空気呼吸する魚たち－３
今回は湿った環境なら1年以上も空気呼吸して生存可能という驚きのポリプテルスです。
ポリプテルスは、約4億年前のデボン紀に条鰭類が現在の魚類・陸生四肢動物へと適応放散を開始する前に派生したと考えられています。
ポリプテルスとは「多くのヒレ」という意味で小さく分かれた背びれが尾まで連なっています。稚魚には両生類の幼生のように1対の外鰓があり成長すると消失し、魚類と両生類に進化する分岐点にある動物と考えられています。
ハイギョや初期の陸生4足動物と同様に、頭の上に大きな対の開口部（気門）を持っていて、そこを通して空気を吸い込んで肺呼吸をしている。
まず、頭部を水面上に出して、気門弁を開き、胴体を膨らませると空気が肺に吸入される。その間、頬咽頭腔も拡張して空気を溜めて、気門弁を密封してから頬腔を縮めるとそこの空気が更に肺へ補充される。
息を吐くときは、肺からのガスが広がった頬咽頭腔に移動すると呼気はエラのすき間から出始め、頬咽頭腔が縮むにつれて完全に排出される。
こうして、呼吸の最大93％を気門の呼吸が占め、ほとんどエラを使っていません。
カナダのマギール大学では、このポリプテルスを使って魚が陸上動物へと進化する過程の変化を研究しました。
ほぼ1年間陸上でポリプテルスを飼育したところ、幼魚が成長する間に解剖学的および行動的に大きな変化を示しました。胸の骨格とそれを支える支持が強くなって、歩行中に頭蓋骨を持ち上げて頭/首の動きが大きくなるという変化が起きたとのことです。
その結果、胸ヒレを体に近づけ、頭を高く上げて、ヒレが滑らないようにして効果的に歩きました。
魚が最初にヒレを持って陸地を歩いたときに起こった可能性も反映していると推測されています。
下記のURLで歩行する動画を見ることができます。
https://www.youtube.com/watch?v=mKxRe0hAQmg&t=8s
この動画を見ると、胸びれを腕のように使う両生類のイモリや、は虫類の蛇がくねって移動するようにも見えます。
初めて陸に上がった動物は、敵のいない新天地の湿地帯をこの様に進んでいたのでしょうか。
参考文献
１．Canada McGill Univ
https://www.mcgill.ca/newsroom/channels/news/walking-fish-reveal-how-our-ancestors-evolved-land-238477
２．Graham JB Nature communications Published 23 Jan 2014
３．Ishimatsu A Aqua-BioScience Monographs, Vol. 5, No. 1, pp. 1–28 (2012)
４．Wikipedia：ポリプテルス
今回は湿った環境なら1年以上も空気呼吸して生存可能という驚きのポリプテルスです。
ポリプテルスは、約4億年前のデボン紀に条鰭類が現在の魚類・陸生四肢動物へと適応放散を開始する前に派生したと考えられています。
ポリプテルスとは「多くのヒレ」という意味で小さく分かれた背びれが尾まで連なっています。稚魚には両生類の幼生のように1対の外鰓があり成長すると消失し、魚類と両生類に進化する分岐点にある動物と考えられています。
ハイギョや初期の陸生4足動物と同様に、頭の上に大きな対の開口部（気門）を持っていて、そこを通して空気を吸い込んで肺呼吸をしている。
まず、頭部を水面上に出して、気門弁を開き、胴体を膨らませると空気が肺に吸入される。その間、頬咽頭腔も拡張して空気を溜めて、気門弁を密封してから頬腔を縮めるとそこの空気が更に肺へ補充される。
息を吐くときは、肺からのガスが広がった頬咽頭腔に移動すると呼気はエラのすき間から出始め、頬咽頭腔が縮むにつれて完全に排出される。
こうして、呼吸の最大93％を気門の呼吸が占め、ほとんどエラを使っていません。
カナダのマギール大学では、このポリプテルスを使って魚が陸上動物へと進化する過程の変化を研究しました。
ほぼ1年間陸上でポリプテルスを飼育したところ、幼魚が成長する間に解剖学的および行動的に大きな変化を示しました。胸の骨格とそれを支える支持が強くなって、歩行中に頭蓋骨を持ち上げて頭/首の動きが大きくなるという変化が起きたとのことです。
その結果、胸ヒレを体に近づけ、頭を高く上げて、ヒレが滑らないようにして効果的に歩きました。
魚が最初にヒレを持って陸地を歩いたときに起こった可能性も反映していると推測されています。
下記のURLで歩行する動画を見ることができます。
https://www.youtube.com/watch?v=mKxRe0hAQmg&t=8s
この動画を見ると、胸びれを腕のように使う両生類のイモリや、は虫類の蛇がくねって移動するようにも見えます。
初めて陸に上がった動物は、敵のいない新天地の湿地帯をこの様に進んでいたのでしょうか。
参考文献
１．Canada McGill Univ
https://www.mcgill.ca/newsroom/channels/news/walking-fish-reveal-how-our-ancestors-evolved-land-238477
２．Graham JB Nature communications Published 23 Jan 2014
３．Ishimatsu A Aqua-BioScience Monographs, Vol. 5, No. 1, pp. 1–28 (2012)
４．Wikipedia：ポリプテルス
