【完全凍結】心臓まで止まったカエルは、なぜ春に動き出すのか?【ゆっくり解説】
カエルは凍るとどうなる?冬眠するアメリカアカガエルは、なぜ春に動き出せるの?
アメリカアカガエルからニホンアマガエルまで、凍結と生き物のふしぎを、細胞・ブドウ糖・尿素・心臓を手がかりにたどります。
カエルを実際に凍らせて溶かした研究やアラスカの野外記録をもとに、魔理沙と霊夢が12問で答え合わせします。
「世界・いきもの答え合わせ!」第15回「【完全凍結】心臓まで止まったカエルは、なぜ春に動き出すのか?」は、この動画だけで楽しめるクイズで、「凍ったら、生き物は死ぬ」という常識を最終問まで確かめます。
▼こんな疑問に答えます
・凍ったカエルの体では、どこに氷ができるの?
・冷凍した肉や魚の赤い汁と、カエルはどうつながるの?
・凍り始めたカエルの心臓や肝臓では、何が起きるの?
・アラスカの野外で、カエルは何日続けて凍っていたの?
・日本のニホンアマガエルも、凍結に耐えられるの?
・臓器を長く保存する研究は、どこまで来ているの?
【チャプター】
0:00 真冬の森でカチカチに凍ったカエル、それは死んでる?
3:23 第1問 凍ったカエルをたき火のそばで溶かしたら、動き出した?
6:47 第2問 凍ったアメリカアカガエル、体の水の最大どれくらいが氷になる?
10:52 第3問 凍ったカエルの体で、氷ができるのはどこ?
14:33 第4問 冷凍した肉や魚を解凍すると出る赤い汁、いちばんの理由は?
19:04 第5問 凍り始めて1分以内、カエルの心臓はどうなる?
22:03 第6問 凍り始めると、カエルの肝臓が一気に作って血に流すのは?
25:53 第7問 秋のうちから体にためて、-4℃での生き残りを上げた物は?
29:38 第8問 野外でカエルが凍り始めるきっかけ、起こりやすいのは?
33:25 ここまでのおさらい
36:17 第9問 アラスカの野外で冬を越したカエルは、何日続けて凍っていた?
40:03 第10問 凍ったカエルが溶けるとき、最初に動きが戻るのは?
43:10 第11問 ニホンアマガエルを-4℃で6時間凍らせて溶かしたら?
48:35 最終問 ネズミの腎臓を最長100日保存して移植、その保存の方法は?
52:00 霊夢の常識の採点
53:50 霊夢の成績発表・まとめ
あなたは12問中、何問正解できますか?答えはコメントで教えてください。
「世界・いきもの答え合わせ!」は、生き物や自然の「よく言われる話」を、論文と研究の記録でクイズにして答え合わせするチャンネルです。
動物の雑学クイズ、生き物のふしぎ、冬眠や寒さを乗り越える生き物の話が好きな人は、チャンネル登録をして次の問題も一緒に解いてください。
▼ここから下は、動画の答えに触れる参考資料です。
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📚 参考資料・研究論文(主なもの)
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■ 第1問:凍ったカエルを溶かした探検の記録
・Layne JR, Lee RE(1995)Climate Research 5: 53-59
・Schmid WD(1982)Science. doi:10.1126/science.7058335
■ 第2問:体の水のどれくらいが氷になるのか
・Storey KB, Storey JM(2017)Physiological Reviews. doi:10.1152/physrev.00016.2016
・Hoyeck MP ほか(2017)PeerJ. doi:10.7717/peerj.4014
■ 第3問:細胞の外にできる氷と水の移動
・Storey KB, Storey JM(2013)Comprehensive Physiology. doi:10.1002/cphy.c130007
■ 第4問:冷凍した肉や魚のドリップ
・現代ビジネス(2024)『本当に美味しい「冷凍食品」はこれだ!』 https://gendai.media/articles/-/131903
・高知県工業技術センター(2016)高知県工業技術センターだより 2016年3月号「食品の急速凍結技術のご紹介」 https://www.pref.kochi.lg.jp/_files/000146...
・島田公夫・浅田実・朝比奈英三(1971)急速凍結によって HeLa 細胞内に生じた氷晶の電子顕微鏡観察. 低温科学 生物篇 https://eprints.lib.hokudai.ac.jp/repo/hus...
