哺乳類は一般に、体内で熱をつくり、外気温が変わっても深部体温をある範囲に保つ「内温性」をもちます。そのため「恒温動物」と呼ばれますが、実際には体温が一日中まったく同じという意味ではありません。活動と休息、昼夜、食事、繁殖、季節などに伴って体温は変動し、種によっては日内休眠や冬眠のときに大きく低下します。
さらに、寒冷地、砂漠、水中、小型動物が暮らす環境では、体温を保つために必要なエネルギーや水分の条件が大きく異なります。そのため、毛や皮下脂肪で熱を逃がしにくくする、褐色脂肪や筋肉で熱をつくる、耳や四肢から熱を逃がす、蒸発で冷やす、行動時間を変える、あるいは一時的に体温そのものを下げたり上げたりするなど、さまざまな調節方法が進化してきました。
「恒温」とは、体温が一度も動かないことではない
哺乳類の体温調節を理解するときは、「内温性」と「恒温性」を分けて考えると分かりやすくなります。内温性とは、主に代謝によって体内で熱をつくる性質です。恒温性とは、環境温度が変わっても体温を比較的狭い範囲に保つ性質を指します。
ただし、実際の哺乳類の体温には日周変動があります。活動期には高め、休息期には低めになる種が多く、睡眠、運動、摂食などでも変動します。したがって、恒温性は一本の温度に固定する仕組みというより、生理機能を保てる範囲へ体温を調節し続ける仕組みと考える方が適切です。
この「許される変動幅」は種によって異なり、同じ個体でも環境条件によって変わることがあります。体温を狭く保つことには利点がありますが、そのためには熱産生や放熱にエネルギーや水分を使わなければなりません。
寒い環境では、熱をつくることと逃がさないことが重要になる
外気温が低いと、体の表面から周囲へ熱が失われます。寒冷地の哺乳類は、この損失を減らす仕組みと、失った分の熱を補う仕組みを組み合わせています。
断熱には体毛や皮下脂肪が役立ちます。毛の間に空気を保つと熱が伝わりにくくなり、皮下脂肪も熱伝導を抑えます。また、皮膚の血管を収縮させると、体表へ運ばれる温かい血液が減り、熱損失を抑えられます。
それでも不足すると、筋肉のふるえによる熱産生や、褐色脂肪組織による非ふるえ熱産生が使われます。小型哺乳類では体重に対する表面積が大きいため熱を失いやすく、寒い環境で体温を維持するエネルギーコストが特に高くなります。
小型哺乳類では、あえて体温を下げる方が有利なことがある
体温を高く保つには、継続して燃料を使わなければなりません。寒さと食物不足が同時に起こると、小型哺乳類では「体温を維持し続けること」自体が大きな負担になります。
そこで一部の種は、日内休眠や冬眠によって代謝を意図的に低下させ、体温も下げます。2025年に報告されたキヌゲネズミの研究でも、短日・低温条件のもとで24時間未満の自発的な日内休眠が観察されました。日内休眠は数時間程度、冬眠ではより長い低代謝・低体温状態が続くのが一般的です。
これは体温調節に失敗して冷えてしまう低体温症とは異なります。休眠では、代謝や熱産生を能動的に抑え、必要な時期には再び熱をつくって覚醒します。つまり、一部の哺乳類にとっては「恒温性を一時的に緩めること」自体が、環境に適応した体温調節なのです。
冬眠は、寒さだけでなく食物不足を乗り切る省エネルギー戦略
冬眠する哺乳類は、冬の低温そのものだけを避けているわけではありません。寒い時期は体温維持に多くのエネルギーが必要になる一方で、食物が減ります。冬眠は、この二重の負担を軽くする方法です。
冬眠中は代謝率が大幅に低下し、体温も周囲の温度に近づくほど下がる種があります。北海道大学などの研究では、冬眠は熱産生と熱放散の調節を能動的に変え、低代謝・低体温状態へ移行する生理現象として研究されています。
ただし、冬眠中ずっと低体温のままではありません。多くの冬眠動物では、数日から数週間の休眠の間に短い覚醒期が繰り返されます。したがって、冬眠も単なる「長い睡眠」ではなく、体温調節の設定そのものを季節的に大きく切り替える仕組みです。
砂漠では、体温を少し変動させることが水の節約になる
暑く乾燥した環境では、課題が逆になります。体内で生じた熱や外から入る熱を放出しなければなりません。しかし、汗や呼吸による蒸発冷却は水を消費します。
このため、砂漠の一部の哺乳類は、日中に体温がある程度上昇するのを許容し、夜間に低下させます。ヒトコブラクダでは、水が不足した条件で一日の体温変動幅が大きくなることが知られています。日中に体内へ一時的に熱を蓄えることで、すぐに大量の水を蒸発させて冷却する必要を減らせます。
つまり、暑い環境では「いつでも同じ体温を守る」よりも、「安全な範囲で変動させて水を節約する」方が有利になる場合があります。このような適応的な体温変動は異温性と呼ばれます。
暑い環境では、熱を逃がす器官や行動も重要になる
体温が上がりすぎるのを防ぐには、熱を外へ運び出す必要があります。皮膚の血管を拡張すると、体の中心部の熱を表面へ送りやすくなります。ウサギの長い耳のように、血流が多く表面積の大きい部位を放熱器として使う種もいます。
さらに、発汗やパンティングによる蒸発冷却、日陰や巣穴への移動、活動時間を夜へずらす行動なども使われます。行動による体温調節は、代謝だけで解決するよりエネルギーや水分を節約できる場合があります。
このため、同じ高温環境でも、耳や尾などの形態、皮膚血流、発汗能力、行動時間、水へのアクセスによって体温調節の方法は変わります。
海の中では、空気中よりはるかに速く熱が奪われる
