サイズの生物学における実験系の開発

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シモダイタボヤは1個体(個虫)が体の一部から芽を出しまわりに自分とそっくりの個虫を無性生殖によってつくり出し、全体として大きな群体へと成長する。個虫は形も大きさも遺伝子組成も同じである。個体同士は血管でつながっており、群体としてある程度の協調した行動を示す。群体の重量とエネルギー消費率の関係は、個体性の動物の重量とエネルギー消費量の関係(体重の0.75乗に比例する)と同じであることを示した。そして、群体サイズを実験的に操作すると、エネルギー消費量は操作後の新しい群体重量を0.75乗の式に入れて求めたものから予想されるものへと変化した。すなわちサイズの生物学の実験系を開発できたことになる。この系を使い、生理的時間について調べてみた。哺乳類においては、生理的時間は体重の0.25乗に比例することが知られており、とくに心周期についてこのことがはっきりとわかっている。しかし変温動物ではほとんど研究がなく、群体性のものの研究は皆無である。シモダイタボヤの心臓は、打つ方向が定期的に逆転するという特異な現象を示す。幼生と、様々なサイズの群体(成体)について、サイズと時間(1拍の所要時間Tb、逆転までの時間Tr)の関係を調べた。TbもTrも、同一群体内の個虫は同じであった。異なる群体サイズのもので比較したところ、Tbは群体サイズによらず一定だったが、Trはサイズの増加に伴い短くなった。すなわちTrは群体重量の0.15乗に比例していた。オタマジャクシ幼生の心臓を観察したところ、幼生と成体とではTbに変わりはなかったが、幼生のTrは成体より短かった。