ガラスのカエル
両生類の科

ガラスのカエル
ルリラナ・スサタマイ
科学的分類 この分類を編集する
王国： 動物界
門: 脊索動物
クラス： 両生類
注文： アヌラ
亜目: 新気管支
スーパーファミリー: ヒラタムシ上科
家族： セントロレニダエ
テイラー, 1951
亜科
セントロレニダエ科の分布（黒色）

ガラスガエルは両生類の セントロレニダエ科 （無尾目）に属し、中央アメリカとコロンビアの熱帯雨林原産です。ほとんどのガラスガエルの一般的な背景色は主にライムグリーンですが、この科の一部の個体の腹部の皮膚は透明または半透明であるため、ガラスガエルという一般名が付けられています。心臓、肝臓、消化管などの内臓は、皮膚を通して見ることができます。活動しているときは血液によって内臓が見えます。眠っているときは、血液の大部分が肝臓に隠されているため、内臓は見えません。ガラスガエルは樹上性で、主に樹上で生活し、小さな昆虫を食べ、交尾期にのみ外に出ます。習慣的に緑の葉の上で眠るときは、その透明性により非常に効果的に身が隠れます。[1]しかし、気候変動と生息地の断片化により、この科の生存率が脅かされています。休息しているときは、ガラスガエルは赤血球のほとんどを肝臓に集中させるため、透明性が高まり、カモフラージュが向上します。[2]

分類学

セントロレニダエ科で最初に記載された種は、1872年にマルコス・ヒメネス・デ・ラ・エスパダによってエクアドル北東部で採集された標本に基づき命名された「巨大」なセントロレネ・ゲッコイデウム（ Centrolene geckoideum）である。その後、GA・ブーレンジャー、G・K・ノーブル、E・H・テイラーなど、様々な爬虫類学者によって数種が記載されたが、通常はアオガエル属（Hylella属またはHyla属）に分類された。

Centrolenidae 科は、 1945 年にEdward H. Taylorにより提唱されました。1950 年代から 1970 年代にかけて、ほとんどの種のガラスガエルは中央アメリカ、特にTaylor、Julia F.、Jay M. Savage が広範囲に研究したコスタリカとパナマで知られており、南アメリカに生息することが知られている種はごくわずかでした。1973 年に John D. Lynch と William E. Duellman は、エクアドル産のガラスガエルの大規模な改訂版を発表し、Centrolenidae の種の豊富さが特にアンデス山脈に集中していることを示しました。その後、Juan Rivero、Savage、William Duellman、John D. Lynch、Pedro Ruiz-Carranza、José Ayarzagüena などの著者による貢献により、特に中央アメリカ、ベネズエラ、コロンビア、エクアドル、ペルーで記載される分類群の数が増えました。

セントロレニダエ科の進化関係、生物地理学、形質進化については、Guayasamin et al. (2008 [3] ) によって議論されています。グラスフロッグは南米原産で、中央アメリカに何度も分散しました。形質進化は複雑で、上腕骨棘の複数回の獲得や喪失、手の水かきの減少、腹側の完全な透明化などが見られます。Santiago (2009) [4]によるグラスフロッグの進化と種分化に関する研究では、グラスフロッグのミトコンドリアDNAを比較することで、生態学的勾配と隔離がグラスフロッグの種分化と分岐に役割を果たしていることが示されています。グラスフロッグは、ギアナ楯状地から他の熱帯雨林へと分布を広げ、さらに多様化しました。彼らは、環境に適応して生き残れるように進化しました。

ガラスガエルの分類学的分類は問題を抱えてきた。1991年、種と分類学的特徴の大幅な改訂の後、爬虫両生類学者のペドロ・ルイス＝カランサとジョン・D・リンチは、分岐論の原理と単系統群の定義に基づいた、セントロレニダエ科の分類学的分類の提案を発表した。[5]この論文は、コロンビアのガラスガエルを扱った一連の論文の最初のものであり、この論文によって彼らは約50種のガラスガエルを記載することになった。セントロレネ属には成体の雄に上腕骨棘を持つ種を含めることが提案され、ヒアリノバトラキウム属には球根状肝臓を持つ種を含めることが提案された。[5]しかし、彼らは、上腕骨棘と球根状肝臓を欠いているというだけで定義されるコクラネラ属に、異質な種のグループを残した。 [5]コロンビアのガラスガエルに関する大規模な改訂版が出版されて以来、ベネズエラ、コスタリカ、エクアドル産のガラスガエルを扱った出版物がいくつか出版されている。

2006年に、外側の指の間に基部の水かきを持つ種（以前のCochranella ocellata種グループの一部） のためにNymphargus属が設立されました[6] 。

4つの属（Centrolene、Cochranella、Hyalinobatrachium、Nymphargus ）は多系統または側系統であることが示されており[3]、最近新しい分類が提案されています（以下を参照）。

