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| メガネウラ | |
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| もともとは別の属であるMeganeurellaに帰属されていたM. monyi標本MNHN R52938 | |
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| M. monyi標本 LdLAP 392 | |
科学的分類 
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| ドメイン： | 真核生物 |
| 王国： | 動物界 |
| 門: | 節足動物 |
| クラス： | 昆虫類 |
| 分割： | 古翅目 |
| スーパーオーダー: | トンボ目 |
| 注文： | †メガニソプテラ |
| 家族： | †メガネウリ科 |
| 属: | †メガネウラ ・ブロンニアート、1885 |
| 種 | |
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メガネウラ属（Meganeura）は、後期石炭紀（約3億年前）の絶滅昆虫の属である。絶滅したメガネウラ目（Meganisoptera）に属し、同目はトンボやイトトンボに近縁で似ている（トンボ、イトトンボ、メガネウラはより広いグループであるトンボ目（Odonatoptera ）に属する）。他のトンボ目と同様にメガネウラ属は捕食性で、主に他の昆虫を食べていた。メガネウラ属はメガネウラ科（ Meganeuridae）に属し、この科には後期石炭紀から中期ペルム紀にかけて生息した、同様に巨大なトンボに似た昆虫が含まれる。翼長は32センチメートル（13インチ） [1]に達し、翼開長は約65〜75センチメートル（2.13〜2.46フィート） [2] [3] [4]で、 M. monyiは知られている中で最も大型の飛翔昆虫種の1つである。
メガネウラの化石は、1880年にフランスのコモトリーにある石炭紀後期（ステファニアン）の炭層で初めて発見されました。1885年にフランスの古生物学者シャルル・ブロンニャールが、この化石を「メガネウラ」（神経質な）と記し、命名しました。これは、この昆虫の羽にある静脈のネットワークを指しています。もう1つの優れた化石標本は、1979年にダービーシャーのボルソーバーで発見されました。ホロタイプは、パリの国立自然史博物館に収蔵されています。象徴的な「巨大トンボ」であるにもかかわらず、メガネウラの化石は、他のメガネウラ科のトンボに比べて保存状態が悪いです。[5]
ライフスタイル
近縁種のメガネウラとメガネウリテスに関する研究によると、メガネウラは開けた生息地に適応しており、現生のハタネズミと行動が似ていることが示唆されている。メガネウラの目は体の大きさに比べて大きくなっていた可能性が高い。メガネウラは脚の脛骨と足根骨に棘があり、獲物を捕らえる「空飛ぶ罠」として機能していたと思われる。 [5]工学的調査では、翼開長が70cmを超える最大の標本の質量は100～150グラムと推定されている。分析ではメガネウラが過熱の影響を受けやすいことも示唆されている。[6]
研究によると、メガヌエラは典型的には小川や池などの水域の縁近くに生息していた。さらに、肉食性で、長い棘のような脚を使って獲物を掴み、主に他の昆虫、小型両生類、脊椎動物を食べていた。[7]
サイズ
石炭紀の昆虫がどのようにしてこれほど大きく成長できたのかについては議論がある。
- 酸素レベルと大気の密度。酸素が気管呼吸器系を介して昆虫の体内に拡散する方法によって、体の大きさに上限が設けられますが、先史時代の昆虫はそれをはるかに超えていたようです。当初、Harlé (1911) は、メガネウラが飛べたのは、当時の地球の大気に現在の 20 パーセントよりも多くの酸素が含まれていたからにすぎないと提唱しました。この仮説は当初、科学者仲間によって却下されましたが、巨大化と酸素の可用性の関係をさらに研究した結果、最近になって承認されました。[8]この仮説が正しければ、これらの昆虫は酸素レベルの低下の影響を受けやすく、現代の大気中では生き残れなかったはずです。他の研究では、昆虫は実際に呼吸しており、「気管の圧縮と拡張の急速なサイクル」をとっていることを示しています。