脊索動物：特性、分類、生息地、繁殖 - 生物学 - 2025

脊索動物脊索、endostilo、咽頭溝、背側神経索とpostanal中空テール：シェア5つの不可欠な診断機能という（脊索動物門）は左右対称で動物の広範かつ多様な門です。

一部の種では、これらの特性の永続性は個体の生涯を通じて維持されません。一部の脊索動物では、生物が生まれる前でさえ、その特性は失われています。

気管支瘻細胞。出典：©Hans Hillewaert /

このグループのメンバーの構造計画は、左右対称、腸後軸、体腔、メタマーの存在および頭蓋化などの一部の無脊椎動物によって共有される場合があります。

多様性と種数の点で、脊索動物は節足動物、線虫、軟体動物に次ぐ第4位です。彼らは、非常に幅広い一連の生態学的ニッチを植民地化し、水生生物、陸生生物、飛行など、さまざまな生命形態に無数の適応特性をもたらしました。

脊索動物の起源は、進化生物学者の間で興味深い議論を巻き起こしています。分子生物学と胚の特徴により、このグループとデューテロストームの棘皮動物との関係が明らかになります。

脊索動物と脊椎動物の起源を説明するために、さまざまな仮説が提案されています。最も有名なものの1つはGarstang仮説で、ホヤの幼虫がpedomorphosisのプロセスを経て、幼い特徴を持つ性的に成熟した個体を生み出したと提唱しています。

グループの現在の代表者は、3つの異種系統にグループ化されています。アシディアと呼ばれる尾索類、および魚、両生類、爬虫類、哺乳類で構成された最大のグループである脊椎動物。

この最後のグループの中で、小さな家族の中で、私たちは自分自身、人間を見つけます。

特徴

脊索動物の3つのグループを評価するときの第一印象は、共通の特徴よりも違いが顕著であるということです。

一般的に、脊椎動物は主な特徴として、皮膚の下にある硬い内骨格を持っています。魚は水生ですが、グループの残りは陸生で、両方とも顎を食べます。

対照的に、残りのグループ-urochordatesおよびcephalochordates-は海に生息する動物であり、それらのどれも骨または軟骨の支持構造を所有していません。

安定性を維持するために、コラーゲンで構成された一連の棒状の構造を持っています。

摂食様式に関しては、それらはフィルターフィーダーであり、彼らの食物は水中に浮遊する粒子から成ります。粘液に似た物質を生成する装置を備えており、付着によって粒子を捕らえることができます。ただし、これらの違いは単なる表面的なものです。

脊索動物には体腔と呼ばれる液体で満たされた内部空洞があるという事実に加えて、脊索、咽頭裂、エンドスタイルまたは甲状腺、神経索および肛門後尾という5つの診断特性があります。以下でそれぞれについて詳しく説明します。

脊索

脊索または脊索は、中胚葉起源の棒状の構造です。門の名前はこの特徴に触発されました。

それはある程度まで柔軟であり、生物の全身の長さ全体に広がっています。発生学的に、それは内骨格の最初の構造です。筋肉のアンカーポイントとして機能します。

その最も重要な特性の1つは、短縮を受けずに曲がることができることです。これにより、一連の波の動きを作ることができます。これらの動きによって構造が崩壊することはありません-望遠鏡と同じように。

この特性は、空洞の内部にある流体のおかげで発生し、静水圧器官として機能します。

基礎群では、脊索は生物の生涯を通じて持続します。ほとんどの脊椎動物では、同様の機能を果たす脊柱に置き換えられます。

咽頭裂

文献では「咽頭貧血」とも呼ばれています。咽頭は、口のすぐ後にある消化管の部分に相当します。脊索動物では、この構造の壁に開口部または小さな穴ができました。原始的なグループでそれは食糧のために使用されます。

エラは一連の派生構造であるため、この機能をエラと混同しないようにすることが重要です。それらは生物が生まれるか卵から孵化する前の発達の非常に初期の段階で現れることができます。

Endostyleまたは甲状腺

内胚葉、または甲状腺に由来するその構造は、脊索動物にのみ見られます。咽頭腔の床にあります。エンドスタイルは原生動物とヤツメウナギの幼虫に見られます。

これらの初期のグループでは、エンドスタイルとクレフトが連携してフィルター給餌を促進します。

エンドスタイルを構成する特定の細胞はヨウ素を含むタンパク質を分泌する能力を持っています-ヤツメウナギや他の脊椎動物の甲状腺のそれと相同です。

神経脊髄

脊索動物は、身体の背部（消化管に対して）に神経索があり、その内部は中空です。脳の起源は、この索の前部の肥厚に起因する可能性があります。発生学的には、形成は脊索の上の外胚葉を通して起こります。