分類

セントロレニダエ科は無尾類の系統群である。かつてはアマガエル科と近縁と考えられていたが、近年の系統学的研究[7]により、セントロレニダエ科（およびその姉妹種であるアロフリンダエ科）はレプトダクティルダエ科に近いとされている。

Centrolenidaeの単系統性は、形態学的および行動学的特徴によって裏付けられている。具体的には、1) 第3中手骨の内側に拡張した突起があること（一見独特な類縁関係）、2) 第1中手横筋に対して第3指円屈筋が腹側起源であること、3) 末端指骨がT字型であること、4) 外栄養性で流水性、穴掘り/掘り穴棲のオタマジャクシは、虫状の体と背側のC字型の眼を持ち、静水または流水系の葉の塊に埋もれて生活すること、5) 卵塊は水面外で、静水または流水系の上にある植物や岩の上に産み付けられることなどが挙げられる。いくつかの分子的類縁関係もこの系統の単系統性を支持している。[7]

セントロレニダエ科の分類は最近改訂され、現在2亜科12属に分かれています。[8]

属

迷彩

部分的に透明な皮膚と不透明な背中の進化上の利点は謎だった。なぜなら、カモフラージュとしては効果的ではないようだったからだ。カエルの体の色は、濃い葉や薄い葉に対してほとんど変化しないが、脚はより半透明になり、その結果明るさが変化することが判明した。半透明の脚で体を囲んで休むことで、カエルの縁は柔らかく見え、葉から脚へ、脚から体への明るさの勾配が小さくなり、輪郭が目立ちにくくなる。カエルの縁が周囲の相対的な明るさに合わせて柔らかくなるこのカモフラージュ現象は、エッジ拡散と呼ばれている。[9] 爬虫類学者はガラスガエルの透明性の長所と短所を研究し、透明性は、限られた色素による皮膚自体の通常の色の変化以上のものを提供することが立証された。不透明および半透明のカエルのコンピューター生成画像とゼラチンモデルを用いた実験では、半透明のカエルは視認性が低く、鳥に襲われる頻度も大幅に低いことがわかった。[10]カエルの写真は夜間と昼間に撮影されたが、昼夜を問わず葉の上にいるカエルはほとんど、あるいは全く見えなかった。2022年には、これらのカエルは肝臓内に濃縮された赤血球を隠す能力があり、脆弱なときには透明度を高めることがわかった。これはほとんどの動物（人間を含む）では大量の血液凝固を引き起こすが、ガラスガエルは血液凝固を起こすことなく赤血球の位置、密度、およびパッキングを調節することができる。この発見は、危険な血液凝固に関する医学的理解を深める可能性がある。[11] [1]

特徴

ガラスのカエルの群れ

ガラスガエルは一般的に小型で、体長は3～7.5cm（1.2～3.0インチ）です。体の大部分は薄緑色ですが、体の下面と脚の皮膚は透明[12]または半透明です[10] 。ガラスガエルの透明な皮膚は、内臓（体の主腔にある内臓）を外部から観察できるため、心臓の鼓動や動脈を流れる血液の循環など、カエルの内部活動を観察することができます。ガラスガエルの模様は種によって異なり、均一な緑色のものもあれば、卵の色を模倣した黄色から白までの斑点模様のものもいます[9] 。

指先が広がっており、木や低木のある森林の小川沿いの高台に生息できるため、木登りが可能である。[9]

グラスフロッグは、エゾウコガエル属の一部のアオガエルや、アマガエル科の一部のアマガエルと外見が似ています。しかし、アマガエル科のアマガエルの目は横を向いているのに対し、グラスフロッグの目は前を向いています。

ガラスガエル科（Centrolenidae）に属する2種、Centrolenella fleischmanni（現在はHyalinobatrachium fleischmanni）とC. prosoblepon、そしてアマガエル亜科（Phyllomedusinae）に属するAgalychnis moreletiiとPachymedusa dacnicolorは、赤外線カラー写真で観察すると近赤外線（700～900ナノメートル）を反射することが確認されている。赤外線反射率は、これらの樹上性カエルにとって、体温調節と赤外線による隠蔽体色の両方において適応上の利点となっている可能性がある。 [13]ペルーで発見された絶滅危惧種のガラスガエルをN. mixomaculatus種と比較したところ、上腕骨棘がなく、第2指と第3指の間に水かきがなく、第1指が第2指より短く、鋤骨歯がなく、尺骨と足根骨の結節やひだがなく、内臓腹膜や肝腹膜に白色色素がなく、色彩と斑点が異なっていた。

