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骨格の空気性は、骨の中に空気の空間が存在することです。これは通常、肺や鼻腔などの空気で満たされた空間から空気憩室（気嚢）によって骨が掘り出されることによって、発達中に生じます。空気性化は個人間で大きく異なり、通常は空気性化しない骨が病的な発達で空気性化することがあります。
頭蓋内気密性
空気腔は、現生四肢動物の中でも哺乳類、ワニ類、鳥類の頭蓋骨に見られます。空気腔は、恐竜や翼竜などの絶滅した主竜類でも記録されています。空気腔には、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
頭蓋骨以降の空気化は、竜盤類恐竜、[1]、翼竜、鳥類など、特定の主竜類グループに広く見られる。脊椎の空気化は竜盤類恐竜に広く見られ、一部の獣脚類ではかなり広範囲に空気化がみられ、例えばアエロステオン・リオコロラデンシスは腸骨、叉骨、腹骨に空気化がみられる。[2]現代の鳥類の多くは広範囲に空気化している。骨の空気ポケットは肺気嚢につながっている。[3]
しかし、空気骨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、アビ類には空気骨がまったくありません。[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、ホエザルのアロウアッタの舌骨や、骨舌状魚類のパントドンの背椎などがある。[5]陸ガメの肺の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、病的な空気化はヒトの環椎で起こることが知られている。[6]
骨格の空気圧の機能
骨格の空気性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性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
骨に侵入することで、空気憩室は骨髄を空気に置き換え、全体的な体重を減らす。体重が減ると、飛翔に必要な筋肉量は同じでも、空中に浮かぶための質量が減るため、翼竜や鳥類は飛翔しやすくなる。[7]竜脚類の脊柱を空気化すると、これらの生物の体重が減り、巨大な首を支えたり動かしたりしやすくなる。[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。体の大きさが似ている鳥類（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、鳥類の骨は哺乳類の骨よりも密度が高いことがわかりました。これは、鳥類の骨の空気化が全体の質量に影響を与えず、体内の重量バランスを改善して、バランス、敏捷性、飛行のしやす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、頭と首に空気圧がかなりかかっており、前腕は小さくなっています。これにより、重心から離れた質量を減らすことができます。この重心の調整により、動物は回転慣性を減らすことができ、敏捷性が向上します。仙骨の空気圧により、重心はより腹側の位置に下がり、より安定します。[5]
高地への適応
スクリーマーは骨から皮膚まで空気憩室を持つ高度に空気化された鳥です。スクリーマーは高高度を飛ぶため、この鳥の極端な空気化は高高度飛行への適応を示していると推測されています。[9]
参考文献
- ^ ab Wedel, Matthew J. (2005). 「竜脚類の頭蓋後部の骨格の空気圧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 9780520246232。
- ^ Sereno, PC; Martinez, RN; Wilson, JA; Varricchio, DJ; Alcober, OA; Larsson, HC (2008 年 9 月 30 日)。「アルゼンチンで発見された新しい捕食性恐竜に鳥類の胸郭内気嚢が存在する証拠」。PLOS One。3 ( 9 ) : e3303。Bibcode : 2008PLoSO ... 3.3303S。doi : 10.1371/ journal.pone.0003303。PMC 2553519。PMID 18825273。
- ^ ab Wedel, Mathew J. (2003). 「脊椎の空気圧、気嚢、および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). 「アビとオールドスクワウの深海潜水とそのメカニズム」(PDF) .ウィルソン紀要. 59 (3). ウィルソン鳥類学会誌: 151–159 . 2014年1月21日閲覧。
- ^ abc Farmer, CG (2006年11月). 「鳥類の気嚢の起源について」.呼吸生理学と神経生物学. 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)。「原因不明の広範囲頭蓋底および環椎の空気化: 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：ミナミスクリーマー（Chauna torquata、カモ目）の皮膚と皮下憩室」。脊椎動物学。64 (2): 245–249。