脊椎動物では、脊椎の神経弓が臍帯の保護構造として機能します。同様に、頭蓋骨は脳を保護します。

肛門の尻尾を投稿する

肛門後の尾は筋肉組織で構成されており、海綿動物の幼虫とナメクジウオの水中での移動に必要な運動性を提供します。尾は消化器系の後方にあるため、その唯一の機能は水生運動の改善に関連しています。

尾の効率は、フィンが生物の体に追加された後のグループで大幅に増加します。人間では、尾は小さな残骸としてのみ見つかります。尾骨と一連の非常に小さな椎骨です。しかし、多くの動物は、振れる尾を持っています。

ウロコルダ亜門

Tunicatesは、ホヤとして一般的に知られている亜門です。彼らは約1600種を含みます。これらの生物は、深海から海岸まで、海に広く分布している住民です。

「tunicate」という名前は、動物を囲む一種のチュニックに由来します。セルロースで構成されており、臓器や生体構造ではありません。

成人の代表者の大多数は、岩またはその他の基質に固定された完全に定着した生活様式を持っています。彼らは孤独であるか、コロニーにグループ化することができます。幼虫は、適切な表面が見つかるまで、海を自由に泳ぎ回ることができます。

成虫の形態は非常に改変されており、脊索動物の5つの診断特性のほとんどが悪化しています。対照的に、幼虫は小さなオタマジャクシを連想させる-脊索動物の5つの特性をすべて備えています。

受胎動物には3つのクラスがあります。ホヤ、アペンディキュリア、タリアセアです。最初のクラスには、最も一般的で多様な、最も研究されたメンバーがいます。一部の人は、邪魔されたときにサイフォンを介して水のジェットを撃つことができます。

亜門セファロコルダ

セファロコードは、長さが3〜7センチの小動物です。外観は半透明で横方向に圧縮されています。一般的な名前はamphioxです（以前は属として使用されていましたが、現在はBranchiostomaと呼ばれています）。

種の数で見ると、非常に小さな亜門である29の種があります。動物の小さな体では、脊索動物の5つの特徴が明らかになります。

体は次のように機能します。水は口から入ります。水は繊毛によって生成された電流のおかげで、咽頭の裂け目から流れ続けます。

このステップでは、食品として機能する粒子が、エンドスタイルからの粘液の分泌によって一緒に保持されます。繊毛は腸に食べ物を運び、飲み込まれます。

一見すると非常に単純な生物のようですが、その循環系は非常に複雑です。心臓はありませんが、魚と同じようなシステムで、このグループと同じように血液の通過を調整します。

神経系は神経索の周りに集中しています。神経のペアは、筋肉セグメントの各領域に現れます。

脊椎動物

脊椎動物は、形態と生息地の観点から、脊索動物の中で最も多様な動物のセットです。系列のすべてのメンバーは、ライフサイクルの少なくともいくつかの段階で、脊索動物の診断特性を持っています。さらに、次の機能を区別できます。

脊椎動物システムの特徴

軟骨または骨で作られた骨格は、脊柱（ミックスインを除く）と頭蓋骨で構成されています。筋肉システムに関しては、ジグザグのセグメントまたはミオマーがあり、動きを可能にします。消化器系は筋肉型で、現在肝臓と膵臓があります。

循環系は、すべての体の構造を通る血液の通過を調整する責任があります。この目的は、複数のチャンバーを備えた腹部の心臓と、動脈、静脈、毛細血管で構成される閉鎖系の存在により達成されます。

赤血球または赤血球は、酸素を輸送する色素としてヘモグロビンを持っていることで特徴付けられます-無脊椎動物では、緑と青の色調のさまざまな色素があります。

外皮は、外側部分にある表皮または外胚葉に由来する重層上皮と、中胚葉に由来する結合組織から形成された内部真皮の2つの部門に分かれています。脊椎動物は、この意味で一連のバリエーションを提示し、特に角、腺、鱗、羽、髪などを見つけます。

ほぼすべての性別が分かれており、それぞれの生殖腺が内容物を排泄腔または特殊な開口部に排出します。

分類と系統

脊索動物はどこにありますか？

出典：Arthur Tributino Menezes、Wikimedia Commons

脊索動物の系統を説明する前に、生命の木におけるこのグループの位置を知る必要があります。左右対称の動物には、2つの進化系統があります。一方にはプロストストーマがあり、もう一方にはデューテロストーマがあります。

