What is a Reptile?
爬虫類は乾いた鱗状の皮膚と硬い骨の骨格を持つ脊椎動物のグループである。 爬虫類の例としては、カメ、トカゲ、ヘビ、ワニなどがあります(図5.21)。 現在、生物学者は鳥類を爬虫類の一種とみなしている。 爬虫類は多様な動物群であり、鳥類を除く1万種近くを含む。 彼らは、多種多様な環境に適応して生活している。 多くの種は陸上で生活しているが、淡水や海洋で生活している種も少なくない。 約2億5200万年前から6600万年前までの1億8600万年間、爬虫類は地球上の陸上動物として支配的であった。
Evidence of Common Ancestry and Diversity
すべての哺乳類と爬虫類(鳥を含む)の最後の共通祖先は約3億5000~3億年前に両生類から最初に進化しています(図5.22)。
現代の爬虫類は、カメ、トカゲ、ヘビ、ワニ、鳥という5つのグループに大別される。 鳥類は現在では広く爬虫類の一種とみなされていますが、鳥類では別に説明します。
カメ
カメ(Testudines目)は4足の爬虫類で、胸部を硬い骨の甲羅で覆われています。 甲羅は2つの部分からできている(図5.23)。 甲羅は2枚でできている(図5.23)。 甲羅の上側(背側)を甲羅、下側(腹側)を胸甲という。 カメの種類によって、食餌や生息地は大きく異なる。 植物、無脊椎動物、魚などを食べる。 多くのカメは、淡水域、汽水域、海洋域の水上生活に適応している(図5.23 B、C、D)。 また、いくつかのカメを含む他の種は、厳しい砂漠地帯でも生き延びることができる(図5.23 A)。
海亀は一つのグループ(chelonioidea上科;図5.24)を形成しています。 オサガメ(Dermochelys coriacea)は、体重700kg、全長2.2m(図5.24 D)に及ぶ現存する世界最大のカメの一種です。 ウミガメは寒冷な極域を除くすべての海域に生息している。
ヘビ
ヘビ(蛇亜目)は、細長い体を持つ無脚類の爬虫類(図 5.25 )である。 すべてのヘビは厳密には肉食性である。 他の爬虫類、鳥類、小型哺乳類、魚類、昆虫などを食べる。 ほとんどのヘビは陸生で、砂漠から熱帯雨林までの幅広い生息地に住んでいる。 しかし、一部の種は水中に適応している。 大型で悪名高いアナコンダ(Eunectes spp.)は、主に淡水の湿地や流れの緩やかな河川に生息している。
すべてのウミヘビ(ヒドロムシ亜科)はコブラやマンバなど他のいくつかの毒ヘビの種と共通の祖先を持つ。
進化発生生物学(非公式には「エボデボ」生物学として知られている)の研究から、ヘビは進化の過程で二次的に四肢を失ったことが指摘されています。 二次的損失とは、ある形質が進化的に祖先の状態に戻ってしまうことである。 脚のないヘビは、脚のあるトカゲのような祖先から進化したが、表面的にはウナギや魚のような以前の祖先に近いように見える。 ヘビは他の爬虫類グループよりもトカゲ(Squamata目)に最も近い。
トカゲ
トカゲ(Lacertilia亜目)は、ほとんどが4本の足を持つ爬虫類(図5.26)である。 トカゲのなかには、独自に進化して四肢のない体を持ち、表面的にはヘビに似ているグループもある。 トカゲの大きさは、体長16mmの小さなドワーフゲッコー(Sphaerodactylus ariasae)から、体長3mのコモドドラゴン(Varanus komodoensis)まで様々である。 南極大陸を除くすべての大陸に生息している。 他の脊椎動物のグループとは異なり、トカゲは主に小さな離島の植民地化に成功しています。
Crocodilians
Crocodilians (order Crocodilia) は大きな水生爬虫類で、鱗で厚い皮膚、長い尾、平たい頭部をもっています。 ワニやアリゲーター、カイマンなどがその例です(図5.27)。 ワニはいずれも捕食性の肉食動物で、主に魚類、軟体動物、甲殻類、鳥類、哺乳類などを捕食する。 海水ワニ(Crocodylus porosus、図5.27 B)は現生爬虫類で最も大きく、体長7メートル、体重1,200キログラムにもなる。 地球上には23種のワニが現存し、そのほとんどが暖かい熱帯気候に生息しています。
Extinct Reptiles
