コノドントの摂食装置

コノドント摂食装置は、コノドント動物の口の表面を覆う、一連の「歯」に似た、リン酸ミネラル化要素の集合体です。

コノドントは小型（約 3 cm）で顎がなく、表面はウナギに似た動物で、脊椎動物の分岐初期に分岐した動物群です。「コノドント要素」とは、食物の消費に使われると考えられる鉱物化構造の 1 つを指します。これは歯に相当するものですが、厳密には実際の歯ではない可能性があります。これらの要素が一緒になってコノドントの摂食装置を形成します。ヌタウナギとヤツメウナギ（顎のない魚）という注目すべき例外を除けば、この体型は一般的ではありません。現存する脊椎動物および化石脊椎動物のほぼすべてが、食物を消費するために顎を使用しますが、コノドント動物には顎がありません。

コノドントの摂食装置は、重要な進化上の課題である「食物をどのように獲得するか」に対する珍しい解決策を示しています。^[1]

長い間、これらのコノドント要素の機能と配置は謎に包まれていた。なぜなら、動物全体が軟体で、唯一の例外は鉱化要素だったからである。コノドント動物が死ぬと、軟組織は分解し、個々のコノドント要素は分離する。しかし、例外的に保存状態が良ければ、コノドント要素は関節の状態で回収されることがある。^[2]これらの希少な標本を詳細に観察することで、ブリッグスら(1983) ^[3]は、初めて、コノドント要素が生きていたときと同じ配置で形成された複合体の解剖学を研究することができた。他の研究者は、この最初の説明を改訂し、再解釈し続けている。^{[4] [5] [6]}

これらの構造を摂食に利用することについては、能動捕食と濾過摂食という 2 つの異なる仮説があります。

要素の配置は、最初にブリッグスら（1983）によって極めて保存状態の良い分類群から再構築されましたが、 ^[3]緩く連結されたコノドント要素は1971年にすでに報告されています。^[7]コノドント要素は動物の口腔領域内で発見され、形状に基づいて3つの異なるグループに編成されています。これらの形状のグループは、S要素、M要素、およびP 要素と呼ばれています。

S要素とM 要素は枝状で細長く、櫛のような構造です。^[4]個々の要素には、その上面に沿って正中線に沿って走る多数の尖頭が 1 列に並んでいます。これらのコノドント要素約 10 個が動物の口腔前面に向かって配置され、連結した尖頭のバスケットを形成します。尖頭は動物の頭部に向かって外側を向いていることもあれば、尾の方向を向いていることもあります。^{[6]存在する}S要素とM要素の数 とそれらが向いている方向は、分類群によって異なる場合があります。M要素は通常、対称的な馬蹄形の つるはしのような形状を形成します。^[3] S 要素はさらに 3 つのサブタイプに分類されます。

• S _a要素- 不対対称枝状構造
• S _b要素- 対になった非対称構造
• S _c要素- 高度に非対称な二羽根状の構造

P要素では 、櫛歯状の尖頭の列が要素の上部に向かって広く平らなまたは隆起したプラットフォームに移行します。^[3]プラットフォームと尖頭は構造の片側に沿ってのみ見られます。個々の要素は、プラットフォームと尖頭が動物の正中線に向くようにペアで配置されています。P要素 はさらに2つのサブタイプに分けられます。

• P _a要素- ブレードのような構造
• P _b要素- アーチ構造

コノドント類の口部に関連しているため、コノドント要素は食物獲得に使用されていると考えられています。これがどのように達成されるかについては、 2つの主要な仮説が浮上しています。1つの仮説は、要素が糸状の軟組織の支持構造として機能したというものです。 ^{[8]これらの小さな糸状体（繊毛）は、}サンゴの刺胞細胞や腕足動物の食肉細胞に類似しており、水柱から小さなプランクトン生物を濾過するために使用されました。

別の仮説では、コノドント要素は獲物を積極的に捕獲し、処理するために使用されたとされています。 ^[7] S要素とM 要素は開き、動物の口の中で獲物を捕獲することができます。これらの要素の尖端は獲物をしっかりと掴み、刃のようなP 要素はハサミのように切り裂きます。^[6]

現在、後者の仮説を支持するコンセンサスがあり、この仮説では要素は捕食に使用され、懸濁摂食には使用されない。この証拠には、 S、M、P要素が示す等尺性成長パターンが含まれる 。^[7]コノドント動物が濾過摂食戦略に依存していた場合、この成長パターンでは、動物が成長するにつれて繊毛組織を支えるのに必要な表面積が得られない。最近の研究結果では、研究者らは、捕食者と腐肉食者の両方である現代のヌタウナギやヤツメウナギに存在するものと類似した軟骨構造も特定している。^[6]

コノドントは多様な系統であるため、異なるグループで複数の摂食戦略が生まれた可能性があります。最近の論文では、コノドント属のパンデロドゥスが獲物を捕獲する際に毒を利用した可能性があることが示唆されています。 ^[9]この特定の動物の摂食装置に関連するコノドント要素の一部に縦溝の証拠が存在します。これらの種類の溝は、現存するいくつかの有毒脊椎動物のグループに存在するものと類似しています。しかし、特定のコノドント動物の摂食構造と行動に関するこの見解は科学界に浸透するのが遅く、表面的な類似性にすぎない可能性があります。

エネルギーを得るために食物を獲得し、処理する能力は、動物全体の成功にとって非常に重要です。^[10]これを念頭に置くと、コノドントの摂食装置は主に3つの理由で進化的に重要です。

• まず、これらの元素は脊椎動物に関連する最初の鉱化構造を示しています。
• 第二に、これらの構造は顎のある脊椎動物が出現する前から存在していた。この事実から、一部の研究者はコノドント群と脊椎動物群全体との関係に疑問を呈している。^[11]しかし、現在の科学的見解では、これらの動物は依然として脊椎動物の一員であると認められている。
• 最後に、コノドントの摂食装置と顎は、獲物をいかに効率的に食べるかという問題に対する解決策として生まれました。この複合体の発見は、初期の脊椎動物の系統がこの問題に対処するために用いた体制の多様性を実証しています。