感覚器/魚/側線

魚は水生動物で、多様性に富んでいます。

サメの側線感覚器。

ほとんどの魚には高度な感覚器官があります。 日中に生息するほとんどの魚の目は、色彩感覚を備えています。 中には紫外線を見ることができるものもいます。 また、魚は非常に優れた嗅覚を持っています。 例えば、マスは頭の中に「鼻」と呼ばれる特殊な穴があり、そこで水中の微量の化学物質を感知している。 また、海から上がってきたサケは、自分のにおいを覚えているため、この感覚を使って故郷の川へ戻ることができます。 特に地上に住む魚は、唇と腕に非常に強い触覚を持っている。 味蕾(みらい)もそこにある。

また、魚には側線系(ラテラリスシステム)というものがあります。

また、魚には側線系というものがあり、別名ラテラリス系と呼ばれている。これは、頭部と体の両側にある触覚器官のシステムである。

FunctionEdit

魚は側線感覚器を使って、獲物や捕食者、流れの変化やその方向を感知し、群れで衝突を避けるために使用します。

Coombsらは、側線感覚器官が魚にとって獲物を感知しそれに向うための必要であることを示しました。 魚は目をつぶっていても、獲物や振動する金属球が作る動きを察知し、そちらに方向転換するのです。 塩化コバルトの塗布によって側線での信号伝達が阻害されると、獲物を狙う能力が大幅に低下する。

魚が群れをなして衝突を避けるために側線器官に依存していることは、Pitcherらによって実証されている。

側線は、魚の体の両側に沿って、頭から尾まで走る 2 本のかすかな線として見えます。 それらは神経細胞と呼ばれる一連の機械受容器細胞から成っています。 これらは、皮膚の表面にあるか、より頻繁に側線管の中に埋め込まれている。 側線管は皮膚のすぐ下にある粘液で満たされた構造で、外部からの水の変位を開口部を通して内部の神経細胞へと伝達する。 神経細胞は、細かい有毛細胞のある感覚細胞で構成され、円筒状のゼラチン質の杯で包まれている。 これらは直接外洋に出るか(深海魚に多い)、側線管のリンパ液の中に達する。 水圧の変化で盃が曲がり、中の有毛細胞も曲げられる。 脊椎動物の耳の有毛細胞と同様に、繊毛が短い方にたわむと感覚細胞が過分極(発火率の低下)し、反対方向にたわむと脱分極(発火率の上昇)する。 そのため、圧力の情報はレートコーディングによってデジタル情報に変換され、側線神経に沿って脳へと伝達される。 多くの神経細胞が求心性・遠心性結合で統合されることで、複雑な回路が形成される。 これにより、異なる刺激周波数に反応するようになり、結果として加速度や速度などの異なるパラメータを符号化することができる。

Rutilus rutilusの側線(中央)のいくつかのスケール
側線感覚器系の解剖図のスケッチです。

サメやエイでは、いくつかの神経節が興味深い進化を遂げています。 それらはロレンツィーニ門と呼ばれる電気受容器に進化しています。 この敏感な器械で、これらの魚は筋肉の収縮によって発生する小さな電位を検出することができ、その結果、遠く離れた、濁った海や砂の下に隠れた獲物さえ見つけることができるのです。

Convergent EvolutionEdit

頭足類

Lorenzini は地球の電磁場を感知するほど敏感なので、サメもこの感覚を使って移動したり方向を定めたりしていると考えられています。

イカ、タコ、イカなどの頭足類は、頭と腕に魚の側線に似た繊毛表皮細胞の線があります。 コウイカ (Sepia officinalis) やブリーフイカ (Lolliguncula brevis) のこれらの線からの電気生理学的記録により、魚や水棲両生類の機械受容性側線に対する無脊椎動物のアナログであることが確認されています

甲殻類。

魚類の側線に対するもうひとつの収束は、いくつかの甲殻類で見つかりました。 魚類とは異なり、彼らは体に機械感覚細胞を持たず、長い尾状触角に一定の間隔で配置されています。 これらは体と平行に保持されている。

哺乳類:

水生のマナティでは、後頭部の体に触覚毛が生えています。 これはハダカデバネズミの機械感覚毛に似ています。 この毛の配置は魚の側線と比較され、マナティーの視覚能力の低さを補完しています。 同様に、ゼニガタアザラシのヒゲは水の微細な動きを感知することが知られており、流体力学的な受容システムとして機能している。 このシステムは、魚類に比べればはるかに感度が低い。

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