爪と爪と爪の進化：それらを異なるものにするのは何ですか？

要約

この記事では、爪と爪の進化史を探求します。どちらも角質でできており、様々な動物の部位に見られる強靭な繊維タンパク質です。爪は爪から進化しましたが、その形状は動物の指の末端の骨の形状に依存します。爪は細い枝を握るための堅い表面を提供し、感度と器用さを向上させます。対立する親指と足指は、複雑な道具を作り操るための私たちの祖先と密接に関係しています。爪は刺し貫くのに最適ですが、爪と爪は動物界で予期せぬ方法で使用されています。

爪の多目的性

爪は、世界中の四肢動物の中で最も多目的な道具の一つです。熊は掘るために、鷲は針のような爪で獲物の頭蓋骨を貫き、ライオンは巨大な爪を引っ込めて簡単に移動し、狩りをする前に振り出します。霊長類の祖先もこれらの印象的な付属物を使っていましたが、その後、彼らの爪は爪に進化しました。

爪の出現

爪は、哺乳類と爬虫類の祖先に260万年以上前から存在する爪の後、約5580万年前に化石記録に初めて現れました。しかし、両方の適応は同じ進化の物語の一部です。爪と爪はどちらも角質でできており、角、鱗、ひづめ、毛にも見られる強靭な繊維タンパク質です。このタンパク質は、角質マトリックスと呼ばれる楔形の組織によって生成され、無限に生成される角質が角質細胞と呼ばれる細胞に密に詰め込まれます。

形状の違い

爪と爪の主な違いは、動物の指の末端の骨の形状に依存する形状です。爪では、角質細胞のベッドは細い指の骨に合わせて、指の末端を包み込み、円錐形の構造を形成するように放射状に広がります。一方、爪を持つ動物は、はるかに広い指を持ち、角質細胞は広い骨の上面だけを覆います。

爪の利点

爪は、霊長類が広く、より器用な指を進化させた副産物として残った可能性があります。しかし、私たちの霊長類の祖先の生息地について知っていることから、それらは自分自身の強力な利点を持っていた可能性が高いです。これらの霊長類が生息する森林のキャノピーでは、広い指の骨と広がった指のパッドが細い枝を握るのに最適で、爪はそれをさらに向上させました。剛性のある表面を提供することにより、霊長類はパッドを拡散させて木とより多くの接触を作ることができました。また、爪は、登る際に圧力の変化を検出するための追加の表面を提供することにより、指の感度を向上させました。この感度と器用さの組み合わせは、私たちの祖先が昆虫をつかんだり、ベリーや種子をつまんだり、細い枝をしっかりと握るために必要な正確な運動制御を与えました。

対立する親指と足指へのリンク

爪と対立する親指と足指の進化は密接に関連しています。私たちの祖先が木から降りたとき、この柔軟なグラスプは、彼らが複雑な道具を作り操ることを可能にしました。指が広い場合でも、鋭い爪が付いていると、これらの霊長類の通常のタスクに干渉した可能性があります。

爪と爪の予期せぬ使用法

爪は刺し貫くのに最適ですが、爪と爪は予期せぬ方法で使用されます。マナティーは食物をつかむために爪を使用し、象の足の爪は地面の振動を感知して聞くのに役立つと研究者は考えています。一方、マダガスカルのアイアイなどの一部の霊長類は爪を再び取り戻しました。彼らはこれらの超長い付属物を使って、コウモリのような耳で空洞部分を聞きながら枝や幹を叩きます。開口部を聞くと、彼らは木に穴を開け、針のような中指で幼虫を串刺しにします。