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コイ Scardinius erythrophthalmusぶくろまえしつひだり)と後室こうしつかれ、ウェーバー器官きかん連続れんぞくする

(ひょう、うきぶくろ、Swim bladder)は、硬骨魚こうこつぎょつ、気体きたいまったふくろじょう器官きかんである。気体きたい浮力ふりょくるほか、いくつかの補助ほじょてき機能きのうつ。四肢しし動物どうぶつはいあいどうである。

ぶくろ浮袋うきぶくろ(うきぶくろ)ともく。古語こごではふえ、うおのふえ、ほばらともんだ。

機能きのう

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さかなからだ周囲しゅういみずより密度みつどおおきく、なにもしなければ沈降ちんこうしてしまう。そこで、簡単かんたん浮力ふりょくるために鰾を発達はったつさせている。

鰾は伸縮しんしゅくせい風船ふうせんのような器官きかんで、ガスをめたりいたりして浮力ふりょく調節ちょうせつおこなう。

さまざまな鰾

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気道きどう有無うむ

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鰾は本来ほんらい消化しょうかかんから分岐ぶんきした器官きかんで、消化しょうかかんとは気道きどうつながったひらく鰾(ゆう気管きかん鰾)であった。しかし一部いちぶ魚類ぎょるいでは、気道きどううしな消化しょうかかんからはなれた閉鰾(気管きかん鰾)となっている。ひらき鰾魚では、水面すいめんかおして空気くうき直接ちょくせつ気管きかんから鰾にむが、閉鰾ぎょでは、鰾の周囲しゅういにあるもうからガスせんばれる細胞さいぼうかいしてガスをむ。

サケコイニシンウナギなどは、一生いっしょうつうじてひらく鰾である。いっぽう、ハダカイワシタラスズキなどは、ぎょのうちに気道きどううしない、閉鰾となる。ただしウナギは、ひらき鰾魚であるがガスせんつ。

聴覚ちょうかく補助ほじょする鰾

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鰾はガスをめるので、水中すいちゅうおと反響はんきょうさせることができる。このことを利用りようしたのがウェーバー器官きかん (Weberian apparatus) で、コイナマズ仲間なかまがこれをそなえている。ウェーバー器官きかんは、鰾に連絡れんらくした脊椎せきついこつ最前さいぜんの4つのほね構成こうせいされ、増幅ぞうふくされた振動しんどう内耳ないじつたえる。そのため、ウェーバー器官きかんをもつさかなほね鰾魚 (Ostariophysi) とばれ、聴覚ちょうかくすぐれている。

ニシン上目うわめは、鰾のぜんはし突起とっきじょうび、頭骨とうこつうち内耳ないじまでつながり聴力ちょうりょく補助ほじょしている。これを鰾耳連絡れんらく構造こうぞう (otophysic connection) とよぶ。

鰾での呼吸こきゅう

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原始げんしてきじょうひれるいであるポリプテルスガーアミア、およびにくひれるいハイギョでは、鰾ははいとしての機能きのううしなっておらず、これらの魚類ぎょるいえら呼吸こきゅうとはべつはい呼吸こきゅうもおこなう。そのためこれらの鰾ははいばれることもある(とくにハイギョの場合ばあい)。これらの鰾(はい)の気道きどう食道しょくどうはらがわつうじており、鰾ははらがわ(ポリプテルス)またはがわ(ガー、ハイギョ)に、ほとんどは左右さゆう1たいある(オーストラリアハイギョは1つ)。

これらにたいチョウザメほねるいじょうひれるいほかすべてのふくむ)は基本きほんてきに、呼吸こきゅう機能きのううしなった完全かんぜんな鰾をつ。これらの鰾の気道きどう食道しょくどうがわつうじている。鰾はがわにあり、また本来ほんらい1ついあった鰾が融合ゆうごうするか片方かたがたうしなわれ、1つになっている。

ただしほねるいでもカラシンErythrinusアロワナピラルクーなど一部いちぶ淡水魚たんすいぎょは鰾で呼吸こきゅうをする[1]

シーラカンスの鰾

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現生げんなまシーラカンスであるラティメリアは、脂肪しぼうたされた鰾をつ。ただしシーラカンスは、気体きたいたされた鰾をじょうひれるいよりもはいハイギョちかい。ラティメリアはシーラカンスのなかでは例外れいがい絶滅ぜつめつしたおおくのシーラカンスはハイギョのようなはいっていたとするせつもある。

鰾の進化しんか

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鰾は四肢しし動物どうぶつハイギョはいあいどう器官きかんである。ダーウィン時代じだいには、魚類ぎょるいより四肢しし動物どうぶつのほうが進化しんかてき生物せいぶつであるという理由りゆうから、鰾からはい進化しんかしたとおもわれていた。しかし、20世紀せいき後半こうはん硬骨こうこつるい進化しんか歴史れきしあきらかになるにつれ、ぎゃくに、原始げんしてき硬骨魚こうこつぎょるいはいち、一部いちぶ硬骨魚こうこつぎょるいはいが鰾に変化へんかしたことがあきらかになった。