約2億5200~6600万年前の中生代に多くの大型爬虫類グループが地球の陸上や水中の生息地を支配していました。 図5.28に中生代の生命の例をいくつか示す。 これらの古代の爬虫類の中で最も馴染み深いのは恐竜であろう。 恐竜は陸生爬虫類の多様なグループであり、そのほとんどが大型である(図5.28 B)。 世界中の小学生は、ティラノサウルス・レックス、ステゴサウルス属、トリケラトプス属といった複雑な学名で恐竜を知る。 ほとんどの種は6600万年前の中生代の終わりに絶滅しましたが、現代まで生き残っている恐竜の一群が鳥類です。
pstrongFig. 5.28./strongnbsp;(strongB/strong) 恐竜emTyrannosaurus rex/emのレプリカ化石骨格/pbr /
中生代には古代の爬虫類も地球の空中を支配していた。 翼竜は、他の飛行動物(昆虫、鳥、そして後にはコウモリなど)から独立して飛行する能力を進化させた。 また、中生代の「爬虫類の時代」には、パドルのような付属肢を持ち泳ぐことに適応した大型捕食性海洋爬虫類のいくつかのグループが登場した。 魚竜は現代の大型イルカに似ている(図5.28 Dと図5.29 B)。 プレシオサウルスは4つの大きなヒレを持ち、広い平らな体と長い首を持っていた(図5.29 C)。 その他、モササウルス、ノトホサウルス、タラットサウルス、プラコドンなどが絶滅した海洋爬虫類の例である(図5.29)。 中生代に恐竜が地上環境を支配していたのに対し、これらの多様な海洋爬虫類は世界の海を支配していたのである。/(strongA/strong) emDracorex hogwartsia/em 恐竜骨格/pbr /
Marine Reptiles
海洋環境に適合した現存の爬虫類は約70種である。
すべての海洋爬虫類は空気を吸う必要があり、水中で長期間生存するための適応を進化させてきた。 オサガメ(Dermochelys coriacea)は、水中で2時間以上息を止めることができます。 また、海産爬虫類は体温を調節する必要があり、海岸や水面付近でひなたぼっこをするなどの行動がよく見られます。
現存するウミガメは、アオウミガメ(Chelonia mydas)、アカウミガメ(Caretta caretta)、ケンプリドリー(Lepidochelys kempii)、オリーブリドリー(Lepidochelys olivacea)、タイマイ(Eretmochelys imbricata)、ヒラメ(Natator depressus)、カワガメ(Dermochelys coriacea)の7種であります。 ダイヤモンドバックテラピン(Malaclemys terrapin)は汽水域で繁殖するが(図5.23 D)、上記の7種のウミガメのように海産とはみなされない。 ウミガメは寒冷な極域を除くすべての海域に生息している。 オサガメ(図5.24 D)は主に岸から離れた外洋に生息しているが、すべてのウミガメは産卵のために陸に戻らなければならない。 一般にクラゲ、海綿、甲殻類、海草、大型藻類を食べます。
ヒドロ虫亜科のコブラに近いウミヘビは62種います(図5.25 C、D)。
ウミイグアナ(Amblyrhynchus cristatus)は、現存する唯一のウミトカゲである(図5.26 D)。 この種は主に水中の大型藻類を食べ、ガラパゴス諸島にのみ生息している。
ワニのいくつかの種は汽水域に生息するが、本当に海産とみなされるものはない。 海水ワニ(Crocodylus porosus; 図5.25 B)とアメリカワニ(Crocodylus acutus)は共に海岸、河口、塩湿地、マングローブ湿地、海岸ラグーンに生息しているが、海に出ることはほとんどない。
構造と機能
すべての爬虫類は、肺を持つ呼吸器系、硬い骨の骨格(図5.29 D)、鱗に覆われた厚く乾燥した皮膚(図5.30)を持っています。 鱗に覆われた厚い皮膚は、両生類が乾燥した陸上で生き残るために進化的に有利に働いた。 爬虫類の鱗は、ケラチンという繊維状のタンパク質でできている。 ケラチンは角、爪、亀の甲羅、鳥の羽、哺乳類の毛にも含まれている。
両生類同様爬虫類も四足獣であり、四肢のうち一足は哺乳類である。 ほとんどの四肢動物が4本の手足を持つのに対し、ヘビや足のないトカゲは手足のない四肢動物の例である。 これらの種は二次的に四肢を失ったもので、最近の進化上の祖先には四肢があったことを意味する。 ヘビや足のないトカゲは、特定の生息地や条件下での生存に有利なように、細長い体型に進化したのである。 ウミガメをはじめ、魚竜やプレシオサウルスなどの古代の爬虫類は、水中を効率的に移動できるようにパドル状の手足を進化させた。 絶滅した翼竜(図5.28 C)や現代の鳥類は、翼状の前肢を進化させて飛行できるようにした。
