ハダカデバネズミ

ハダカデバネズミは、典型的な生息地であるトンネル内の限られた酸素供給によく適応している。肺の発達が未熟で、ヘモグロビンが酸素に対する親和性が高いため、酸素の取り込み効率が高い。^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]}体の大きさに比べて呼吸数と代謝率が非常に低く、ネズミの約70%であるため、酸素の使用量は最小限である。^{[ 18 ]}長期間の飢餓状態に対しては、代謝率を最大25%まで低下させることができる。^{[ 16 ]}

ハダカデバネズミは、酸素濃度がわずか5%の空気中でも少なくとも5時間は生存でき、目立った苦痛の兆候は示さず、通常の活動を続けます。二酸化炭素濃度が80%の環境でも生存可能です。_{酸素濃度が2}～20%の場合。無酸素状態では、明らかに何の害も受けずに18分間生存できる（ただし、30分間の試験では生存した個体はいなかった）。無酸素状態の間、意識を失い、心拍数は毎分約200拍から50拍に低下し、散発的な呼吸の試みを除いて呼吸が停止する。酸素が欠乏すると、動物は嫌気性解糖でフルクトースを、乳酸、グルコースの解糖の場合のようにアシドーシスによって阻害されない^{。 [ 16 ] [ 17 ]} 2017年の時点では、ハダカデバネズミが組織損傷なしにアシドーシスを生き延びる方法は不明であった。 ^{[ 19 ]}ハダカデバネズミは、選択肢が与えられた場合、正常酸素の空気よりも低酸素環境を選択する。これは哺乳類では一般的に見られない行動である。 ^{[ 20 ]}

ハダカデバネズミは、典型的な哺乳類のように体温を調節しません。他の哺乳類とは異なり、体温が周囲の温度に追随するという点で、体温調節動物ではなく、温度順応動物です。酸素消費量と周囲温度の関係は、温度が29 ℃（84 °F）以上になると、典型的な変温動物のパターンから恒温動物のモードに切り替わります。 ^{[ 21 ]}低温では、ハダカデバネズミは行動による体温調節を行うことができます。たとえば、寒いハダカデバネズミは身を寄せ合ったり、太陽で温められた巣穴の浅い部分を探したりします。逆に、暑くなりすぎると、ハダカデバネズミは巣穴のより深く涼しい部分に退避します。  

ハダカデバネズミの皮膚には、皮膚感覚線維に神経伝達物質が欠如している。そのため、ハダカデバネズミは酸やカプサイシンにさらされても痛みを感じない。神経伝達物質の一種であるサブスタンスPを注射すると、他の哺乳類と同様に痛みのシグナル伝達は機能するが、カプサイシンに対してのみ機能し、酸に対しては機能しない。これは、換気の悪い生活空間で二酸化炭素濃度が高い環境で生活し、体組織に酸が蓄積されることへの適応であると考えられている。 ^{[ 22 ]}

ハダカデバネズミのサブスタンスP欠乏症は、げっ歯類に典型的なヒスタミン 誘発性のかゆみや引っ掻き行動の欠如とも関連付けられている。^{[ 23 ]}

ハダカデバネズミは腫瘍に対する抵抗力が高いが、関連する疾患に対して完全に免疫があるわけではないと考えられる。^{[ 24 ]}癌を回避する可能性のあるメカニズムは、「過密」遺伝子p16であり、個々の細胞が接触すると細胞分裂が阻害される（「接触阻害」として知られる）。ハダカデバネズミを含むほとんどの哺乳類の細胞は、 p16よりもはるかに高い細胞密度で細胞増殖を阻害する遺伝子p27を介して接触阻害を受ける。ハダカデバネズミの細胞におけるp16とp27の組み合わせは、癌の特徴の1つである制御不能な細胞増殖に対する二重の障壁となる。^{[ 25 ]}

2013年、科学者たちは、ハダカデバネズミが癌を回避できる理由は、「極めて高分子量ヒアルロン酸」（HMW-HA）（天然の糖質）によるものであり、これは癌になりやすい人間や癌になりやすい実験動物のヒアルロン酸よりも「5倍以上大きい」と報告した。^{[ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]}この科学報告は1か月後に科学誌『ネイチャー』の表紙記事として掲載された。^{[ 29 ]}数か月後、同じロチェスター大学の研究チームは、ハダカデバネズミが極めてエラーのないタンパク質を生成するリボソームを持っていると発表した。 ^{[ 30 ] [ 31 ]}これらの2つの発見により、科学誌『サイエンス』はハダカデバネズミを2013年の「脊椎動物オブザイヤー」に選出した。^{[ 32 ]}