脊椎動物せきついどうぶつ本来ほんらい海洋かいよう生物せいぶつだったが、淡水たんすいへと進出しんしゅつした系統けいとうから硬骨魚こうこつぎょるい誕生たんじょうし、初期しょき硬骨魚こうこつぎょるいは、溶存ようぞん酸素さんそりょう低下ていかしやすい淡水たんすい生活せいかつなか空気くうき呼吸こきゅう必要ひつようからはい発達はったつさせた。その水中すいちゅう生活せいかつとく適応てきおうした系統けいとうはいを鰾へとえたとかんがえられる。

完全かんぜんな鰾への進化しんかは、じょうひれるいのうちほねるいチョウザメのみこった。じょうひれるいであるポリプテルスガーアミアの鰾(はい)ははいとしての機能きのうのこし、はい呼吸こきゅうもおこなう。

じょうひれるい姉妹しまいぐんであるにくひれるいでは、はいがそのままたもたれた。ハイギョや、系統的けいとうてきには四肢しし動物どうぶつがそうである。ただし現生げんなまシーラカンスラティメリアは、はい脂肪しぼうたされた鰾となっている(絶滅ぜつめつしたシーラカンスについては不明ふめいである)。

はい魚類ぎょるいでは、からだめぐった血液けつえきはいでガス交換こうかんをしてから心臓しんぞうかえるため、心筋しんきんには十分じゅうぶん酸素さんそ供給きょうきゅうされる。しかしはいうしなった魚類ぎょるいでは、はいでのガス交換こうかんがないので、はげしい運動うんどうには心筋しんきん酸素さんそ不足ふそくとなり、持久じきゅうりょくける[2]。にもかかわらず現在げんざいはいわりに鰾を魚類ぎょるいのほうが地球ちきゅうたねすう個体こたいすうにおいて成功せいこうしているのは、海鳥うみどりなど飛翔ひしょうするさかなしょく動物どうぶつ[3]登場とうじょうにより、海面かいめんがって呼吸こきゅうすることが危険きけんになったためともされる[2]

× はいも鰾もない
はい呼吸こきゅうをする鰾(はい)
完全かんぜんな鰾
脂肪しぼうまった鰾(はい)
はい
あごこうるい

×軟骨なんこつ魚類ぎょるい

硬骨魚こうこつぎょるい
じょうひれるい

ポリプテルス

チョウザメ

ガー

アミア

ほねるい

にくひれるい

ハイギョ

現生げんなまシーラカンス

四肢しし動物どうぶつ

鰾のない魚類ぎょるい

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サメエイなどの軟骨なんこつ魚類ぎょるいは、硬骨魚こうこつぎょるいはい獲得かくとくするまえ分岐ぶんきしたので、はいも鰾もたない。軟骨なんこつ魚類ぎょるいは、肝臓かんぞう密度みつど0.86の脂質ししつであるスクアレン蓄積ちくせきすることで浮力ふりょくている。そのため、軟骨なんこつ魚類ぎょるい肝臓かんぞう巨大きょだいである。シロワニなどはくちつうじて消化しょうかかん空気くうきれることでも浮力ふりょくる。

ハイギョは、じょうひれるいはいを鰾に変化へんかさせるまえ分岐ぶんきしたので、はいつ。ただしこれは原始げんしてきじょうひれるいつ鰾(はい)と本質ほんしつてきおな器官きかんであり、鰾とばれることもある。

ほねるい祖先そせんてきに鰾をつが、一部いちぶのものはてきに鰾をうしなった。そこせいせいアイナメハゼカサゴるいおおく、カレイ成魚せいぎょ活発かっぱつ遊泳ゆうえいしないアンコウコバンザメたか水圧すいあつのため気体きたいでの浮力ふりょく調節ちょうせつ困難こんなん深海魚しんかいぎょおおくなどである。

その

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  • 淡水たんすいさんのカメがさかなえさにした場合ばあい内臓ないぞうからみちぎってべるため、その途中とちゅうで鰾がはなされ、単独たんどく水面すいめんがることがある。
  • 一部いちぶさかなの鰾は、アイシングラスばれるゼラチンの原料げんりょうになる。

出典しゅってん

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  1. ^ C. F. Phleger, B. S. Saunders (1978). “Swim-bladder surfactants of Amazon air-breathing fishes”. Canadian Journal of Zoology 56 (4): 946-952. doi:10.1139/z78-130. 
  2. ^ a b ガール・ジンマー水辺みずべきただい進化しんか早川書房はやかわしょぼう 2000ねん原書げんしょ 1998ねん
  3. ^ 中生代ちゅうせいだいにはつばさりゅうもこれにてはまる。