温血動物

温血動物とは、体温を周囲の環境温度よりも高く維持する動物種を指す用語である。特に、恒温動物（鳥類や哺乳類など）は、代謝プロセスを調節することで安定した体温を維持する。その他の動物種は、様々な程度の体温調節能力を持つ。

動物が利用する体温調節方法は2種類以上あるため、科学分野では「温血動物」と「冷血動物」という用語は使われなくなっている。

一般的に、温血動物とは、体温調節のさまざまな個別のカテゴリーを指す。

• 内温性^{[ a ]}とは、筋肉の震えや代謝の亢進など、内部的な手段によって体温を調節する一部の生物の能力のことである。内温性の反対は外温性である。
• 恒温性^{[ b ]}は、外部の影響や温度に関係なく、安定した体内温度を維持する。安定した体内温度は、多くの場合、周囲の環境温度よりも高い。その反対は変温性である。現存する恒温動物として知られているのは、哺乳類と鳥類、そしてアルゼンチンの黒と白のテグーというトカゲ1種のみである。鳥類以外の恐竜や、魚竜、翼竜、首長竜などの絶滅した爬虫類の一部も恒温動物であったと考えられている。
• 異温性とは、体温を自己調節する動物と、周囲の環境の影響を受ける動物の生理学的用語である。言い換えれば、変温性と恒温性の両方の特徴を示す。 ^{[ 1 ]}
• 中温動物は、変温動物と恒温動物の中間の体温調節戦略を持つ動物の一種である。 ^{[ 2 ]}
• タキメタボリズム^{[ c ]}は、高い「安静時」代謝を維持します。本質的に、タキメタボリックな生物は常に「オン」の状態です。安静時の代謝は活動時の代謝よりはるかに遅いものの、その差はブラディメタボリックな生物に見られるほど大きくはありません。タキメタボリックな生物は、食料不足に対処するのがより困難です。

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が、これら 3 つのカテゴリーすべてを示します (つまり、内温性、恒温性、および代謝速度が速い)。^{[ 3 ]}しかし、過去 30 年間の動物の熱生理学分野の研究により、これら 2 つのグループ内に、これらの基準をすべて満たさない多数の種が明らかになりました。たとえば、多くのコウモリや小型の鳥は、睡眠中 (または夜行性の種の場合は日中) に変温性および代謝速度が遅くなります。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。

従来変温動物に分類されてきた動物をさらに調査した結果、ほとんどの生物は、前述の 3 つの用語のさまざまな組み合わせと、それらの対応物 (外温性、変温性、徐代謝) を示し、幅広い体温タイプのスペクトルを作り出していることが明らかになりました。アカ​​マンボウなどの一部の魚は温血性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おり、獲物を探知して反応する能力を高めています。^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]}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、高速で泳ぐときの持久力を向上させています。^{[ 7 ]}

体温は代謝によって生成されます。^{[ 8 ]}これは、細胞内でグルコースを水と二酸化炭素に分解する化学反応に関連しており、それによって他の細胞プロセスを動かすために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）が生成されます。筋肉の収縮は、熱エネルギーを生成する代謝プロセスの 1 つであり、 ^{[ 9 ]}さらに、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、その前では、非共役呼吸によって熱を生成する特殊な脂肪細胞が体温調節に寄与しています。

すべての生物は食物やその他の入力を代謝しますが、出力の利用効率は生物によって異なります。すべてのエネルギー変換と同様に、代謝は効率が悪く、利用可能なエネルギーの約60%はATPではなく熱に変換されます。^{[ 10 ]}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、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、熱を保持および調節する優れた手段も備えています。彼らは基礎代謝率が高く、激しい運動中は代謝率をさらに高めることができます。通常、体温を保持するために発達した断熱構造を持っています。哺乳類の場合は毛皮と脂肪、鳥類の場合は羽毛です。この断熱構造が体温を維持するのに不十分な場合、震え（ATPを急速に消費する急速な筋肉収縮）に頼ることがあります。これにより、細胞代謝が刺激されてATPが補充され、結果としてより多くの熱が生成されます。さらに、ほとんどすべての真獣類哺乳類（唯一の既知の例外はブタ）は、ミトコンドリアが非ふるえ熱産生を行うことができる褐色脂肪組織を持っています。^{[ 11 ]}このプロセスには、脱共役タンパク質を介してミトコンドリア勾配を熱として直接放散することが含まれており、それによって勾配がATP合成酵素を介してATP産生を促進するという通常の機能から「切り離される」のです。^{[ 12 ]}

温暖な環境では、これらの動物は蒸発冷却を利用して余分な熱を放出する。これは、発汗（一部の哺乳類）または呼吸（多くの哺乳類とすべての鳥類）によって行われるが、変温動物には一般的に見られない仕組みである。

温血動物は真菌感染症に対する防御として哺乳類や鳥類で進化したという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。それに比べて、昆虫、爬虫類、両生類は真菌感染症に悩まされている。^{[ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]}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。なぜなら、環境病原体は温血動物の高い体温に適応していないからである。^{[ 17 ]}

• アルゼンチンオオツノテグー § 恒温動物
• メソサーモ
• 熱発生植物

脚注

引用文献

• 温血動物とは何ですか？
• 爬虫類ページ：変温動物とは？