妊娠中、妊婦はより多くのエネルギーを消費します。このエネルギーの一部は胎児に直接流れ込み、その成長を可能にします。しかし、母親には間接的なコストもかかります。代謝が増加し、胎盤などのエネルギーを大量に消費する構造を形成し、ますます重くなる胎児を持ち歩かなければなりません。これまでの研究では、これらの間接コストは取るに足らないものと評価されていましたが、最近の研究では、これらがほとんどの動物種で総コストの半分以上を占め、哺乳類では平均 90% を占めていることが示されました。
妊娠中の女性は、お腹が大きくなるにつれて、あらゆることがより困難になるということについて、一つや二つ教えてくれます。ほてりや発汗は日常茶飯事で、吐き気がなければ食欲も増します。妊娠中は二人分を食べなければならないという格言は部分的にしか真実ではありません。もちろん、胎児のエネルギー要求量は母親のエネルギー要求量よりもはるかに低いです。しかし、妊娠中、体は子供の世話だけでなく、さらに多くのエネルギーを必要とします。新陳代謝がフルスピードで行われているため、胎盤などの組織を構築する必要があり、体重が増えると負担もかかります。
間接費が高い
しかし、実際にはどのくらいの追加エネルギーが生成されるのでしょうか?オーストラリアのモナシュ大学のサミュエル・ギンサー率いるチームは、「生殖にはエネルギー的にコストがかかるが、これらのコストはこれまでのところあまり定量化されていない」と書いている。 「直接コストはよく研究されていますが、間接コストは不明のままです。これまでの研究の多くは、エネルギーのほとんどが胚の世話に直接費やされる一方で、間接コストはわずかな部分しか占めないと想定していました。」
ギンサー氏と彼のチームは現在、ワムシから人間に至るまで 81 匹の動物のデータを収集し、繁殖に伴う代謝コストを推定できるようになりました。彼らは、妊娠期間だけでなく、代謝プロセスにおける妊娠に関連した変化も考慮に入れました。 「私たちのデータは、ほとんどの動物において、生殖に投資されたエネルギーの半分以上が間接コストに費やされていることを示しています」と彼らは報告しています。
哺乳類が最も多くの投資を行っている
代謝コストは哺乳類で最も高くなります。 「哺乳類では、子孫に直接投入されるエネルギーは総エネルギーコストの平均10パーセントしか占めていないが、間接コストは9倍である」と研究チームは報告している。私たち人間の場合、妊娠期間が比較的長いこともあり、間接的なコストが 96 パーセントを占めます。 「これは、人間は生殖の際に最も代謝負荷が高いものの一つであることを意味します」と研究者らは言う。間接コストが最も低い哺乳類は、北米で一般的なコウモリ (Myotis lucifugus) で、生殖に使用される総エネルギーの約 75 パーセントを代謝プロセスで消費します。
変温動物は間接コストが少ないです。多数の魚類、両生類、爬虫類などの卵を産む種は、平均してエネルギーの約 3 分の 2 を子孫に直接注ぎます。多数のサメ種などの胎生外温動物の場合、間接コストは使用される総エネルギーの平均 55% を占めます。研究者らは、鳥が信頼できる見解を示すにはデータが少なすぎた。しかし、利用可能なデータは、それらが胎生変温動物とほぼ同じレベルである可能性を示唆しています。これには、哺乳類の母親が子のためにミルクを生産し、鳥の親がせっせと餌を運んでくる出産後の費用は含まれていません。
生活史と生殖成功への影響
「哺乳類は他のグループと比べて、子孫が生まれる前に非常に多くのエネルギーを消費するという事実が、哺乳類の生活史を形作る可能性がある」と研究者らは書いている。 「哺乳類の母親は妊娠中により多くのエネルギーを消費するため、出生後に子孫の生存を確保するために多額の投資をすることは特に価値があります。」
この結果は、変温動物の生殖のためのエネルギー消費が周囲温度にも関係していることも示しています。暖かくなればなるほど新陳代謝が活発になり、より多くのエネルギーを消費します。 「例えば、ゴマブッポトカゲの場合、気温が摂氏 3 度上昇すると、間接コストが 20 パーセント増加します」と研究チームは説明します。したがって、地球温暖化は、変温動物が将来、生殖により多くのエネルギーを費やさなければならないことを意味する可能性がある。同時に食糧供給が増えないと、子孫自身に残されるエネルギーが少なくなるリスクがあります。その場合、これらはより小さくて弱い状態で生まれる可能性があります。 「これらの結果は、動物がどのように発達し、環境に適応するかを理解する上で非常に重要です」と研究者らは述べています。
出典: Samuel Pinther (モナシュ大学、クレイトン、オーストラリア) 他、サイエンス、 doi: 10.1126/science.adk6772
