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「三葉虫」は、古生代の生態系を支配していたとされる海洋の節足動物だ。まだ地上に生物が進出するずっと前、およそ5億4000万年前のカンブリア期初期に登場し、2億5200万年前のペルム紀後期に起きた大量絶滅で姿を消した。どこかカニやエビを彷彿とさせる彼らだが、やはりずいぶんと違った生物であったようだ。というのも、三葉虫は脚で呼吸をしていたらしいのだ。
米カリフォルニア大学リバーサイド校地球・惑星科学学部のグループは、その脚がエラとして機能していたことを明らかにし、その結果を『Science Advances』（3月31日付）で報告している。
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三葉虫の化石を3Dモデル化
ホウ・ジンボォ博士らが調査したのは、黄鉄鉱の中に保存されていた三葉虫の仲間「Olenoides serratus」（5億年前のカンブリア紀に生息）と「Triarthrus eatoni」（4億5000万年前のオルドビス紀）の2つの化石だ。黄鉄鉱は見た目が金に似ているため、「愚者の黄金」と呼ばれることもあるが、研究者にとっては黄金以上の価値があった。
そこに残されていた三葉虫の化石をCTでスキャンすることで、脚についているダンベルのようなフィラメントを3Dモデル化することに成功したからだ。おかげで10〜30ミロクロン単位の、顕微鏡でも観察が難しい細部まで確認することができたという。
credit:University of California, Riverside
脚にカニやエビと同じエラ機能
3Dモデルを観察したところ、血液が微細な構造にそなわっているフィルターを通過し、酸素が吸収される仕組みを確認できたとのこと。それはカニやエビといった現生の海洋節足動物のエラとちょうど同じような感じだったそうだ。
Triarthrus eatoniのフィラメント。（A）背面から撮影。（B、C）Aの一部を拡大したもの。（D、E）第6、第7フィラメント。ダンベル状の輪郭が見て取れる。Dは高コントラスト後方散乱電子画像、Eは高コントラスト気体二次電子画像。（F、G）背面から撮影した第8フィラメント。（H、I）上部から撮影した第8、第9フィラメント。
credit:Hou et al., doi: 10.1126/sciadv.abe7377.
なお脚のフィラメントは砂や泥で簡単に詰まってしまうと考えられるため、呼吸器官が発達する場所としては必ずしも最適とは思えない。そんなところにエラが進化した理由は、今のことろ謎であるとのことだ。References:
・The trilobite upper limb branch is a well-developed gill | Science Advances
・Trilobites were Leg Breathers, New Research Shows | Sci-News.com/ written by hiroching / edited by parumo
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コメント
1.
2. 匿名処理班
呼吸器が歩脚にあるとはたしかに驚き。
立派な鰓脚が普通にあった筈で、わざわざ歩脚に呼吸器をもつ意味があったんでしょうか。
それともカンブリア大爆発の生物デザインの多様さを、まだ残してただけなんでしょうかね。
3. 匿名処理班
昆虫の足には呼吸するための穴開いてたと習った気がするんだけど…
三葉虫は昆虫？（？）
4. 匿名処理班
おお、バージェス頁岩以外でも鰓脚の存在する三葉虫の化石が発見されたのか、これは凄い
足に鰓がある、っていうより、足が二股に分かれててその片方が鰓になってるっていう方が正確だけど
5. 匿名処理班
ニコチャン大王は、足の裏に耳があるし。
6. 匿名処理班
泳いでたとか
7. 匿名処理班
鰓脚綱ってあるじゃん、あれとの関係は？
三葉虫が小型で単純なほうに進むとは思えないので、近縁の子孫かな。
それとも形が同じだけ？
8. 匿名処理班
ちょっと原文読んでみないとなんともだけど…
節足動物の付属肢は、基本型は二肢型といって、根元から二股に分かれている形なんですね。
二股の片方が鰓になっていて、もう一方が歩行などの運動器官になっている例はめずらしくないし、三葉虫はじめ化石種でもすでに知られています。
たとえばエビなんかは二股になっていないように見えるけど、二股の片方が反り返って甲の内側に入って鰓になっているのです。というわけで脚の片側が鰓になっているということは、よく知られている事実です。
