爪と爪の進化

要約

この記事では、同じタンパク質で作られ、同じ方法で生成される角質被覆である爪と爪の進化史について探求します。爪は2億6千万年以上前から存在していますが、爪は約5,580万年前に化石記録に現れました。両者の主な違いは、動物の指の末端の骨の形に依存する形状です。爪は爪から進化し、霊長類の祖先に森林の天蓋で生活する強力な利点を提供しました。広い指の骨と広がる指のパッドは、細い枝を握るのに最適であり、爪はそのグリップをさらに向上させました。さらに、爪は登攀中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で、指の感度を向上させました。爪と対立する親指と足指の進化は密接に関連しており、祖先たちは複雑な道具を作り、扱うことができるようになりました。

目次

• 爪の多様性
• 爪の出現
• 角質細胞の生成
• 形状の違い
• 爪の利点
• 対立する親指と足指の進化
• 爪と爪の予期せぬ使用法
• 結論

爪の多様性

爪は、世界中の四肢動物に見られる自然界で最も多目的なツールの1つです。クマは掘るためだけでなく、防御のために爪を使用し、ワシの針のような爪は獲物の頭蓋骨を突き刺すことができます。ライオンは、狩りをする前に自分の巨大な爪を引っ込めて簡単に移動できます。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、その後爪が爪に進化しました。

爪の出現

爪は、哺乳類や爬虫類の祖先で2億6千万年以上前から存在していたにもかかわらず、爪は約5,580万年前に初めて化石記録に現れました。出現の間隔は長いですが、これらの適応は同じ進化の物語の一部です。

角質細胞の生成

爪と爪は、角質、角、蹄、毛髪にも見られる強い繊維タンパク質である角蛋白質で作られています。このタンパク質は、血管や栄養素が豊富な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ます。このタンパク質工場は、角質細胞と呼ばれる細胞に密に詰め込まれた角質を生産します。これらの高密度細胞が爪と爪の商標の堅さを与えます。

形状の違い

爪は爪から進化したため、両方の適応は同じ方法で角質細胞を生成します。細胞はマトリックスから成長し、皮膚から出て、死んで水に強い鞘に硬化します。両者の主な違いは、動物の指の末端の骨の形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

爪が単に広い指を持つ霊長類の副産物として残存している可能性がありますが、霊長類の祖先の生息地について知っていることから、爪には独自の強力な利点があると考えられます。これらの霊長類が生活する森林の天蓋で、広い指の骨と広がる指のパッドは、細い枝を握るのに最適であり、爪はそのグリップ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で、霊長類はパッドを広げて木とより多くの接触を作ることができました。さらに、爪は、登