変温動物
一般的なカエルは変温動物であり、幅広い体幹温度で活動することができます。

変温動物（/ ˈ p ɔɪ k ə l ə ˌ θ ɜːr m 、 p ɔɪ ˈ k ɪ l ə ˌ θ ɜːr m /）は、体温が大きく変動する動物（ギリシャ語で poikilos – 「さまざまな」、「まだらのある」、 therme – 「熱」）である。変温動物 は環境ストレスに適応し、生き残らなければならない。[ 1 ]最も重要なストレス要因の 1 つは外部環境の温度変化であり、これは膜脂質秩序の変化につながり、高温でタンパク質の展開と変性を引き起こす可能性がある。 [ 1 ]変温動物は恒温動物（体温の恒常性を維持する動物）の反対である。通常、変動は周囲の環境温度の変動の結果である。多くの陸生外温動物は変温動物である。[ 2 ]しかし、外温動物の中には一定の温度環境を求めるものもおり、一定の体内温度を維持できるものもあり、実際的あるいは実質的に恒温動物であると考えられている。[ 3 ]この区別により、変温動物という用語が、外温動物全般を指す際に使われる俗語の「冷血動物」よりも有用となることが多い。

変温動物には、脊椎動物、特に一部の魚類、両生類、爬虫類、そして多くの無脊椎動物が含まれます。ハダカデバネズミ[ 4 ] [ 5 ]やナマケモノ[ 6 ]は、変温動物である希少な哺乳類です。

語源

この用語は、ギリシャ語の 「多様な」を意味するpoikilos ( ποικίλος ) と、 「熱」を意味する thermos ( θερμός ) に由来しています。

生理

変温動物（トカゲ）と恒温動物（ネズミ）の体幹体温の関数としての持続的なエネルギー出力。恒温動物ははるかに高い出力を有するが、体温の非常に狭い範囲でしか機能できない。

変温動物は恒温動物よりも広い温度範囲で活動できなければなりません。ほとんどの化学反応の速度は温度によって変化し、変温動物は重要な化学反応において異なる温度で機能する4～10個の酵素系を持つことがあります。 [ 7 ]その結果、変温動物は恒温動物と同じ生態的地位にある動物よりも大きく複雑なゲノムを持つことが多いです。カエルはこの効果の顕著な例ですが、複雑な発達もまた、その大きなゲノムの重要な要因となっています。[ 8 ]

変温動物の代謝は変動性が高く、一般的に恒温動物よりも低いため、大型動物の動力飛行や大きな脳の維持といった持続的な高エネルギー活動は、変温動物には一般的に不可能である。[ 9 ]変温動物の代謝は、移動コストの高い大型動物の場合、獲物を追いかけるよりも、待ち伏せ狩猟などの戦略を好む。変温動物は代謝を体温調節に利用しないため、時間経過に伴う総エネルギー必要量は低い。同じ体重の場合、変温動物は恒温動物の5～10%のエネルギーしか必要としない。[ 10 ]

変温動物の適応

  • いくつかの適応は行動的なものです。トカゲやヘビは早朝と夕方遅くに日光浴をし、正午頃には隠れ場所を探します。
  • キバチの卵は体温調節ができません。この現象に対抗する行動的適応の一つが抱卵です。卵の内部温度を維持するために、女王蜂と働き蜂はほぼ絶え間なく幼虫を抱卵させ、腹部を温めたり卵に触れさせたりします。マルハナバチは飛んでいない時でも飛翔筋を震わせることで体温を産生します。
  • シロアリ塚は通常、夜明けと夕暮れ時にできるだけ多くの熱を吸収し、正午頃の熱の吸収を最小限に抑えるように、南北方向に向いています。
  • マグロは、鰓網と呼ばれる熱交換機構によって体全体を温めることができ、体内の熱を保ち、鰓からの熱損失を最小限に抑えます。また、遊泳筋が体表ではなく体の中心付近にあるため、熱損失を最小限に抑えることができます。
  • 巨大温性は、ウミガメや氷河期の大型動物のように、熱損失を減らすために体を大きく成長させることです。体が大きく成長すると、体容積は体表面積よりも比例して速く増加します。単位体積あたりの体表面積が小さいほど、熱損失は少なくなる傾向があります。
  • ラクダは恒温動物ですが、エネルギーを節約するために「温度サイクリング」と呼ばれる方法で体温調節を行っています。暑い砂漠では、ラクダは日中に体温を上げ、夜間に体温を下げることで、約6℃の範囲で体温を循環させています。[ 11 ]