歴史的に、2つのグループの区別は、基本的には胚の特性に基づいています。プロトストメイトでは、胚盤孔は口を生じ、分節はらせん状で体腔は分裂毛様体であり、一方、デュートストーマでは、肛門を生じ、分節状は放射状であり、体腔は腸腔性である。

同様に、現在の分子技術の適用により、両者の分離が確認され、さらにそれらを構成する個体間の関係が明らかになりました。

プロトストームには、軟体動物、環形動物、節足動物、その他の小さなグループが含まれます。この系統は2つのグループに分けられます：LophotrochozoaとEcdysozoa。2番目のグループであるデューテロストームには、棘皮動物、半鱗状動物、脊索動物が含まれます。

クラディストと伝統的な分類

Linnaean分類は、各分類群の分類を可能にする従来の方法を提供します。ただし、クラディストの観点からは、この従来の分類学校が課す要件を満たしていないため、現在認識されていない特定のグループがあります。

文献で最もよく知られている例は、AgnathaとReptiliaです。これらのグループは単系統ではないため、クラディストには受け入れられません。たとえば、爬虫類は、直近の共通の祖先のすべての子孫が含まれておらず、鳥を外側に置いているため、パラフィレティックです。

ただし、ほとんどのテキストや科学文献では、存在するさまざまな脊索動物のグループを参照するために、伝統的なリンネ語の分類が維持されています。動物学のサブフィールドを変更することは大きな課題であり、私たちが最もよく知っている範囲を維持します。

伝統的なグループ

この意味で、従来の区分は、Urochordata、Cephalochardata、Myxini、Petromyzontida、Chondrichthyes、Osteichthyes、Amphipia、Reptilia、AvesおよびMamaliaで構成されています。

最初の2つのグループ、urochordatesとcephalochordsは、原糸索動物とacraniatesとして知られています。

残りのすべてのグループは、VertebrataとCraniataに属しています。MyxiniとPetromyzontidaはAgnathaに属し、残りはGnathostomataに属します（この最後の分類では、下顎骨の有無が考慮されます）。

Tetrapodaには、両生類、爬虫類、鳥、哺乳類が含まれます。最後に、アムニ​​オタの代表は爬虫類、鳥、哺乳類です。一般に、これらのグループは、脊索動物門の伝統的な分類を構成します。

生息地

脊索動物はいくつかの異常な生息地を取り囲むことに成功しました。尿索動物と頭索動物は海洋環境に住んでいます。

一方、脊椎動物はより広い範囲を持っています。両生類-部分的に-爬虫類と哺乳類は地球環境に住んでいます。鳥やコウモリがなんとか空気を植民地化しました。一部の哺乳類、クジラ目は水に戻りました。

再生

Urochordatesは、最も幅広い繁殖パターンを持つ脊索動物です。これらの生物は有性生殖と無性生殖を示します。種は通常雌雄同体であり、受精は外部です。配偶子はサイフォンを通して出てきます。受精すると、新しい個体が幼虫に成長します。

Cephalochordatesには外部受精があり、性別が分かれています。したがって、男性と女性は海に配偶子を解放します。受精が起こると、幼虫型の尿索類と同様に幼虫が形成されます。

脊椎動物は、個人の増殖を可能にする一連の戦略により、主に性的に繁殖します。受精の両方のバリアントが存在します-内部および外部。

栄養と食事

脊索動物の2つの基本グループ-ホヤとセファロコルデート-の栄養は、海洋環境での浮遊粒子の捕捉を担当するろ過システムによって供給されます。

一方、ミックスインはスカベンジャーです。他の死んだ動物を食べます。対照的に、ヤツメウナギは外部寄生虫です。複雑な吸盤の口部を使用して、これらの動物は他の魚の体表面に付着することができます。

しかし、若年形態は、栄養価の高い有機性破片や微生物が豊富な泥を吸うことで餌を与えます。

グループの運命を決定づけた革新的な革新は、顎の出現でした。これらは、前頭部の発達パターンの修正として現れた。

この構造は、これらのダムによって消費される獲物の範囲を拡大することを可能にし、潜在的な獲物の捕獲においてはるかに効率的でした。

脊椎動物に関しては、そのメンバーの栄養習慣を一般化することは事実上不可能です。私たちは、とりわけ、肉食性、フィルター、吸血性、肉食性、草食性、食虫性、肉食性、肉食性、食虫性などから見つけます。

