人気ブログランキング |

晴れやかなる四十路へ!

「2心房1心室」を考える

地球最古の恐竜展のパンフレットを見ていたわけですが、
ワニ類と恐竜との違いやら、色々と記されてまして、
私の頭の中で、進化の過程の考察が暴走を始めました。

発端は心臓についてでして、人間の心臓は「2心房2心室」というのは既知でしたが、
外温性の動物(変温動物)は「2心房1心室」で、
内温性の動物(恒温動物)は「2心房2心室」と書いてありました。
ですから基本的に、爬虫類は「2心房1心室」、魚類にいたっては「1心房1心室」らしい。

さぁ・・・なぜでしょう?
その理由がパンフレットには記載されておらず、疑問が膨らんでしまったわけです。


より原始的な魚類では「1心房1心室」、心臓の役割としては、
ポンプ機能と血液の逆流がなければ良いわけで、至ってシンプル!
血液は、心臓からエラへ、
エラ呼吸で酸素をもらって、エラから各器官へ酸素を供給する。

「2心房1心室」となると、肺呼吸を行なっており、
心臓へ戻ってくる血管が、肺からとその他の各器官から2通りあって、
それを受け止める心房が2つあると言うこと。

「2心房2心室」は、その2つの心房から各血液を混ぜることなく、
より効率的に肺と各器官へ送り出す機能を持っているということ。

「1心房1心室」が原始的で、一番効率よく進化したものが「2心房2心室」らしいが、
どうして、外温性の動物が「2心房1心室」なのかという答えにはならない・・・。
せっかく肺で新しい酸素を得た血液(動脈血)を、
各器官で戻ってきた血液(静脈血)と、
なぜにひとつの心室で混ぜてしまうのか?それでは、非効率ではないのか?

単純に進化の途中なのでしょうか?
ちょっと調べてみると、爬虫類の中でもワニだけは「2心房2心室」らしいし・・・ね。

内温性の動物は、確かにより酸素を必要として、
「2心房2心室」へと循環機能を上げたのでしょう。


そして、さらに調べてみると、両生類や爬虫類の呼吸は、
肺呼吸だけではなく、皮膚呼吸をしていることに行き当たる。
皮膚呼吸の気体交換の割合は、なんと・・・全体の50%近くになることも!

なるほど・・・肺呼吸に頼りっきりではないので、
肺と(皮膚呼吸をも担う)身体へ、均等な血液を送り出す方が機能的ということらしい・・・。

さらには潜水時には、肺呼吸は行なってないらしいし・・・。

また、皮膚呼吸のその機能は、呼吸の吸気(酸素の取り入れ)の役割より、
呼気(二酸化炭素の排出)の役割の方に、秀でているらしく、
あまりキレイ過ぎる血液ばかりだと、
確かに皮膚呼吸の効果を充分に発揮できなくなってしまいますからね。


寄せ集めた知識から考察すると、
確かに皮膚呼吸をする両生類や爬虫類は「2心房1心室」の方が、都合が良いのでしょう。

循環器の違いから、呼吸器の違いへと考えられるのですが、
そこからさらに、皮膚の様相までの考察へと続きます。


環形動物のミミズなどは、この皮膚呼吸のみに依存する生物のようで、
また、両生類の皮膚と同様にヌルヌルな粘膜であるのも、
水分を多く含む液状の方が、より二酸化炭素を溶かしやすいためらしい。
皮膚呼吸にその多くを依存している生物は、概ね粘膜で覆われているようです。

二酸化炭素の排出という呼気の役割で考えれば、
エラ呼吸や肺呼吸を補完する意味でも、なかなか理にかなった機能だと思います。


話はそれますが、酸素を取り込む機能について考えると、
エラ呼吸は、肺呼吸よりも効率的らしいが、
液体に溶け込んでいる酸素を取り込まなくてはならず、
そもそも液体の溶けている酸素割合が低い。
肺呼吸は、取り込む効率が悪くても、
気体から酸素を取り込むことであり、吸気する大気に酸素の占める割合が多い。

言い換えれば、肺呼吸は、
植物によって、大気に酸素が増えたおかげで初めて可能になった呼吸方法というわけですな。


そして、皮膚の様相となると・・・ウロコや毛の存在も考えなくてはいけません。
中国で羽毛恐竜が発見されたのは少し前ですが、
爬虫類のウロコや羽毛恐竜への進化はどうであったか?


両生類は、その皮膚呼吸のため、
ウロコを剥ぎ落し、粘膜に・・・しかしながら、水辺に住まざるを得ず。
爬虫類は、ウロコを外的な衝撃を守るために硬くなってはいるが、
トサカや帆があるように、体温調整のために、
水辺が近い、日陰がある・・・など、その環境を選ばざるを得なかったのではないか?

