鳥類が保有する気嚢の起源は何でしょうか

質問

鳥類のすぐれた呼吸機能を支えている気嚢の原基は哺乳類にもあるのでしょうか。空気の往復をガス交換に使える素晴らしい仕組みの起源を知りたいと思いました。ご存知の方よろしくお願いいたします。

回答No.1

m_matsubara · ベストアンサー

「確実なものは分かっていない」

非専門家ですが、趣味で恐竜博とか行っている感じ、ここまでは確定事項のようですね。

Wikipediaの方を見ていると、恐竜全体が気嚢を持っていた可能性が指摘されています。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B0%97%E5%9A%A2

仮にそうであるとすると、起源が爬虫類と恐竜が分離してすぐの頃に獲得したであろう機能ということになりますが、その時代の進化に関してはまだ細かいところが分かっていないところが多いです。

例を挙げると、他の爬虫類である亀も甲羅の進化の歴史などよく分かっていませんし
恐竜が何故、単弓類や、他の爬虫類を追い越して大発展したのかのかも分かっていません。

そういう状態なので無理にあえて推測でいうと、恐竜の共通祖先がペルム紀、また他よりも低酸素のニッチな環境を住処にしていてそこで獲得をしたのではないでしょうか？
例えば、三畳紀に、穴を掘って、そこに潜って獲物を待つなどですかね。
すいません、これは当てずっぽうですね。忘れてください。

お礼

なるほどと思いました。呼吸機能を効率よいものにする必要性があったということですね。哺乳類はその様な呼吸器官の改変ができなかった、あるいはその必要がなかったということでしょうか。

回答No.5

SI299792

＞気嚢と横隔膜は遺伝子のレベルで相同なのでしょうか。
　私もそこまで詳しくはありません。しかし、気嚢は気管や肺の一部・横隔膜は筋肉なので、全く別物だと思います（呼吸を助けるという目的は同じですが）。
　話はそれますが、気嚢にはデメリットもあります。一目瞭然ですが、大きさです。無くてもいいなら、無い方がいいです。

参考URL：

https://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B0%97%E5%9A%A2

お礼

気嚢の空気を動かすためのて筋肉が横隔膜と相同というのは話がうますぎますね。気嚢は骨の重量を減らすためにも役立っていると聞いたように思うのですが、呼吸器から侵入した病原体が全身に広がりやすいという話も聞いたことがあります。

回答No.4

SI299792

気嚢は哺乳類にはありません。代わりに横隔膜があります。
　地球はペルム紀と三畳紀の境界に低酸素状態になりました。これを乗り切るために、呼吸を手助けする手段手として、恐竜は気嚢を哺乳類は横隔膜を作りました。しかし、気嚢の方が優れていたので、恐竜の方が繁栄しました。現在は、酸素濃度21％。空を飛ぶような激しい運動でなければ、横隔膜で十分です。
　変温動物は酸素消費量が少ないので呼吸を手助けする必要はありません。

参考URL：

http://www.rui.jp/ruinet.html?i=200&c=400&m=273148

お礼

気嚢と横隔膜は遺伝子のレベルで相同なのでしょうか。

回答No.3

name_025

またその頃の人類の祖先はネズミのような生物として生きていたと言われており、小動物であることの効率性からそのような呼吸器の発達は必要がなかったと。

（素人考え、失礼しました。）

お礼

確かに必要がないところに進化はないはずですね。大隕石の落下のことを考えると哺乳類が栄えているのは偶然なのでしょうね。

回答No.2

name_025

座談でごめんなさい。素人です。

恐竜が生きていた時代は現在より平均気温は10度以上高く南極大陸まで植物が生い茂っており、二酸化炭素の濃度は現在の3倍ほど。そんな中で、恐竜たちは恐ろしく機敏なスピードで動いていたといわれていますので、その運動機能を支えるために効率的に酸素を取り込むための呼吸機能が発達したと考えられるのではないでしょうか。

お礼

なるほどです。必要に迫られることがあったはずだとは思いましたが、当時の空気の組成の違いは思いつきませんでした。現在の空気に対して過剰に効率が良いということですね。高高度を長距離飛行する鶴のような鳥にとってはありがたい遺産でしょうがスズメやカラスにはもったいない機能なのかもしれませんね。

補足

骨を軽くすることにまで関係しているとすれば恐竜が空を飛ぶようになってからも機能系は発達してきたと考えられますか。