9. 匿名処理班
あーザリガニのしっぽの裏側についてるあのヒラヒラのことかぁ
10. 匿名処理班
三葉虫って美味しそうだ。たぶんエビやカニみたいな味だと思う。
ただ、殻が大部分をしめてて、食べる処は少なそうだなあ。
11. 匿名処理班
>>3
昆虫じゃないけど、同じ節足動物ではあるね
三葉虫の子孫ではないかといわれてる等脚類には腹肢でガス交換を行うものがいるから、それらには今なお三葉虫の名残が残ってても不思議じゃない
12. 匿名処理班
はえー、仮にこの変な生き物が海底を埋め尽くさんばかりに蠢いていたら軽くトラウマになりそう、化石で良かった！ダンゴムシみたいで可愛い！
13. 匿名処理班
サイクロン式で吸引力がいつまでも変わらなかったんだと思う
14. 匿名処理班
オレなんか、おしりで呼吸してんだぜ！（タガメ）
15. 匿名処理班
>>7
小型化していったってのも考えられるんじゃない？
16. 匿名処理班
「あわせて読みたい」に、あの超進化したエラ兄さんの記事がないぞ！
17. 匿名処理班
現代でもいるよね、更に、足に耳あるのもいるし。
18. 匿名処理班
※9
それはただの脚。「腹脚」っていうねん。メスの腹脚は発達して、そこに幼生がしがみついていたりする。オスのはあまり機能してないのかな？
鰓は※8が丁寧に説明してくれているとおり、胸部に隠れてる。脚引っこ抜くと付いてくるで。
19. 匿名処理班
カブトエビとかは今もそうじゃないの？
20. 匿名処理班
>>3
足に耳があるバッタじゃなくて？
21. 匿名処理班
足にエラが生えてきたのではなく、
エラが足として使えるように進化したのかな？
22. 匿名処理班
ということはだ
美味そうなのではないか？
23. 匿名処理班
この辺の生き物は節ごとに足的なものがあって、それぞれ触覚になったり顎や鋏になったりエラになったり足になったりシステマチックで面白い。ロボットみたい。
24.
25. 匿名処理班
※8 ※11
ありがとうございます。
スゲー勉強になります。キーワードっぽいところを Wikipedia で読むととても面白いです。
26. 匿名処理班
全蹴球の呼吸！
27. 匿名処理班
三葉虫の古い型は全ての足に鰓が付いていたけど時代が下ると酸素濃度の増加とともに鰓が少なくなっていく。ペルム紀末の酸素濃度が急激に低下した時代、筋肉で能動的に鰓に水を送れるように進化した水生節足動物は生き残ったが鰓をひらひらするだけの受動呼吸の三葉虫は鰓を少なくしたせいで絶滅したという。
28. 匿名処理班
幸運の四葉虫って、いなかったのかな(;^_^A
29. 匿名処理班
脚の方が水を掻き回す事になるので新鮮な酸素を含んだ水の循環の丁度いいんじゃない
30. 匿名処理班
同じかわからないけどフナムシも脚の付け根でエラ呼吸するね
31. 匿名処理班
単純に想像すると吸ったり吐いたりする機構を獲得しないで、代わりに脚を動かす事で水の流れ作って呼吸って事かね
まあ、効率悪くて淘汰されたんだろうな
32. 匿名処理班
※31
生命の試行錯誤って感じで面白いよね。
肺を広げて滑空するトカゲとかも一時期いたし。
滑空時に息ができなくなるデメリットが祟って絶滅したけれど。
33. 匿名処理班
※10
古代生物はまずいとおもう
DNAがまだ完成されていないから
それとこれだけ長く生きていたのは不味いから捕食されなかった説
三葉虫って人気者だけどもし現代にいきていたら
ゴキブリ波の扱いをうけていたとおもってる
34. 匿名処理班
※33
別にDNAが味に作用するわけではないだろう
あるとして、組織の最適化度合いが低くて上質な組織になってないというのは考えられなくもないけど、基本的な細胞構造って原核生物の頃から大きく変わってないわけで
もしそれが美味くなさにつながってるんなら、軟骨魚やキノコなんかはまずいものの代表みたいなことになる
35. 匿名処理班
※3
体の側面の気門ではなくて？？
36. 匿名処理班
岩場にしか行かないとか
37. 匿名処理班
やっぱ古生物はトライ・アンド・エラーで生きてるんやなって・・・
38. 匿名処理班
昆虫の翅の起源も鰓（脚）て言われてるしね
元々酸素取り込む為ひっきりなしに動かしてたけど、
酸素の多い陸上に進出して不要になり代わりに羽に進化したと
ただこの説は理屈だけ聞くともっともぽいけど、
ならば何故原始的な昆虫である無̪翅類は翅を欠く事の齟齬がある
39. 匿名処理班
カラパイアいきもの班のみんなのお陰ですごく勉強になる
これだからカラパイアはやめられないしコメント欄もすき
40. 匿名処理班
実は泳げたんじゃ？