オドントカレス・セミトストスに出会う：カメの甲羅進化の一端

概要

この記事では、カメの祖先であるオドントカレス・セミトストスから始まるカメの甲羅の進化について探求します。現代のカメの甲羅を構成する2つの甲羅の発達と、それに伴う課題と利点について掘り下げます。また、化石記録と現代のカメに見られる様々な種類の甲羅についても議論します。

オドントカレス・セミトストスの防御機構

オドントカレス・セミトストスは、トライアス湖沼に生息していたカメの祖先で、捕食者に対する独自の防御機構として硬い甲羅を腹部に持っていました。この半分の甲羅は、現代のカメの甲羅を重要なイラストレーションとして示しており、カメがまだ胎児の段階にあるときに独立して発達する2つの甲羅で構成されています。これらの甲羅は、カメの骨格の延長であり、合わせてほぼ60の骨から構成されています。

カメの甲羅の発達

カメの胎児は、遺伝子活性と細胞間のコミュニケーションによって、特定の細胞タイプ、器官、そして組織になる未分化の細胞から構成されています。最初は、トカゲ、鳥類、哺乳類の胎児と似た外観をしているカメの胎児ですが、カラパシアルリッジと呼ばれる細胞の隆起を除いては同じです。リッジは体の周りに広がり、カメの甲羅の上部を形成する円盤状になります。肋骨はカラパシアルリッジに向かって外側に移動し、周囲の細胞を骨形成細胞に変換するシグナルタンパク質を分泌し、縫合でつながるまで成長します。皮膚細胞の外層は、カラパスを覆うスキュートとして知られる鱗を生成します。甲羅の下半分であるプラストロンの発達は、神経堤細胞によって駆動されます。神経堤細胞は、神経細胞、軟骨、骨など、さまざまな細胞タイプを生成することができます。これらの細胞の厚いシールドが腹部に広がり、9つのプレート状の骨を生成し、最終的に縫合によってカラパスに接続されます。

カメの甲羅の課題と利点

カメの甲羅には、捕食者から身を守る明らかな利点がありますが、硬いケースはいくつかの課題も抱えています。カメが成長するにつれて、カラパスとプラストロンの骨の縫合が広がります。ほとんどの哺乳類や爬虫類は、呼吸を許すために膨らむ柔軟な肋骨を利用しています。しかし、カメは代わりに甲羅に付着した腹筋を使用し、吸気用と呼気用にそれぞれ1つを使用します。

化石記録におけるカメの甲羅の進化

カメの甲羅の進化の最初の段階は、肋骨の厚みを増すことだったようです。最も古いカメの祖先であるユノトサウルス・アフリカヌスは、2億6,000万年前に生息しており、現代のカメとはほとんど似ていませんでした。しかし、その強力な前腕の筋肉を固定する広く平らな肋骨を持っていました。ユノトサウルスは、現在の南アフリカで自分自身の家を掘っていたと考えられています。オドントカレス・セミトストスは、ユノトサウルスのような厚い肋骨に加えて、腹部のプレートである別の後の段階を示しています。現代のカメに特徴的な完全な甲羅の最初の化石証拠は、約2億1,000万年前に生息していたプロガノカリス・クインステアディという種に属しており、その肋骨は融合していました。プロガノカリスは水と陸の両方を移動することができましたが、現代のカメとは異なり、頭を甲羅の中に引っ込めることはできませんでしたが、首に防御用の棘がありました。