2016年に、ハダカデバネズミ2匹に初めて悪性腫瘍が発見されたという報告が発表された。^{[ 24 ] [ 33 ] [ 34 ]}しかし、どちらの動物も動物園で飼育下で生まれたため、自然界の酸素濃度2～9%に対し、21%の酸素濃度の環境で生活しており、これが腫瘍形成を促進した可能性がある。^{[ 35 ]}

ゴラン高原の盲目モグラネズミ（Spalax golani）とユダヤ山地の盲目モグラネズミ（Spalax judaei）も癌に抵抗性があるが、そのメカニズムは異なる。^{[ 36 ]}

2023年7月、ハダカデバネズミからマウスにHMW-HAの原因となる遺伝子を移植したところ、マウスの健康状態が改善され、平均寿命が約4.4%増加したという研究結果が報告された。^{[ 37 ] [ 38 ]}

ハダカデバネズミは他のどの齧歯類よりも長生きし、寿命は37 年を超えます。次に長生きする齧歯類はアフリカヤマアラシで、28 年です。^{[ 39 ] [ 40 ] [ 41 ]}この種の死亡率は年齢とともに増加しないため、ほとんどの哺乳類の死亡率（ゴンペルツ・マケハム死亡率の法則で定義されることが多い）には当てはまりません。^{[ 41 ]}ハダカデバネズミは癌に対する抵抗力が非常に高く、^{[ 42 ]}寿命の短いネズミよりも長く健康な血管機能を維持します。 ^{[ 43 ]}女王は非繁殖個体よりも老化が遅いです。^{[ 44 ]}

ハダカデバネズミの長寿のメカニズムについては議論があるが、不利な状況に応じて代謝を大幅に低下させ、酸化ストレスによる老化誘発性の損傷を防ぐ能力に関連していると考えられている。これは「パルスで人生を生きる」と表現されている。^{[ 45 ]}また、その長寿は「タンパク質の安定性」にも起因するとされている。^{[ 46 ]}ハダカデバネズミの並外れた長寿のため、ハダカデバネズミのゲノムを解読するための国際的な取り組みが行われた。 ^{[ 47 ]}ドラフトゲノムは2011年に公開され^{[ 48 ] [ 49 ] [ 50 ]}、改良版は2014年に公開された。^{[ 51 ]}体細胞数は2n = 60である。 ^{[ 7 ]}さらにトランスクリプトームのシーケンス解析により、ミトコンドリアと酸化還元に関連する遺伝子がマウスよりも多く発現していることが明らかになり、これが長寿に寄与している可能性がある。^{[ 52 ]}

ヒト、ハダカデバネズミ、マウスの肝臓のDNA修復トランスクリプトームを比較した。[ 53 ]^{ヒト、ハダカデバネズミ}、マウスの最大寿命はそれぞれ約120年、30年、3年である。寿命の長い種であるヒトとハダカデバネズミは、いくつかのDNA修復経路のコア遺伝子を含むDNA修復遺伝子をマウスよりも高いレベルで発現していた。さらに、ヒトとハダカデバネズミでは、いくつかのDNA修復経路がマウスと比較して上方制御されていた。これらの知見は、DNA修復の増加が長寿を促進することを示唆しており、老化のDNA損傷理論とも一致する。^{[ 54 ]}

繁殖する雌は、通常、新しいコロニーを創設したり、優位の地位を争ったり、繁殖する雌が死んだ後に引き継いだりすることによって、優位な雌になります。これらの繁殖する雌は、頭蓋幅が同じ非繁殖雌よりも体が長い傾向があります。繁殖する前と後の雌の測定値は、体サイズが著しく増加していることを示しています。この特徴は、既存の形態学的差異によるものではなく、実際に優位な雌の地位を獲得したことによるものと考えられています。^{[ 55 ]}繁殖する雌と同様に、繁殖する雄も非繁殖雄よりも大きいように見えますが、その差は雌よりも小さいです。これらの雄は、腹部の皮膚を通して精巣の輪郭が見えることもあります。雌とは異なり、通常は複数の繁殖する雄がいます。^{[ 56 ]}

