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| 肺のないサンショウウオ 時間範囲:
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| カリフォルニアスレンダーサンショウウオ( Batrachoseps attenuatus ) | |
科学的分類 
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| ドメイン： | 真核生物 |
| 王国： | 動物界 |
| 門: | 脊索動物 |
| クラス： | 両生類 |
| 注文： | ウロデラ |
| 亜目: | サラマンダー |
| 家族： | プレトドン科 グレー, 1850 |
| サブグループ | |
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| プレトドン科の固有分布（緑色） | |
Plethodontidae、または無肺サンショウウオは、サンショウウオの科です。[1] [2] 500種を超える無肺サンショウウオは、多様性の点でサンショウウオの中では群を抜いて最大の科です。ほとんどの種は、ブリティッシュコロンビアからブラジルまでの西半球に生息しています。東半球には、Speleomantes属（サルデーニャ島とアルプス山脈南部のヨーロッパ大陸に生息）とKarsenia属（韓国に生息）の2つの現存する属のみがあります。[3]
生物学
成体の肺を持たないサンショウウオは四肢を持ち、前肢には4本の指があり、後肢には通常5本の指がある。多くの種では、交尾と繁殖は陸上でのみ行われる。したがって、多くの種は水中幼生期を欠いている。これは直接発達と呼ばれる現象で、子孫は完全に形成された小型の成体として孵化する。直接発達は、卵の大きさの増加や胚発生期間の増加など、他の科のサンショウウオと比較したプレトドン科の発達特性の変化と相関している。さらに、水中幼生期の進化的喪失は、繁殖のための水生生息地への依存度の低下と関連している。この制約がなくなったことで、広範囲の陸生生息地内での広範な定着と多様化が可能になり、これはプレトドン科の大きな成功と増殖の証である。[4]
肺がないにもかかわらず、かなり大きく成長する種もいる。肺のないサンショウウオの中で最大の種であるベルズフォルスブルックサンショウウオは、体長36cm（14インチ）に達する。[5]
多くの種は、獲物を捕らえるためにほぼ体長と同じ長さの高速で発射できる 発射舌と舌骨器官を持っています。
個体数で見ると、生息する場所では非常に繁栄した動物です。場所によっては、脊椎動物のバイオマスの大部分を占めています。[6]マーク・トウェイン国立森林公園の1地区だけでも、推定18億8千万匹のミナミセアカショウジョが生息しており、バイオマスは約1,400トンです。[7]体長が小さく、代謝が低いため、通常は他の陸生脊椎動物には小さすぎるトビムシなどの獲物を食べることができます。これにより、他のグループとの競争が最小限で、生態学的ニッチ全体にアクセスできます。
求愛と交尾
プレトドン科のサンショウウオは、他の科には見られない、非常に定型的で複雑な交尾行動と求愛の儀式を示す。交尾行動はプレトドン科のすべてで均一である傾向があり、典型的には尾をまたいで歩く行動で、メスは頭をオスの尾の付け根に向け、体で尾をまたぐ。オスは体をひねり、精嚢と呼ばれる精子をメスの鼻先の前の基質に沈める。オスが尾でメスを精嚢の上へ導くと、メスは総排泄腔を精嚢の上に下ろし、精嚢の付け根を地面に残したまま精子塊を内部に留める。[8]
プレトドン科の多くの種では、求愛の儀式に尾をまたいで歩く際にオスのフェロモンの伝達が伴うことが多い。繁殖期には、オスは求愛の儀式の一環としてメスの頭部の皮膚を引っ掻くために前歯を大きくする。その後、オスは顎の下にあるオトガイ腺と呼ばれる組織パッドから分泌されるフェロモンを擦り傷にこすりつける。 [8] [9] [10] [11]
求愛フェロモンは、さまざまな理由から、オスの交尾の成功率を大幅に高めます。全体的に、フェロモンの分泌はメスの求愛と精子の移行に対する受容性を高めます。これは特定のメスとの交尾が成功する可能性を高めるだけでなく、求愛の期間を短縮します。これは、オスが他の競合オスに邪魔される可能性を最小限に抑えるため重要です。[12]
プレトドン科サンショウウオのオトガイ腺の違いについて論じた科学文献では、オスのプレトドン科サンショウウオは単純管状腺の高さと直径にわずかな違いがあり、分泌顆粒の直径に大きな違いがあることがわかった。これは、オスは一年中いつでも交尾できるが、メスは季節的に産卵するためだと考えられている。
呼吸
プレトドン科は他のサンショウウオといくつかの特徴で区別される。最も重要なのは、肺がないため、呼吸は皮膚と口の内側の組織で行われることである。[3]洞窟サンショウウオのいくつかの種は幼生成熟し、幼生鰓を成体になっても保持する。他のすべての成体のプレトドン科には鰓がない。[13]プレトドン科は体幹に肋骨溝を持つ。これが体表面を水が移動することで皮膚の湿潤を保つのに役立つ。[14]
