生き物No.026

ウォンバットのうんちが四角いのは、腸の中で角ができるから

腸の壁の「かたさの違い」が角を作るらしい。

うなり度読む時間8分出典5件確認した事実24件

ウォンバットの四角いうんちは、出口ではなく腸の中で形ができる
腸の壁に硬い部分と柔らかい部分があり、その差が角を作る
この研究は、2019年にイグノーベル賞の物理学賞を受けた
うんちが四角いと何の得があるのかは、まだ確かめられていない
深掘り講義
まとめ
英語で読む（A2・4択5問）
出典・ウラ取り

スコット・カーヴァー（Scott Carver）は、オーストラリアのタスマニア大学の野生動物学者です。カーヴァーは、皮膚病にかかったウォンバットの治療法を研究していました。その研究で、死んだウォンバットを解剖していたときのことです。腸を切り開くと、腸の中に、もう角のある四角いうんちが並んでいました。

ウォンバットのうんちがサイコロのような形なのは、オーストラリアではよく知られています。けれど、その角が体の「どこで」できるのかは、分かっていませんでした。おしりの出口で形が決まる、と考えられていたのです。出口そのものは、四角くないのにです。

この偶然の発見から、実験が始まりました。腸に風船を入れて膨らませる実験や、腸の壁を引っぱって硬さを測る実験です。その結果、腸の壁の一部に、ほかの部分より約4倍硬い帯があると分かりました。研究チームは、2019年にイグノーベル賞を受けています。

この記事では、まず四角い形が腸のどこでできるのかを紹介します。次に、腸の壁の硬さの違いが、どうやって角を作るのかを説明します。最後に、うんちが四角いと何の得があるのか、という答えの出ていない問いを考えます。

01ウォンバットの四角いうんちは、出口ではなく腸の中で形ができる

研究で調べたのは、ヒメウォンバットです（コモンウォンバットとも呼ばれます。学名 Vombatus ursinus）。オーストラリア南東部に多く、地面に穴を掘って暮らす、草食の動物です。

このウォンバットのうんちは、一辺がおよそ2cmです。うんちは、なわばりの中の岩や丸太の周りに置かれます。なお、カーヴァーが研究していた皮膚病は、疥癬（かいせん。英語でマンジ）と呼ばれる病気です。

2018年、カーヴァーたちは、学会で研究の結果を発表しました。一緒に研究したのは、米国ジョージア工科大学のパトリシア・ヤン（Patricia Yang）やデイヴィッド・フー（David Hu）らです。

チームが調べたのは、2頭のウォンバットの消化管です。どちらも、タスマニアで車にはねられ、獣医が安楽死させた個体でした。腸の長さのうち、出口に近い最後の8%の区間で、どろっとしていた中身が固まり、一辺2cmの立方体に分かれていました。

つまり、四角い形は、おしりの出口で作られるのではありませんでした。腸の中で、少しずつできあがっていたのです。タスマニア大学は、この研究が「出口で形が決まる」というそれまでの考えを正した、と説明しています。

02腸の壁に硬い部分と柔らかい部分があり、その差が角を作る

研究チームは、中身を空にした腸に、細長い風船を入れて膨らませてみました。すると、腸の伸び方が、場所によってまるで違いました。腸の壁のうち、うんちの角ができる所は、20%ほどしか伸びません。それ以外の所は、75%も伸びたのです。

2021年に科学雑誌『ソフトマター（Soft Matter）』に出た論文では、さらに細かく調べました。腸を輪切りにして顕微鏡で見たり、腸の壁を引っぱって硬さを測ったりしたのです。すると、腸の壁の一部が、ほかの部分より厚さが2倍、硬さが4倍になっていました。タスマニア大学の発表によると、腸の周りには、硬い部分が2か所、柔らかい部分が2か所あります。

腸は、筋肉でぎゅっと縮んだりゆるんだりして、中身を先へ送り出します。もし、壁の硬さがどこも同じなら、中身は丸く押されます。

ところが、硬い帯と柔らかい帯が混じっていると、腸が縮むスピードに差が出ます。硬い部分は素早く縮み、柔らかい部分の真ん中は遅れて動きます。研究チームは、この動きのずれが、少しずつ角を作っていくと考えました。そして、数理モデル（仕組みを数式で表したもの）の計算でも、このことを確かめました。

