鳥はなぜ渡りをするのでしょうか? 科学者たちはいくつかの主要な理論を持っています。

それほど遠くない過去のある時点で、冬に鳥がいないことが歴史上の偉大な思想家たちを困惑させました。ほんの数百年前、哲学者たちは、寒い時期に鳥は沼地に潜ったり、月に飛んだり、完全に他の動物に変身したりすると仮定しました。熱心な科学的観察のおかげで、今では鳥は星間を旅することも、全身を錬金術で変えることもできないことがわかっています。

毎年 2 回、世界中で数十億羽の鳥が（地球に向かう）渡りに出発します。数百から数千マイルに及ぶこれらの季節ごとの旅は、自然界のリズムを保ち、年間のサイクルを告げ、栄養素と生物多様性を遠くまで運びます。しかし、鳥はなぜそのような努力をするのでしょうか。

その答えを解明するのは、矛盾する理論と、限られていて収集が難しいデータに基づいているため、予想以上に難しい。最近の研究では、まだ重大な驚きが発見されていないことが浮き彫りになっている。何十年もの間、多くの鳥類学者は、渡りは最終的には鳥の労力を節約し、1年を通して明らかなエネルギー上の利益をもたらすと想定してきた。しかし、ヨーロッパクロウタドリの心拍数と体温を数か月にわたって追跡した最近の研究で、科学者らは、冬の間その場に留まる鳥と暖かい地域へ移動する鳥が消費する総エネルギーがほぼ同じであることを発見した。9月18日のNature Ecology & Evolution誌に発表されたこれらの研究結果は、渡りの謎に新たな一面を付け加えるものである。冬を避けることで明らかにエネルギーを節約できないのであれば、数か月後に引き返すためになぜ遠くまで飛ぶのだろうか？

私たちが知っていること

ミシガン大学の動物生態学者で、9月の研究論文の共著者であるスコット・ヤンコ氏は、ある意味では、渡りを説明するのは非常に簡単だと言う。「渡りは地球上の季節の変化に対する反応です」と彼は言う。渡りは季節の変化によって、その場所で利用できる資源や日々の状況が変化するため起こる。

しかし、もう1段階深く掘り下げていくと、鳥がなぜ渡りをするのかという答えはより曖昧になる、とヤンコ氏は付け加える。「この中心的な疑問が、実は私の研究の多くの動機となっているのです」と彼は言う。

「季節性に対処する方法はこれだけではありません。動物が適応するために使う戦略は他にもいろいろあります」とヤンコ氏はポピュラーサイエンス誌に語っている。例えば、冬眠、代謝の休眠、冬眠、季節によって変化する体組成、冬用の「毛皮」、食事の変化などがある。すべての鳥が渡りをするわけではない。冬を越したり、最高の繁殖地を確保したりするために、別の戦略を採用する鳥もいる。単一の種と個体群の中でも、ヤンコ氏の最近の研究で部分的に渡りをするクロウタドリがそうであるように、一部の鳥は渡りをするが、他の鳥は一年中留鳥である可能性がある。そう考えると、本当の疑問は「なぜ他の選択肢よりも渡りを選ぶのか？」となる。

渡りは困難で危険です。長距離の移動は、資源を見つけるのに苦労し、長時間飛行で疲れ果て、自然災害を避け、人間のインフラと衝突し、食べられてしまうリスクが高まることを意味します。ある研究では、定住期と比較して、渡り鳥が死ぬリスクは 4 倍以上高いことがわかりました。これらのすべての課題の中で、唯一確かなことは、進化によって磨かれたすべての特性や行動と同様に、渡りの利点が欠点を上回る (または少なくとも同等) 必要があるということです。そうでなければ、渡りはそもそも出現しなかったでしょうし、世代を超えて存続し続けることもなかったでしょう、とヤンコは言います。

逆に、冬を越すことも危険であり、場合によっては渡り鳥よりも危険です。ヨーロッパクロウタドリに関するある研究では、同じ個体群の留鳥よりも渡り鳥のほうが厳しい冬を生き延びる可能性がはるかに高いことがわかりました。その代償として、留鳥は繁殖上の優位性があり、渡り鳥が戻る前に最良の領域を占有しているのではないかと研究著者は仮説を立てています。

私たちの考え

鳥の渡りがどのように、そしてなぜ始まったかについては、2 つの有力な、そして競合する理論があります。「温帯の生息地」仮説では、渡り鳥は季節的に寒い冬の気候で暮らし始めました。ゆっくりと時間をかけて、厳しい気候とそれに伴う危険から逃れるために、冬にはより暖かい地域に移動するようになりました。もう 1 つの「熱帯の生息地」の枠組みでは、渡り鳥は熱帯地方で始まり、その後、繁殖期に競争を避け、未開発の資源を利用するためにそこを離れるように進化したと示唆しています。

2019 年のレビュー研究では、前者の説明が後者の説明よりもほとんどの鳥に当てはまるという結論が出ています。入手可能なデータに基づくと、渡りは新しい繁殖地を探索することよりも厳しい冬を逃れることが目的であるようです。しかし、次の疑問が浮かび上がります。熱帯地域で快適に暮らせるのに、なぜ温帯 (または北極) の繁殖地に戻ってくるのでしょうか?