■ 第5問:凍り始めの心拍
・Layne JR, Lee RE, Heil TL(1989)Am J Physiol. doi:10.1152/ajpregu.1989.257.5.r1046
■ 第6問:肝臓のグリコーゲンとブドウ糖
・Costanzo JP ほか(2015)PLoS ONE. doi:10.1371/journal.pone.0117234
・Storey JM, Wu S, Storey KB(2021)Antioxidants. PMID:33915853
・do Amaral MCF, Lee RE, Costanzo JP(2013)PLoS ONE. doi:10.1371/journal.pone.0079169
■ 第7問:秋からためる尿素
・Costanzo JP, Lee RE(2008)J Exp Biol. doi:10.1242/jeb.019695
・Costanzo JP, Lee RE(2005)J Exp Biol. doi:10.1242/jeb.01859
・Costanzo JP, Lee RE(2013)J Exp Biol. doi:10.1242/jeb.070268
・Higgins SA, Swanson DL(2013)Comp Biochem Physiol A. doi:10.1016/j.cbpa.2012.11.002
■ 第8問:皮膚と外の氷が触れることによる凍結
・Costanzo JP, Bayuk JM, Lee RE(1999)J Exp Zool. PMID:10368930
・Larson DJ, Barnes BM(2016)Physiol Biochem Zool. doi:10.1086/687305
■ 第9問:アラスカの野外での連続凍結
・Larson DJ ほか(2014)J Exp Biol. doi:10.1242/jeb.101931
■ 第10問:解凍後に最初に戻る心臓の働き
・Layne JR, First MC(1991)Am J Physiol. doi:10.1152/ajpregu.1991.261.1.r134
■ 第11問:ニホンアマガエルの凍結耐性
・岡田令子(2016)カエルの生きる力(静岡大学) https://www.sci.shizuoka.ac.jp/sci/wp-cont...
・Hirota A ほか(2015)Zoological Science 32: 296-306. PMID:26402924
・Okada R ほか(2022)Development, Growth & Differentiation. PMID:36193878
〈冬の産卵・ほかの生き物の補足〉
・鹿児島県立博物館(2021)鹿児島の動物53 ヤマアカガエル https://www.pref.kagoshima.jp/bc05/hakubut...
・佐藤龍平(2021)絶滅が危ぶまれる小さなカエル ニホンアカガエル. 科技高 いきもの記 Vol.21(東京都立科学技術高校)
・Barnes BM(1989)Freeze avoidance in a mammal: body temperatures below 0°C in an Arctic hibernator. Science. PMID:2740905
・DeVries AL, Wohlschlag DE(1969)Science. PMID:5764871
・Tsujimoto M, Imura S, Kanda H(2016)Cryobiology. PMID:26724522
■ 最終問:ラットの腎臓の長期保存と移植
・Han Z ほか(2023)Nature Communications. PMID:37296144
・Al-Attar R, Storey KB(2022)Comp Biochem Physiol B. doi:10.1016/j.cbpb.2022.110747
・Uygun K ほか(2026)Research Square(査読前). doi:10.21203/rs.3.rs-7820837/v1
〈人の低体温の補足〉
・Gilbert M ほか(2000)Resuscitation from accidental hypothermia of 13.7°C with circulatory arrest. Lancet. PMID:10665559
・Mail & Guardian(2006)Hiker survived 24 days on mountain by 'hibernating' https://mg.co.za/article/2006-12-21-hiker-...
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📝 補足(研究で決着していない点・数字の幅)
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・探検の記録のカエルの種や、溶かしたあと春まで生きたかは分かっていません。
・体の水の最大約65%は、体全体が凍るという意味ではなく、個体で差があります。
・凍結初期の心拍上昇を、保護物質を配るためとするのは研究者の解釈です。解凍後の心拍再開は1個体の記録です。
・尿素が細胞を守る仕組みや、秋にためる合図は、すべては分かっていません。効果はカエルの種によって異なります。
・193±11日の連続凍結と全個体の生存は、調べた18匹の結果です。
・ニホンアマガエルの結果は、実験室で-4℃・6時間凍らせた条件です。野外で何日耐えるかは分かっていません。
・低体温から回復した人の事例は、体が凍った事例ではありません。
・最終問はラットの腎臓の研究です。人の全身の凍結保存ができるという意味ではありません。
※動画内の写真は Wikimedia Commons と Flickr のパブリックドメインと CC ライセンスのものです。作者とライセンスは各写真の右上に表示しています
※動画内の映像(Wikimedia Commons・一部を切り抜き。作者とライセンスは各映像の右上にも):Lukas Beck、OpenEarth、Paul Danese、Lümmel 1、Horia Varlan、Mount Rainier National Park、Nesnad、The Nature Box(CC BY・CC BY-SA)、Pacific Southwest Region USFWS、Santa Monica Mountains NRA(パブリックドメイン)
※サムネの写真:Judy Gallagher「Wood Frog」CC BY 2.0(Wikimedia Commons・切り抜いて文字と霜の飾りを追加)
※この動画の霊夢・魔理沙は「東方Project」の二次創作です
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