動物たちが夏に涼しく過ごすために使う技にはどんなものがあると思いますか?足に小便をかけるようなもの...

「暑い！暑い！」中国各地でオーブンや蒸し器モードになると、誰もが汗だくになります。 35℃の水1グラムは蒸発時に2426ジュールの熱を奪うことができるため、汗の蒸発を利用して熱を放散することは非常に効果的な手段です。

私たちにとって、発汗は非常に一般的なことのように思えますが、自然界では、動物は唾を吐いたり、足におしっこをしたりなど、さまざまな奇妙な方法で熱を発散します。私たちと非常に遠い関係にある昆虫でさえ、人間と同じように「発汗」する能力を持っています。

華やかなハコガメは熱を放散するために唾を吐きます |ピーター・パプラナス / ウィキメディア・コモンズ

汗をかき、息を切らし、よだれを垂らす

動物の中でも、汗をかく量において人間は独特です。サルは1時間あたり皮膚1平方メートルあたり80～90グラムしか汗を排出しませんが、人間は800グラム以上を排出できます。そのため、高温環境での歩行における人間の持久力は哺乳類の中でも特異なものです。

哺乳類にはアポクリン腺とエクリン腺という2種類の汗腺があります。アポクリン汗腺は主に体の毛深い部分に分布しており、脂肪やタンパク質などを含んだ粘り気のある混合液を分泌します。一方、エクリン汗腺はごく少数で、手のひらや四つん這いに集中しており、分泌物の99%以上は水分です。馬などの一部の動物は、アポクリン汗腺を使って熱を放散します。人間はエクリン汗腺を使って汗をかきます。体表面にある汗腺のほぼすべてはエクリン汗腺です。アポクリン汗腺は、脇の下、乳輪、陰部に集中しています。

皮膚腺の解剖学。 7番（赤い丸）はエクリン汗腺、8番（青い丸）はアポクリン汗腺です。 |ホームページ

他の動物は人間ほど汗をかきませんが、ハアハアと息をするなど他の方法で熱を発散します。ハアハアと息をするのは、温血動物が熱を発散させる最も一般的な方法です。最もよく見かけるのは、夏に口を開けてハアハアと息をしている犬です。ハアハアと息をすると上気道の水分が蒸発します。呼吸器の表面には血管が豊富に存在します。蒸発によって奪われた熱は血液を冷やし、血液の循環によってさらに体全体を冷やします。

犬が舌を突き出すのは汗をかくためではなく、舌の表面と空気の接触面積を増やすためです。 | Pixabay

しかし、息を切らすのにも限界があります。呼吸器系の表面積には限りがあり（犬は表面積を増やすために舌を突き出しています）、熱を放散する効率にも限界があります。ハアハアと息をしているときのガス交換は上気道でのみ起こります。時間が経つにつれて、肺の中の二酸化炭素は逃げることができず蓄積し、アルカローシスを引き起こします。さらに、四足動物が速く走るとき、胴体は曲がったり前後に伸びたりして、横隔膜の収縮を妨げます。そのため、アコーディオンのように伸縮しながら同時に呼吸することはできません。

もう一つの方法は、汗を他の水分で補うことです。アカカンガルー（Macropus rufus）には汗腺がありますが、あまり発達していません。運動するときだけ汗をかきます。暑いときは、汗の代わりに唾液を分泌させて熱を逃がすために腕をなめます。カンガルーの前脚には毛がまばらに生えているため、水分が蒸発しやすく、表面には熱交換の役割を果たす血管のネットワークが発達しています。

カンガルーは体を冷やすために腕をなめる | Pixabay

興味深いことに、華やかなハコガメ（Terrapene ornata）も暑いときには「口から泡を吹いて」、口と呼吸器官内の水分の蒸発を利用して熱を逃がし、大量の唾液を吐き出します。

汗をかくセミ

アメリカのアリゾナ砂漠に生息するアパッチセミ（Diceroprocta apache）は、一年で最も暑い夏の時期に殻から現れ、最も暑い正午に鳴いて交尾相手を引き寄せます。彼らはフライパンの縁に命を懸けている。砂漠の気温は48℃にも達し、セミの体温が45.6℃に達すると、筋肉の制御が効かなくなり、熱い砂の中に落ちて火傷で死んでしまいます。

