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Index 一章 二章 三章 四章 五章 六章
第二章 魚をもとめて五億年
1 コッコステウスのはなし top
今から三億八〇〇〇万年も昔、デボン紀のスコットランドの浜辺に立った、としましょう。
遠くには高い山も見えますが、海岸には、赤茶けた砂丘がつづいています。
砂浜には、波にうちあげられた海藻や三葉虫や腕足類(わんそくるい、ホオヅキガイの仲間)にまじって、長さ六〇センチもある魚がみつかります。
これは、コッコステウスと呼ばれる、すこしひらたい魚で、胸びれや腹びれがあるばかりか、上と下のあごもちゃんとついています。
これまでには見かけなかった新しいスタイルの魚です。
ところで、コッコステウスはいったいどこに住んでいたのでしょうか。 |
コッコステウスの骨
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それを考えるまえに、デボン紀(三億九五〇〇万年前)の浜辺を探険してみましょう。
浜からとおくはなれたところまで、熱帯の太陽にやけた砂丘が、高く、また低くつづいています。
みなさんは、きっと「スコットランドが熱帯だって?」とふしぎに思うにちがいありません。
その頃のスコットランドは、今のアラビア砂漠とそっくりだったのです。
砂丘の間には水たまりがあって、海に近いひあがった水たまりには、コッコステウスの死骸がたくさんちらばっています。
これはどうしたのでしょうか。公害だ! いや、そんなはずはありません。
しかし、死んだ魚を食べに集ってくる鳥のむれは、見あたりません。
そのはずです。鳥はこれから二億年もあとになって現れてきたのですから。
デボン紀には、コッコステウスの仲間が、一番進化した動物で、数もたくさん住んでいました。
魚たちは、たぶん卵をうむため、海からのぼってきたのでしょう。
そして、大水がひいた後で、ここにとじこめられてしまったというわけです。その頃の砂漠の赤い砂にうずめられたコッコステウスの仲間は、化石になってヨーロッパでみつかっています。
さて、ひろってきたコッコステウスを解剖して、体のしくみを調べてみましょう。
この魚は、いままでにしらべた魚にくらべると、姿はサメに似て、はるかに魚らしくみえます。
体には、れっきとした軟骨の背骨がはしっています。
これは、サメによく似た特徴です。一方、胸から前は、甲皮類と似ていて、甲らでおおわれています。
コッコステウスの甲らは、頭と胸とにはっきりわかれ、左右の肩のところには、コメツキ虫のように、関節があります。
コッコステウスは、餌を食べるとき、普通の魚のように、口を開いたうえ、頭も上へもちあげて、大口をあけました。
ついでに、口の中をみると、するどくとがったギザギザのある板が、上顎と下顎についていて、歯の役目をはたしているのがわかります。
また胸の甲らには、胸びれをまもるように、丈夫なとげが、つきでていました。
海底にすむ、このひらたい魚は、その頃の海にたくさんいた腕足類や三葉虫のような、かたい餌を大口をあけてガブリとやったにちがいありません。
まだコッコステウスがいなかった、デボン紀の初め、アルクトレピスとよばれる、大きな甲らをかぶったひらたい魚が、湖や川に住んでいました。
体のしくみは、コッコステウスとだいたい似ているのですが、のろまな魚で、小さな口で川底の動物を食べていたようです。
さらに、もっと古い先祖は、シルル紀の地層からみつかっています。
古い先祖の甲らは、たくさんのこまかい板にわかれていました。
そうです――まえにお話した、異甲類の一番古い先祖の甲らも、こまかい板にわかれていましたね。
こうしてくらべてみると、デボン紀(三億九五〇〇万年前)にさかえた、コッコステウスの一族がたどった道がおよそわかります。
この仲間は、はじめ、湖や大きな川の底に住んでいた、おとなしい魚でしたが、やがて、海にすむ肉食の魚へと進化したのです。
体つきは、どれも、すこしサメに似たところがあります。
しかし、甲らをかぶったサメなど、いるでしょうか。
じつは、ここに名前をあげた魚のほかにも、デボン紀(三億九五〇〇万年前)に特別栄えた、たくさんの魚の仲間があります。