現に、爬虫類は温暖な地域の生息を好み、寒冷な地域では生息しないらしいしね。


そこで、次に「毛」が発達した生物が出てくるのかぁ~・・・となる。

弱肉強食の世界で、捕食者から逃げるため、もしくは、生存競争に残るため、
寒冷な地域でも過ごせるように、「毛」を生やしていったわけで・・・!?

しかしながら、毛を生やすことは皮膚呼吸の効率を下げることになり、
肺呼吸の依存度が高くなり、
より高機能な「2心房2心室」と心臓を進化していったってことじゃなかろうか?


『小さい頃に「毛」は大事なところに生えている』・・・と、よく親から言われたけれど、
よくよく考えると、それは内温性の動物の保温機能を高めるための「毛」なんでしょうね。

股間・・・脇の下・・・そして頭頂部・・・
どこも血管が近くを通っている放熱しやすいところに、「毛」が生えて、
無駄なエネルギー損失を防いでいるってことなんでしょう。

環境変化の少ない地下に生息するハダカネズミは毛が退化しているし、
被服と食糧事情の良い現代人の体毛も、退化していると見て良いのかも・・・?

そういえば、水辺で生きる哺乳類も、「毛」が退化していますな。
カバやゾウなどは、むしろ爬虫類に近い体温調節で、
水浴びなどをしているってことかも知れん。

犬の腹部なんかも、地に伏せている間は放熱しにくいから、
結局、あまり毛が生えなかったんだろうね。


さらに「毛」は、「羽毛」から「羽根」へと進化していくのでしょうが、
鳥類の持つそれは、保温性と飛行に適した進化をしたのでしょう。

代謝の良い小さな生物ほど進化が起き易く、大きな生物ほど進化が遅い・・・
生物の寿命を考えた時に、私自身、なんとなくそう思っているわけですが、
最初に毛の生えた生物は当然に、
種族間の競争からは比較的弱い、小さな生物だったに違いないでしょう。

ベルクマンの法則によって、より寒冷な地域へと逃げた生物たちは、
その身体を大きくすることもあったでしょうが・・・ね。


そして、ティラノサウルスの祖先に当たるディロングが羽毛を持っていたとされ、
ティラノサウルスの幼体も、
毛が生えていたとする仮説がありますが、私はこれに懐疑的。

そもそも幼体の頃に毛があって、
成体になるにつれて、ウロコになるような生物がいるでしょうかね?

その進化によって、適したDNAをもつならば、
生れたてや幼体のころは未発達で毛が少ないことがあっても、
成体になるにつれて、より早くその環境に適する成長が行なわれるわけで、
複雑に変化することは、どうにも非効率で考えづらい。

老化によって毛が抜け落ちるのならば、理解はできるんですが、
現存の生物たちを見ても、
成長をするにしたがって、毛がすくなくなる生物って私の知識の中には見つからないんです。

ですから私は、成体がウロコ状であれば、幼体もウロコ状。
成体が羽毛であれば、幼体も羽毛に適した皮膚を持つと考えております。

現在の系統は、骨格を主としていますから、どこぞで近縁だったとしても、
短絡的に同じ皮膚の様相をしていたと結び付けてはいけないんじゃないでしょうか?


そして、捕食者である肉食性の動物に毛が生えていたってことになると、
それ以前に、被食者である草食性の動物にも、
その環境に適した毛が生えていたって、おかしくない・・・!?
当然に、毛の生えていた草食恐竜(≒動物)の化石もあるのかな?

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

まぁ、こんなことを考えて、大切な睡眠時間を削ってしまったわけですが、
改めて考えると、
「2心房1心室」は「1心房1心室」より効率的で、
「2心房2心室」は「2心房1心室」より効率的なのは理解できても、
「1心房1心室」と「2心房2心室」のどっちがより効率的なのかは、
理解できていないことに気づいてしまった。

単純に進化の過程でそうなっただけで、
肺呼吸だけに頼ったら、エラ呼吸だけに頼っていたのと変わらず、
仕組み的には「1心房1心室」でも良いような気がするのは、私だけでしょうか?
by ambitious-n700 | 2010-10-04 10:22 | その他 | Comments(1)
Commented by ambitious-n700 at 2018-09-21 14:01
~関連~
https://japan700.exblog.jp/28672710/
「はたらく細胞」~「2心房2心室」を考える
<< 秋の大_んどう会 撮れたよ・・・ジュピター! >>