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動物の分類と進化について 知ってる感だすためのカンペ

Q:動物の分類について教えて

A:動物の分類

動物は、多細胞でヘテロトロフィー(他から有機物を摂取して栄養とする)の真核生物であり、生物界において多様な形態と生態を持っています。


1. 動物の分類学(タクソノミー)

分類の基本概念

動物の分類は、生物の多様性と進化的関係を理解するために、階層的なシステムに基づいて行われます。主な分類階級は以下の通りです。

  • 界 (Kingdom) 動物界(Animalia)植物界(Plantae)菌界(Fungi)原生生物界(Protista)真正細菌界(Eubacteria)古細菌界(Archaea))

  • 門 (Phylum) 動物界は、35門)

  • 綱 (Class)

  • 目 (Order)

  • 科 (Family)

  • 属 (Genus)

  • 種 (Species)


動物界の主要な門(Phylum)と具体例

動物界には約35の門があります。

  • 海綿動物門(Porifera)

  • 刺胞動物門(Cnidaria)

  • 有櫛動物門(Ctenophora)

  • 扁形動物門(Platyhelminthes)

  • 顎口動物門(Gnathostomulida)

  • 微顎動物門(Micrognathozoa)

  • 輪形動物門(Rotifera)

  • 鉤頭動物門(Acanthocephala)

  • 紐形動物門(Nemertea)

  • 線形動物門(Nematoda)

  • 鰓曳動物門(Nematomorpha)

  • 胴甲動物門(Kinorhyncha)

  • 腕帯動物門(Loricifera)

  • 緩歩動物門(Tardigrada)

  • 節足動物門(Arthropoda)

  • 線虫動物門(Onychophora)

  • 軟体動物門(Mollusca)

  • 環形動物門(Annelida)

  • 外肛動物門(Bryozoa)

  • 箒虫動物門(Phoronida)

  • 腕足動物門(Brachiopoda)

  • 内肛動物門(Entoprocta)

  • 半索動物門(Hemichordata)

  • 棘皮動物門(Echinodermata)

  • 脊索動物門(Chordata)

  • 緩体動物門(Gastrotricha)

  • 扁形動物門(Placozoa)

  • カテネフィラ動物門(Chaetognatha)

  • 類線形動物門(Priapulida)

  • ヒモムシ動物門(Nemertea)

  • 毛顎動物門(Kinorhyncha)

  • ワムシ動物門(Rotifera)

  • 脊索動物門(Chordata)

  • 中生動物門(Mesozoa)

  • 縮虫動物門(Cycliophora)

その中でも主要なものについて、詳細を以下に示します。

1. 海綿動物門(Porifera)

  • 種数:およそ5,000種

  • 特徴:組織や器官の分化がなく、多細胞だが細胞の集合体。

  • 具体例:海綿(スポンジ)。

  • 利用:バイオマテリアル、研究材料。

2. 刺胞動物門(Cnidaria)

  • 種数:およそ10,000種

  • 特徴:放射相称、刺胞(刺細胞)を持つ。

  • 具体例:クラゲ、サンゴ、イソギンチャク。

  • 利用:観賞用(サンゴ礁)、医薬品研究。

3. 有櫛動物門(Ctenophora)

  • 種数:およそ100種

  • 特徴:櫛板を持ち、放射相称。

  • 具体例:クシクラゲ。

  • 利用:生態系研究。

4. 扁形動物門(Platyhelminthes)

  • 種数:およそ20,000種

  • 特徴:左右相称、消化管は盲袋状。

  • 具体例:プラナリア、条虫(サナダムシ)。

  • 利用:再生医学研究、寄生虫研究。

5. 輪形動物門(Rotifera)

  • 種数:およそ2,000種

  • 特徴:微小な動物で、頭部に輪毛器を持つ。

  • 具体例:ワムシ。

  • 利用:水質指標生物、養殖業。

6. 線形動物門(Nematoda)

  • 種数:およそ25,000種(推定では100万種以上)

