赤ちゃんを育てるには多くのエネルギーが必要です。妊娠したことのある人に聞いてください。 しかし、科学者たちは今、その量を発見しつつあるところです。
で 勉強 木曜日にサイエンス誌に発表された論文によると、オーストラリアの研究者らは、人間の妊娠には9カ月間で約5万カロリーの食事カロリーが必要だと推定している。 これはベンとジェリーのチェリーガルシアアイスクリーム約50パイントに相当し、研究者の予想を大幅に上回った。
以前の推定値はこれより低かった。なぜなら、科学者は一般に、生殖に関与するエネルギーのほとんどが胎児に蓄えられると仮定しており、胎児のエネルギーは比較的小さいからである。
しかし、モナシュ大学の進化生物学者であるダスティン・マーシャル氏と彼の学生たちは、 発見した 人間の赤ちゃんの組織に蓄えられているエネルギーは、妊娠にかかる総エネルギーコストのわずか約 4% に過ぎません。 残りの96パーセントは、女性自身の体に必要な追加の燃料です。
「赤ちゃん自体が丸め誤差になります」とマーシャル博士は言う。 「それを理解するのに時間がかかりました。」
この発見は、マーシャル博士の代謝に関する長年にわたる研究から生まれました。 種が異なれば、エネルギーに対する異なる需要に対応する必要があります。 たとえば、恒温動物は体温を一定に維持し、気温が下がっても活動を続けることができます。
しかし、温血であることには欠点もあります。 高い代謝率を維持するには、哺乳類が炉に絶えず栄養を供給する必要があります。 それとは対照的に、冷血なヘビは、 食事の間は何週間も空けることができる。
マーシャル博士は、数十の種が生涯にわたって消費するエネルギーの完全な目録を作成することに着手しました。 彼は、ほとんどのメスは自分の体にエネルギーを供給するだけでなく、子孫に追加のエネルギーを注ぐ必要があることを認識していました。
マーシャル博士が再生産にかかるコストを調べ始めたとき、確かな数字は見つかりませんでした。 一部の研究者は、間接コスト、つまり女性が妊娠中に自分の体の燃料として使うエネルギーは、赤ちゃんの組織の直接エネルギーのわずか 20% に過ぎないのではないかと推測していました。 しかし、マーシャル博士は彼らの推測を信用しませんでした。
彼と彼の学生たちは、自分たちで費用の見積もりを始めました。 彼らは、各子孫の組織に蓄えられているエネルギーなどの情報を求めて科学文献を調べました。 研究者らはまた、雌が生殖している間の全体的な代謝率も調べた。科学者は、母親が消費する酸素の量を測定することで推定できる。
「人々はただダラダラと自分たちの種に関するデータを収集していましたが、誰もそれをまとめていませんでした」とマーシャル博士は語った。
研究者らは、こうしたデータを集計することで、昆虫からヘビ、ヤギに至るまで、81種の繁殖にかかるコストを推定した。
彼らは、動物の大きさが、繁殖に必要なエネルギー量に大きな影響を与えることを発見しました。 たとえば、ワムシと呼ばれる微細な動物は、1匹の子孫を残すのに必要なカロリーが100万分の1未満です。 対照的に、オジロジカの雌鹿は子鹿を産むのに 112,000 カロリー以上を必要とします。
種の代謝も役割を果たします。 温血哺乳類は、同じサイズの爬虫類や他の冷血動物の 3 倍のエネルギーを消費します。
最大の驚きは、マーシャル博士とその学生たちが、多くの種において、妊娠による間接的なコストが直接的なコストよりも大きいことを発見したときだった。
最も極端な結果は哺乳類から得られました。 平均して、哺乳類のメスが妊娠中に消費したエネルギーのうち、子孫に費やされるのはわずか 10 パーセントです。
「それは私に衝撃を与えました」とマーシャル博士は語った。 「理論上の期待に基づくと驚くほど高いと思われたので、何度も情報源を調べました。」
カリフォルニア大学リバーサイド校の進化生物学者デイビッド・レズニック氏も、この研究には関与していないが、間接コストがあまりにも高くなる可能性があることに驚いている。 「そんなことは想像もできなかった」と彼は言った。
しかし、彼をさらに驚かせたのは、マーシャル博士のチームが最初にこれらの数字を突き止めたということでした。 「それは武装解除だ」と彼は言った。 「誰かが以前にこれをやったと思います。」
この研究は、なぜ一部の種が他の種よりも間接コストが高いのかについての手がかりを提供する。 卵を産むヘビは、生きた子供を産むヘビよりも間接的なエネルギーの消費がはるかに少なくなります。 生きたヘビは体内で胎児が成長するのをサポートしなければなりませんが、卵を産む母親はより早く子供を体内から取り出すことができます。
哺乳類が妊娠のためにこれほど高額な間接コストを支払うのには、いくつかの理由が考えられます。 たとえば、多くの種は胎盤を構築して栄養を胚に伝達します。 マーシャル博士は、女性は他のほとんどの哺乳類よりも妊娠期間が長いため、人間は特に高い代償を払っているのではないかと疑っている。
マーシャル博士は、今回の新たな結果は、哺乳類のメスが出産後に子供の世話に多大な労力を費やす理由も説明するかもしれない、と述べた。
「彼らはすでにこのプロジェクトに膨大な埋没費用を抱えている」とマーシャル博士は語った。