Activity: ウミガメの同定
二項対立表を使って、ウミガメを種のレベルまで正しく同定してください。
適応
爬虫類はいくつかの適応を進化させて、恐竜が絶滅して哺乳類が台頭するまでの約2億5000万年間、地球上の陸上脊椎動物を支配する存在になった。 その中で最も重要なのは、羊膜卵の進化であろう。 両生類や魚類の卵とは異なり、爬虫類の産む卵は乾いた陸上での様々な環境に適応していたのである。 この羊水卵は、胚を保護する羊水嚢と殻に囲まれている。 図5.32は、羊膜卵の進化によって、両生類とは対照的に、爬虫類は乾燥した陸上のさまざまな環境で生き延びることができるようになったことを示している。 羊膜(羊水嚢)は水密性の液体で満たされた組織で、発達中の胚に栄養を与え、乾燥から守る。
爬虫類が陸上環境で繁栄できたもうひとつの重要な適応は、すべての爬虫類が持つ厚くてかさばった皮膚です(図 5.30)。 これにより、爬虫類は陸上環境だけでなく、最も乾燥した環境でも生き延びることができた。
エネルギーの獲得
生物は生きていくためにエネルギーを必要とする。 すべてのヘビとワニは、他の動物からエネルギーを獲得する捕食者である。 彼らの獲物の例としては、小型の爬虫類、鳥類、昆虫、魚類、小型の哺乳類などがあります。 ガラガラヘビ、毒蛇、ウミヘビなど、噛むと猛毒を出すヘビもいる。 ワニは一般的に待ち伏せ捕食者であり、浅瀬に隠れてから強力な噛みつきで獲物を驚かせる。 ほとんどのトカゲの種は、昆虫やクモなどの小さな無脊椎動物を食べる。 マリーナイグアナを含むイグアナは、植物を食べる。 ウミイグアナは長い尾で海底に潜り、大型の海藻を食べる。
成長・発達・生殖
ほとんどすべての爬虫類種は有性生殖によって子孫を残すことができる。 爬虫類のオスはメスの卵を体内で受精させる。 ほとんどの爬虫類は、外部に産み落とされた卵で子供を産みます。 この羊膜卵は通常、柔らかい革質の殻か、硬い保護殻を持っています。 すべてのウミガメは、砂浜に巣を掘るために陸に戻らなくてはならない。 ほとんどの種は、生まれたのと同じ海岸線に戻る。
pstrongFig. 5.33./strong メスのワニは、育児行動を示す数少ない爬虫類の一つである。 孵化したばかりのカエルが、長い尾を泳ぎ、手足がないオタマジャクシの幼生期で登場するのを思い出してください。 オタマジャクシはやがて変態し、カエルの成虫になる。 これに対して、孵化したばかりのウミガメは、形態が劇的に変化することなく、ただ成長して成体になる。
爬虫類では、鳥やワニを除いて、親の世話をする行動はまれである。 ワニのメスは、卵を食べる可能性のある捕食者から巣を守るだけでなく、子供を助ける(図5.33)。
行動
爬虫類は、他の生物と環境に反応してさまざまな行動を見せる。 爬虫類が行動を通じて達成する最も重要なことの1つは、内部の体温の調節である。
体温調節とは、生物内部の体温を調節する能力のことである。 適切な体温を維持することは、代謝、運動、および生体内の多くの細胞プロセスにとって重要である。 両生類や爬虫類はすべて外温性で、「冷血動物」であることを思い出してください。 外温性の動物は、体内で熱を発生させたり維持したりすることができません。 周囲の環境から熱を吸収する必要がある。 爬虫類は、夜明けに日向ぼっこをしたり、夕暮れに暖かい岩の上で休んだりして、体温を上昇させることがよくある。 また、地中や水中、日陰に隠れて体温を下げることもある。 また、皮膚の色を変えて体温を調節する爬虫類もいる。 両生類も爬虫類も行動で体温を調節しているのです。 一方、内温性の動物は、食べ物の消化による体内化学反応によって体温を維持することができる。 内温動物(温血動物)には、哺乳類や鳥類が含まれる。 現存する両生類、トカゲ、カメ、ヘビ、ワニなどはすべて外温動物である。 In Cold Blood
爬虫類のような外温性の生物が体温を調節するためにどのように行動を利用しているかを調査します。
Question Set: 爬虫類
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