たとえば、ムシとそっくりのよろいを着て、沼の底をあるきまわっていた、わずか一〇センチばかりのボトリオレピスでは、空気をつかう浮き袋がありました。
ペタリクチスの仲間には、サメの先祖を調べている学者が、ひと目みて、「サメかな」と思うほどサメにそっくりなものがみつかっています。
また、プチクトーダスの仲間は、深い海の底に、ひっそりとくらしているギンザメの先祖にちがいありません。
しかし、そういう化石は、わずかですし、化石もよくないため、いまのところ、たくさん化石がみつかるのを待つしかありません。
ここでは、デボン紀(三億九五〇〇万年前)に栄えた、厚い甲らをかぶったこれらの魚すべてが、板皮類――板をかぶった魚――とよばれていることと、サメとちがって体の中には、かたい骨をいくらかもっていたことを、つけくわえておきましょう。
さて、話がまえにもどりますが、甲皮類はデボン紀にも、もちろんいき残っていました。
しかし、いろいろの板皮類が現れてくるにつけ、のろまな甲皮類は、餌をあさる場所をうばわれ、そのうえ卵や、子供たちまで食われて、数や種類がへり、ほろびてしまいました。
皆さんは、これまでに、いろいろちがった動物のグループが、突然、現れてきて、やがてある時代がすぎると、すっかりほろびて、新しい動物のグループにかわってしまうのをみてきました。
いままでにお話した甲皮類の仲間も、あとで現れてくる、進歩した魚とは大ちがいです。
本当に、このような古い時代の魚の子孫から、いまの魚や、最後には、哺乳類が現れてきたのでしょうか。
もし、大昔から私たちの時代までに現れた勁物の化石が、みんなそろっていたら、この質問にただちに答えられますね。
でも、化石はそうみつかるものではありません。
しかし、世界のあちこちを探して、できるだけたくさんの化石をあつめて、これを時代を追ってならべていくことができます。
こうして、長い長い間に、子孫がわずかずつながら、変っていったことがわかってきます。
一九世紀のイギリスの動物学者ダーウィンは、進化がどんなにゆっくり進行するのかを、世界の人々に教えてくれました。考えてみてください。
古生代の初めから今までが、だいたい六億年なのですから、一生を六〇年かかる人間だとしたら、一〇〇〇万から二〇〇〇万代にもなるのです。
しかし動物の進化は、そのあいだには時々、かなり早くすすんだ時代があったようです。
このことを考えながら、魚の進化についてのお話をすすめていきましょう。 |
ダーウィン
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2 棘魚類(きょくぎょるい)のはなし top
私たちは、板皮類(ばんぴるい)と呼ばれている、デボン紀(三億九五〇〇万年前)のかわった魚の仲間をみてきました。
同じころ、湖や川には、かわいらしい小さな魚の仲間が住んでいました。
これからお話しするその魚は、棘魚類(アカントーデスの仲間)と呼ばれています。
これは、棘(とげ)をもった魚という意味です。
棘魚類にも、いろいろな仲間があります。まず、化石を見ることにしましょう。
この小さい魚は、どれも名前どおり、ひれに大きな棘をもっています。
この鍄は、最初はそれだけでひれの役をはたしていたようですが、もっとあとの時代の仲間では、棘のうしろに膜がついていて、棘は、泳ぐときの水切りに役だちました。
ただし、この棘つきのひれは、体のバランスをとるだけのもので、キンギョのひれのように、動かすことは、できなかったようです。
このような鰭(ひれ)は、板皮類の胸びれと、ちょっと似ていますね。
さて、魚には、左右で対(つい)になったひれがいくつあるでしょうか。
「それは、胸びれと背びれの二対にきまっているさ。」と誰でもそう答えるでしょう。
しかし、おかしなことに、棘魚類には、胸びれと腹びれのあいだに、対になったひれが余分についているのです。
欲ばった仲間では、七対もひれ(棘=とげ)をもっていました。
私たちの見なれた、普通の魚の対になっている胸びれと腹びれは、カエルや、ワニや、けだものの、前足と後足にあたります。
魚とはあかの他人の、八本足のタコならまだしも、魚の先祖の棘魚類に、こんなに余分なひれがあったのですから驚きます。
学者たちは、この余分なひれをみて、はじめはたくさんあった対のひれが、やがて数がへって、普通の魚のように二対だげになってしまったのだ、と考えました。
