深海への帰還: クジラは哺乳類なのに、どうして魚のように海で泳ぐことができるのでしょうか?

概要

魚類とは異なり、クジラは他の哺乳類と同じ授乳行動を持ち、肺呼吸をし、定期的に浮遊する必要がある二次水生哺乳類です。

空気を求めて水面に上がってください。魚のひれに似たひれがあり、鼻孔は頭頂部まで後退して呼吸用の穴として特化しており、体表面は滑らかで毛がなく、汗腺や皮脂腺がありません。

さらに、厚い脂肪層のおかげで流線型の形状をしており、水泳時の水の抵抗を減らし、より速い水泳速度を達成するだけでなく、

また、保温、緩衝、エネルギー貯蔵、浮力増加の役割も果たします。

2. 哺乳類が深海へ戻る

クジラの進化の歴史には、3 つの主要な放散期があります。 1つ目は始新世（54MY-53MY）で、クジラの陸生祖先が

テチス海（古代の地中海）の浅瀬は分化・発達し、パキケティデ科とアンブロケティデ科が誕生しました。

そして、レミングトンオセティダエ科では、これらの初期のクジラは徐々に水中環境に適応し、その後のクジラの進化の基礎を築きました。

パキケトゥスの画像ソース newdinosaurs.com

陸のクジラ。画像ソース: newdinosaurs.com

レミントンクジラの家族。出典: tanmizhi.com

中期始新世には、プロトクセティデ科は、アフリカ、ヨーロッパ、北アメリカ、インド、パキスタンなどの海域に出現しました。

中期始新世後期には、バシロサウルスは世界のほぼすべての海域（南極と南アメリカを除く）で発見され、すでに

ヒレのような前肢や退化した後肢など、現生のクジラに必要な体型。

バシロサウルス類のクジラ。出典: theworldofanimals.proboards.com

科学者たちは、水に入ったばかりの哺乳類は、陸生動物に比べてある程度の骨密度を持つことを発見した。

これは半水生動物が浅瀬で生活するのに役立ちますが、陸上で長時間歩く能力を制限します。骨密度はいくつかの方法で増加します。

骨の肥厚と圧縮（骨硬化症）および外側皮質骨の過剰な成長（骨肥大症）。パキケトゥスの骨格には骨硬化の現象が見られ、その骨の微細構造はカバのものと似ています。

同様に、これにより狩りをするために水に入ることが容易になります。生きているクジラやイルカの骨には「骨粗しょう症」という現象が見られ、相対的に骨の重量が軽いため、動物は

深海の動的浮力機構に適応し、慣性を減らしてエネルギーを節約できます。さらに、クジラの頸椎は癒合しており、頭を回すことができないため、

水泳時に首に圧力がかかります。

画像出典：Sun Di。スナメリ個体群のゲノム解析とクジラ骨微細構造の適応メカニズムに関する研究[D]

南京師範大学、2018年。

Cgは全体の骨密度、Ccは中心海綿骨密度、

Cp は外側皮質骨の密度です。

骨格構造の適応に加えて、海に戻るクジラは海の高張環境に直面する必要もあります。研究によると、海洋クジラが排泄する尿は

浸透圧は血漿浸透圧の3～6倍で、海生クジラの主な浸透圧調節器官は腎臓であるため、体重の大きな割合を腎臓が占めています。

陸生哺乳類は背が高いです。腎臓の構造に関して言えば、クジラはブドウのような形をした多発性嚢胞腎を持っています。他の哺乳類と比較すると、多発性嚢胞腎は表面積が大きいです。

体内の浸透圧バランスを維持するために高張尿を生成するのに役立つと推測されています。

3. 分類

クジラは歯の有無によって、ハクジラ類（歯クジラ目）とヒゲクジラ類（ヒゲクジラ目）に分けられます。

ハクジラ類は額に隆起した脂肪組織（メラノプシス）を持ち、エコーロケーションのために音波を集中させ、調節する。魚やイカなどの食べ物を捕食します。

深海のマッコウクジラのようです。

ハクジラ類は決まった回遊パターンを持たず、その社会生態は比較的複雑である。例えば、マッコウクジラは若いときはメスのマッコウクジラと一緒に暖かい海で暮らします。成長すると、オスのマッコウクジラは

彼らは群れをなして狩猟地に移動し、単独で生活します。大きなオスは繁殖権をめぐって互いに戦います。

画像出典: 自然、クジラが海洋哺乳類に戻る

ヒゲクジラには歯はありませんが、上顎の両側に200～300本のヒゲ（ひげ）が並んでおり、これを使って海水から餌を分離します。

ヒゲクジラは体が大きく、私たちがよく知っているシロナガスクジラのようなメラニン色素やエコーロケーション能力を持っていません。ヒゲクジラの移動パターンは比較的固定されています。食べ物が豊富な夏には、

彼らは南極や北極で餌を探し、冬には暖かい海に戻って出産し、子育てをします。シャチは、シャチによって熊手状の傷跡が残されたコククジラを含む多くのヒゲクジラの天敵です。