ライフサイクル

グラスフロッグのライフサイクルは、小川に張り出した葉の上でオスとメスが交尾することから始まります。その後、メスが卵を産み、オスがそれを守ります。葉が小川に落ちると、卵は10日から20日ほどで孵化し、多くの場合、大雨の時期に孵化します。その後、卵は水中や川岸で変態し、最終的に成体となり、小川近くの陸生環境に戻ります。

交尾

交尾は、湖畔や小川の葉の裏側または表側に止まっているオスの鳴き声によって始まります。メスがオスの鳴き声に反応すると、葉の上で交尾が始まります。この交尾では、オスはメスの腕を包み込み、背中に密着する「抱擁体位」をとります。この交尾が終了すると、メスは葉の上に産卵してから去り、オスは産み落としたばかりの卵を捕食者から守ることになります。[9]

セントロレニダエ科は長期にわたる子育てを行う種で、オスは産卵後数日間、卵巣を守ります。オスが幼生を世話する時間は、雨量や風といった環境要因にも左右されます。産卵後のメスの子育ては、ほとんどの場合、体調によって決まります。メスが自力で生活できるかどうかが、産卵後どれくらい卵巣のそばに留まるかを決定します。オスは時折、同じ葉にいる他のメスを呼び寄せて交尾し、発育段階の異なる複数の卵巣を守ります。

オタマジャクシ

オタマジャクシ（カエルの水生幼生）は孵化すると、葉の上の元の場所から水中に落ちます。水中で生活するオタマジャクシは、落ち葉や川辺の堆積物を食べて変態し、子カエルになります。[9]

保全

捕食者

オタマジャクシ段階のガラスガエルの主な捕食者は「カエルバエ」であり、カエルの卵の中に卵を産みつけ、孵化後、ウジ虫がガラスガエルの胎児を食べる。[9]

捕食を避けるための行動は、種や状況によって異なります。Hyalinobatrachium iaspidienseは、捕食を避けるために体を平らに伸ばす姿勢をとっていました。カエルを驚かせると、カエルは体を支えて座り込みました。別のオスのH. iaspidienseは、卵を守るために、四肢を伸ばして葉から体を浮かせる姿勢をとっていました。

生息地の喪失

捕食に加え、生息地の喪失によってもグラスフロッグの個体数は減少しています。グラスフロッグの自然生息地である南米では、森林伐採が進んでいます。その結果、樹木被覆が減少し、グラスフロッグの行き場が失われています。さらに、森林伐採は地域の気候パターンの変化にもつながる可能性があります。そのため、研究者たちはグラスフロッグを「絶滅危惧」ではなく「深刻な絶滅危惧」に分類することを提案しています。[14]

保護

すべてのガラスガエルは絶滅のおそれのある野生動植物の種の国際取引に関する条約（CITES）によって保護されており、国際取引（部品や派生品を含む）はCITESの許可制度によって規制されています。[15]

分布

セントロレニダエ科は多様な科で、メキシコ南部からパナマまで、またアンデス山脈を通ってベネズエラとトバゴ島からボリビアまで分布しており、一部の種はアマゾン川とオリノコ川の流域、ギアナ楯状地、ブラジル南東部、アルゼンチン北部にも生息している。

彼らにとって最大の脅威は、森林伐採、外来種、汚染、生息地の喪失、そして違法なペット取引です。これらの多くの脅威が、この種の個体数の減少につながっています。

生物学

ガラスガエルは主に樹上性で、繁殖期には河川沿いに生息します。特に中南米の山岳雲霧林では多様性に富んでいますが、一部の種はアマゾンやチョコアンの 熱帯雨林、半落葉樹林にも生息しています。

Hyalinobatrachium v​​alerioiガラスガエルは肉食性で、主にコオロギ、蛾、ハエ、クモ、その他の小型のカエルなどの小型昆虫を食べます。 [16]

卵は通常、渓流や小川、小さな川の流水にかかる木や低木の葉に産み付けられる。ある種は、滝の近くの石の上に卵を産む。葉への産卵方法は種によって異なる。オスは通常、卵巣に近い葉から鳴く。これらの卵は、水中に産み付けられた卵よりも捕食者の被害を受けにくいが、一部のハエの種の寄生ウジの影響を受ける。 [12]一部のガラスガエルは親としての愛情を示す。多くの種では、メスのガラスガエルは受精した卵が夜間に抱卵し、これにより卵の生存率が向上する一方、約3分の1の種では、オスのガラスガエルははるかに長い期間警戒する。孵化後、オタマジャクシは下の水中に落ちていく。[17]オタマジャクシは細長く、力強い尾と低いひれを持ち、流れの速い水に適している。[12]繁殖期以外では、一部の種は樹冠内で生活します。

両生類の大部分は皮膚呼吸、つまり皮膚を通して呼吸します。皮膚の重要性から、両生類は皮膚を通過する物質に対して非常に敏感です。角質層は皮膚の主要なバリアであり、哺乳類や鳥類などの他の種よりもはるかに薄いためです。水や雨に含まれる化学物質や高濃度の元素は、カエルの健康、ひいては生命を脅かす可能性があります。

