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寒くなると外に出たくないですね。同じように生き物たちも冬ごもりをします。上手く冬を越す手段を会得した動物、一方で翌春以降を次世代に託す種もいます。

そうした戦略を

  • 冬眠
  • 冬ごもり
  • 冬越し

などと呼びます。

とはいえ、動物たちは寒い冬をどのように越すのでしょうか。

  • 冬眠をする理由
  • 冬ごもりのしくみ

などを考えてみましょう。

冬眠とは何か

1.冬眠とは何か

冬眠とは何でしょうか。

簡単に言えば、読んで字のごとく、冬の間寝て過ごすことです。

ただし人間のような睡眠ではなく、体温を下げ、ある意味で仮死状態を作ります。生体活動を最小限にとどめてエネルギーの消耗を防ぎます。

一般的な冬眠とは、恒温動物であるクマやリス、コウモリなどが寒い冬を越すための手段です。冬眠中は食べたり、逆に排泄もしません。

一方で自らの体温を維持する機能がない変温動物も冬を越すために冬眠する場合があります。

なお「冬ごもり」「冬越し」という言い方もあります。厳密に区別したい人もいるでしょうが、ほぼ同じ意味と考えて問題ありません。

2.冬眠する理由

(1)エサがないから

哺乳類

クマなどの哺乳動物が冬眠する理由は、冬期間にエサがなくなるからです。

そのため秋に大量のエサを食べます。皮下脂肪としてエネルギーを蓄えて、土中の穴などに入ります。

エネルギーの蓄積が不十分な場合には、春になる前に起き出し、エサを求めて徘徊することもあります。場合によっては人里まで降りてきます。

逆に秋も山にエサが不足する、もしくは人間の食料の味を知った個体は、人里へやってきます。

昆虫

昆虫も同じです。冬はエサになる植物が枯れます。昆虫を捕食する昆虫も、生きることができません。必然的に冬眠、もしくは後述する冬越しの形態を選択をします。

(2)寒くて動けないから

  • 昆虫などの無脊椎動物
  • 魚類
  • 両生類
  • 爬虫類

などの変温動物が冬眠する理由は、寒くて動けなくなるからです

これらの生き物は、体温を維持する機能がないので、気温と体温がほぼ等しくなります。
そのため気温が下がると、体温が低下し代謝力も衰えるので、事実上生体機能が停止します。

もちろん最低限の働きだけは継続していますが、最悪の場合は死にます。

後述するように、個体は死んで命を後世に託すこともあります。冬眠からの目ざめに失敗する事例も少なくありません。

(3)夏眠する種もある

日本にいると気づかないかもしれませんが、夏に眠る?夏眠する生き物もいます。

これは冬眠とあわせて休眠と呼ばれています。

季節を問わず、自分たちにとって不利な環境を過ごす戦略です。

ハイギョ(肺魚)

有名なのはハイギョです。主にオーストラリアにいる、肺を持つ魚です。

乾季になると生息している池が枯れるため、雨期になり水が満たされるまで泥の中で眠って過ごします。その際に肺を使って呼吸します。

カタツムリ・アブラムシなど

またカタツムリやアブラムシなどでは夏の高温、乾燥を防ぐために一時期身を隠すことがあります。アブラムシによる農業被害も、夏の最盛期には少なくなります。

変温動物であるがゆえに、高温すぎるのも問題なのです。

3.冬眠の方法

(1)土に潜る

一般的な冬眠の方法は、土に潜ることです。

冬は霜柱が立つので、土の中は寒そうなイメージですが、逆に土の中の方が温かいのです。

土の表面は、冷たい空気に触れているので冷たくなります。つまり外気温は氷点下になります。

とはいえ、土の奥が氷点下になることはほぼありません。さらに雪が積もれば、それが保温作用をもたらします。だから雪で作るカマクラは温かいのです。

(2)水底でじっとしている

魚は水底でじっとして、冬を耐えます。

しかし、冬になると公園の池でも水面が凍ります。ならば魚は死んでしまうのでしょうか。

とはいえ土と同じく、水面は外気によって冷やされるので凍りますが、水底は温度が4℃前後で保たれます。

この理由は、水が特殊な物質であることと関係しています。

つまり、水は4℃の時に最も体積が小さくなります。そのため冷たい水は重くなるので沈みます。

しかし4℃よりも下がると、今度は体積が増えて軽くなります。これは氷が浮かぶ原理と同じです。
参考「塾講師が問う!中学受験の理科はどこまで科学的で正しいのか<化学編>

