3億年前に生息していたこの小魚は、独特の繁殖方法を持っていた

魚の繁殖方法というと、水槽の観賞魚や、池の食用魚が「種を撒く」ことを思い浮かべることが多いが、私たちの身の回りにいる一般的な魚のほとんどは、硬骨魚類の上位目である条鰭綱に属している。これは現存する魚類、さらには脊椎動物の中で最も繁栄しているグループです。現存する3万種以上の魚類のうち99％は条鰭綱に属し、現存する脊椎動物種の約50％を占めています。条鰭類の魚類の大部分は体外受精によって繁殖します。性的に成熟した雄と雌の魚が精子と卵子を水中に放出し、水中環境で結合して受精卵を形成します。

しかし、古代から現在に至るまで、すべての魚がこのような原始的な方法で繁殖してきたのでしょうか? 3億年以上前に生息していた奇妙な小魚が、その答えを教えてくれるかもしれない。

孵化したばかりの子供を守るカクレクマノミの父親（トライポフォビアの人は注意） |シルケ男爵/ウィキメディア・コモンズ

完全武装した小さな男

「小さな手足」を意味するミクロブラキウスは、3億9330万年前の前期デボン紀のアムロニアン期から3億8270万年前の中期デボン紀のジヴェーティアン期まで淡水に生息していた。彼らの化石はスコットランド、ベラルーシ、エストニア、そして私の国である雲南省で発見されています。ミクロブラキス類は板皮類に属します。板皮類は、保護のために体を覆う厚い骨の鎧を持っていた古代の、現在は絶滅した魚類のグループです。板皮類は地球上で上顎と下顎を進化させた最初の脊椎動物です。シルル紀中期からデボン紀後期にかけて繁栄し、全長6メートルを超えるジンベイザメなどの頂点捕食者や、現存するジンベイザメに似たタイタニクティスなどの巨大濾過摂食者へと進化した。

これらの大型の近縁種と比較すると、小腕骨類ははるかに小型で、体の前半部は装甲で覆われており（化石に保存されている部分）、長さはわずか 2 ～ 4 cm でした。しかし、だからといってこの「小さなやつら」を侮ってはいけません。ミクロブラキアタが属するカルカロドントサウルス目は、板皮類の中でも装甲の積み重ねの達人です。頭部と胴体の前半部は骨の箱のように厚い骨の装甲でしっかりと包まれており、胸びれさえも硬い装甲板で覆われています。淡水捕食者にとって、ミクロブラキウムの堅固な防御を突破するのは容易ではありません。

Microbrachius dicki の復元 | E. Mark-Kurik 他/ エストニア地球科学ジャーナル (2018)

2013年、古生物学者はスコットランドで発掘されたミクロプテラ科の化石から、溝の付いた奇妙な小さな骨の棒2本を発見した。これは特別な意味を持つ「やつ」です。

Microbrachius kedoae の甲羅の一部 | E. Mark-Kurik 他/ エストニア地球科学ジャーナル (2018)

歴史的に重要なオルガン

現存する魚類の大部分は体外受精によって繁殖しますが、例外もあります。コイ科（グッピーやモーリーなどの一般的な観賞魚や悪名高い外来種であるカダヤシを含む）やメジロザメ科などの条鰭類の一部は体内受精によって繁殖しますが、より高等な軟骨魚類（さまざまなサメ、エイ、アカエイ、ギンザメを含む）はすべて体内受精を利用しています。

ミクロブラキウスの溝のある骨棒は、現存するサメなどの雄の軟骨魚類の交尾器官と非常によく似ており、これはミクロブラキウス、そしておそらく他の板皮類も軟骨魚類と同様の方法で交尾することを示している。既存のサメやエイが交尾するとき、オスはメスの胸びれを歯で噛み、自分の位置を固定します。ミクロプテルスの口は非常に小さく、頭に小さな穴が開いていて、骨の鎧でしっかりと包まれています。ヘルメットと鎧で覆われた完全武装のその体は、プレートアーマー一式を身に着けた中世ヨーロッパの騎士のように非常に頑丈です。難しい柔軟な動きをまったく行うことができません。

ミクロブラキウムの雄性器 |ジョン・ロング他/ 自然 (2014)

では、オスの小腕類はメスとどのように交尾するのでしょうか?小腕骨の骨棒によって形成された一対のコネクタは左右に伸び、体と 90 度の角度を形成します。同時に、古生物学者は、交尾器官を持たない、おそらくは雌のミクロブラキアタ類の化石の総排泄腔から、2枚の小さな骨板も発見した。これらの特徴は、オスの小腕類がメスに横から近づき、「肩を並べる」姿勢で交尾する可能性があることを示唆している。

ミクロブラキウスの総排泄腔で見つかった骨板は、交尾を助ける装置だった可能性がある |ジョン・ロング他/ 自然 (2014)

ミクロブラキウムの交尾ポーズの想像図 |ジョン・ロング他/ 自然 (2014)

デボン紀の母

小型腕類に交尾器官が存在することは、少なくとも一部の板皮類が体内受精を行うことができることを示している。それで、彼らはどうやって子孫を残すのでしょうか?

体内で受精する条鰭類の魚類は、通常、卵胎生で子孫を産むことで繁殖します。受精卵は母親の体内で孵化し、独立して生活できる幼虫に成長してから体外に放出されます。軟骨魚類は3つの異なる方法で繁殖します。一部の種は生きた幼体を産み、一部の種は大小の硬い殻の卵を産み、より進化した種（メジロザメ類やスフィア類など）は哺乳類のように生きた幼体を産みます。胎児が卵黄をすべて吸収した後、母親は発育中の胎児に直接栄養を与えます。

進化の樹上のさまざまな枝にある魚類の生殖器 |ジョン・ロング他/ 自然 (2014)

3億8000万年前のデボン紀後期に西オーストラリアで発見されたもう1種類の板皮類：アッテンボロー魚類の母親 Materpiscis attenboroughi。腹腔内には胎児の化石が保存されているだけでなく、偽胎盤構造の痕跡も見られます。これは、3億年以上前のデボン紀にはすでに、古代の板皮類が体内受精によって交尾することができただけでなく、現存する高等軟骨魚類のように胎生によって子孫を繁殖させることもできたことを示す強力な証拠である。

アッテンボロー魚の母親の腹腔内には、胎児の骨格がまだ残っています。 |スラコ美術館 ビクトリア 派生作品 マゼンタグリーン

地球上の最初の世代の脊椎動物「優勢種」である板皮類は、デボン紀末期の大量絶滅ですべて絶滅し、永久に姿を消した。しかし、地中深くに埋もれた彼らの特殊な体の構造や独特の生活習慣については、まだ多くの秘密が残されており、私たちの発見を待っています。

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