睡眠と呼吸面からみた命の不思議

昨日、様々な動物の事を扱うテレビ番組を見てイルカのところで「へぇ〜」と思うことを知りました。

それはイルカは半球睡眠といって、片方の脳が交代で睡眠をとり、脳を休めながらも外敵から身を守るという仕組みがあるそうです。
しかも眼球も片方ずつ開けて周りを見ているのですが、反対側の眼球は閉じて休んでいます。

あらゆる生物で睡眠については分からない事だらけだそうですが、自然界で意識を完全喪失して睡眠を取るのは大変危険な事ですからイルカの半球睡眠は神が与えたとてつもなく凄い能力と言えますね。

私は実は大分前から半球睡眠の事は知っていましたが、イルカも対象だとは知らなかったし、イルカ以外もわりと様々な生物が行っているそうです。

私が知っていた半球睡眠の生物は渡り鳥です。
彼らは季節の変わり目を狙って数百〜数千kmを飛ぶので、飛びながら半分ずつ脳が交代で睡眠をとるのです。

殆どの渡り鳥は自分、そして種を守るために集団で長距離を飛ぶので「自分だけマイペース」と言うわけにはいかず、無理してでも長距離を飛ぶので半球睡眠が必要なのです。

また渡り鳥以外も多くの鳥は驚異的な呼吸システムを持っています。

人間など哺乳類は横隔膜が収縮して肺を動かして呼吸をしていますよね。
しかし肺を二つ持っていても結局は一つの気管で吸気・排気をしています。

ところが渡り鳥など多くの鳥は、肺は吸気と排気が別々の管があるのです。
つまり空気の流れが一方方向なのです。

さらに飛びながら、例え向かい風であっても確実に大量の空気を吸い込めるように吸気側の気管にターボチャージャーのような空気を強制的に肺に送り込むポンプがあるんです。

つまり渡り鳥は「息を吐きながら連続的に酸素を吸える」という体の構造なんです。

だから強い向かい風の中でも、空気の薄い上空でも半球睡眠と相まって、長距離を安全に飛ぶことが出来るんですね。


渡り鳥にせよ、イルカにせよ神様は本当に凄いメカニズムを考えた、と関心します。


なお哺乳類の肺が一つの気管で吸気と排気を兼ねるのは、シリンダー上部に吸気弁と排気弁がある通常のレシプロエンジンと弁配置が同じですが、渡り鳥の肺は空気の流れが一方方向で、かつターボと組合せたレシプロエンジンでは最高の熱効率が得られる2サイクルユニフロー掃気ディーゼルエンジンと全く構造が同じです。　

このエンジンはシリンダー上部から空気と燃料を取り込み着火して、排気ガスはシリンダー下部から掃気用のポンプで強制的に排気して、空気の流れを一定にするエンジンです。


もしかしたらこのユニフローエンジンは渡り鳥の肺からヒントを得たのかもしれません。
2サイクルユニフロー掃気ディーゼルエンジンの熱効率は軽く50数%にも達しますので地球の裏側まで行くようなタンカーやコンテナ船には最適です。

長距離を長時間休みなく、というのもまさに渡り鳥そのものですね。

以前にもご紹介しましたが、代表的なエンジンとしては添付写真のようなものも同じユニフロー掃気ディーゼルエンジンです。

10気筒の連続定格出力11万馬力のコンテナ船用の世界最大のエンジンです。これも元は渡り鳥がヒントなんでしょうか？





[オマケ]
直接上述の話題と関係ないかもしれませんが、思い出した話題をオマケとして。
何かのお役にたてるかもしれません。
（全て私の体験より）

全身麻酔は睡眠ではありません。
意識喪失で、手の甲から薬が入ってきた感じがすると1〜2秒でまるでライトのスイッチを切るかのように意識を失います。

個人差はあるはずですが、睡眠のように「ふーと眠くなる…」ではなくて眠気も感じずいきなりストンと気を失います。

そして瞬き一回で目が覚めたと思ったら、手術は終わり、既に数時間から１日が過ぎています。

また全身麻酔が利くと呼吸が止まります。
手術中の反射を抑えるために筋弛緩剤を併用するからです。だから直ぐに人工呼吸器を繋ぎます。

喉奥にぶっとい呼吸チューブを入れます。
なおこの時点で心臓は止まりません。
（心筋は脳神経系からの命令は無関係で勝手に動くからです。）

心臓手術で心臓を意図的に止めるのは全く別の方法を使います。

全身麻酔は物凄い威力ですが何も心配はいりません。目覚めない、途中で目覚めるなんて現在の日本ではあり得ません。