地球上で最も大きな動物がおやつを食べるとき、彼らの心臓は1拍、ときには30拍も飛びます。
海洋生物学者のチームが、シロナガスクジラの心拍を初めて記録した結果、このようなことがわかりました。 カリフォルニア沖でシロナガスクジラの背中に脈拍モニターを吸引した後、研究者たちは、この巨大な生物が9時間近くにわたってノンストップで潜降と浮上を繰り返し、肺には空気を、腹には水面下数百フィートのところにいる美味しそうな魚の群れを交互に満たしている様子を観察しました。
クジラの心拍数は、水面では1分間に34回、最も深いところでは1分間に2回と、研究者が予想していたよりも30%から50%遅く、激しく変動していました。
「生理的に極限状態にある動物は、大きさに対する生物学的な限界を理解するのに役立ちます」と、研究の筆頭著者であるカリフォルニア州スタンフォード大学のジェレミー・ゴールドボーゲン助教授は声明で述べています。 言い換えれば シロナガスクジラの心臓が、毎日の採餌のためにこれ以上速く動くことができないのであれば、より大きな動物の心臓が、より多くのエネルギーを得るために、さらに速く動くことができるでしょうか?
地球上で最も大きな心臓
シロナガスクジラは、地球上に生息する動物の中で最も大きな動物です。 大人になったシロナガスクジラの体長は100フィート(30メートル)を超え、スクールバスを2台並べた大きさに相当します。 人間が泳げるほどの大きさではありませんが、都市伝説によると、あるシロナガスクジラの心臓は2015年の時点で400ポンド(180キロ)あり、ゴルフカートくらいの大きさがあるようです。
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科学者たちは、シロナガスクジラの脈拍が深さによって遅くなることをすでに知っていました。 空気を吸う哺乳類が水中に潜ると、体は自動的に酸素の再分配を始めます。心臓や脳には酸素が多く供給され、筋肉や皮膚などの器官には酸素が少なく供給されます。 これにより、一回の呼吸で水中に長くとどまることができ、心拍数も通常よりかなり低くなります。 これは人間の陸上生活者にも当てはまることですが、シロナガスクジラは巨大な体格を持ち、水面下1,000フィート(300メートル)以上の深さまで潜ることができるため、人間とは比べ物にならないほど心臓が酷使されているのです。
潜水中のシロナガスクジラの心拍数の変化を正確に知るために、研究者たちはカリフォルニア州モントレー湾で以前に調査したクジラのグループを追跡し、長さ20フィート(6メートル)のポールの先に取り付けられた特殊なセンサーで1頭のクジラにタグを付けました。 このクジラは、15年前に初めて目撃されたオスでした。 センサーは、プラスチック製の弁当箱サイズのシェルに4つの吸盤を取り付けたもので、そのうちの2つにはクジラの心拍を測定するための電極が入っていました。
研究者たちは、最初の試みでクジラにセンサーを付け、その後8時間半の間、クジラが何度も餌を求めて潜ったり戻ったりする間、センサーを付けたままにしました。 そのほとんどの時間を水中で過ごしました。 クジラの最長潜水時間は16.5分で、最大深度は184メートルに達しました。
センサーによると、各ダイビングの最低深度では、クジラの心臓は平均して1分間に4~8回鼓動しており、最低でも1分間に2回しか鼓動していませんでした。
水面に戻ると、クジラの心拍数は1分間に25~37回という驚異的な速さになり、次の深海潜水に必要な酸素を血液中に急速に供給します。
このような急速な燃料補給の間、クジラの心臓は物理的な限界に近いところで働いていたと、研究の著者は書いています。
シロナガスクジラが一定の大きさで最大になる理由、そして地球上にそれ以上の大きさの動物が存在しない理由は、この自然な心臓の限界によって説明できるかもしれません。 より大きな生物は、長く深く潜って栄養を補給するためにさらに多くの酸素を必要とするため、水面で酸素を補給するためには、心臓の鼓動をシロナガスクジラよりもさらに速くする必要があるのです。
本研究の著者によれば、現在のデータからはそのようなことはあり得ないようで、シロナガスクジラは今も昔も、地球上で最も働き者の心臓を持っているのかもしれません。
Originally published on Live Science.
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