プレトドンサンショウウオはほぼ完全に皮膚呼吸に依存しています。[15]酸素摂取量の約83%～93%は皮膚呼吸によるものです。[16]プレトドンサンショウウオの呼吸速度は皮膚呼吸比によって制限され、高いSA:Vはより暖かく湿潤な気候と相関しています。[17]
プレトドン類は常に空気や水にさらされているため、換気に制限されない一定のガス交換が可能となっている。[15]酸素分圧が同じであれば、水中と空気中の酸素摂取量は同じである。[18]酸素化された血液と酸素化されていない血液は静脈系で混ざり合うため、心臓の血液内の酸素分圧は通常低くなる。[15]
プレトドン科の魚類は、当初の理論通り嫌気性皮膚呼吸に頼るのではなく、代謝率を下げることで長期間の低酸素状態に耐えることができる。 [18]
プレトドン類は、胎児の頃に原始的な肺を発達させることが観察されている。[19]肺原基は、発達の最初の3週間は非プレトドン類の肺原基と同様に発達し、その後アポトーシスによって退行し始める。[19]
他の脊椎動物では肺でのみ発現するSFTPC遺伝子の相同遺伝子は、肺を持たないサンショウウオでは幼生外皮で発現している。変態すると、この遺伝子は外皮から消え、成体では頬咽頭に現れる。この遺伝子は肺サーファクタント様分泌物の産生を通じて肺外呼吸を促進すると考えられている。[20]
化学受容
もう一つの特徴は、鼻孔と上唇の間にある「鼻唇溝」と呼ばれる縦のスリットの存在である。この溝には腺が並んでおり、サラマンダーの化学受容を高める。これは、プレトドン類の嗅葉と鼻粘膜の発達度が高いことと相関している。[3] [21]この特殊な構造の存在は、これらのサラマンダーに肺がないことと関係している可能性が高い。肺を持つサラマンダーの中には同様の構造を示すものもあるが、それらは小型で、プレトドン類のように鼻孔（つまり鼻孔）の近くに配置されていない。プレトドン類は肺から空気を排出して鼻孔を通して空気圧を発生させることができないため、鼻腔から水やゴミを取り除くという課題があり、嗅覚プロセスを大幅に制限する可能性がある。そのため、鼻唇溝は鼻からの排水を最大限にする構造になっています。鼻孔の周囲では溝はより深く狭く、腺の開口部はわずかに高くなっており、どちらも鼻孔からの液体の重力による流れと鼻のくぼみを助けます。さらに、鼻孔の縁の周りの鼻唇腺は脂肪膜を分泌し、水と脂質分泌物の極性の違いにより、鼻腔からの水分の除去をさらに促進します。[21]
進化の歴史
プレトドン科は、姉妹群であるアンフィウム科からK-Pg境界付近で分岐し、古第三紀に多様化したと推定されている。[22]この科の起源地域は北アメリカで、ヨーロッパに生息するこの科の最古の種はスロバキアの中期中新世から知られている。[23]
亜科と属
プレトドン科は現存する2つの亜科と約516種[2]から520種[1]から成り、 29属に分類され、知られているサンショウウオの種の大部分を占めている。[2]
2006年の大規模な改訂により、ハイデオトリトン属はエウリュセア属の同義語であることが判明し、リネアトリトン属はプセウドエウリュセア属の同義語となった。[24]
ドミニカ共和国の琥珀に保存された中新世の化石からは、半指亜目（パレオプレトドン）の化石が1体発見されており、カリブ海におけるサンショウウオの唯一の記録となっている。[25]
保全状況
[26]
参考文献
- ^ ab Frost, Darrel R. (2024). 「Plethodontidae Gray, 1850」.世界の両生類種：オンラインリファレンス。バージョン6.2。アメリカ自然史博物館。doi : 10.5531/db.vz.0001 。 2024年3月4日閲覧。
- ^ abc "Plethodontidae". AmphibiaWeb . カリフォルニア大学バークレー校. 2024年. 2024年3月4日閲覧。
- ^ abc Lanza, B.; Vanni, S.; Nistri, A. (1998). Cogger, HG; Zweifel, 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. 74–75. ISBN 0-12-178560-2。
- ^ Lewis, Zachary R.; Kerney, Ryan; Hanken, James (2011). 「肺のないサンショウウオの肺の発達！」発達生物学356 ( 1): 250–251. doi : 10.1016/j.ydbio.2011.05.560 .
- ^ ベルズフォールスブルックサンショウウオ - ワールドランドトラスト
- ^ ヘアストン、NG、Sr. 1987.「コミュニティ生態学とサンショウウオギルド」ケンブリッジ大学出版局。ケンブリッジ。
- ^ 「サンショウウオは森林生態系において、これまで考えられていたよりも豊富な食料源である」。ScienceDaily。2014年11月18日。
- ^ ab Sever, David M. (2003).有尾目動物の生殖生物学と系統発生. エンフィールド、ニューハンプシャー州: Science Publishers. pp. 383–424. ISBN 978-1-57808-645-0. OCLC 427511083.