角ができるには、もう一つ条件があります。うんちが乾くことです。ウォンバットの腸は、約10mもあります。人なら1〜2日で通る食べ物に、ウォンバットはその最大4倍の時間をかけます。その間に水分をしっかり吸い取るので、うんちは人のうんちよりも、3分の1ほど乾いています。

まとめると、次の2つが組み合わさって、大きさと角のそろったサイコロができるのです。

結腸（大腸の一部）の後半で、うんちが乾いて固まること。
硬さの違う腸の壁が、筋肉で縮むこと。

腸の壁に硬い帯と柔らかい帯があると、腸が縮むたびに中身の形がゆがみ、だんだん角ができていく。

03この研究は、2019年にイグノーベル賞の物理学賞を受けた

イグノーベル賞は、「人を笑わせ、そして考えさせる研究」に贈られる賞です。2019年の物理学賞は、ヤン、フー、カーヴァーら7人に贈られました。受賞理由は、「ウォンバットがどのように、そしてなぜ四角いうんちを作るのかを研究したこと」です。受賞者の国は、アメリカ・台湾・オーストラリア・ニュージーランド・スウェーデン・イギリスにまたがります。

うんちの話なので、笑いをとる題材に見えます。でも、研究の中身は、流れる物の力学（流体力学）と、材料の力学です。研究チームには、生物学部だけでなく、機械工学部の人もいます。

2018年の発表の要旨には、こう書かれています。人間の世界では、立方体の物は、材料を型の穴から押し出したり（押し出し）、型に流しこんだり（射出成形）して作られる。一方、自然の中で立方体ができる例は、ほとんどない。柔らかい筒の中で四角い物を作るやり方は、工学の目で見ても新しいのです。

04うんちが四角いと何の得があるのかは、まだ確かめられていない

うんちが「どうやって」四角くなるのかは、かなり分かってきました。では、ウォンバットのうんちは、「なぜ」四角いのでしょうか。

ウォンバットは、なわばりの中の目立つ場所、例えば岩や丸太の周りに、うんちを置きます。カーヴァーによれば、これは仲間どうしの連絡のためです。うんちを、目立つ場所に置く「目印」にしているというわけです。

そこで、広く語られている説があります。「うんちが四角いと転がり落ちにくいので、岩や丸太の上に置いておける」というものです。アメリカのスミソニアン誌も、科学者たちはそう推測している、と紹介しています。

ただし、これは推測です。丸いうんちと四角いうんちの転がりにくさを、野外で実際に比べた研究は、この記事のために調べた範囲では見つかりませんでした。カーヴァー自身も、ウォンバットがなぜ立方体のうんちを作るように進化したのかを理解するには、まだ多くのことを調べる必要がある、と話しています。

LECTURE

深掘り講義

ここから先は、もう一段深く。しくみ・史料・論争まで踏み込みます。

四角い型がなくても、腸の壁の硬さの違いで角ができる

工場で四角い物を作るには、普通、四角い型や、四角い穴が必要です。ウォンバットの腸は、そのどちらも持っていません。持っているのは、場所によって硬さが違うという、硬さの分布です。

論文のモデルでは、腸の断面を、「硬い部分と柔らかい部分が交互に並んだ、ゴムのような輪」と考えました。この輪が、周りから何度も縮められます。

硬い部分は、力がすぐ伝わって、速く動く。
柔らかい部分の真ん中は、ゆっくりしか動かない。

この速い所と遅い所の差が、縮むたびに積み重なり、角として残っていきます。計算では、硬い部分が柔らかい部分の何倍硬いか（硬さの比）が大きいほど、形は四角に近づきました。

論文では、もう一つ「レイノルズ数」という数字も使っています。これは、動いている物がそのまま動き続けようとする勢い（慣性）と、粘りけでブレーキがかかる強さを比べた値です。