この難問に対する長年の理論的な答えは、やはり競争に行き着く。鳥たちが熱帯地方に集まると、混雑がひどくなりすぎるのかもしれない。しかし、別の可能性としては、帰ってくることには特別な利点があるということだ。同じ2019年の研究報告では、鳥たちは生まれつき、危険や最高の餌が見つかる場所、そして最高の巣の作り方を知っている、馴染みの繁殖地に戻りたがる傾向があると示唆されている。

ヤンコ氏によると、鳥は場所や資源に対する驚くべき忠誠心を示すことがよくある。同じ地域に戻るだけでなく、毎年同じ木や巣の止まり木に戻るのだ。「こうしたことには多くの記憶と習慣が関わっています。それが有利なのかもしれません」

まだ決まっていないこと

確実なデータがなければ、通常、複数の季節にわたって鳥を捕獲、追跡、再捕獲する必要があるため、上記の仮説はすべて推測に過ぎません。ヤンコ氏は、異なる場所の異なる種が、異なる要因によって渡りを強いられる可能性があると述べています。「これらのプロセスを理解するには、多くの異なる分類群について理解する必要があります」と彼は言います。そして、一部の研究では、まだ学ぶべきことがどれだけ残っているかが明らかになるだけです。

ニルス・リネク氏は、今月発表されたヨーロッパクロウタドリの研究論文の筆頭著者であり、ドイツのマックス・プランク動物行動研究所の進化生物学者および生態学者である。同氏は、3年連続で11か月間、野外でクロウタドリを捕獲し、観察した。その間、同氏と同僚は、118羽の鳥に、心拍数と体温をモニターする錠剤サイズの装置と、位置発信機を埋め込むことに成功した。リネク氏、ヤンコ氏、および共著者らは、そのうち約80羽の鳥からデータを再度捕獲し、分析することができた。

研究者たちは、いくつかの予想外の結果を観察した。まず、研究対象となった渡り鳥は、出発前の 1 か月間に、これまでに見たことのない代謝減速の期間を示した。28 日間の期間に渡りをしなかった同種の鳥に比べて、体温と心拍数が著しく低く、遅くなっていた。「この [代謝] 準備が見られるのは非常に予想外でした」と Linek 氏は言う。「これは非常によく隠されたメカニズムです。」

そして、彼らは渡り鳥と留鳥の間で消費されるエネルギーの全体的なバランスが意外なほど良いことを発見した。研究対象となった各場所の気温データに基づくと、渡り鳥は暖かく過ごすために費やす資源がはるかに少なかったはずだ。渡り自体にエネルギーが必要で、それに伴う心拍数の急上昇がデータに表れていたが、その増加は体温調節による利益のほんの一部を相殺したに過ぎなかった。理論上は、渡り鳥は寒さを避けることで全体的にエネルギー消費量をはるかに少なくできたはずだ。しかし、それでも、再捕獲されるまでに、渡り鳥は家に留まっていた鳥よりもエネルギーを節約しておらず、心臓の鼓動はほぼ同じ回数だった。「全体的なエネルギーの平等は衝撃的でした」とヤンコは言う。どういうわけか、鳥はその余剰エネルギーを使い果たしたが、どのように、どこで使い果たしたかは不明である。

「考えはあります」とリネック氏は言うが、今のところ確固たる手掛かりはない。科学者たちは、鳥が生殖組織に身体の力を振り向け直しているか、エネルギー貯蔵庫として後回しにしているのではないかと推測している。あるいは、熱帯地方での生活は結局ストレスのない休暇ではないのかもしれない。鳥は適切な食物を求めてより遠く広く探さなければならないか、食物を得るために他の鳥と戦わなければならないのかもしれない。あるいは、暖かい場所にいる鳥は真冬よりも日々ずっと多く移動するだけなのかもしれない。

まだ多くの疑問が残っており、研究すべきこともたくさんあります。「私たちはパズルのピースを拾い始めたばかりです」とヤンコは言います。しかし、鳥や動物の移動を研究するための技術はこれまでで最高のものであり、私たちは答えに近づいています。ブルートゥース、衛星追跡、そしてますます小型化するデバイスやインプラントにより、私たちはかつてないほど多くの方法でデータを収集しています。鳥の月面着陸の理論から現在まで、「私たちはここまで来ました」とリネックは言います。鳥ほど遠くはないかもしれませんが、渡りの謎を解くことが私たちの次の目的地かもしれません。

このストーリーは、ポピュラーサイエンスの「何でも聞いてください」シリーズの一部です。このシリーズでは、ありふれたものから突飛なものまで、皆さんの最も突飛で頭を悩ませる質問にお答えします。ずっと知りたいと思っていたことはありますか? ぜひ聞いてください。