  • 特徴:円筒形の体、体腔は偽体腔。

  • 具体例:カイチュウ、センチュウ、線虫(モデル生物:カエノラブディティス・エレガンス)。

  • 利用:農業害虫、遺伝学研究。

7. 環形動物門(Annelida)

  • 種数:およそ15,000種

  • 特徴:体が体節に分かれ、真の体腔を持つ。

  • 具体例:ミミズ、ゴカイ、ヒル。

  • 利用:土壌改良、医療(ヒル療法)。

8. 軟体動物門(Mollusca)

  • 種数:およそ85,000種

  • 特徴:軟らかい体、外套膜、殻を持つものが多い。

  • 具体例:カタツムリ、イカ、タコ、アサリ。

  • 利用:食用、真珠養殖、研究材料。

9. 節足動物門(Arthropoda)

  • 種数:およそ1,000,000種以上(動物界最大の門)

  • 特徴:外骨格、関節肢、体節制。

  • 具体例:昆虫、甲殻類、クモ、ムカデ。

  • 利用:食用(エビ、カニ)、農業(受粉、害虫)、医薬品。

10. 棘皮動物門(Echinodermata)

  • 種数:およそ7,000種

  • 特徴:五放射相称、石灰質の内骨格、水管系。

  • 具体例:ヒトデ、ウニ、ナマコ。

  • 利用:食用(ウニ、ナマコ)、発生学研究。

11. 原索動物門(Hemichordata)

  • 種数:およそ100種

  • 特徴:体が3つの部分に分かれる。

  • 具体例:ギボシムシ。

  • 利用:進化研究。

12. 脊索動物門(Chordata)

  • 種数:およそ65,000種

  • 特徴:脊索、神経管、咽頭裂、尾部を持つ。

  • 具体例:魚類、両生類、爬虫類、鳥類、哺乳類。

  • 利用:食用、ペット、医療研究。


Q:動物の進化について教えて

A:動物の進化と分化の経緯

動物の進化は、以下のような重要な革新によって推進されてきました。

  1. 多細胞化:細胞間の協調と分化が始まり、組織や器官の形成へ。

  2. 組織の分化:真の組織(外胚葉、内胚葉、中胚葉)の形成。

  3. 左右相称と頭化:運動能力と感覚器官の集中化。

  4. 体腔の発達:体腔の進化により、内臓器官の発達と保護が可能に。

  5. 体節制と外骨格:運動能力と防御機能の向上。

  6. 脊索と脊椎の形成:脊椎動物の出現と多様化。

  7. 陸上進出:肺呼吸や四肢の発達により、陸上環境への適応。

  8. 恒温性と高次機能:鳥類と哺乳類の進化による生理機能の高度化。


動物の進化系統樹


1. 多細胞動物の出現(約6億年前)

  • 起源

    • 単細胞の真核生物から多細胞化が進み、最初の多細胞動物が誕生。

    • 原生生物である**鞭毛虫類(Choanoflagellates)**が動物の直接の祖先と考えられています。

  • 特徴

    • 細胞間の協調と分化が始まり、組織の形成へとつながる。

2. 組織の分化と海綿動物

  • 海綿動物門(Porifera)

    • 最も原始的な多細胞動物で、組織や器官の分化がなく、細胞の集合体として存在。

    • 特徴:フィルターフィーダーとして、水中の有機物を取り込み栄養を得る。

3. 真の組織の形成と刺胞動物

  • 刺胞動物門(Cnidaria)

    • 真の組織(外胚葉と内胚葉)を持ち、二胚葉動物として分類。

    • 特徴:放射相称の体制を持ち、刺胞という特殊な細胞で捕食。

  • 有櫛動物門(Ctenophora)

    • クシクラゲなどが属し、刺胞動物に似ているが独自の進化を遂げる。

4. 三胚葉動物の出現と左右相称動物

  • 三胚葉の形成

    • 外胚葉、内胚葉に加えて中胚葉が形成され、より複雑な構造が可能に。

  • 左右相称の進化

    • 体が左右対称となり、頭部(頭化)が発達。

5. 原口動物と新口動物の分化

  • 原口動物(Protostomia)

