ウォンバットのおなら：世界で最も奇妙なガスを持つ有袋類
ウォンバットは立方体の糞で有名だ——世界で唯一、立方体の形の糞を産生する動物。しかしウォンバットの消化も他の驚きをもたらす：乾燥した環境での最大効率のために設計された胃腸系、最長14日間の通過時間、そして対応するガス産生。オーストラリアで最も独特な哺乳類の一つの消化の世界への旅。
ウォンバットの腸：水分抽出機械
ウォンバット（ウォンバット科）は水が乏しいオーストラリアの乾燥・半乾燥地域に生息する。その胃腸管は食物からほぼすべての水分子を抽出するよう進化した。ウォンバットの腸管通過時間——食物が消化系全体を通過するのにかかる時間——は最長14日間だ。比較：人間は1〜3日。この極めて長い通過時間は栄養素と水分の吸収を最大化するが、副作用がある：大腸に長時間留まる物質は腸内マイクロバイオームによって徹底的に発酵させられる。この長期発酵は相当量のメタン、CO₂、水素を産生する。ウォンバットは食物を消化するだけでなく——約2週間にわたって徹底的に発酵させる。
立方体の糞：形とガスのつながり
ウォンバットの立方体の糞は科学的に魅力的だ——そしてガス産生に関連している。ウォンバットは糞を縄張りのマーカーとして使用し、岩や丸太の上に積み重ねる。立方体の形は転がるのを防ぐ。立方体の形を産生するメカニズムは2021年にタスマニア大学の研究者によって発見された：ウォンバットの大腸は弾性の異なるゾーンを持ち、これが処理中に糞便物質を立方体形状にする。この同じ長い処理プロセス——大腸の継続的な収縮と停止を伴う——が細菌の発酵をこれほど完全にできる理由でもある。数週間の発酵中に産生されたガスは最終的におならとして排出される。方程式は単純：より長い通過時間＝より多くの発酵＝より多くのガス。
ウォンバットのマイクロバイオーム：特殊化した細菌コミュニティ
ウォンバットのマイクロバイオームは、その遅い消化ライフスタイルに独特に適応している。メタゲノミクス研究では、代謝の最終産物としてメタンを産生する微生物——メタン産生菌——の割合が高いことが示されている。これらのメタン産生菌は長い保持時間のある環境で最も活発で、ウォンバットの大腸の条件がまさにそれだ。カンガルーなど他のオーストラリアの有袋類と比較して、ウォンバットはより高い発酵能力を持つ腸内細菌叢を持つ。カンガルーもメタン産生細菌叢を持つが、反芻動物のように異なる場所（前胃）に。ウォンバットは主に後部大腸で発酵させる——解剖学的に人間に似ているが、比較にならないほど長い保持時間で。人工的な食餌（発酵性炭水化物が多すぎる）を与えられた飼育下のウォンバットは、野生のものと比べて著しく増加したおならを示す——マイクロバイオームが食餌の変化に反応するサイン。
有袋類の比較：コアラ、カンガルー、オーストラリアのガス事情
オーストラリアは有袋類の大陸であり、その中には注目すべき消化を持つものが複数いる。コアラ：同様に非常に遅い（ユーカリの葉に最長200時間の通過時間）が、より少ないガスを産生する——ユーカリは発酵を制限する抗菌特性を持つ化合物を含む。カンガルー：有袋類の中で代謝的スーパースター。同様のサイズの反芻動物と比較して驚くほど少ないメタンを産生する——その前胃マイクロバイオームはメタンではなく水素の発酵に特化している。科学者たちは牛のメタン排出量を減らすためにカンガルーのマイクロバイオームを調査してきた。ウォンバット対牛：35kgのウォンバットは500kgの牛に匹敵する通過時間を持つ——しかしサイズの違いだけで全体的に産生するガスははるかに少ない。しかし体の大きさに対する割合では、ウォンバットはオーストラリアで最もおならが多い哺乳類の一つだ。
ご存知でしたか？
- ウォンバットは最長14日間の腸管通過時間を持つ——食物は約2週間発酵し、相当量のガスを産生する。
- ウォンバットの立方体糞のメカニズムは2021年に科学的に発見された：大腸の弾性の異なるゾーンが糞便物質に立方体の形を与える。
- ウォンバットのマイクロバイオームは他の有袋類と比べて特に高い割合のメタン産生菌を持つ。
- 発酵性炭水化物が多い食餌を与えられた飼育下のウォンバットは、自然界のものに比べて著しく増加したおならを示す。
豆知識
ウォンバットの立方体糞は、ジョージア工科大学の研究チームがその立方体形状の背後にある物理的メカニズムを解明したことで、2019年にイグ・ノーベル物理学賞を受賞した。研究にはオーストラリアでの交通事故の犠牲になった死んだウォンバットの大腸を高度なイメージング技術で分析することが必要だった。立方体の形が活動的な筋肉ではなく組織の弾性の変化によって作られるという発見は、イグ・ノーベル賞と査読済み科学ジャーナルへの発表の両方に値するほど驚くべきものだった。
出典
- Yang, P.J. et al. (2021). How do wombats make cubed poo? Soft Matter.
- Barboza, P.S. & Hume, I.D. (1992). Digestive tract morphology of the wombats. Journal of Morphology.
- Evans, M.C. (2008). Wombat digestive physiology. Australian Mammalogy.