生態学

変温動物は繁殖に必要なエネルギーを蓄積するのが比較的容易です。同じ栄養段階の変温動物は、恒温動物に比べて世代がはるかに短く、数年ではなく数週間で終わることがよくあります。これは、猫やヘビなど、生態学的に同様の役割を担う動物にも当てはまります。

このエネルギー必要量の違いは、特定の食料源が恒温動物よりも変温動物の密度を高く維持できることを意味します。[ 12 ]これは、捕食者と被食者の比率に反映されており、変温動物相は通常、恒温動物相よりも高いです。しかし、恒温動物と変温動物が同様のニッチを持ち、競合する場合、恒温動物は変温動物の競争相手を絶滅に追い込むことがよくあります。なぜなら、恒温動物は1日のより多くの時間を、より効率的かつ特化した方法で食料を集めることができるからです（例えば、チンパンジーは棒を使って軍隊アリを積極的に探し出し集めますが、変温動物は典型的な待ち伏せ戦略をとります）。

医学では

医学では、正常な体温調節の喪失は変温症と呼ばれます。これはコンパートメント症候群や、バルビツール酸系、エタノール、抱水クロラールなどの鎮静催眠薬の使用時に見られます。ヒトでは、レム睡眠は変温状態と考えられています。[ 13 ]変温症は急性四肢虚血の徴候の一つです。

注記

  1. ^ a b Guschina, Irina A.; Harwood, John L. (2006). 「変温動物における温度適応のメカニズム」. FEBS Letters . 580 (23): 5477– 5483. Bibcode : 2006FEBSL.580.5477G . doi : 10.1016/j.febslet.2006.06.066 . ISSN  1873-3468 . PMID  16824520. S2CID  25197515 .
  2. ^ヒルデブランド、ミルトン; ゴスロー、GE、ジュニア (2001). 『脊椎動物の構造分析』 ヒルデブランド、ヴィオラ (原理図解). ニューヨーク、NY: Wiley. p. 429. ISBN 0-471-29505-1。{{cite book}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)
  3. ^ Riemer, Kristina; Anderson-Teixeira, Kristina J.; Smith, Felisa A.; Harris, David J.; Ernest, SK Morgan (2018). 「体サイズの変化は気温上昇による外温動物の代謝への影響に影響を与える」. Global Ecology and Biogeography . 27 (8): 958. Bibcode : 2018GloEB..27..958R . doi : 10.1111/geb.12757 .
  4. ^ Daly, TJM; Williams, LA; Buffenstein, R. (1997). 「ハダカデバネズミ（ Heterocephalus glaber ）における肩甲骨間褐色脂肪組織のカテコラミン神経支配」 . Journal of Anatomy . 190 : 321–326 . doi : 10.1046/j.1469-7580.1997.19030321.x . PMC 1467613 . 
  5. ^ Sherwin, CM (2010). 「非伝統的実験用げっ歯類の飼育と福祉」 Hubrecht, R.; Kirkwood, J. (編). UFAW 実験動物の飼育と管理に関するハンドブック. Wiley-Blackwell. 第25章, pp. 359–369.
  6. ^ Britton, SW; Atkinson, WE (1938). 「ナマケモノの変温性」. Journal of Mammalogy . 19 (1): 94. doi : 10.2307/1374287 . JSTOR 1374287 . 
  7. ^ Cavalier-Smith, T. (1991). 「脊椎動物のゲノム、細胞、核の大きさの共進化」陸生脊椎動物の進化に関するシンポジウム: 51–86 .
  8. ^ Ryan Gregory, T. (2002年1月1日). 「ゲノムサイズと発達の複雑さ」Genetica . 115 (1): 131– 146. doi : 10.1023/A:1016032400147 . PMID 12188045. S2CID 24565842 .  
  9. ^ Willmer, P., Stone, G., & Johnston, IA (2000): 動物の環境生理学. Blackwell Science , London. 644ページ, ISBN 0-632-03517-X。
  10. ^ Campbell, NA, Reece, JB, et al. (2002). 生物学. 第6版. Benjamin / Cummings Publishing Company.
  11. ^ヒル、リチャード (2016). 『動物生理学』 サンダーランド、マサチューセッツ州: シナウアー・アソシエイツ. p. 270. ISBN 978-1605354712。
  12. ^ Steen, JB, Steen, H. & Stenseth, NC (1991): 変温動物と恒温動物の個体群動態：食糧不足の影響。OICOS Vol. 60, No. 2 (1991年3月), pp 269–272.要約
  13. ^レオン・ローゼンタール(2009). 「3」. テオフィロ・リー・チオン編. 『睡眠医学エッセンシャルズ』 . ワイリー・ブラックウェル. p. 12.
  • ウィクショナリーにおける変温動物の辞書的定義
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