海洋生物学者は史上初めて、野生のシロナガスクジラの心拍数を記録したが、その結果は科学者たち自身も驚かせた。
月曜日に米国科学アカデミー紀要（Proceedings of the National Academy of Sciences）に掲載された新たな研究は、野生のシロナガスクジラの心拍数プロファイルを初めて提供したものだ。得られたデータは、これらの巨大なクジラ目の動物の心臓がどのようにして長時間の呼吸を止めているのか、また、突進摂食に必要なエネルギーを瞬時に発揮し、水面に戻った後に血中酸素濃度を回復させる仕組みを明らかにしている。
同時に、スタンフォード大学人文科学部の海洋生物学者ジェレミー・ゴールドボーゲン氏と共同執筆した新たな研究は、シロナガスクジラが地球上の水生生物として可能な最大サイズに達したことを示唆している。新たな研究によると、シロナガスクジラの心血管系は印象的ではあるが、生物学的に可能な範囲の限界に近いと考えられる。
シロナガスクジラは、地球上でこれまでに生息した最大の生物です。この水棲哺乳類は、体長が30メートル（98フィート）を超え、体重はなんと173トン（38万ポンド、17万2365キログラム）にも達します。ちなみに、これは現在地球上で最大の陸生動物であるアフリカゾウの約28頭分に相当する重さです。
海で生活することで、シロナガスクジラはこれほど巨大な体格に成長することができます。これほど巨大な生物は陸上で自立することは不可能でしょう。史上最大の陸上動物はティタノサウルス類です。四足歩行で首の長い恐竜で、アルゼンチノサウルス、ラペトサウルス、そしてパタゴティタン・マヨルムなどが含まれます。パタゴティタン・マヨルムは、なんと体重15万2千ポンド（6万9千キログラム）にも達しました。ティタノサウルス類が巨大であることは間違いありませんが、シロナガスクジラほどの大きさではありませんでした。
新たな研究では、シロナガスクジラがこれほど大きく成長できるもう一つの重要な要因として、高度に特殊化した心血管系が指摘されています。しかし、海洋生物学者にとって、シロナガスクジラの心臓の鼓動を正確に理解することは、その大きさゆえに計測が困難であることが分かっています。この課題を克服するため、ゴールドボーゲン氏らは心電図（ECG）タグを開発し、吸盤でシロナガスクジラに取り付けました。
そうです、吸盤です。
「正直言って、成功は難しいと思っていました。なぜなら、シロナガスクジラを見つけること、クジラの正しい位置にタグを取り付けること、クジラの皮膚にしっかりと接触させること、そしてもちろん、タグが機能してデータを記録していることを確認することなど、多くのことを正しく行う必要があったからです」とゴールドボーゲン氏はプレスリリースで述べた。
研究者たちは、カリフォルニア州モントレー湾で15歳の雄のシロナガスクジラのヒレの横に装置を取り付けることに成功した。装置は、クジラが水深184メートル（604フィート）まで潜り、一度に約17分間水中に留まっている間の心拍リズムを追跡した。
研究結果から、研究者たちはシロナガスクジラの日常生活における心拍数を記録することができました。クジラが深く潜ると、心拍数は非常に低下し、平均で1分間に4～8回、時には2回まで低下しました（人間の通常の安静時の心拍数は1分間に60～100回です）。このように心拍数が劇的に低下することで、クジラは血液中の酸素供給を節約し、長時間水中に留まり、採餌時間を最大限に延ばすことができました。
濾過摂食をするシロナガスクジラは、餌を探す際、小さな獲物で満たされた大量の海水を飲み込むために、力強い突進運動を行います。心電図の結果を見ると、シロナガスクジラの心拍数はこの突進中に著しく上昇し、最も遅い徐脈時と比較して約2.5倍に増加していました。これは、シロナガスクジラの驚くほど柔軟な心血管系が、自然の極限状況でもパフォーマンスを発揮できることを実証しています。
クジラが水面に戻ると、心拍数はさらに上昇し、平均25～27bpmに達しました。これは頻脈と呼ばれ、クジラが血液中の酸素を補給しようとしていた状態です。
シロナガスクジラの心拍数プロファイルは、研究者たちにとっても驚きでした。観察された徐脈は、予想の30～50分の1でした。論文によると、この低心拍数は、クジラの体にある弾性体のような部分「大動脈弓」によって可能になったとのことです。このクジラの解剖学的に重要な部分は、クジラの巨大な体の外側へと血液を送り、長い拍動間隔の間、ゆっくりと収縮して血流を維持しています。心臓の独特な脈動と形状が血流を維持し、クジラの高い心拍数を可能にしているのです。
著者らによると、頻脈状態にあるシロナガスクジラの心拍数は、生物学的制約が許す限りの最高値に達している可能性が高いという。より強固な心血管系は考えにくいと彼らは主張し、この新たな研究は、地球上でシロナガスクジラよりも大きく成長した種が存在しない理由を実際に説明するかもしれない。
研究者たちは今後、加速度計を用いてシロナガスクジラの速度と心拍数の関係をモニタリングしたいと考えています。また、心電図吸引カップ装置を用いて、ナガスクジラ、ザトウクジラ、ミンククジラの心拍数を測定することも検討しています。
11月26日午前9時30分更新：シロナガスクジラ1頭の体重がアフリカゾウ28頭分に相当することを反映するため、この投稿を更新しました。また、ブロントサウルスはティタノサウルス類ではないため、ブロントサウルスに関する記述は削除され、これまでに発見された最大の陸生動物であるパタゴティタン・マヨルムに置き換えられました。