呼吸する

ホヤの呼吸は水の推進力によって起こります。これらにはサイフォンと呼ばれる構造があり、これを通過して鰓裂を通過できます。

頭索では、呼吸は同様の方法で発生します。これらの動物は、口から入り、房孔として知られている開口部から出る流れで水を常に循環させます。これと同じシステムが動物への給餌に使用されます。

脊椎動物では、呼吸システムははるかに多様です。水生生物、魚、およびその関連では、ガス交換のプロセスはエラを通して発生します。

対照的に、地形は肺を介してそうします。サンショウウオなどの一部の種は肺を欠き、皮膚のみを使用して交換を行います。

鳥は、移動に高価な手段である飛行というエネルギー需要に応えることができるように、適応的な変更を加えています。このシステムは非常に効果的であり、気嚢に接続された気管支で構成されています。

進化の起源

化石記録

記録で最初に発見された化石は、約5億3千万年前のカンブリア紀の時代のものです。

グループのメンバーのほとんどが主に骨のない骨組によって特徴付けられているという事実にもかかわらず、グループの祖先は柔らかであり、したがって、化石の記録は特に希少です。

これらの理由により、脊索動物の起源に関する情報は、現在の脊索動物からの解剖学的証拠と分子的証拠から得られます。

先祖の脊椎動物：主要な化石

古生代までさかのぼる化石のほとんどは、顎のない魚の形をした生物の一種であるオストラコーダームです。いくつかの傑出した化石は、頭部脊索を連想させる個人であるユナナノゾーンであり、ピカイアは、バージェス頁岩の有名な代表であり、長さ5センチ、テープ形です。

Haikouella lanceolataは、脊椎動物の起源を解明する過程で重要でした。この種の化石個体約300頭が知られており、今日の魚を連想させます。脊椎の徴候はありませんが、脊索動物のすべての特徴を持っています。

プロトストームまたはデューテロストーム？

脊索動物の進化的起源は、研究の焦点が生物群間の関係を確立することであったチャールズ・ダーウィンの時代以来、激しい議論の対象となっています。

最初に、動物学者は、原生動物の系統内で始まる脊索動物の可能な起源を推測しました。しかし、彼らが明らかに共有している特性が相同ではないことが明らかになったとき、このアイデアはすぐに破棄されました。

20世紀の初めに、動物の発達パターンの発見により、脊索動物および他の重水素化された動物との関係が明らかになりました。

ガルスタング仮説

生物進化の過程で、脊索動物は2つの別々の方法で進んだ-そのプロセスの非常に早い段階で。1つはホヤにつながり、もう1つは頭索類と脊椎動物につながりました。

1928年、イギリスの魚類学者であり詩人であるウォルターガルスタンは、異時性のプロセスを伴う非常に想像力豊かな仮説を提案しました。発達プロセスの共時性の変化です。

Garstangにとって、脊索動物の祖先は、幼虫の特徴を保持したこの幼虫のホヤに似た祖先の個体である可能性があります。この非常に前衛的なアイデアは、幼生ホヤが脊索動物の5つの診断特性を非常に目立つ方法で提示するという事実に基づいています。

仮説によれば、進化の決定的な瞬間に、幼虫は変態プロセスを完了できず、成虫の固着性動物に移動できませんでした。このようにして、生殖成熟を伴う仮想の幼虫が発生します。このイベントでは、自由に泳ぐことができる新しい動物のグループが現れます。

Garstangは、pedomorphosisという用語を使用して、成人の状態での少年の性格の保持を説明しました。この現象は、たとえば両生類など、現在のさまざまな動物グループで報告されています。

参考文献

1. Audesirk、T.、Audesirk、G.、&Byers、BE（2003）。生物学：地球上の生命。ピアソン教育。
2. キャンベル、NA（2001）。生物学：概念と関係。ピアソン教育。
3. CuestaLópez、A.&Padilla Alvarez、F.（2003）。応用動物学。Díazde Santosエディション。
4. Curtis、H。、およびBarnes、NS（1994）。生物学への招待。マクミラン。
5. Hickman、CP、Roberts、LS、Larson、A.、Ober、WC、&Garrison、C.（2001）。動物学の統合された原則。マグロー-ヒル。
6. Kardong、KV（2006）。脊椎動物：比較解剖学、機能、進化。マグローヒル。
7. Llosa、ZB（2003）。一般的な動物学。食べた。
8. パーカー、TJ、およびハスウェル、WA（1987）。動物学。脊索動物（Vol。2）。私は逆転した。
9. Randall、D.、Burggren、WW、Burggren、W.、French、K.、&Eckert、R.（2002）。エッカート動物生理学。マクミラン。