外気温の変化に応じて自身の体温も変化させ、免疫・代謝が活発になる至適体温(Preferred Body Temperature:PBT)を維持します。環境熱や適応行動などの外部ソースに依存していますが、その主要な方法は日光浴になります。池や沼で、水から上がって池のふちで甲羅を太陽に向けて一休みしている水ガメを見かけますが、これは太陽の光を浴びて体温を上げている日光浴ですが、甲羅干しとも呼ばれています。高温の環境ならびに体温が上昇したら、今度は下げることも自らできないため、涼しい日陰などに移動させて体温を下げたり、水分を節約することに努めます〔Kearney et al.2009,Sears et al.2015,Sears et al.2016〕。水ガメは池に潜って過剰な体温を下げてPBTを維持します。
内温性の動物では、外気温の変化に影響されず体温を一定に保つことができますが、体温を上げ過ぎないようにする方法は発汗です。汗をかくことによって水分が蒸発して熱が奪われることで体温を下げます。発汗以外にも体温が上がりすぎないようにする仕組みはいろいろあり、鳥肌や血管収縮、さらに、寒いときに体がブルブル震えるのも体温を維持するための仕組みです。外気温動物は外気温が下がる冬が近づくと、代謝を低下させて、活動も食欲もなくなります。つまり四季のある地域では、野生の両生類や爬虫類は冬眠という休眠手段をとることで越冬します。そのため飼育下の両生類と爬虫類には、最適な代謝、効果的な免疫機能、および生殖を可能にする種固有の温度範囲である至適温度範囲(Preferred Optimum Temperature Zone:POTZ)で飼育をすることが基本となります〔McBride et al.2004〕。外気温動物の全ての生理学的プロセスは、何らかの形で温度の影響を受け〔Bicego et al.2006,Zug et al.2001〕、体温を調節するために、日光浴をするだけでなく、姿勢や行動の変化を始めとする代謝熱産生に関わる行動的および生理学的メカニズムを備えています〔Zug et al.2001,Tattersall et al,2006〕。 外気温動物のメリットは、恒温動物に比べて食料不足に対する適応度が高いことが上げられます。恒温動物は餌によって体温を維持しており、食料不足になると消耗により衰弱します。しかし、食用不足の外気温動物は、自身の意思でエネルギー消費の少ない低体温に維持できれば、体温を維持するためのエネルギー消耗の必要がなく、動かなければエネルギー消費は抑えられますので、その結果食料不足でも長く生きられます。一方デメリットは、恒温動物に比べて寒い環境への適応度が低く、外気温が下がれば体温も下がります。体温が低いと活動できなくなり、凍死したり天敵に襲われたりする可能性が高くなります。
爬虫類や両生類が気温が下がる環境にいると、伝導率、皮膚の厚さ、血管運動反応により、その外温動物の体温はそれに応じて、通常はわずかな遅れで下がります〔.Brattstrom 1971〕。しかし、外温動物の体温調節の重要な要素は心血管系にあります。爬虫類は心拍数を増加させることで熱吸収率を高め、一方冷却時には心拍数を下げて体温を保つことができる種類がいます〔Kik et al.2005〕。体温に関係なく、加熱中の心拍数は冷却中よりも大幅に速く、心拍数ヒステリシスとして知られています〔 Franklin et al.2003〕。ラバーボア属(Charina sp.)のヘビは、加熱と冷却の速度を制御でき、冷却するよりも加熱する方が速いことがわかっています〔Zhang et al.2008〕。代謝による熱産生の最も優れた例はオサガメ〔James et al.2004〕、卵を抱卵しているメスのニシキヘビです〔Hutchison et al.1966〕。体温を気温よりかなり高く上げることができる他の例としては、アンデスの高地で研究されたヤマイグアナ属(Liolaemus)とヒキガエル(Bufo spinulosus)があります〔Pearson et al.1976〕。それ以外でも、ヒガシアゴヒゲトカゲ〔Brattstrom 1971〕、クロネズミヘビ〔Raske et al.2012〕、コーンスネーク〔Raske et al.2012〕、トウブハコガメ〔Raske et al.2012〕、アミメニシキヘビ〔Slip et al.1988〕でも報告され始め、給餌後には体温が上がるインドニシキヘビ〔Marcellini et al.1982〕やコーンスネーク〔Roark et al.2000〕も知られています。特にヒガシアゴヒゲトカゲは外温性から内温性への体温調節パターンの進化を示すモデルとみなされるようになりました〔Brattstrom 1971,Bartholomew et al.1963〕。
Bartholomew GA,Tucker VA.Control of changes in body temperature, metabolism,and circulation by the agamid lizard, Amphibolurus barbatus.Physiol.Zool36:199‐218.1963
Bicego K,Barros R,Branco L.Physiology of temperature regulation: comparativeaspects. Comp. Biochem.Physiol.A147:616‐639.2006
Brattstrom B.Social and thermoregulatory behavior of the bearded dragon,Amphibolurus barbatus.Copeia3:484‐497.1971