参考文献

  1. ^ ab ラナード、ジョージナ (2022年12月23日). 「科学者ら、ガラスガエルが透明になる秘密を発見」BBCニュース.この情報源には、緑の葉の上で眠る、ほとんど目に見えないカエルの写真が掲載されています。
  2. ^ Taboada, C. (2022). 「グラスフロッグは肝臓に血液を隠し、透明性を維持する」. Science . 378 : 1315–1320 . doi :10.1126/science.abl6620. PMC 9984244 . 
  3. ^ ab Guayasamin, JM; Castroviejo-Fisher, S.; Ayarzaguena, J.; Trueb, L.; Vilá, C. (2008). 「ミトコンドリア遺伝子と核遺伝子に基づくガラスガエル（Centrolenidae）の系統関係」. Molecular Phylogenetics and Evolution . 48 (2): 574– 595. doi :10.1016/j.ympev.2008.04.012. PMID  18515151.
  4. ^ Castroviejo-Fisher, S. (2009). 種の限界とガラスガエルの進化史. ウプサラ大学理工学部学位論文デジタル要約集 642. 55頁.
  5. ^ abc ルイス＝カランサ首相とJDリンチ。 1991. コロンビア セントロレニダエ I: ジェネリック医薬品の発行。ロザニア、57、1-30。
  6. ^ Cisneros-Heredia, DF; McDiarmid, RW (2006). 「エクアドル産セントロレン属（両生類：無尾目：セントロレン科）の新種とグラスフロッグの分類学および生物地理学に関するコメント」Zootaxa . 1244 : 1– 32. ISSN  1175-5334. 2011年7月21日時点のオリジナルよりアーカイブ。要旨のPDF。
  7. ^ ab Frost, DR; Grant, T.; Faivovich, JN; Bain, RH; Haas, A.; Haddad, CLFB; De Sá, RO; Channing, A.; Wilkinson, M.; Donnellan, SC; Raxworthy, CJ; Campbell, JA; Blotto, BL; Moler, P.; Drewes, RC; Nussbaum, RA; Lynch, JD; Green, DM; Wheeler, WC (2006). 「両生類の生命樹」アメリカ自然史博物館紀要. 297 : 1– 291. doi : 10.1206/0003-0090(2006)297[0001:TATOL]2.0.CO;2 . hdl :2246/5781. S2CID  86140137。
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  9. ^ abcdef Zug, George R. (2022年3月31日). 「ガラスの蛙」.ブリタニカ百科事典.
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  12. ^ abc ツヴァイフェル, ロバート・G. (1998). コガー, HG; ツヴァイフェル, RG (編).爬虫類・両生類百科事典. サンディエゴ: アカデミック・プレス. pp.  94– 95. ISBN 0-12-178560-2。
  13. ^ Schwalm, P.; Starrett, P.; McDiarmid, R. (1977). 「葉に座る熱帯性カエルの赤外線反射率」. Science . 196 (4295): 1225– 1227. Bibcode :1977Sci...196.1225S. doi :10.1126/science.860137. PMID  860137.
  14. ^ シスネロス・エレディア、ディエゴ F.;デリア、ジェシー。ヤネス・ムニョス、マリオ・H.オルテガ・アンドラーデ、H. マウリシオ (2010 年 1 月)。 「エクアドル固有のグラスフロッグコクラネラ・マシェは、生息地の喪失により絶滅の危機に瀕している。」オリックス。44 (1): 114–117。土井:10.1017/S0030605309990640。ISSN  1365-3008。
  15. ^ “付録 | CITES”. cites.org . 2023年3月1日閲覧。
  16. ^ “アミメガラスガエル Hyalinobatrachium v​​alerioi”. マディソン、ウィスコンシン州：ヘンリー・ビラス動物園. 2020年4月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2020年8月30日閲覧。
  17. ^ ベンダー、エリック (2017年5月9日). 「（一部の）カエルは私たちが思っていたよりも良い親だ」ボストン大学.
  • クビッキ、ブライアン著『ラナス・デ・ヴィドリオ ― コスタリカ ― ガラスの蛙』（2007年）。スペイン語・英語。ISBN 9968-927-25-2..
  • Barnet et al. (2020).ガラスガエルにおける不完全な透明性とカモフラージュ. PNAS. 117, 23. doi :10.1073/pnas.1919417117
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  • 動物多様性ウェブにおけるセントロレニダエ科
  • Centrolenidae en InfoNatura Archived 2012-04-09 at the Wayback Machine
  • ナショナルジオグラフィックのフライシュマンのガラスガエル ウェイバックマシンで2007年10月28日にアーカイブ
  • 様々なカエルの種類
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