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生物学において、殻とは、ウニや有殻有孔虫、放散虫、有殻アメーバなどの球形水生動物や原生生物の硬い殻を指す。また、カイガラムシの殻にも用いられる。関連するラテン語のtestaは、植物の種子の硬い種皮の外層を指す。
解剖学用語の「test」は、ラテン語のtestaに由来し、陶器の破片、タイル、陶器のかけらなどの土器の物体を指し、転じて軟体動物の殻や頭蓋骨を指す。[ 1 ]
殻は、炭酸カルシウム、シリカ、キチン、複合材料などの硬い材料でできた骨格構造です。[ 2 ]そのため、内臓を保護し、柔らかい肉を付着させることができます。
この構造は、幅の広いものと狭いものが交互に現れる歩帯が特徴的である。外皮に沿って小さな鋸歯、隆起、稜線、または棘が頻繁に見られる。[ 2 ]この構造中のマグネシウム方解石は、マグネシウム分布の不均一性、結晶学的配向を維持する方解石鉱物、および熱力学的に不安定なマグネシウム方解石の形成という3つの共通の特徴を共有している。 [ 3 ]
ウニの殻は炭酸カルシウムでできており、特徴的な「立体構造」のカルサイト単結晶の骨格によって強化されています。これらの2つの成分により、ウニは高い堅牢性と適度な重量、そしてクチクラから網目を再生する能力を備えています。2012年の研究によると、[ 4 ]ウニの骨格構造は、92%のカルサイト単結晶の「レンガ」（堅牢性と硬さを与える）と8%の非晶質石灰の「モルタル」（柔軟性と軽さを可能にする）で構成されています。この石灰自体は99.9%の炭酸カルシウムと0.1%の構造タンパク質で構成されており、ウニは極めて鉱物化された骨格を持つ動物となっています（これは化石としての保存状態の良さも説明しています）。[ 4 ]。内骨格マトリックスは、同心円状に折り畳まれた層を形成するカルサイトの骨片と細胞外マトリックスタンパク質によって形成されています。[ 5 ]
単細胞生物のグループである有孔虫の殻は、進化的に非常に多様である。殻の形成方法は多岐にわたり、レティキュロミクサ類では殻がなく、アログロミイダ類ではタンパク質性の殻、テクスチュラリイダ類を含む多くのグループでは異物粒子から凝集した殻、シリコロクリニダ類ではシリカの殻、ミリオリダ類やロタリイダ類を含む多くの形態ではアラゴナイトまたは方解石の殻が存在する。殻には、タンパク質性、凝集性（外因性凝集物）、磁器状（滑らかな方解石）、透明（レンズ状）など、多くの種類がある。多室構造の殻を持つ有孔虫は多室性と呼ばれ、殻に新しい部屋を作ることで発達する。これらの部屋は、種ごとに特有の形状に従って配置され、直線状、曲線状、巻き上げ状、環状、単列、多列などがある。これらの組織形態は混合される場合もあれば、さらに複雑になる場合もある。ミリオリッド類は「ミリオリネ」と呼ばれる独特の隔壁構造を持つ。殻の表面は滑らかであったり、凹凸があったり、小さな穴が開いている場合もある。[ 6 ]
ホヤ類では、鞘はテストとも呼ばれ、歴史的に「チュニシン」と呼ばれてきた特定の種類のセルロースで主に構成されている。1845年（シュミットによって発見された年）から1958年（哺乳類の結合組織にセルロース繊維が発見された年）まで、ホヤ類はセルロースを合成する唯一の動物だと考えられていた。[ 7 ]
殻は化石記録において環境条件を復元するための指標として用いられる貴重なツールである。ウニは顕生代に出現し、世界中に分布しており、殻の骨格的な性質により化石記録において一貫して保存されてきた。[ 8 ]酸素、マグネシウム、カルシウム、炭素などの同位体の急速な成長と取り込みにより、科学者は地球の歴史を通じて海洋の相対的な状態を評価することができる。[ 8 ]
海洋酸性化と海水温の変化の影響は、ウニの殻にカルシウムと炭酸塩が取り込まれるため、殻の形成と機能に悪影響を及ぼす可能性があります。pCO2 の増加は構造的完全性を低下させ、骨格の破損につながります。[ 2 ] 殻の変形と堅牢性の低下は、ウニの殻の成長速度の低下と成体の直径の縮小につながります。[ 2 ]他の研究では、熱水噴出孔に長期間近づいた後の成長促進の証拠[ 9 ]や季節的な高炭酸ガス血症イベント[ 10 ]により、一部の種は高酸性への長期曝露に適応できることが示されています。
厳密に科学的な観点から言えば、「殻」という用語は、ウニや有孔虫を保護する硬い殻に限定されるべきである。繊毛虫類や、ロリキフェラ類やワムシ類などの特定の微生物動物に見られる、円錐形、管状、花瓶状の類似した構造は、ロリカと呼ばれる。固着性の棘皮動物（ウミユリ類だけでなく、シストイド類やブラストイド類などの多くの化石群も含む）の場合、正しい用語は「殻」である。珪藻類の場合、現在使用されている用語は「殻殻」であり、放散虫類の場合は「カプセル」であるべきである。より一般的な用語である「殻」は、軟体動物、節足動物、カメ類（後者は「カメ目」に属する）に用いられる。