これは、なかなかいい考えですね。
棘魚類(きよくぎょるい)は、ひれだけ見ると、このようなかわり者ですが、そのほかの点では、いままでに見てきた、板皮類などより、ずっと魚らしい姿をしています。
まず、うろこは魚のトレード・マークですが、棘魚類も、ちゃんとうろこをつけていました。
いや、せれどころか、頭のさきから尻尾のはしまで、レンガのような厚いうろこでおおわれ、おまけに、ひれまでうろこをかぶっていました。
棘魚類は、ひれだらけだったうえに、うろこだらけだったのです。
あとでくわしくお話ししますが、あごのようすも、魚の特徴をそなえていました。
ある学者は、棘魚類の尾びれの形が、サメに似ているため、サメの先祖ではないか、と考えました。
人食いザメは、血のにおいをかいで、餌をさがしだすといわれています。
しかし、棘魚鎖は、小さなえさを見のがすまいと、下の3節の図のように、頭のさきについている大きな目で、にらみをきかせて泳いでいたのです。
普通の魚は、たいてい目がききますから、棘魚鎖は、目の小さいサメよりも、普通の魚に近いことがわかります。
さて、棘魚類は、どんな先祖から生まれ、どんな生活をしていたのでしょうか。
一族がすっかりほろびてしまった煉魚類についての手がかりは、体のしくみから考えるしかありません。
しかし、棘魚類は、体長がせいぜい一〇センチしかないうえ、化石はたいてい平らなスレート(粘板岩)の間に厚いうろこごと、おしつぶされてはいっています。
解剖のとくいな学者たちも、これでは腕をふるうことができません。
それでも知恵を集めて調べていくうちに、棘魚類はみんな顎が弱く、歯も小さく、ぜんぜん歯のない仲間さえあることや、顎には、こまかい餌をこしとるしかけがあることもわかりました。
すんなりとした体つきの棘魚類は、つねに、ひろい水の中を泳ぎまわっていたため、餌になるプランクトンにめぐまれていたことでしょう。
棘魚類は、シルル紀からデボン紀の、冬を知らないゆたかな湖や入江に住んでいて、一五〇〇万年ものあいだ、沖合にも、浅い岸辺や川にも、大きな群れをつくって栄えていました。
デボン紀(三億九五〇〇万年前)の湖や入江につもった火山灰のなかから、たくさんの棘魚類の化石が、窒息して死んだ姿でみつかります。
これは、その頃世界中に棘魚類がたくさん住んでいた証拠です。
棘魚類の化石をならべてみると、長い時代のあいだに、体が細長くなったほかには、この仲間だと、一目でわかる体つきは、最後までかわりませんでした。
それは、棘魚類の体つきが、もともと、湖の沖合でプランクトンを食べるのに、とてもつごうがよかったためでしょう。
しかし、おごるものひさしからず、といいます。
古生代がおわるまえに、棘魚類はすっかりほろびてしまいました。 |
おしつぷされたアカントーデスの化石
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3 棘魚類(きょくぎょるい)の解剖(かいぼう)
top
今日はアカントーデスをつかって解剖のおさらいです。
この魚は長さが二五センチもあって、棘魚類の仲間を代表しています。
魚の解剖をはじめてやる人は、お母さんにサバの頭をもらってきて、くらべてみてください。
サバのえらぶたをはさみで切りとると、赤いぇらがついた弓なりの骨がみえます。
今度は、アカントーデスの頭の骨を調べてみましょう。
化石のアカントーデスは、えらぶたがとけてしまって、えらがまるみえです。
頭の下側には、えらの骨がならんでいますが、いくつありますか。
いま、これにうしろの方から番号をつけておきましょう。
一番後からかぞえて五番目までは、どれも同じ形をしていて、まんなかでおれまがっていますね。
さらにそのまえに、えらと同じようにならんだ顎の骨があります。
顎の骨もえらの骨のように、まんなかで折れて上顎と下顎にわかれています。
みなさんはこれをみて、顎の骨はもともとえらの骨で、その巾が広くなってできたのだ、ということがすぐわかるでしょう。
では、みなさんのサバではどうでしょう。サバのばあいも、後から四番目までは同じえらの骨です。 |
アカントーデス(上)とサパ(下)の頭の解剖図
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しかし、それより前のようすが、すっかりちがっています。