Franklin C,Seebacher F.The effect of heat transfer mode on heart rate responses and hysteresis during heating and cooling in the estuarine crocodile Crocodylus porosus.J Exp Biol206:1143‐1151.2003
HutchisonV,Dowling H,Vinegar A.Thermoregulation in a brooding female Indian python,Python molurus bivittatus.Science151:694‐695.1966
James M,Mrosovsky N.Body temperatures of leatherback turtles (Dermochelys coriacein) temperate waters off Nova Scotia,Canada.Can J Zool82:1302-1306.2004
Kearney M,Shine R,Porter WP.The potential for behavioral thermoregulation to buffer “cold-blooded” animals against climate warming.Proceedings of the National Academy of Sciences106:3835–3840.2009
Kik M,Mitchell M.Reptile cardiology: a review of anatomy and physiology,diagnostic approaches, and clinical disease.Semin Avian Exotic Pet Med14:52-60.2005
Marcellini D,Peters A.Preliminary observations on endogenous heat production after feeding in Python molurus.J Herpetol16:92‐95.1982
McBride M,Hernandez-Divers S.Nursing care of lizards.Vet Clin N Am Exotic Anim Pract7:375‐396.2004
Pearson O,Bradford D.Thermoregulation of lizards and toads at high altitudes in Peru.Copeia1:155-169.1976
Raske M et al.Body temperatures of selected amphibian and reptile species.J Zoo Wildl Med43(3):517-521.2012
Roark A,Dorcas M.Regional body temperature variation in corn snakes measured using temperature-sensitive passive integrated transponders.J Herpetol34:481‐485.2000
Sears MW,Angilletta MJ.Costs and benefits of thermoregulation revisited:both the heterogeneity and spatial structure of temperature drive energetic costs.The American Naturalist185,E94–E102.2015
Sears MW,Angilletta MJ,Schuler MS,Borchert J,Dilliplane KF,Stegman M,Rusch TW,Mitchell WA.Configuration of the thermal landscape determines thermoregulatory performance of ectotherms.Proceedings of the National Academy of Sciences113:10595‐10600.2016
Seebacher F,Franklin C.Physiological mechanisms of thermoregulation in reptiles: areview.J Comp Physiol.B175:533–541.2095
Slip D,Shine R.Thermoregulation of free-ranging diamond pythons,Morelia spilora (Serpentes, Boidae).Copeia4:984-995.1988
Zhang Y,Westfall M,Hermes K,Dorcas A.Physiological and behavioral control of heating and cooling rates in rubber boas, Charina bottae.J Therm Biol33:7‐11.2008
Zug G,Vitt L,Caldwell J.Herpetology:An Introductory Biology of Amphibians and Reptiles,2nd ed.Academic Press,San Diego,California.2001