[9]現代の昆虫と鳥の飛行エネルギーに関する最近の分析では、酸素レベルと空気の密度の両方がサイズの上限を規定していることが示唆されています。[10]大気中の酸素含有量が石炭紀よりもかなり低かったペルム紀には、メガネウラに匹敵する翼幅を持つ非常に大きなメガネウリ科が存在していたが、これは巨大トンボの酸素関連の説明に問題を引き起こした。しかし、メガネウリ科は知られている中で最も大きな翼幅を持っていたにもかかわらず、その体はそれほど重くなく、現生の甲虫類のいくつかよりも軽量であった。そのため、メガネウリ科は真の巨大昆虫ではなく、現生の同族と比べた場合に巨大であったに過ぎない。
- 捕食者の不足。現生の近縁種と比較してメガヌリア科の昆虫が大きいことに対する他の説明も正当化される。[1] Bechly (2004) は、空中の脊椎動物捕食者の不足により、石炭紀とペルム紀に翼状昆虫が最大サイズに進化することができ、おそらく捕食者として植物を食べるパレオディクティオプテラとメガニソプテラの間で体サイズを大きくするための進化的「軍拡競争」によって加速されたと示唆した。
- 水生幼虫スタジアム。別の説では、成虫になって陸生になる前に水中で成長した昆虫が、高濃度の酸素から身を守るために大きくなったと示唆している。[11]
参照
参考文献
- ^ ab Nel et al. 2008.
- ^ レイク 2017、20ページ。
- ^ テイラー＆ルイス 2007年、160ページ。
- ^ Manzanera, RAJ; Smith, H. (2015). 「自然界での飛行 I: 動物の飛行体の離陸」.航空ジャーナル. 119 (1213): 257–280. doi : 10.1017/S0001924000010472 .
- ^ ab Nel, André; Prokop, Jakub; Pecharová, Martina; Engel, Michael S.; Garrouste, Romain (2018-08-14). 「古生代の巨大トンボはタカの捕食者だった」. Scientific Reports . 8 (1): 12141. Bibcode :2018NatSR...812141N. doi : 10.1038/s41598-018-30629-w . ISSN 2045-2322. PMC 6092361. PMID 30108284 .
- ^ Cannell , Alan ER (2018-10-01). 「ペルム紀の巨大トンボの工学：改訂された体重、力、空気供給、体温調節、空気密度の役割」。 実験生物学ジャーナル。221 (19)。doi ： 10.1242 /jeb.185405。ISSN 0022-0949。PMID 30309956 。
- ^ 「メガネウラとは何か？」All The Science 。 2024年11月4日閲覧。
- ^ Chapelle & Peck 1999: 「石炭紀には酸素供給も昆虫の巨大化を招いた可能性がある。大気中の酸素濃度は 30～35% だったからである (ref. 7)。酸素含有量が減ったときにこれらの昆虫が絶滅したことは、大型種がそのような変化の影響を受けやすいことを示している。したがって、地球の気温が上昇したり、酸素レベルが低下したりした場合、巨大端脚類は最初に姿を消す種の 1 つになる可能性がある。臨界 MPS 限界に近いことは、地質学的時間の中で巨大種が絶滅しやすくなる特殊化と見なすことができる。
- ^ Westneat 他 2003: 「昆虫は、拡散、または体の動きや血リンパの循環によって生じる内部圧力の変化を利用して、気管系内で呼吸ガスを交換することが知られています。しかし、生きた昆虫の内部を見ることができないため、昆虫の呼吸メカニズムの理解は限られていました。私たちはシンクロトロン ビームを使用して、生きた呼吸する昆虫の X 線ビデオを取得しました。甲虫、コオロギ、アリは、頭部と胸部で気管の圧縮と拡張の急速なサイクルを示しました。体の動きと血リンパの循環ではこれらのサイクルを説明できません。したがって、私たちの観察は、脊椎動物の肺の膨張と収縮に類似した、昆虫のこれまで知られていなかった呼吸メカニズムを示しています。