アパッチセミ |スティーブン・クルニアウィジャジャ/不自然主義者

暑さを受け入れることの利点は、捕食者から身を守れることです。春は比較的涼しいですが、この時期は鳥が繁殖しており、餌の需要が非常に高くなります。夏の正午には、セミを捕食する鳥や蜂は出てきません。アパッチセミは猛暑の時には活動を停止し、葉の陰に隠れます。しかし、昆虫の中でも本当に際立っているのは、「汗をかく」能力です。アパッチセミの胸部と腹部には小さな穴がたくさんあり、そこから水分を排出して蒸発させ、体を冷やすことができます。 1時間で体内の水分の1/3を排出することができます。

アパッチセミの体にある小さな穴 |ニール・F・ハドリー他/ J. exp.生物学。 （1989年）

砂漠では水は間違いなく貴重です。しかし、アパッチセミには尽きることのない水源がある。それは、ほぼ完全に水で構成されている植物の木部の樹液だ。樹液の栄養密度が低すぎるため、セミは絶えず水分を排出します（夏に木の下に立つと、セミの尿が顔にかかることがあります）。アパッチセミは体温を下げるためにこれを使用しますが、これは廃棄物の利用と言えます。

鳥：安定した水の流れ

鳥は汗をかかないので、コウノトリやハゲワシなどの一部の鳥は蒸発によって体を冷やすという別の方法を取っています。排泄は、血管が豊富で毛のない脚と足で行われるため、水分が蒸発して熱を運び去ることができます。

アカハゲワシ（Cathartes aura）は、排便時に通常は後ろ向きに噴射しますが、暑い環境では方向を変えて、排泄物を足の上に垂らします。この排泄物は95%が水で、一度に少量（5ml）ずつ排泄されます。

かっこいいハゲ男 |フアン・ロドルフォ・リーロ・ロボス / J. exp.生物学。 （1989年）

ハゲワシの脚や足は大きくなく、散布される水の量もそれほど多くないにもかかわらず、この「ラジエーター」は非常に効率的です。実験によると、アカハゲワシの脚を室温にさらし、2.5mlの水を振りかけ、電気ファンを使用して蒸発を促進すると、体の残りの部分を50℃の高温箱に入れても体温を安定させることができることがわかっています。

この点において、ノスリにはもう一つの利点があります。それは、ノスリが水資源保全の模範となることです。鳥類の窒素代謝産物は無毒の尿酸ですが、哺乳類のそれは有毒な尿素であり、これを希釈して排泄するために大量の水を必要とします（尿）。しかし、鳥類はそうではありません。アカハゲワシは、食べる肉からのみ水分を摂取し、1年以上も水を飲まずに過ごすことができます。節水が得意なので、放熱のために排泄する必要があるとき、飲み水がなくても、貯めた水を使うことができます。熱を発散させるために、アカハゲワシは4時間で40回も排便することができ、これは「絶え間ない排便」とも言える。

水を節約する鳥の才能は、砂漠での生活に適応するのにも役立ちます |アンディ・リーゴ＆クリッシー・マクラーレン / ウィキメディア

排泄に加えて、アカハゲワシはハアハアと息をしたり、むき出しの首を伸ばしたりすることでも熱を発散することができます。当然のことながら、その広範な分布は耐熱性と切り離せないものです。大量に汗をかくとイメージが悪くなると思うかもしれませんが、実は私たちが鳥と同じ道をたどっていないことを喜ぶべきです。

参考文献

[1] ハッチ、ダニエルE.「ヒメコンドルのエネルギー保存と熱放散のメカニズム」オーク（1970年）：111-124。

[2] リーバーマン、ダニエル・E.「人間の移動と熱損失：進化論的観点」包括的生理学5.1（2011）：99-117。

[3] ニーダム、AD、TJドーソン、JRSヘイルズ。 「アカカンガルー（Megaleia rufa）の体温調節における前肢の血流と唾液の拡散」比較生化学と生理学パートA：生理学49.3（1974）：555-565。

[4] ハインリッヒ、ベルント。熱血昆虫：体温調節の戦略とメカニズム。 Springer Science & Business Media、2013年。

著者: リトルウォンバット

編集者: ピーピーシュリンプ

タイトル画像はPixabayより

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