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Edited by Michael D. O'Neill

Michael D. O'Neill

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ジャイアントパンダが小さく生まれる理由は短い妊娠期間が原因か?

ピンク色をした生まれたてのジャイアントパンダの新生児の出生体重は通常たった約100グラムだ。この重さはバターの棒に相当する。 彼らの母親はそれより900倍も大きい。 長い間研究者はこの異常なサイズの違いに戸惑ってきた。
ハリモグラやカンガルーなどの動物のいくつかの例外を除き、他の哺乳類の新生児は母親に比べてそれほど小さくはない。 理由は誰にも分からないが、10種のクマや他の動物の骨に関するデューク大学の研究では、現在の理論のいくつかが支持されていないことが分かる。


デューク大学の生物学の教授であるKathleen Smith 博士と彼女の元教え子の Peishu Li は、この発見をJournal of Anatomyに発表した。 2019年12月2日にオンラインで公開されたこの論文は、「新生児クマ科の比較骨格解剖学とジャイアントパンダの極端な晩成性(Comparative Skeletal Anatomy of Neonatal Ursids and the Extreme Altriciality of the Giant Panda.)」と題されている。

赤ちゃんパンダの骸骨は手に入らないが、研究者らはワシントンDCのスミソニアン国立動物園で生まれた赤ちゃんパンダの保存遺体を研究することができた。国立動物園の最初のパンダカップルであるリンリンとシンシンの間には5匹の子が生まれたが、いずれも数日で死亡した。研究者らは、スミソニアン国立自然史博物館とノースカロライナ州立獣医大学から、新生グリズリー、ナマケグマ、ホッキョクグマ、犬、キツネ、およびその他の近縁動物とともに、これらの子の2頭のマイクロCTスキャンを行った。 彼らはスキャンを使用して、出生時の各赤ちゃんの骨の内部の3Dデジタルモデルを作成した。
赤ちゃん動物が子宮内で成長および発達するにつれて、その骨および歯も成長する。 研究者らは、骨化の程度、または出生時までに骨格がどれだけ形成されたかを調べた。 彼らは、歯が石灰化または生え出たかどうか、および頭蓋骨を構成する骨板間の癒合の程度を調べた。

パンダは極端な例かもしれないが、すべてのクマは不釣合いに小さい赤ちゃんを持っていると、Li 氏は語った。 母親の数分の1である新生児のホッキョクグマの出生時体重は1:400未満、または彼女の体重の2分の1未満だ。 人間を含む大多数の哺乳動物では、平均1:26に近くなっている。


10年昔のアイデアは、クマの低出生体重児を、一部の種では妊娠が冬眠と重なるという事実に結び付けている。 妊娠中のメスはこの期間中は食べたり飲んだりせず、主に貯蔵脂肪に依存して生きるが、一方で胎児にタンパク質を供給する為に筋肉を破壊している。

メスはこの組織の破壊が健康を脅かす前に、別の方法で赤ちゃんに栄養を与えるだけの余裕が出せる。妊娠を短くし、小さな未熟な赤ちゃんを産むことで、成長を子宮外に移し、赤ちゃんを母親の脂肪分の多いミルクで生活させることだ。
この理論の支持者は、パンダを含むすべてのクマが冬に冬眠するわけではないことを認めている。 しかし、このアイデアは、小さな出生時体重がクマの家系図に「固定」されており、冬眠していない近縁生物がより大きな赤ちゃんを進化させるのを防ぐことでもある。

「確かに魅力的な仮説だ」とSmith 博士は語った。


しかし、デューク大学チームの調査では、このシナリオはありそうにないことが示されている。 研究者たちは、冬眠中のクマと、一年中活動していて妊娠中絶食しないクマとの間に骨の成長に大きな違いは見られなかったという。実際、研究者たちは小さいにも関わらず、ほとんどのクマの骨格が生まれたばかりの動物の従兄弟と同じくらい成熟していることを発見した。
パンダはこのルールの唯一の例外で結果が示している。 臨月の赤ちゃんパンダでも、数週間前に出産したビーグルの子犬の骨によく似ている。
Smith 博士は、妊娠第三期の初めを「それは28週目の人間の胎児のようなものだ」と述べた。
他の要因がパンダの赤ちゃんを時間の経過とともにより小さなサイズに押しやったかもしれない。一部の研究者は竹のみの食事を非難しているが、データは乏しい、とLi氏は言った。 パンダの胚発生がパンダ妊娠の奇癖に関係している可能性が高いと言う。
すべてのクマは「遅延着床」を経験する。 卵子が受精した後、将来の胎児は、数ヶ月間子宮内に浮遊し、子宮壁に着床して発育を再開し、出産の準備をするために、一時停止状態になる。しかし、他のクマは着床後2ヶ月間妊娠するところ、ジャイアントパンダは1ヶ月で終わる。
「彼らは基本的に不十分である」と、現在シカゴ大学で博士課程のLi氏は語った。
研究者らは、この研究では骨格のみを見ていたと言い、脳のような他の器官は、異なるストーリーを語っている可能性がある。 しかし、新しい研究では、赤ちゃんパンダは他の哺乳類の近縁と同じ軌跡をたどることが示唆されている。骨は同じ順序で同じような速度で成熟するが、切りとられた時間割だ。
「発達は短くなった」とSmith 博士は語った。
科学者らは、パンダの特異なサイズの違いが地質学的時間の経過とともにどのように進化したかについての完全な説明をまだ探している。
「野生での生態と繁殖に関する詳細な情報が本当に必要だ」とSmith 博士は述べた。絶滅のリスクを考えるとあまり時間がないかもしれない。 しかし、この研究により、彼女らはその答えに一歩近づいたと言える。

BioQuick News:Why Giant Pandas Are Born So Tiny; Short Gestation Period May Be Cause


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