腸の中は、粘りけが強く、動きがすぐ止まる世界です。このように動きがすぐ止まることを、「減衰が大きい」といいます。論文は、そうした止まりやすい環境でも、角が生まれる道すじを示しました。また、レイノルズ数が高いほど形が四角くなることも、計算で確かめました。

論文は、この研究を使えるかもしれない分野として、物の製造、病気を調べる医学（臨床病理）、消化の健康を挙げています。ただし、どれも「使えるかもしれない」という段階です。実際に使われた例が示されたわけではありません。

「どうやって四角くなるか」と「なぜ四角いのか」は、別の問い

生物学では、ある性質について、2つの種類の問いを分けて考えます。

仕組みの問い：体の中で何が起きて、そうなるのか。
進化の問い：その性質があると、生き残ったり子孫を残したりするうえで、何が有利だったのか。

イグノーベル賞の受賞理由にも、「どのように」と「なぜ」が並んでいました。このうち、仕組みの問いには、3つの方法で答えが出ています。解剖、腸の壁を引っぱる試験、数理モデルです。

一方、進化の問いの答えは、まだ仮説です。「転がりにくいので目印になる」は、筋の通った説明です。でも、確かめるには、四角さの違ううんちを並べて比べる必要があります。転がりやすさや、仲間のウォンバットがどう反応するかを見るのです。

考え方としては、もう一つの可能性も残ります。うんちの形そのものには、役目がないという見方です。乾いたうんちと、硬さにムラのある腸。この組み合わせから、四角い形が「たまたま」できているだけかもしれません。

どちらが正しいかは、データがなければ決められません。「役に立ちそうだから、そのために進化したはずだ」と考えてしまうのは、生物の説明でよく起きる間違いです。

調べた腸は2頭分だけなので、細かい数字は変わるかもしれない

2018年の発表で調べた消化管は、2頭分でした。どちらも、交通事故のあと安楽死させた、野生の個体です。調べた数が少ない研究なので、細かい数字は今後変わるかもしれません。

実際に、立方体ができる区間は、2018年の発表では「腸の最後の8%」、2021年の論文では「最後の17%」と、数字が食い違っています。これも、測り方や個体によって、違いが出るためかもしれません。ただし、「角は腸の中で作られる」という結論は、両方の報告で一致しています。

研究者は、この知識を、野生のウォンバットの健康を見守るのにも使えると考えています。湿った条件では、うんちの四角さが弱まります。そのため、うんちの形を見れば、ウォンバットの体の水分の状態を知る手がかりになるかもしれない、というのです。

05まとめ

ウォンバットの四角いうんちは、おしりの穴で形が決まるのではありませんでした。腸の壁の硬さの違いと、時間をかけてうんちが乾くことで、腸の中で四角くなっていました。腸の壁の硬い部分は、柔らかい部分の約4倍の硬さがあります。

この研究は、2019年にイグノーベル賞を受けました。ただ、うんちが四角いと何の得があるのかは、まだ確かめられていません。オーストラリアの森で、岩の上にサイコロのようなうんちを見つけたら、思い出してください。その四角い形が何の役に立つのかは、研究者たちが今も調べている問いなのです。

人に話すなら、こう言おう

ウォンバットってサイコロみたいな四角いうんちをするんだよ。おしりの穴が四角いわけじゃなくて、腸の壁に硬い所と柔らかい所があって、それで角ができるんだって。

READ IN ENGLISH

英語で読む

The Wombat's Square Poop

CEFR A2228 words4択 5問全訳つき

0:00

英文をタップすると、その文の訳が出ます。

In Australia, you can sometimes find small brown cubes on rocks and logs.オーストラリアでは、岩や丸太の上に小さな茶色い立方体が見つかることがあります。 They look like dice, but they are poop.サイコロのように見えますが、じつはうんちです。 They come from the wombat, a marsupial that carries its baby in a pocket.落とし主はウォンバット。おなかの袋で子どもを運ぶ有袋類です。

