昏睡

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冬眠とは、動物の生理活動が低下した状態であり、通常は体温と代謝率の低下によって特徴付けられます。冬眠により、動物は食料の入手が困難な時期を生き延びることができます。^{[1] 「冬眠」という用語は、}冬眠動物が数日から数週間にわたって体温が低い状態で過ごす時間を指す場合もあれば、「日常冬眠」のように、体温と代謝が低い状態が24時間未満続く期間を指す場合もあります。

日常的に冬眠状態になる動物には、鳥類（特にハチドリ科の小型のハチドリも含む）^{[2] [3]や、多くの}有袋類 を含む一部の哺乳類^{[4] [5] 、げっ歯類（}ネズミなど）やコウモリ^[6]などがある。 これらの動物は、日中の活動時間帯には体温と活動レベルを正常に保つが、エネルギーを節約するため、日中の一部（通常は夜間）には代謝率と体温が低下する。^[要出典]

動物の中には、季節的に長期間活動を停止し、体温と代謝が低下し、複数回の休眠状態になる個体もいます。冬に起こる場合は冬眠、夏に起こる場合は夏眠と呼ばれます。一方、日常的な休眠は季節に左右されず、一年中いつでもエネルギーを節約する上で重要な役割を果たします。^[7]

冬眠は、よく制御された体温調節プロセスであり、これまで考えられていたように体温調節をオフにした結果ではありません。^[8] 有袋類の冬眠は、覚醒の特徴において非有袋類の哺乳類（真獣類）の冬眠とは異なります。真獣類の覚醒は、再加温を加速するメカニズムとして、熱を産生する褐色脂肪組織に依存しています。有袋類の覚醒のメカニズムは不明ですが、褐色脂肪組織に依存していないようです。^[9]

冬眠の進化は、おそらく恒温性の発達を伴ったものと思われる。^[10]動物は、同種の他の個体が適応上の優位性を持たない場合に、体温を周囲温度よりも高く維持することができる。体温を維持する利点には、採餌時間が長くなり、極端な温度低下の影響を受けにくくなることがある。^[10]体温を上げて採餌するというこの適応は、小型の夜行性哺乳類が夕方に最初に目覚めたときに観察されている。^{[11] [12] [13]}

恒温性は活動レベルの向上などの利点があるが、体温を維持する小型哺乳類や鳥類は、外温動物と比較して、低い周囲温度で最大100倍のエネルギーを消費する。^[14]この課題に対処するために、これらの動物ははるかに低い体温を維持し、通常の動作温度ではなく、周囲温度よりわずかに高い温度を維持します。体温と代謝率が低下するため、休眠状態に入ることができる動物は長期間生存できます。

2020年、科学者たちは南極で約2億5000万年前に生息していたリストロサウルスの冬眠状態の証拠を報告した。これは脊椎動物の冬眠のような状態を示す最古の証拠である。^{[15] [16] [17]}

資源が不足しているときにエネルギーを節約するために代謝率を遅くすることが、冬眠の主な目的です。^[18]この結論は、主に、食物不足の後に冬眠が観察された実験室研究に基づいています。^[19]自然環境での動物の観察では、冬眠の他の適応機能の証拠があります。

冬眠状態に入ることができる動物は、概日リズムや概年リズムなどの生物学的リズムに依存して自然な機能を継続します。動物によって概日リズムの管理方法は異なり、一部の種では概日リズムが完全に停止することが観察されています（ヨーロッパハムスターなど）。クロクマなどの他の生物は冬眠状態に入り、概日リズムに依存せずに数日周期に切り替えます。ただし、飼育下のクマと野生のクマの両方が冬眠状態に入るときに同様の概日リズムを表現することが観察されています。光のない模擬巣穴で冬眠状態に入ったクマは、正常ですが低い機能のリズムを表現しました。同じことは、自然地域の巣穴にいる野生のクマでも観察されました。クロクマ、ヒグマ、ホッキョクグマの概日リズムの機能は、冬眠システムが進化的に進歩していることを示唆しています。^[20]

冬眠は、小型の渡り鳥が体内のエネルギー貯蔵量を維持するための戦略であることが示されている。^{[21] [22]}渡りの途中で夜間に休んでいるハチドリは、冬眠状態に入ることが観察されており、これは渡りの間や高地での寒い夜に脂肪貯蔵量を維持するのに役立つ。^{[19] [21] [22]}

冬眠を利用して脂肪などのエネルギー貯蔵庫を保存するこの戦略は、冬季のアメリカコガラでも観察されています。^{[23]北アメリカの温帯林に生息する} アメリカコガラは、冬の間南へ移動しません。アメリカコガラは体温を通常より12℃低く維持することができます。この代謝の低下により、前日に蓄積した脂肪貯蔵庫の30%を保存することができます。^[23]

休眠は、食糧供給が予測できない動物の戦略である可能性がある。^[24]たとえば、高緯度に生息するげっ歯類は、繁殖していないときは季節的に休眠する。これらのげっ歯類は、冬を生き延びて、食料源が豊富な次の繁殖周期で繁殖するために休眠状態を利用し、休眠期間と繁殖期間を分けている。トウブミミコウモリは冬の間休眠状態を利用し、暖かい時期には目覚めて餌を探すことができる。^[25]予測できない生息地に見られるように、一部の動物は繁殖周期中に休眠状態を利用する。^[24]繁殖期間が長くなるという代償を払うが、その見返りとして、繁殖できるように生き延びることができる。^[24]

この日常的な冬眠状態の利用が大量絶滅イベントを生き延びることを可能にしたのではないかと示唆されている。^{[26]過去500年間に絶滅したことが確認されている61種の哺乳類のうち、} 異温動物はわずか4種である。^[26]冬眠状態により、動物はエネルギー必要量を減らすことができ、過酷な環境でも生き延びることができる。

種間競争は、2つの種がエネルギー生産のために同じ資源を必要とするときに発生します。^{[27]夜行性の}トゲネズミとの種間競争の場合、冬眠は適応度を高めます。^[27]ゴールデントゲネズミは、トゲネズミとの食餌の重複により食物の入手可能性が減少すると、冬眠状態で過ごす時間が長くなります 。

冬眠による温度低下は、寄生虫の繁殖能力を低下させることが示されています。^[28]温帯では、コウモリが冬眠に入ると、コウモリに寄生する外部寄生虫の繁殖率が低下します。コウモリが冬眠しない地域では、寄生虫は年間を通じて一定の繁殖率を維持します。

2013年、スペースワークスエンジニアリングは、乗組員を90日から180日間の長期冬眠状態にすることで、火星への有人探検のコストを大幅に削減する方法の研究を開始しました。冬眠しながら旅行することで、宇宙飛行士の代謝機能が低下し、複数年にわたるミッション中の生命維持の必要性が最小限に抑えられます。^[29]

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