊されている: 子豚の体温調節不全の遺伝学的説明」。PLOS Genetics。2 ( 8 ) : e129。doi : 10.1371 / journal.pgen.0020129。ISSN 1553-7404。PMC 1550502。PMID 16933999。
- ^ キャノン、バーバラ; ネダーガード、ヤン(2004 年 1 月 1 日)。「褐色脂肪組織 :機能と生理学的意義」。生理学レビュー。84 (1): 277–359。doi :10.1152/physrev.00015.2003。ISSN 0031-9333。PMID 14715917 。
- ^ ダン、ロブ（2011年）。「殺人菌類が私たちを熱血漢にした」ニューサイエンティスト。 2016年4月27日閲覧。(サブスクリプションが必要です)
- ^ Aviv Bergman、Arturo Casadevall。2010年 。哺乳類の内温性は真菌と代謝コストを最適に制限します。mBio 2010年11月、1（5）e00212-10。doi ：10.1128 / mBio.00212-10
- ^ Vincent A. Robert、Arturo Casadevall。2009年。「脊椎動物の内温性は、ほとんどの真菌を潜在的な病原体として制限する。」感染症ジャーナル、第200巻、第10号、2009年11月15日、1623〜1626ページ。doi ：10.1086/ 644642
- ^ Casadevall A (2012) 菌類と哺乳類の台頭。PLoS Pathog 8(8): e1002808. doi :10.1371/journal.ppat.1002808
- ^ Robert, Vincent A.; Casadevall, Arturo (2009年11月15日). 「脊椎動物の内温性により、ほとんどの真菌が潜在的病原体として制限される」. The Journal of Infectious Diseases . 200 (10): 1623–1626. doi : 10.1086/644642 . ISSN 0022-1899. PMID 19827944.
外部リンク
無料辞書『ウィクショナリー』で「warm-blooded」を調べてください。
- 温血動物って何ですか？
- レプティページ: 冷血動物とは何ですか?
