Duke 学生 Peishu Li ’19 は、生物学の Kathleen Smith 教授が教える授業のビデオで、パンダの赤ちゃんが生まれるのを初めて見たときのことを覚えています。 「
ピンク色で、盲目で、無力な状態で生まれたジャイアントパンダは、通常、誕生時に約100グラムの重さ–バターのスティックに相当する–になるそうです。
この異常な大きさの違いは、研究者を何年も困惑させてきました。 ハリモグラやカンガルーのような動物の中のいくつかの例外を除いて、他の哺乳類の新生児が母親に対してこれほど小さいことはないのです。 しかし、クマやその他の動物の10種にわたる骨の新しい研究により、現在の理論のいくつかは支持されないことがわかりました。
Li と Smith は、今月、その研究結果を Journal of Anatomy 誌に発表しました。
パンダの赤ちゃんの骨格はなかなか手に入りませんが、研究者たちは、ワシントンDCにあるスミソニアンの国立動物園で生まれたパンダの赤ちゃんの保存された骨を研究することができました。
国立動物園の最初の夫婦、リンリンとシンシンは、1980年代に5匹の子を産みましたが、どれも誕生後長く生き延びることができなかったそうです。
研究者たちは、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学部から、生まれたばかりのグリズリー、ナマケグマ、ホッキョクグマ、犬、狐、およびその他の近縁の動物とともに、それらの子パンダ2頭のマイクロCTスキャンを撮影しました。
彼らはスキャンを使用して、それぞれの赤ちゃんの出生時の骨内部の3Dデジタルモデルを作成しました。 研究者たちは、骨化の程度、つまり出生時までに骨格がどの程度形成されているかを調べました。
パンダは極端な例かもしれませんが、すべてのクマは不釣り合いに小さい赤ちゃんを持っていると、Liは言います。 生まれたばかりのホッキョクグマの出生体重は、母親の体重の1:400以下、つまり1/2以下なのだそうです。 人間を含む大多数の哺乳類の赤ちゃんの平均は、1:26に近いです。
ある数十年来の考えは、クマの低い出生体重を、いくつかの種にとって、妊娠が冬の冬眠と重なるという事実と結びつけています。
この考えは、エネルギー的に、メスは、この組織の分解が健康を脅かす前に、赤ちゃんにこの方法で栄養を与える余裕があるのは長い間だけだということです。
この理論の支持者は、すべてのクマ（パンダを含む）が冬に冬眠するわけではないことを認めている。 しかし、その考えは、小さな出生体重がクマの家系に「ロックイン」され、冬眠しない親族が大きな赤ちゃんも進化させるのを防ぐというものです。
「それは確かに魅力的な仮説です」とスミス氏は述べています。 研究者たちは、冬眠中のクマと、年間を通して活動し、妊娠中に絶食しないクマの間で、骨の成長に大きな違いは見つかりませんでした。
実際、小さいながらも、研究者は、ほとんどのクマの骨格が、近い動物のいとこと同じように出生時に成熟していることを発見したのです。
他の要因によって、パンダの赤ちゃんは時間とともに小さくなっていったかもしれません（竹のみの食事を原因とする研究者もいます）。 研究者は、パンダのクマの胚の外観は、おそらくパンダの妊娠の奇妙なことに関係していると言います。
すべてのクマは、 “遅延着床 “と呼ばれるものを経験します。 卵子が受精した後、将来の胎児は仮死状態になり、数ヶ月間子宮内で浮遊した後、子宮壁に着床して発達を再開し、出産に備える。
しかし他の熊が着床後2ヶ月間妊娠するのに対し、ジャイアントパンダは1ヶ月で終了してしまうのだ。
「彼らは基本的に調理不足だ」と、現在シカゴ大学の博士課程の学生であるLiは言った。
研究者は、この研究では骨格しか見ておらず、脳などの他の器官が別の話をする可能性があると言う。 しかし、新しい研究は、赤ちゃんパンダが他の哺乳類の親類と同じ軌道をたどることを示唆している – 彼らの骨は同じ順序で、同様の速度で成熟する – しかし、切り詰められたタイムテーブルで、
「開発はちょうど短くカットされています」とスミス氏は述べています。
科学者たちは、パンダの特異なサイズの違いがなぜ地質学的な時間の経過とともに進化したのか、そしてどのように進化したのか、完全な説明をまだ探しています。
「私たちは、彼らの生態と野生での生殖についてもっと情報を必要としています」とスミスは言い、彼らが絶滅する危険を考えるとあまり時間がないかもしれないと言いました。 しかし、この研究によって、彼らは答えに一歩近づきました」
この研究は、Shared Material Instrumentation Facility Undergraduate User Program助成金、デューク生物学部、およびデュークの学部研究室の支援を受けました。
CITATION: “Comparative Skeletal Anatomy of Neonatal Ursids and the Extreme Altriciality of the Giant Panda” Peishu Li and Kathleen K. Smith,” Peishu L. and Kathleen K. Smith, “羆の新生児の比較骨格解剖とジャイアントパンダの極度の遠心性。 ジャーナル・オブ・アナトミー誌、2019年12月2日号。 DOI: 10.1111/joa.13127
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