- ^ Sever, David M.; Dustin S. Siegel; Michael S. Taylor; Christopher K. Beachy1 (2016年3月17日). 「精神腺の系統発生、再考」. Copeia . 104 (1): 83–93. doi :10.1643/CH-14-210. PMC 6054469. PMID 30034038 .
{{cite journal}}: CS1 maint: 数値名: 著者リスト (リンク) - ^ David M. Sever (2016年1月18日). 「アカサンショウウオ、Plethodon cinereus (両生類: Plethodontidae) のオトガイ腺の超微細構造」. Acta Zoologica . 98 (2): 154–162. doi :10.1111/azo.12158.
- ^ Ariana E. Rupp、David M. Sever (2017年2月14日)。「プレトドンサンショウウオ3属（両生類：プレトドン科）のオトナおよび尾部の求愛腺の組織学」（PDF） Acta Zoologica 98 ( 2): 154–162. doi :10.1111/azo.12188 。 2022年7月5日閲覧。
- ^ Houck, Lynne D.; Reagan, Nancy L. (1990). 「雄の求愛フェロモンはプレトドン科サンショウウオの雌の受容性を高める」.動物行動. 39 (4): 729–734. doi :10.1016/s0003-3472(05)80384-7. S2CID 53185123.
- ^ ホルマン、J.アラン（2006年）。北米の化石サンショウウオ。インディアナ大学出版局。ISBN 0253347327。
- ^ Doring, M (2022). 「Salamanders」. gbif.org . doi :10.15468/c3kkgh . 2024年4月26日閲覧。
- ^ abc Gatz, Randall N.; Crawford, Eugene C.; Piiper, Johannes (1974-02-01). 「肺と鰓を持たないサンショウウオ、Desmognathus fuscus の血液の呼吸特性」呼吸生理学20 ( 1): 33–41. doi :10.1016/0034-5687(74)90016-4. PMID 4821655.
- ^ Whitford, Walter G. (1973). 「両生類の呼吸に対する温度の影響」American Zoologist . 13 (2): 505–512. doi :10.1093/icb/13.2.505.
- ^ Baken, Erica K.; Mellenthin, Lauren E.; Adams, Dean C. (2020). 「表面積対体積比の新たな推定手法から推論したプレトドン科サンショウウオの乾燥関連形態のマクロ進化」. Evolution . 74 (2): 476–486. doi : 10.1111/evo.13898 . PMID 31849047. S2CID 209407983.
- ^ ab Gatz, Randall N.; Crawford, Eugene C.; Piiper, Johannes (1974-02-01). 「プレトドン科サンショウウオDesmognathus fuscusの低酸素状態に対する代謝および心拍数反応」呼吸生理学. 20 (1): 43–49. doi :10.1016/0034-5687(74)90017-6. PMID 4821656.
- ^ ab Lewis, Zachary R.; Kerney, Ryan; Hanken, James (2022-08-19). 「プレトドン科サンショウウオの進化的肺喪失の発生的基礎」. Science Advances . 8 (33): eabo6108. Bibcode :2022SciA....8O6108L. doi :10.1126/sciadv.abo6108. PMC 9385146. PMID 35977024 .
- ^ 新規サーファクタントタンパク質遺伝子の発現は、肺のないサンショウウオの肺外呼吸部位と関連している
- ^ ab Brown, Charles E.; Martof, Bernard S. (1966-10-01). 「プレトドン科サンショウウオの鼻唇溝の機能」.生理動物学. 39 (4): 357–367. doi :10.1086/physzool.39.4.30152358. S2CID 87787255.
- ^ Shen, Xing-Xing; Liang, Dan; Chen, Meng-Yun; Mao, Rong-Li; Wake, David B.; Zhang, Peng (2016年1月). 「拡大された多座データセットにより、サンショウウオ科最大の科であるプレトドン科の起源が驚くほど若いことが判明」. Systematic Biology . 65 (1): 66–81. doi : 10.1093/sysbio/syv061 . PMID 26385618.
- ^ サンチス、ボルハ;ヴェンツェル、マートン (2005)。 「スロバキア中新世中期の多歯類サンショウウオの化石（Caudata、多歯類サンショウウオ）」。両生類-爬虫類。26 (3): 408–411。土井: 10.1163/156853805774408586。
- ^ Frost, DR ; Grant, T.; Faivovich, JN; Bain, RH; Haas, A.; Haddad, CFB; 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). 「両生類の生命の樹」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.
- ^ Poinar Jr., G.; Wake, David B. (2015). 「Palaeoplethodon hispaniolae gen. n., sp. n. (両生類: 有尾目)、カリブ海産の化石サンショウウオ」(PDF) . Palaeodiversity . 8 : 21–29.
- ^ IUCN レッドリスト (2020)。プレトドン科。https://www.iucnredlist.org/search?taxonomies=101246&searchType=species から取得
外部リンク
- 生命の樹: プレトドン科
- 有尾目文化種データベース - プレトドン科