海の底にひっそりと暮らす、一風変わった姿の生き物に「鰓曳
動物(えらひきどうぶつ)」がいます。
学名はPriapulidaやPriapulaと呼ばれ、「プリアプルス類」とも称されます。かつては他のグループに含まれると考えられていましたが、現在は独立した
動物門として扱われています。
「鰓曳
動物」という和名は、体の後部にある尾のような付属器を「鰓(えら)」、つまり
呼吸器官だと誤解したことに由来します。しかし、この付属器は全ての種にあるわけではなく、現在では
呼吸機能はなく
感覚器であると考えられています。このような経緯から、
学名にちなんで「プリアプルス門」と呼ぶ研究者もいます。
学名「Priapulida」は、ギリシャ神話の豊穣と
生殖の神、
プリアーポス(
陰茎の象徴とされる)の名に由来し、「小さい
陰茎」という意味を持ちます。英語圏ではその形状から「penis worm」と呼ばれることもあります。
体のつくり
鰓曳
動物は、左右対称で円筒形の細長い体を持ちます。その大きさは種によって大きく異なり、小さなものでは0.5
ミリメートルほどしかありませんが、大きなものでは20
センチメートルにも達するものもいます。体の表面は丈夫なクチクラ層に覆われており、この層は成長に伴って定期的に脱ぎ捨てられる「
脱皮」を行います。小型種では体が透き通って見えますが、大型種では黄白色や赤褐色を帯びています。クチクラの下には
表皮、さらにその下に
筋肉の層があります。
体は大きく分けて、前方の「
吻(ふん)」と後方の「胴」からなります。
吻は
筋肉の働きによって体内に引き込めたり、素早く体外に突出させたりすることができます。
吻の表面には多数の鋭い棘が並び、その先端には
口が開いています。消化管は
口から体の後端までほぼまっすぐ伸び、完全な構造を持っています。
肛門は体の最後部の中心近くに位置します。胴の表面にはしばしば環状のしわが見られますが、これは他の
動物に見られるような
体節構造ではなく、鰓曳
動物は
体節を持ちません。
多くの種では体の後部に「尾状付属器」と呼ばれる突起がありますが、その形は多様です。この付属器はかつて鰓と考えられましたが、現在は感覚に関わる
器官だとされています。
体内には大きな「
体腔」があり、
体腔液で満たされています。かつてこれが脊椎
動物のような真
体腔だと主張する説もありましたが、現在では偽
体腔である可能性が高いと考えられています。この
体腔液は、体を内側から支える水力学的骨格として機能し、特に
吻を突出させる際には、体壁の
筋肉が収縮することで生じる
体腔液の圧力が利用されます。
体腔液中には、
酸素運搬に関わるヘムエリスリンを含む
赤血球や、異物を排除する食細胞が見られます。
体の後方、
体腔の後部には「原腎管」があり、体の水分やイオンバランスの調節(
浸透圧調節)や老廃物の
排泄に関わると考えられています。この
器官の近くには
生殖器系があり、一対の
生殖孔が
肛門のそばに開いています。
神経系は
脳のような大きな
神経節を持たず、体の表面近く、
表皮層に張り巡らされています。消化管を取り巻くように神経環があり、そこから腹側に向かって神経索が伸びています。
暮らしと生態
鰓曳
動物はすべて海、あるいは海水と
淡水が混ざり合う汽水域に生息し、
淡水で見つかる種はいません。主な生息場所は海の底、特に砂や泥でできた海底です。浅い海の潮間帯の下から、水深5000
メートルを超える非常に深い海底まで、広範囲に分布しています。
比較的大きな体を持つ種は、水温の低い海域に多く見られます。これらの種は海底の砂や泥に巣穴を掘って生活することが一般的ですが、中には稀に棲管と呼ばれる筒状の構造物を作ってその中に潜む種もいます。かつてはこのような大型種が多く知られていたため、鰓曳
動物は高緯度地域や
深海にしかいないと思われていました。しかし、小型の種が
熱帯の暖かい海にも生息していることが明らかになり、その分布域は想像以上に広いことがわかっています。小型種は、やはり巣穴を掘って暮らすか、砂粒の間などの微小な隙間に潜り込んで生活する(間隙性)ものが多いです。中には、
酸素が少なく
硫化物の濃度が高いという極めて特殊な環境に適応して生きる種も報告されています。
多くの鰓曳
動物は肉食性で、海底に潜む小
動物を捕らえて食べます。普段は体内に引き込んでいる
吻を素早く伸ばし、
口の周りにあるキチン質の歯を使って、
ゴカイや
ヨコエビのような小型の無脊椎