    • 胚発生において、原口が口になる動物群。

    • 主な門:扁形動物門、線形動物門、環形動物門、軟体動物門、節足動物門。

  • 新口動物(Deuterostomia)

    • 胚発生において、原口が肛門になり、口は新たに形成される。

    • 主な門:棘皮動物門、脊索動物門。

6. 扁形動物からの分化

  • 扁形動物門(Platyhelminthes)

    • 特徴:平たい体、消化管は盲袋状。

    • 一部は寄生生活に適応し、**条虫(サナダムシ)**などが出現。

7. 体腔の進化

  • 偽体腔動物

    • 体腔が中胚葉で完全に囲まれていない。

    • 線形動物門(Nematoda):土壌や水中で多様に生息。

  • 真体腔動物

    • 体腔が中胚葉で完全に囲まれる。

    • 環形動物門(Annelida)軟体動物門(Mollusca)、**節足動物門(Arthropoda)**など。

8. 体節制の進化

  • 環形動物門(Annelida)

    • 特徴:体が繰り返しの体節から構成。

    • 体節ごとに同じ器官が存在。

  • 節足動物門(Arthropoda)

    • 特徴:外骨格と関節肢を持ち、体節が融合して機能的な体区分(頭部、胸部、腹部)を形成。

    • 進化:カンブリア爆発以降、多様な形態に進化。

9. 外骨格と関節肢の発達

  • 節足動物の多様化

    • 昆虫類:陸上生活に適応、飛翔能力の獲得。

    • 甲殻類:水生環境で多様化。

    • クモ形類:捕食者としての地位を確立。

10. 軟体動物の進化

  • 軟体動物門(Mollusca)

    • 特徴:外套膜と殻を持つ。

    • 多様性二枚貝類腹足類(カタツムリ)、頭足類(イカ、タコ)など。

11. 新口動物の進化

  • 棘皮動物門(Echinodermata)

    • 特徴:五放射相称、再生能力が高い。

    • 移動には水管系を利用。

  • 脊索動物門(Chordata)

    • 特徴:脊索、神経管、咽頭裂、尾部を持つ。

    • 分化原索動物脊椎動物に分かれる。

12. 脊椎動物の進化

魚類の進化

  • 無顎類

    • 最初の脊椎動物で、顎を持たない。

    • 具体例:ヤツメウナギ。

  • 軟骨魚類

    • 特徴:顎の発達、軟骨性の骨格。

    • 具体例:サメ、エイ。

  • 硬骨魚類

    • 特徴:骨質の骨格を持つ魚類。

    • 具体例:タイ、サケ。

陸上進出:両生類の出現

  • 両生類(Amphibia)

    • 特徴:肺呼吸の開始、四肢の発達。

    • 水中と陸上の両方で生活。

    • 具体例:カエル、イモリ。

爬虫類の進化

  • 爬虫類(Reptilia)

    • 特徴:乾燥した環境への適応。

    • 皮膚が鱗で覆われ、卵殻を持つ卵を産む。

    • 具体例:ヘビ、トカゲ、カメ。

鳥類と哺乳類の出現

  • 鳥類(Aves)

    • 特徴:爬虫類から進化し、羽毛と飛翔能力を獲得。

    • 恒温動物としての特性。

    • 具体例:スズメ、ワシ。

  • 哺乳類(Mammalia)

    • 特徴:毛皮、乳腺、恒温性。

    • 分類

      • 単孔類:カモノハシ、ハリモグラ。

      • 有袋類:カンガルー、コアラ。

      • 真獣類:人間、犬、クジラ。


13. 人類の進化

  • 霊長類の進化

    • 特徴:大型の脳、立体視、手指の発達。

    • 新世界ザル旧世界ザル類人猿へと分化。

  • 人類の出現

    • 猿人(アウストラロピテクス)から始まり、

    • 原人(ホモ・エレクトス)、

    • 旧人(ネアンデルタール人)、

    • 新人(ホモ・サピエンス)へと進化。

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