- ^ Dudley 1998: 「陸上の運動生理学と動物の飛行能力の進化に対する均質論的アプローチは、一般的に大気組成の不変性を前提としてきた。最近の地球物理学的データと理論モデルは、それとは逆に、後生動物の進化の決定的な時期に酸素と二酸化炭素の濃度が劇的に変化したことを示唆している。後期古生代大気の高酸素状態は、四肢動物の運動エネルギーの初期の進化を生理的に促進した可能性がある。同時に高濃度の大気は、初期の飛翔昆虫の空気力学的力の生産を増大させただろう。脊椎動物の飛行の複数の歴史的起源も、酸素濃度と大気密度が増加した地質学的期間と時間的に相関している。節足動物と両生類の巨大化は、石炭紀の高酸素大気によって促進され、その後、ペルム紀後期の低酸素状態への移行によって排除されたようである。現存する生物にとって、酸素への曝露による一時的、慢性的、個体発生的影響は、高酸素ガス混合物は、酸素欠乏の生理学に関する現代の理解に比べると、あまり理解されていません。実験的には、密度と酸素濃度が異なるガス混合物を使用することで、高酸素が動物の飛行能力に及ぼす生体力学的および生理学的影響を切り離すことができます。このような操作により、先祖の運動能力の古生理学的シミュレーションと、現存する形態の最大飛行能力の分析の両方が可能になります。
- ^ Than, Ker (2011年8月9日). 「Why Giant Bugs Once Roamed the Earth」.ナショナルジオグラフィック. 2011年9月27日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2017年7月20日閲覧。
文献
- アニシモフ、マイケル。「メガネウラとは何か？」オール・ザ・サイエンス、2008年8月24日、www.allthescience.org/what-is-meganeura.htm。
- Bechly, G (2004)。「進化と系統学」(PDF)。Hutchins, M.、Evans, AV、Garrison, RW、Schlager, N. (編)。Grzimekの動物生命百科事典。昆虫編 (第 2 版)。ミシガン州ファーミントンヒルズ: Gale。pp. 7–16。
- Chapelle, Gauthier & Peck, Lloyd S. (1999 年 5 月)。「極地の巨大化は酸素の供給量によって決まる」。Nature . 399 ( 6732 ): 114–115。Bibcode :1999Natur.399..114C。doi :10.1038/20099。S2CID 4308425 。
- ダドリー、ロバート (1998 年 4 月)。「大気中の酸素、古生代の巨大昆虫、および空中移動能力の進化」。実験生物学ジャーナル。201 (Pt8): 1043–1050。doi : 10.1242 /jeb.201.8.1043。PMID 9510518 。
- エドゥアール・ハルレ（1911年）。 「大規模な爬虫類と昆虫が、大気中の雰囲気を観察するのに役立ちます。」補足Du Bulletin de la Sté Géologique de France (フランス語)。4 (9): 118–121。
- ネル、アンドレ。フレック、ギュンター。ガルースト、ロマン、ガン、ジョルジュ (2008)。 「ペルム紀後期ロデーヴ盆地の歯翅目（昆虫綱）」。イベリア地質学ジャーナル。34 (1): 115–122。
- レイク、マシュー（2017）。現代動物の先史時代の祖先。ハングリートマト。p.20。ISBN 978-1512436099。
- テイラー、ポール・D.、ルイス、デビッド・N. (2007)。化石無脊椎動物（再版）。ハーバード大学出版局。p. 160。ISBN 978-0674025745。
- Westneat, MW; Betz, O; Blob, RW; Fezzaa, K; Cooper, WJ & Lee, WK (2003 年 1 月)。「シンクロトロン X 線画像で視覚化した昆虫の気管呼吸」。Science。299 ( 5606 ) : 558–560。Bibcode : 2003Sci ...299..558W。doi : 10.1126/science.1078008。PMID 12543973。S2CID 43634044 。
外部リンク
ウィキメディア・コモンズのメガネウラに関連するメディア
- デンバー自然史博物館のために作られた、メガネウラ・モニイの実物大模型の写真。