水は空気より熱を伝えやすいため、海生哺乳類は陸上の哺乳類とは異なる断熱の課題を抱えます。クジラやイルカなどの鯨類では、体毛を大きく減らし、厚い皮下脂肪である脂皮を主な断熱材として使います。
アザラシやアシカなどの鰭脚類では、毛と皮下脂肪の両方が利用されますが、その割合は種や潜水生活の程度によって異なります。深く長く潜る種では、圧力でつぶれにくい脂肪層の役割が重要になります。
また、四肢など末端部では血流を調節し、熱損失を減らすことができます。潜水時には血流配分そのものが変化するため、海生哺乳類の体温調節は、断熱材と循環調節を組み合わせた仕組みといえます。
寒冷地でも、すべての種が冬眠するわけではない
寒い場所に住む哺乳類でも、冬眠する種としない種がいます。ニホンザルのように雪深い地域で活動を続ける霊長類では、毛皮、皮下脂肪、血流調節、行動などを使って体温を維持します。
冬眠するかどうかは、気温だけで決まりません。体サイズ、食物を冬でも確保できるか、捕食リスク、繁殖時期、巣穴の利用可能性などが関係します。大型哺乳類では体積に対して表面積が小さいため、小型哺乳類より熱を失いにくいという利点もあります。
したがって、「寒い地域＝冬眠」という対応ではなく、その種がどのようなエネルギー収支で冬を乗り切れるかによって戦略が分かれます。
体温の違いは、体の大きさにも左右される
小型哺乳類は、体重に対して体表面積が大きいため、周囲との熱交換が速くなります。寒冷時には熱を失いやすく、暑いときには外気温の影響も受けやすくなります。
そのため小型種では、代謝率を高く保つ、巣穴を使う、群れで集まる、日内休眠を使うなど、短時間で変化できる方法が重要になります。実際、日内休眠を利用する種の多くは小型です。
一方、大型哺乳類は熱を保持しやすい反面、暑い環境では体内の熱を放出しにくくなります。そのため大型種では、耳などの放熱部位、水浴び、活動時間の調節、体温変動の許容などが重要になることがあります。
体温調節は、環境温度だけでなく食物と水の条件で変わる
体温を維持するには燃料が必要です。寒いと熱産生に多くのエネルギーを使い、暑いと蒸発冷却に水が必要になります。そのため、同じ気温でも食物や水が十分にあるかどうかで、最適な体温調節方法は変わります。
日内休眠は寒冷だけでなく食物不足で誘導されることがあり、砂漠の異温性は水不足が強いほど大きくなる例があります。つまり、哺乳類は温度だけを感知しているのではなく、エネルギー収支や水分状態も含めて調節を変えています。
体温調節は、環境への反応というより、熱・エネルギー・水の三つを同時にやりくりする生理的な意思決定と見ると理解しやすくなります。
同じ種でも、季節や個体の状態によって体温調節は変わる
体温調節の違いは、種と種の間だけではありません。同じ個体でも、季節、日長、栄養状態、繁殖、睡眠、年齢によって変わります。
冬眠動物では、冬が来る前から代謝や脂肪利用、熱産生能力などが季節的に変化します。また、砂漠動物では水不足の程度によって体温変動幅が変わることがあります。
このような可塑性があるため、「この動物の体温は○℃」という一つの数値だけでは、その種の体温調節を十分に説明できません。平均値だけでなく、いつ・どの環境で・どの程度変動するかを見る必要があります。
「体温を一定に保つ力」が強いほど優れているわけではない
恒温性には、外気温が低くても神経や筋肉を安定して働かせ、活動時間や生息環境を広げられる利点があります。一方で、その維持には大量のエネルギーや水分が必要です。
そのため、環境によっては体温を厳密に固定するより、休眠や適応的異温性を使って変動を許した方が生存に有利です。哺乳類の進化では、「できるだけ一定にする」という一方向だけでなく、「必要なときは変動させる」という柔軟性も選ばれてきました。
恒温性と異温性は、完全に別の二種類の動物を分ける概念ではありません。多くの哺乳類は、その中間にあるさまざまな程度の体温変動を示します。
まとめ：哺乳類の恒温性は、環境に合わせて使い分ける柔軟な仕組み
哺乳類が生息環境によって体温を保つ方法や変動幅を変えるのは、寒さ、暑さ、水中生活、食物不足、水不足など、体温調節に伴うコストが環境ごとに違うためです。
寒冷地では毛や脂肪による断熱、血管収縮、ふるえや褐色脂肪による熱産生が重要になります。小型哺乳類では、日内休眠や冬眠によって体温を下げ、エネルギーを節約する種もいます。砂漠では、体温をある程度変動させて蒸発冷却に使う水を節約する例があり、海生哺乳類では脂皮や血流調節によって水中での熱損失を抑えます。
つまり、哺乳類の「恒温」は体温を一つの数値へ固定する性質ではありません。体温を保つ利点と、そのために必要なエネルギー・水分のコストを比べながら、種や環境に応じて体温の維持方法や変動幅を柔軟に変える仕組みなのです。
参考資料
- 正木美佳ほか「キヌゲネズミにおける自発日内休眠の利用」哺乳類科学
- 中川哲・山口良文「哺乳類の冬眠〜寒冷と飢餓を乗り切る低代謝・低体温戦略」日本生気象学会雑誌
- Geiser F. More functions of torpor and their roles in a changing world
- Advances in thermal physiology of diving marine mammals: The dual role of peripheral perfusion
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