これはすべてのクジラ種の中で最も多く報告されている事例であり、少数の子クジラも大型のサメに襲われる可能性がある。しかし、ヒゲクジラは柔らかい柿ではありません。例えば、ホッキョククジラはシャチと対峙しています。

攻撃者は通常、逃げるよりも反撃することを選択します。

画像出典: 自然、クジラが海洋哺乳類に戻る

クジラの落下

クジラ目の死骸、その死骸の落下、そしてその結果生じる海洋生態系は、総称してクジラ落下と呼ばれています。クジラは死ぬと、重力によって体が沈んでいきます。

クジラの落下は3つの段階を経ます。最初の段階は移動性腐肉食動物段階であり、腐肉食魚類や無脊椎動物がクジラの死骸の近くに素早く集まり、軟部組織を掃除します。

クジラの死骸は微生物の作用により多量のガスを発生させます。クジラの落下地点が浅い海にある場合、浮き上がったり座礁したりする可能性が高く、爆発の危険があります。

第二段階は機会主義段階です。多数の従属栄養微生物と無脊椎動物が残りの組織を食い荒らし、分解します。

第三段階は化学合成独立栄養段階です。軟部組織が除去されると、脂質を豊富に含む骨が露出します。この時点で、骨の表面、縫合部、内部の部分は

ここには従属栄養細菌と化学合成独立栄養細菌が多数生育しており、骨関節にはムール貝も多数生息しています。嫌気性細菌による脂質の分解の過程で、多量の硫化物が生成されます。

硫化物系化学合成独立栄養細菌を供給して成長させ、その結果、細菌と共生するムール貝も生き残ることができる。

大型クジラの骨格は、生物群集のこの段階を40年から80年にわたって支えることができます。

最終段階はサンゴ礁段階であり、有機物が枯渇したクジラの死骸が生物の生息に適したサンゴ礁になります。システム内の生物にとって、

クジラの死体は、神話の中で体が山や川や陸に変わった盤古神です。彼らは「神々」の祝福を受け、世代から世代へと受け継がれていきます。

クジラの落下画像ソース baike.so.com

クジラの保護

クジラ目動物は水生生物保護の旗艦種であり、海洋生態環境の状態を示す指標となる種です。しかし、種の資源の状況が不明瞭なため、

生息地の減少や水質汚染などの問題により、彼らの生存は依然として深刻な課題に直面しています。 2021年11月4日、農業農村省は

農業農村省事務局による海洋哺乳類の保護と管理の強化に関する通知では、以下の点が述べられています。

1. 海洋哺乳類の保護と科学的研究を強化し、海洋哺乳類とその生息地の状況を把握する。

2. 沖合漁業による海洋哺乳類への被害を軽減するため、漁船と漁港の監視を強化する。

3. 地域漁業機関の保全管理措置を実施し、公海の海洋哺乳類の保護を強化する。

4. 海洋哺乳類への影響を軽減するために養殖生産の監督と指導を強化する。

5. 漁業の段階的管理を実施し、対象を絞った監督計画と措置を策定する。

6. 国際交流・協力を拡大し、輸出入水産物の監督を強化する。

人々はクジラを保護するためにも多大な努力をしてきました。例えば、広西海洋環境監視センターは2021年に「あなたと一緒に北部湾海を守る」キャンペーンを立ち上げました。一方では、さまざまな技術的手段を通じてニタリクジラを綿密に観察し、他方では、社会の各界に科学普及活動を積極的に組織し、

彼らは皆、この大規模で魅力的なクジラの群れについてより明確な理解を得ることができます。

陸地へ移動し、その後海へ戻ってきたクジラは、海に依存し、海に恩返しをしながら、無限の海の中で独自の地位を築いてきました。しかし、世界的な

彼らは海洋環境の変化にも無力である。小さな流れが集まって川や海を形成します。私たちは協力して、これらの巨大な生き物たちに美しい住処を与えましょう！

参考文献:

[1] ネイチャー「クジラは海洋哺乳類に戻る」

[2] 孫翟スナメリ個体群のゲノム解析とクジラ骨微細構造の適応メカニズムに関する研究[D]南京師範大学、2018年。

[3] 王宝宝クジラの死骸の生態学的概観[J]。生物学教育、2021年、46(06):62-63。

[4] Yu Xueying、Yang Feng、Zhu Jingmin、他。試験管内モデルの開発と鯨類研究への応用[J]。中国臨床検査雑誌、2018年、38(06):597-607。 DOI: 10.16829/j.slxb.150225.

[5] 農業農村省海洋哺乳類の保護と管理の強化に関する通知

[6] マーク・カーワーディン著、朱謙他訳『クジラとイルカの百科事典：世界のクジラ、イルカ、ネズミイルカ』

コピーライター: 梁 柳紅

講師：Chu Qingzhu、Huang Jianmin

制作者：広東海洋大学水生生物博物館、中国海洋学会