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2007年12月15日 (土)

鳥の肺は空気の流れが一方通行なのだ!

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鳥は空気の薄い高いところで飛行という負担の大きい運動をする。そのためにエンジンの効率がよくないといけません。

そのために、肺の空気が一方通行になっています。それの仕組みを解明した動物生理学者が、クヌート・シュミット=ニールセンです。

そのシュミット=ニールセンの動物生理学の教科書の翻訳がこの秋に出て、何回か本屋で見ていたのですが高くて買うふんぎりがつきませんでした。

しかし先週、この私にもささやかながらボーナスというものがもらえ、今日買い物に出て、衣類の買い物がわりに安く上がったという言い訳のもと、ついに衝動買いモードで、購入してしまいました。

【タイトル】動物生理学
【著者】クヌート・シュミット=ニールセン
【訳者】沼田英治・中嶋康裕
【出版社】東京大学出版会
【発行年】2007
【ページ数】578pp.
【価格】14000円+税
【ISBN】978-4-13-060218-1

哺乳類の肺は、出入り口がひとつなので、呼気(吐く空気)と吸気(吸う空気)がまざりあってしまうのです。そうすると新鮮な、酸素を沢山ふくんだ空気を吸い込んでも、古い、酸素の少ない空気と混じり合ってしまって、血液が効率よく酸素を取り込めないわけです。

鳥はこれと違って、肺の前後に気嚢というポンプの役割をする器官があり、新鮮な空気は新鮮なまま血液に触れるので、酸素の取り込み、二酸化炭素の放出の効率がよいのだそうです。
こちらのアニメーションが分かりやすいですね。

上記リンクで表示されるページを下にスクロールしてゆくと、緑色の四角い枠に人間、ニワトリ、バッタの呼吸の仕組みをアニメーションで示したものが出てきます。その中央にあるニワトリの体内のアニメーションを見てください。

ニワトリの体内の中央に、肺が、細い管が水平に何本もならんだ楕円で示されています(小さな白い正方形から右側に拡大図が吹き出しになっているところ)。その左右でポンプのように拡大縮小を繰り返しているのが気嚢です。ニワトリの口から酸素をたくさん含んだ空気(黄色)が体内に入ると、まず体の後ろ側の気嚢に取り込まれ、そこから肺を通過して、二酸化炭素をたくさん含んだ空気(赤色)に変わって、胸のあたりの気嚢に取り込まれたあと、口から外に出て行くのがわかります。これでわかるとおり、肺の中では空気は一方通行なのです。

この仕組みを解明したのが著者のシュミット=ニールセンです。

それから、海水を飲む海鳥が、腎臓から出る尿ではなくて、おでこのところにある塩類腺という器官で、過剰な塩分を排出していることを解明したのもこの人です。

もちろんこの本は鳥だけの生理学の本ではなく、動物全体の生理学の本ですから、上記のこと以外にもさまざまな動物が、それぞれの事情に応じて、じつに巧みに問題を解決していることを説明しています。どの生物も共通に乗り越えなければならない一般的な生理学的な制約を、それぞれの動物がそれぞれ独特の方法で解決していることを示している、「比較」生理学の本なわけです(といったことを、訳書の前書きで、日高敏隆・京大名誉教授が書かれています(^^;))

ざっと見たところ訳はこなれています。訳者の後書きでは、「翻訳の作業は実に楽しいものであった。一般に教科書は読んで面白いものではないが、本書の場合には訳しながら早く次を読みたいという気持ちにかられた。」と書かれており、ますます楽しみです。

でも、この本の厚さを見ると、いかに楽しいものでも通読するのは大変かもと思います。当面、折りにふれ必要なところを読むだけかもしれません。

(※ 鳥の気嚢と肺の中の空気の動きを図示したアニメーションがリンク切れになっていましたので、別のアニメーションを探してリンクしなおし、アニメーションにあわせて説明文を修正しました<2015年7月>)

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