体温が生命活動範囲を外れると、生物は死にます。したがって、体温を制御すること (または広い体温範囲を持つこと) は、あらゆる生物にとって不可欠です。
外温性 (冷血) 爬虫類 (トカゲ、ヘビ、カメ、ワニ) の体温は、主に周囲温度の影響を受けます。爬虫類では、体温調節は主に、環境、主に太陽からの熱入力、またはその回避の行動操作です。
吸熱性 (温血) の鳥類や人間を含む哺乳類は、体内で代謝熱を産生し、熱を保持します。周囲温度よりも一定の体温を維持するのに十分な高さです。吸熱が食物から得るエネルギーのかなりの量が熱に変換されます。このエネルギーは、他の重要な機能に利用できなくなり、「失われます」。したがって、同程度のサイズの外温爬虫類と比較して、内温性の鳥類や哺乳類は、はるかに高いエネルギー需要を持っています。
吸熱性の鳥類や哺乳類は、外温性の爬虫類に似た種から進化したと考えられています。吸熱性の獲得は、哺乳類と鳥類の進化の歴史における注目すべき出来事の 1 つでした。吸熱は、哺乳類や鳥類が地球全体を征服することを可能にしたため、哺乳類や鳥類の進化の成功に大きく貢献しました。しかし、大きな問題はまだ残っています:このようなコストのかかる代謝はどのように進化したのでしょうか?
私たちの説明は、体の成長を制御する遺伝子の突然変異によって、外温性の爬虫類のような動物で吸熱が開始されたということです。突然変異により、この原吸熱動物の成長は、その祖先よりもはるかに早い段階で停止しました。したがって、動物のサイズと外見は、若い外熱の祖先のものに似ています（例：頭蓋骨、体のプロポーション）。ただし、その食欲とエネルギー摂取量、したがって代謝率、孵化時または出生時の体重/サイズ、性的成熟に達する年齢とサイズ、初期個体発生時の成長率などの生活史パラメーターは、依然として外温から保持されています。
驚くべきことに、これらすべての特徴を示す動物は、最近の吸熱性鳥類や哺乳類とすでにそれらを共有しています。したがって、個体発生中の成長の早期停止は、吸熱の進化において重要な役割を果たした可能性があります。それは、過去に自然淘汰の対象であった先祖の外温のこれらの特徴に多様性を生み出し、今日の鳥類や哺乳類の吸熱に関連する多くの適応をもたらしました.
相互に排他的ではない 2 つのメカニズムが、この成長と代謝の変化が外温代謝からどのように進化したかを説明している可能性があります。
第一に、子孫は、成長中に外熱の祖先のエネルギー摂取と代謝を保持していた可能性があります。外熱の祖先が新しい組織に蓄え、成長に使用した代謝エネルギーは、熱によって消散します。これは、同様のサイズの爬虫類のような動物の体重から予想されるよりも高い代謝率をもたらします.熱の放散は、より高い体温に到達するために使用できます。そのメカニズムの良い類似物は、運転に燃料を使用する代わりに、アイドリング状態で走っている車かもしれません.
2番目のメカニズムは、原吸熱動物で体細胞サイズが減少したが、細胞数は（それほど）減少しなかったことである可能性があります。その結果、体のサイズは減少しますが、その代謝率と熱産生は、その体重と比較して増加します.これは、原吸熱動物がその祖先よりも多くの細胞を持ち、そのため (おそらくより大きな) ミトコンドリア (細胞のエネルギーを生成する細胞内の構造) を特定の体容積単位内に持つためです。
また、組織の血管新生システムは、体の体積単位ごとにより複雑になる可能性があります。後者は、原吸熱動物では体細胞サイズが減少したが、細胞数は（それほど）減少しなかったためです。そのメカニズムの適切な類似物は、コンピューターのプロセッサーかもしれません。 CPU にさらにトランジスタが追加されると、ユニットとクロスリンクの点でより複雑になります (そしてより高速になります) が、作業中に発生する熱も増えます。
ただし、現時点では、考慮されているメカニズムは推測にすぎず、さらなる研究でテストする必要があります.それにもかかわらず、私たちの仮説と提案されたメカニズムに関するテストは、ヒトを含む吸熱生物内の生理学的プロセスのより良い理解に貢献すると考えています.
これらの発見は、ジャーナル The Science of Nature に最近掲載された、個体発生中の成長の早期停止によって誘導される羊膜の吸熱というタイトルの記事に記載されています。この作業は、ヨハネス グーテンベルク大学マインツの Jan Werner と Eva Maria Griebeler が主導しました。