そのため、氷になるような温度まで下がると浮かぶ、その分、4℃辺りの水は沈んでくる、この循環が永遠に行われるので、水底では水が凍りません。

魚は水底でじっと耐えているのです。

ちなみに流れる水は凍りません。ただし滝が凍って見えるのは、水しぶきが外気温で凍り、それが氷柱のように連なって見えるためです。北国では、水道凍結を避けるため、夜間に水を流しっぱなしにする方法が行われたりします。

(3)昆虫の冬越し

昆虫は様々な方法で冬越しをしています。中学受験理科の必須項目です。おさらいしておきましょう。

卵で冬越し
多くの昆虫は卵で冬越しします。つまり次世代に翌春からの命を託します。

たとえばカマキリです。泡状の物質で多くの卵を守ります。また、バッタやコオロギの仲間は土中に卵を産み付けます。

幼虫で冬越し
幼虫で冬越しする代表はカブトムシです。主に腐葉土の中で餌を食べつつ春を待ちます。

またセミも幼虫で冬越しします。とはいえ7年以上幼虫のまま過ごすので、厳密な冬越しと言えるかはわかりません。

さなぎで冬越し
チョウやガなどはさなぎで冬越しをします。

チョウは一般的に春から秋にかけて、数回繁殖を繰り返しますが、幼虫のまま秋が深まり寒くなったなら、成虫にならずさなぎの状態で冬を越す選択をするようです。

成虫で冬越し

テントウムシは成虫で冬越しをします。落ち葉や大きな石の裏などに集団で温めあいながら?冬を過ごします。

また大きな巣をつくるアリやハチも、幼虫や卵もありますが、全体でみれば成虫で冬越しをすると言えるでしょう。

体液は凍らないのか

1.皮下脂肪を蓄える

生物体を作る物質のうち、大半を占めるのが水です。人間も体重の約6~7割は水分です。水は0℃で凍ります。ならば極寒の地にいて、体液は凍らないのでしょうか。

たとえばアザラシなど北国で生活する動物は、皮下脂肪を蓄えています。

脂肪が断熱材の役割を果たします。そのため冷たい海水中にいても身体の深部まで冷えることはありません。

太っている人が暑がり?冬も薄着でいられる理由です。

2.体液の濃度を高める

塩水は0℃では凍りません。このように不純物があると水の凝固点が下がります。

そのため、体液の塩分濃度を高める戦略をとる生き物が少なくありません。

また特殊な糖分やタンパク質を増やして凍らない工夫をしている魚もいます。

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人工冬眠は可能なのか

1.宇宙旅行への期待

人間は基本的に冬眠しませんが、SFなどでは人工冬眠がテーマにもなります。

たとえば宇宙旅行をするためです。探査機を飛ばして土星へ行くまでも5年以上かかります。途中は何をすればよいのでしょうか?
参考「4光年先に生命体が住めそうな惑星があるかもしれません

そのため人工冬眠をして、星に近づいたら自動的?もしくは地球からの指令によって目覚めさせます。

将来的には人工知能AIに操作を任せることになるのでしょう。ただし映画『2001年宇宙の旅』のように氾濫を起こさないとも限りません。
参考「【実話】AIが暴走する!あなたの家でも起きる可能性のある恐怖

2.病気が治る時代まで待つ

切実な問題として、不治の病にかかった人が「病気が治る技術が開発されるまで待つ!」そんな話もあります。

実際に、かつて結核は不治の病でした。しかし今なら完治できます。がんも、近い将来治せる病気になるでしょう。

先天性疾患で生まれてきた赤ちゃんも、再生医療技術が発達すれば、正常に育つ可能性もあります。

そうしたことを期待した人工冬眠も考えていくべきかもしれません。

3.人工冬眠は可能なのか

人工冬眠は、理論的には可能でしょう。コールドスリープと呼ばれており、既にいくつかの実験が行われています。

また冬山で遭難した人が、仮死状態から生き返った事例もあります。

もちろん課題もあります。現実的な技術として確立するには、10年以上はかかるでしょう。

ただし人工冬眠には上述のような目的もあるため、クマやリスなどの冬眠を研究する価値はありそうです。

冬ごもりの準備はできていますか

12月3日の夕方、風もなく日差しが温かかったせいでしょうか、庭に10センチ近くにもなるオオカマキリがいました。

その後どこへ行ったのか?
無事冬を越せるのか?

心配ですが、それが自然の摂理です。

人間はどうでしょうか。冬ごもりの準備はできましたか。

家にこもって食っちゃ寝する生活は、皮下脂肪を溜めて冬越しをする生き物としての大切な戦略なのかもしれません。

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