How can a soft body make a cube?やわらかい体で、どうやって立方体を作れるのでしょう。 A wombat's bottom is not square, so the answer must be inside.ウォンバットのおしりは四角くないので、答えは体の中にあるはずです。 A scientist in Tasmania, Scott Carver, cut open a dead wombat.タスマニアの科学者スコット・カーヴァーは、死んだウォンバットを解剖しました。 He found square poop already inside its intestines, the long tube after the stomach.すると、胃の先に続く長い管である腸の中に、もう四角いうんちがあったのです。

He worked with Patricia Yang and David Hu in the United States.彼はアメリカのパトリシア・ヤンとデイヴィッド・フーと一緒に研究しました。 They put a long balloon inside the intestines and filled it with air.研究チームは腸の中に細長い風船を入れ、空気でふくらませました。 Some parts of the wall stretched a lot, but other parts did not.かべのある部分は大きくのびましたが、ほかの部分はあまりのびませんでした。 In 2021, they showed that some parts were about four times stiffer than others.2021年、チームはかべの一部がほかより約4倍硬いことを示しました。 When the intestines squeeze, the stiff parts move faster, and corners slowly form.腸がぎゅっと縮むと、硬い部分のほうが速く動き、少しずつ角ができていきます。 The poop also becomes dry, so it keeps its shape.うんちは乾いてもいくので、その形が保たれます。

In 2019, the team won an Ig Nobel Prize in physics.2019年、このチームはイグノーベル賞の物理学賞を受けました。 This prize goes to research that makes people laugh and then think.この賞は、人を笑わせ、そのあと考えさせる研究に贈られます。

But why are cubes good for wombats?では、四角いことはウォンバットにとって何がよいのでしょう。 Wombats leave their poop where other wombats can see it.ウォンバットは、ほかのウォンバットから見える場所にうんちを残します。 Many people think cubes do not roll away easily.四角いと転がり落ちにくいからだ、と考える人は多くいます。 But this is still only an idea.でも、これはまだ一つの考えにすぎません。 So if you see a tiny brown cube on a log, please do not pick it up!だから、丸太の上に小さな茶色い立方体を見つけても、拾わないでくださいね！

4択問題 Reading Quiz

Q1What is this story mainly about?

この話は主に何についてのものですか。
Q2When did the team win the Ig Nobel Prize?

チームがイグノーベル賞を受けたのはいつですか。
Q3Why do corners form on the poop?

うんちに角ができるのはなぜですか。
Q4In paragraph 3, the word "stiff" is closest in meaning to

第3段落の stiff という語に最も意味が近いのはどれですか。
Q5Which is true about the story?

この話の内容と合っているのはどれですか。

重要語 Key Words（タップで裏返る）

cube名詞

立方体
She cut the cheese into small cubes.
彼女はチーズを小さな角切りにした。
💡 ice cube（角氷）でおなじみ。形容詞は cubic（立方体の）。
marsupial名詞

有袋類（おなかの袋で子を育てる動物）
The kangaroo is a famous marsupial.
カンガルーは有名な有袋類だ。
💡 ラテン語の marsupium（袋）から。コアラやウォンバットも仲間。
intestine名詞

腸
Food moves slowly through the intestines.
食べ物は腸の中をゆっくり進む。
💡 ふつう複数形 intestines で使う。small intestine（小腸）、large intestine（大腸）。
stiff形容詞

硬い、曲がりにくい
My legs felt stiff after the long bus ride.
長いバスの旅のあと、足がこわばった。
💡 比較級は stiffer。a stiff neck（首のこり）もよく使う。
stretch動詞

のびる、のばす
Stretch your arms before you swim.
泳ぐ前に腕をのばしなさい。
💡 名詞でも使う。ストレッチ体操のストレッチ。
squeeze動詞

ぎゅっとしぼる、しめつける
He squeezed an orange to make juice.
彼はジュースを作るためにオレンジをしぼった。
💡 squeeze into ～で「～に無理やり入りこむ」。
prize名詞

賞
Our class won first prize in the contest.
私たちのクラスがコンテストで1等賞をとった。
💡 win a prize（賞をとる）の形でよく使う。price（値段）と混同しないこと。
roll動詞

転がる
The ball rolled down the hill.
ボールが坂を転がり落ちた。
💡 roll away（転がっていく）。名詞の roll は「巻いた物、ロールパン」。