カンガルーは速く跳ぶほど省エネ？腱のバネと「五本目の脚」の仕組み

カンガルーが速く跳んでも、エネルギー消費は速さに比例して増えるとは限りません。後ろ足の腱でエネルギーを回収する仕組みが、その一因と考えられています。ただし「疲れない動物」という意味ではありません。動画で紹介した跳躍の仕組みを、実験の条件と、ゆっくり歩くときの違いから見てみましょう。

着地で蓄え、次の跳躍で返す

着地すると、アキレス腱など後ろ足の腱に力が加わり、引き伸ばされます。腱はこのとき弾性エネルギーを蓄え、縮む際に返します。筋肉が毎回すべての仕事を新たに担う必要を減らす、バネのような働きです。AlexanderとVernonの1975年の研究も、高速ほど弾性エネルギーの利用が有効になると論じています。［1］

1973年の実験は何を測ったのか

DawsonとTaylorは、体重18キログラムと28キログラムの雌のアカカンガルー2頭を訓練し、トレッドミル上でマスクを使って酸素消費速度を測りました。気温は24度、各測定は5〜20分。小さい個体では時速7〜22キロ、秒速約2〜6メートルの跳躍で、単位時間あたりの酸素消費はわずかに低下しました。大きい個体では装置の長さが足りず、高速での測定を制限しています。［2］

つまり「速いほど省エネ」は、同じ距離を進むコストが下がるという意味で理解すると正確です。消費の速さがほぼ一定なら、同じ距離を短時間で移動するほど総消費は少なくなります。一方、筋肉の活動は必要で、この実験は疲労や最高速度までの効率を確かめたものではありません。比較対象の四足動物の値も、同時に走らせた結果ではなく、既存研究からの予測値でした。［2］

姿勢の変化もバネを働かせる？

2025年のeLife論文は、アカカンガルーとハイイロカンガルーの動作と床反力を、三次元の筋骨格モデルで解析しました。速さに伴う足首や足指の付け根の角度の変化が、足首を支える腱への負荷とエネルギー貯蔵を増やす可能性を示しています。ただし、姿勢変化が代謝コストをどれだけ下げたかを直接測った研究ではありません。腱の負荷増大は、特に大型個体では損傷リスクという制約にもなり得ると論じられています。［3］

ゆっくり歩くとき、尾は推進役になる

低速では、前足と尾で体を支えながら両後ろ足を前へ運ぶ「五足歩行」を使います。O’Connorらは2014年、5頭のアカカンガルーを力測定用の床の上で歩かせました。尾は、前後の脚を合わせたのと同程度の推進力を生み、体を動かす正の力学的仕事も担っていました。単なるつっかい棒ではありません。［4］

それでも五足歩行は省エネとはいえません。1973年の測定では、速度を上げると酸素消費も増え、同体重の四足動物の走行の予測値より高コストでした。跳躍の利点を、すべての動きに当てはめることはできません。［2］

袋の中だけではない子育て

アカカンガルーの雌は、子宮で発生を一時停止した胚、袋の中の子、袋を出ても授乳を受ける子という、異なる段階の子を同時に抱えることがあります。胚休眠は出産の時期を遅らせる仕組みで、袋の子を失った場合には、再交尾なしで次の出産へ進めます。［5］

さらに、隣り合う乳腺から年齢の違う子へ成分の異なる乳を同時に供給します。乳は固定の二種類というより、授乳段階に沿って変わります。乳の分析では成長に伴い脂肪濃度が増え、タンパク質濃度も上昇する傾向が確認されており、「年上向けはタンパク質が少ない」とは一括りにできません。［6］［7］

ロボットでは何が再現された？

FestoのBionicKangarooは、弾性ゴムバンドを人工の腱として使い、着地のエネルギーを次の跳躍へ回します。同社は、単に外見をヒントにしたのではなく、自然のカンガルーと同じ回収・貯蔵・再利用の仕組みを実装したと説明しています。これは開発元による技術説明であり、生物の代謝効率を裏付ける査読研究とは役割が異なります。［8］

アカカンガルーの基本情報

基本情報の出典：Australian Museum［9］。

まとめ

カンガルーの跳躍は、腱に蓄えたエネルギーを繰り返し使う移動です。その利点には速度や歩き方による条件があります。動画を見るときは、後ろ足の伸び縮みと、低速で地面を押す尾にも注目してみてください。

参考資料

［1］Alexander・Vernon（1975）、［2］Dawson・Taylor（1973）、［3］Thorntonら（2025）、［4］O’Connorら（2014）、［5］Perth Zoo、［6］Nicholasら（2001）、［7］Pooleら（1982）、［8］Festo公式資料、［9］Australian Museum。各節の番号から出典を確認できます。