まず、顎の骨は、えらとは似つかない大きなものです。
その後にある骨はえらの骨というよりも、むしろ二つめのあごといったほうがよいくらい、形がちかっています。
しかし、アカントーデスのえらを見てきたみなさんには、サバの顎の骨も、もとはといえば、一番まえのえらの骨だったことがわかるでしょう。
つぎは、頭の上側、つまり脳を中にいれている頭の骨(頭蓋)です。
アカントーデスの頭には、大きな目が、そのさきのところについているのに気がつきます。
この顔つきは、シラスのように、うまれてまもない魚の子供とそっくりです。
頭の骨は軟骨のところがおおく、生きていたときの形はくわしくわかりませんが、やがて現れてくる、本物の魚――ケイロレピス――とよく似ていたようです。
アカントーデスは、頭の骨ばかりでなくて、背骨のようすなども、本物の魚――ケイロレピス――と似ていました。
そのうえ、アカントーデスにかぎらず、ひろく棘魚類の仲間をみわたせば、尾びれの形やうろこなどは、ますます本物の魚に近い親類だ、と思われてきます。
オルドビス紀(五億年前)から、脊椎動物の先祖には、いろいろ変った動物が生れてはほろんでいきました。
それらのうち、アカントーデスは、本物の魚にたどりつく、すぐ前まで近づいたものです。
さて、私たちが解剖をはじめたアカントーデスは、ひょろ長いし、うろこもほとんどなくて、棘魚類の仲間のうちでは、特別の変りものです。
棘魚類の特徴を知るには、もっと普通の仲間を調べる方がよいにきまっているのですが、よい化石がみつからないので、どうすることもできません。
最初の辣魚類のクジマチウスの頭
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棘魚類の家系図
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それでも、心のこりですから、棘魚類の一番古い先祖をひとめ見ておきましょう。
それは厚いうろこでおおわれたクリマチウスです。
この魚は、一〇センチばかりの小さい魚ですが、ふとい余分のひれ(鰭、とげ)や、つぎはぎ細工のようなえらぶたをもっていました。
クリマチウスには、まだ、魚らしいからだつきが十分にできあがっていなかったのです。
それでは、シルル紀の入江に、その頃としてはニューモードでデビューしたクリマチウスは、どこからうまれてきたのでしょうか。
うろこのように、小さくわかれたアカントーデスの頭の骨をはずしていくと、軟骨の多い一かたまりの骨がでてきます。 内側にあるので内頭蓋とよばれるこの一かたまりの骨をくわしくみますと、クリマチウスの頭はサメにも似ていますが、それよりずっと縁の遠い、総鰭類(そうきるい=肺魚などの親類)の仲間にもかなり似ていることがわかりました。
大昔に現れた魚の先祖たちは、どうやらおたがいに、ふかい親類どうしだったようです。 |
もし、こんなクリマチウスをいまの湖に逃がしてやったらどうでしょう、
もちろん、ほかのすばやい魚たちにまじって生きていけるはずはありません。
しかし、安心してください。
クリマチウスの住んでいたシルル紀(四億三〇〇〇万年前)からデボン紀(三億九五〇〇万年前)のはじめは、のろまな甲皮類(甲胄魚=かっちゅうぎょ)の時代だったのです。
4 水族館の化石 top
ケイロレピスの復元図
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ケイロレピスの化石
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私はいま、デボン紀のふしぎな水族館の中にいて、水槽をのぞいています。
そこにはマスに似た二〇センチあまりの魚が、青白く光る大きな目をかがやかせて泳ぎまわっています。
魚の説明には、「ケイロレピス・条鰭類(じょうきるい)。ヨーロッパと北アメリカにすむ」と書かれています。 |
水族館の人がきて、かわいらしい魚を水槽の中にいれています。
あっ! なんというすばやさでしょう! 小さな魚たちは、ケイロレピスにパクリとやられてしまいました。
私はおどろいて、
「これは、どんなところにいる魚ですか。」とたずねると、