動物を捕獲します。棲管を作って生活するマッカベウス科のある種は、
口の周りの短い
触手や棘を使って、近づいてきた獲物を捕まえることが知られています。一方、小型種の中には、海底に積もった有機物の粒(
デトリタス)などを餌にしているものもいます。
深海性の種の中には、カイメンを食べる特異な食性のものも確認されています。
鰓曳
動物は、オスとメスが分かれている「
雌雄異体」です。
繁殖は、ほとんどの場合、体の外で行われる「体外
受精」によって行われます。まずオスが
精子を海水中に放出し、続いてメスが
卵を放出することで、海水中で
受精が起こります。
受精卵は細胞分裂を繰り返し、発生が進みます。細胞分裂は規則正しく、全ての細胞がほぼ同じ大きさになる「全割」で、分裂面が放射状に配列する「放射
卵割」という特徴的な様式で進行します。胚は成長すると、「ロリケイト
幼生」と呼ばれる独特な姿の
幼生になります。ロリケイト
幼生の胴体は、クチクラでできた硬い「被甲(ひこう)」という構造に覆われています。
吻はこの被甲の中に引き込めるようになっており、敵から身を守る役割を果たしていると考えられます。この被甲は
幼生が成長する過程で何度か脱ぎ捨てられ、成体になるための「
変態」を行う際には最終的に失われ、成体には見られません。
例外的に、ツビルクス科の一部の種では、
幼生期を経ずに、胚が母親に保護されながら発生し、孵化したときにはすでに成体と同じような形になっている「直接発生」が報告されています。また、マッカベウス科の一部の種ではオスの存在が確認されておらず、どのように
繁殖しているのかはまだ明らかになっていません。
進化の歴史と分類
鰓曳
動物の仲間は、実は現代よりもはるか昔、特に
古生代に大いに栄えたグループです。およそ5億年以上前の
カンブリア紀の海では、主要な
捕食者の一つとして、その姿を見ることができました。カナダの有名な化石産地、バージェス頁岩から発見された「
オットイア(Ottoia)」という生物も、この鰓曳
動物の仲間に含まれます。古生物学者のスティーブン・ジェイ・グールドは、鰓曳
動物がかつての繁栄を失い、現代では少数の種しか存在しない理由の一つとして、
オルドビス紀に出現した、より効率的な
顎を持つ
多毛類(
ゴカイなどの仲間)との生存競争に敗れた可能性を指摘しています。
かつて、お腹の中に偽
体腔を持つ
動物たちは「袋形
動物門」という大きなグループにまとめられ、鰓曳
動物もその中の一員と見なされていました。しかし、その後の研究によって袋形
動物門が自然なまとまりを持たない多系統群であることが明らかになったため、この分類群は使われなくなり、かつて含まれていたそれぞれのグループが独立した門として扱われるようになりました。鰓曳
動物もその例外ではなく、独立した「鰓曳
動物門」として位置づけられています。
分子生物学的な手法を用いた近年の系統解析の結果、前
口動物と呼ばれる大きなグループは、「
脱皮動物」と「
冠輪動物」という二つの主要な系統に分けられることが有力視されています。鰓曳
動物は、その名の通り
脱皮をすることが特徴の一つであることから、「
脱皮動物」のグループに含まれると考えられています。
脱皮動物の中でも、鰓曳
動物は動
吻動物や胴甲
動物といった他の小さな
動物門と近縁であることが示されており、これら三つのグループを合わせて「頭
吻動物(とうふんどうぶつ)」、あるいは「有棘
動物(ゆうきょくどうぶつ)」と呼ぶことが提唱されています。これらの頭
吻動物の仲間は、体表に「花状
器官」と呼ばれる微細な構造を共有しているといった形態的な特徴も共通しています。
現在知られている鰓曳
動物の現生種は、世界で10数種ほどと比較的少ないグループです。これらは主に以下の2つの目と3つの科に分類されています。
プリアプルス目 (Priapulimorpha)
ツビルクス科 (Tubiluchidae)
プリアプルス科 (Priapulidae) - この科はさらにハリクリュプトス亜科とプリアプルス亜科に分けられます。日本で確認されているエラヒキムシやフタツエラヒキムシはこのプリアプルス亜科に属します。
セティコロナリア目 (Seticoronaria)
* マッカベウス科 (Maccabeidae)
このように、鰓曳
動物は、古くから地球上に存在し、特異な形態と生態を持つ興味深い
動物たちです。まだ未知の部分も多く、今後の研究によってさらなる発見が期待されるグループと言えるでしょう。