ハダカデバネズミの地下生息地は、その概日リズムに制約を課している。^{[ 57 ]}常に暗闇の中で生活しているため、ほとんどの個体は自由行動パターンを持ち、昼夜を問わず活動し、その間に短い睡眠を数回取る。^{[ 57 ]}しかし、コロニーは概日睡眠覚醒サイクルの同期を示さない。^{[ 58 ]}

ハダカデバネズミは、東アフリカの熱帯草原の乾燥した地域、主にエチオピア南部、ケニア、ソマリアに生息している。^{[ 1 ] [ 59 ]}

ハダカデバネズミは、真社会性を持つ最初の哺乳類として発見された。ダマラランドデバネズミ（Fukomys damarensis）は、現在知られている唯一の他の真社会性哺乳類である。^{[ 60 ]}

ハダカデバネズミの社会構造は、アリ、シロアリ、一部のハチやスズメバチの社会構造に似ています。^{[ 59 ] [ 61 ] [ 62 ]}繁殖するのはメス1匹（女王）とオス1～3匹だけで、コロニーの残りのメンバーは働きアリとして機能します。^{[ 63 ]}女王と繁殖するオスは1歳で繁殖できるようになります。働きアリは社会的には不妊ですが、生理的には不妊ではありません。^{[ 62 ]}小型の働きアリは食料の収集と巣の維持に専念し、大型の働きアリはトンネルを掘り、脅威に対して最も反応します。^{[ 59 ]}繁殖しないメスは生殖が抑制されているようで、卵巣が完全に成熟せず、繁殖するメスと同じレベルの特定のホルモンを持っていません。^{[ 59 ]}対照的に、繁殖するオスと繁殖しないオスのホルモン濃度にはほとんど違いがありません。繁殖能力のある雌が取り除かれたり死んだりした実験では、繁殖能力のない雌の１匹が引き継いで性的に活発になった。コロニーの繁殖能力のないメンバーは、女王（通常は母親または姉妹）が産んだ子アリの世話をするために協力する。働きアリは、子アリが巣から逃げ出さないようにし、子アリの毛づくろいをし、暖かくするために寄り添い、食べ物を探してトンネルを掘り、巣に食べ物を運び、捕食者や他のコロニーからの攻撃から子アリを守る。^{[ 56 ] [ 59 ]}

実験室での実験では、繁殖活動中のハダカデバネズミのメスは、選択肢を与えられた場合、見知らぬオス（通常は血縁関係のないオス）と行動を共にする傾向があったが、繁殖活動を行っていないメスは区別しなかった。^{[ 79 ]}女王が見知らぬオスを好むのは、近親交配を減らすための適応であると考えられるが、確立されたコロニー内では、女王がそのような好みを表明する機会はめったにない。進化的に、異系交配は有害な劣性対立遺伝子の発現の可能性を低下させるため好ましいと考えられるが、^{[ 80 ]}近親交配はハダカデバネズミの家族間の遺伝的関係を緊密にし、自己犠牲的で縁故主義的な行動を助長する。^{[ 73 ]}

ハダカデバネズミは、主に非常に大きな塊茎（一般的なハダカデバネズミの体重の1000倍にもなる）を餌としており、これは採掘作業によって地中深くで見つける。塊茎1つでコロニーに数ヶ月、あるいは数年にわたる長期的な食料源を提供できる。ハダカデバネズミは内部を食べ、外側は残すため、塊茎は再生する。^{[ 59 ]} ハダカデバネズミの腸内に共生する細菌が繊維を発酵させ、消化できないセルロースを揮発性脂肪酸に変換する。^{[ 81 ]}

ハダカデバネズミは自分の糞を食べることもある。この行動は離乳後の子ネズミの栄養になるだけでなく、女王からホルモンを共有したり評価したりするメカニズムである真社会性行動の一部でもある。^{[ 82 ]}

ハダカデバネズミは主にヘビ、特にアカクチヘビやケニアサンドボア、そしてラーテルや様々な猛禽類に捕食されます。ハダカデバネズミは、土を地表に噴出している時（「火山活動」）に最も脆弱になります。^{[ 59 ] [ 83 ]}