「沼や川なら、どこにでもいますよ。」と、教えてくれました。
私はケイロレピスをもう一度よく見ました。
まだ、魚の仲間をあまり知らないけれども、これはマスではなさそうです。
うろこは小さくて、キラキラ光っていますが、四角い形をしていて、マスのようになめらかではありません。
第一、尾びれはサメのようだし、背びれが、やたらと後のほうについています。
こんな魚が、はたしてどこにでもいるのでしょうか。
「そんなはずがあるもんか!」
私がそう叫んだとたん、目のまえの水槽は、たちまち石にかわってしまいました。
私は夢を見ていたようです。
目のまえにあるのは、水槽ではなくて、標本室の石をならべた古ぼけたガラス戸棚でした。
そして、石のおもてには、黒ぴかりするケイロレピスの化石が、まるで、三億五〇〇〇万年の時のながれを語りかけるかのように、浮かびあがっていました。
さてみなさん、この化石をよくみてください。
体つきは魚雷型で、大きなひれをもっていて、みるからに泳ぎがうまそうですね。
そのうえ、うすくて軽そうなひれには、扇のように細いすじがはしっています。
そのため、シーラカンスや肺魚とちがって、ケイロレピスは条鰭類(ひれにすじのある魚)という、普通の魚の仲間にいれられています。
そこでケイロレピスは、ごくあたりまえの魚だといっても間違いではありません。
しかし、大昔にはどんな魚がいたのか勉強しようというのが、私たちのねらいですから、もっとしっかり見とどけておきましょう。
「脊椎動物をくらべるには、まず頭を見よ」というのが、私たちのスローガンです。
さて、みなさんも知っているように、魚の頭の骨は、柔らかい皮膚でおおわれています。
しかし、ケイロレピスの頭は、骸骨がまるみえなのです。
つまり、頭の外側は、骨のよろいでガッチリと固められています。
つぎに、水族館で魚が餌を食べるところを見てみましょう。
大きな口をあけて上あごを前へつきだし、のどを大きくふくらませ、頭全体をぐらぐら動かしながら、えさをのみこみます。
頭の骨がゆるく結びあっているため、魚は大きな餌を食べることができるのです。
ところが、デボン紀(三億九五〇〇万年前)にすんでいたケイロレピスの頭はよろいで固められていたため、餌を食べるときには、口をできるかぎり大きく開くしか方法がありませんでした。 |
ケイロレピスの体の表面
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しかし、ケイロレピスの頭を組みたてていた、よろいのひとつひとつの骨は、形はちがっているにしても、いまの魚とほとんどそっくりの組みあわせなのです。
つまり、「本当の魚」 の骨組みは、ケイロレピスからはじまったのです。
ケイロレピスのもうひとつの特徴は、固いタイルのようなうろこです。
つまり、屋根がわらのようにかさなった、普通のうろことはちがって、タイルばりのように、びっしりしきつめられているのです。
そこで、うろこを一つとりだして、顕微鏡で見てみましょう。
タイルのようなうろこのおもてには、ピカピカ光るかたい層(エナメル層)がよく見えます。
これは、まえにお話しした棘魚類のうろことそっくりです。
それでは、ケイロレピスは「アカントーデス」に、ちょっと毛のはえたていどの魚なのでしょうか。
ケイロレピスには、「アカントーデス」に似たところがいくつかあります。
しかし、はっきりとしたちがいもあります。
それは、ケイロレピスの頑丈な顎です。
はじめて現れた本物の魚は、ほかの魚をおそって食べるという、オオカミのような特徴をもって、デボン紀の湖にはびこったのです。
しかし、ケイロレピスがはじめて現れたのは、もうすこし古い、たぶんシルル紀(四億三〇〇〇万年前)のころだっただろう、といわれています。
残念ながら、はじめてケイロレピスが生まれた入江のありかはわかりませんが、そこだけに住んでいたケイロレピスが、デボン紀(三億九五〇〇万年前)の初めに、たちまちヨーロッパにひろがったというのが、この物語の裏話なのです。 |
ケイロレピスの仲間のうろこ
アカントーデスのうろこの断面
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top
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