骨格の空気圧
骨格の気孔とは、骨内に空気の空間が存在することです。これは通常、発達過程において、肺や鼻腔などの空気で満たされた空間から気孔（空気嚢）が骨を掘り出すことで生じます。気孔形成には個人差が大きく、通常は気孔が形成されない骨でも、病的な発達により気孔が形成されることがあります。
頭蓋内気密性
現生四肢動物の中でも、哺乳類、ワニ類、鳥類の頭蓋骨には空気化が見られます。また、恐竜や翼竜を含む絶滅した主竜類にも空気化が記録されています。空気空間には、副鼻腔や乳様突起細胞の一部が含まれます。
頭蓋後気密性
頭蓋骨以降の空気膜構造は、竜盤類恐竜[ 1 ]、翼竜、鳥類といった特定の主竜類グループに広く見られる。脊椎の空気膜構造は竜盤類恐竜に広く見られ、一部の獣脚類もかなり広範囲に空気膜構造を有し、例えばアエロステオン・リオコロラデンシスは腸骨、叉骨、腹骨に空気膜構造を有する[ 2 ]。多くの現生鳥類は広範囲に空気膜構造を有する。骨の空気膜構造は肺気嚢と繋がっている[ 3 ] 。
| 気嚢 | 憩室によって空気化された骨格部分 |
|---|---|
| 頸部気嚢 | 頸椎と前胸椎 |
| 腹部の気嚢 | 後胸椎、仙骨結合部、後肢 |
| 鎖骨間気嚢 | 胸骨、胸肋骨、烏口骨、鎖骨、肩甲骨、前肢 |
| 前胸部気嚢と後胸部気嚢 | - （憩室がない） |
しかし、その程度は種によって異なります。例えば、潜水鳥では空気骨はわずかですが、アビ類には空気骨が全くありません。[ 3 ] [ 4 ]
頭蓋後部の空気化は、主竜類以外では稀である。例としては、ホエザル（アルワッタ）の舌骨や、骨舌状魚類パントドンの背椎が挙げられる。[ 5 ]陸ガメの肺における背側憩室による、椎体と肋骨頭の軽度の空気化も記録されている。[ 5 ]さらに、ヒトの環椎にも病的な空気化が見られることが知られている。[ 6 ]
骨格の空気圧機能
骨格の空気圧の正確な機能は明確にはわかっていませんが、生物における骨格の空気圧の役割に関していくつかの仮説が立てられています。
体重を減らす
骨に侵入した空気憩室は骨髄を空気に置き換え、体重を減少させます。体重が減少すれば、翼竜や鳥類は飛行が容易になります。なぜなら、飛行に必要な筋力は同じでも、空中に浮かぶための質量が減るからです。[ 7 ]竜脚類の脊柱に空気を注入すれば、これらの生物の体重が軽減され、巨大な首を支え、動かすのが容易になります。[ 1 ]
骨格質量分布の変更
骨格の空気化により、動物は体内の骨格質量を再分配することができます。体格が同程度の鳥類（空気化）と哺乳類（空気化していない）の骨格質量はほぼ同じですが、鳥類の骨は哺乳類よりも密度が高いことが分かっています。これは、鳥類の骨の空気化が全体の質量に影響を与えるのではなく、体内の重量バランスを改善し、バランス感覚、敏捷性、飛行の容易さを向上させることを示唆しています。[ 8 ]
バランス
獣脚類では、頭部と首に空気圧が著しく高く、前腕が短縮しています。これにより、重心が重心からより遠ざかるのを防ぐことができます。重心の調整により、動物は回転慣性を低減し、敏捷性を向上させることができます。仙骨の空気圧により、重心はより腹側に移動し、安定性が向上します。[ 5 ]
高地への適応
スクリーマーは、骨を貫通して皮膚まで達する空気憩室を持つ、高度に空気化された鳥類です。スクリーマーは高高度を飛行するため、この鳥類の極端な空気化は、高高度飛行への適応を示唆しているという仮説が立てられています。[ 9 ]
参考文献
- ^ a b Wedel, Matthew J. (2005). 「竜脚類の頭蓋後部の骨格の空圧性と質量推定への影響」(PDF) . Curry Rogers, Kristina A.; Wilson, Jeffrey A. (編). 『竜脚類：進化と古生物学』 . バークレー: カリフォルニア大学出版局. pp. 201– 228. ISBN 978-0-520-24623-2。
- ^ Sereno, PC; Martinez, RN; Wilson, JA; Varricchio, DJ; Alcober, OA; Larsson, HC (2008年9月30日). 「アルゼンチン産の新種の捕食性恐竜における鳥類の胸郭内気嚢の証拠」 . PLOS One . 3 (9) e3303. Bibcode : 2008PLoSO...3.3303S . doi : 10.1371/journal.pone.0003303 . PMC 2553519. PMID 18825273 .
- ^ a b Wedel, Mathew J. (2003). 「脊椎の空気圧、気嚢、そして竜脚類恐竜の生理学」(PDF) . Paleobiology . 29 (2). Paleontological Society : 243– 255. doi : 10.1666/0094-8373(2003)029<0243:vpasat>2.0.co;2 . 2014年1月21日閲覧.
- ^ Schorger, AW (1947年9月). 「アビとオオハシヒワの深海潜水とそのメカニズム」(PDF) . The Wilson Bulletin . 59 (3). The Wilson Ornithological Society: 151– 159. 2014年1月21日閲覧。
- ^ a b c Farmer, CG (2006年11月). 「鳥類の気嚢の起源について」.呼吸生理学・神経生物学. 154 ( 1–2 ) : 89–106 . doi : 10.1016/j.resp.2006.04.014 . PMID 16787763. S2CID 45680102 .
- ^ Moreira, Bruno; Som, Peter M. (2010年7月). 「原因不明の広範な頭蓋底および環椎の気体化：コンピュータ断層撮影所見」JAMA Otolaryngology–Head & Neck Surgery . 136 (7): 731–3 . doi : 10.1001/archoto.2010.108 . PMID 20644073 .
- ^ベネット、クリストファー (2001). 「後期白亜紀の翼竜プテラノドンの骨学と機能形態学」. Palaeontographica Abteilung A : 1– 153. doi : 10.1127/pala/260/2001/1 . S2CID 90380603 .
- ^ Dumont, Elizabeth R. (2010-07-22). 「鳥類の骨密度と軽量骨格」 . Proceedings of the Royal Society of London B: Biological Sciences . 277 (1691): 2193– 2198. doi : 10.1098 / rspb.2010.0117 . ISSN 0962-8452 . PMC 2880151. PMID 20236981 .
- ^ Picasso, Mariana BJ; Mosto, Maria Clelia; Tozzi, Romina; Degrange, Federico J; Barbeito, Claudio G (2014). 「特異な関連性：ミナミオオカミ（Chauna torquata, Anseriformes）の皮膚と皮下憩室」Vertebrate Zoology . 64 (2): 245– 249.
