質問: ここに含まれるガスを溜めたり抜いたりして浮力の調節を行う、魚類が持つ袋状の器官は何でしょう?
回答: 鰾

タイトル: 鰾
魚の体は周囲の水より密度が大きく、何もしなければ沈降してしまう。そこで、簡単に浮力を得るために鰾を発達させている。鰾は伸縮性に富む風船のような器官で、ガスを溜めたり抜いたりして浮力調節を行う。

タイトル: 深海魚
浮き袋(鰾)は浅海魚が浮力を得る一般的な手段であるが、深海では極度の高水圧のため、通常のガス交換による浮き袋の機能には期待できない。高水圧と急激な圧力変化に耐えるため、深海魚には浮き袋の壁を頑丈なグアニン結晶で覆う、あるいは内容物を気体ではなく脂肪やワックスに置換するなどの適応が見られる。特にハダカイワシ類のように、餌を求めて深海と浅海を往復する習性を持つ深海魚は、毎日数百気圧に及ぶ圧力変化を受けることになる。彼らは遊泳性深海魚の中では比較的発達した浮き袋を持ち、奇網(ガス交換に寄与する微細な血管網)は浅海魚に比べ非常に長く、一部の種類では中身を脂肪で満たしている。深度が大きくなるに従って、高水圧に逆らいガス交換(特に分泌)を行うことへの負担も増大する。

タイトル: 魚類
現存する硬骨魚類の多くは円鱗(えんりん)あるいは櫛鱗(しつりん)を持つ。ヒラメのように体の部分によって円鱗と櫛鱗を有する種類もいる。鰾は主に条鰭類が持つ器官である。浮き袋とも呼ばれる。魚類の体は海水より比重が大きく、何もしなければ沈降してしまう。そこで、簡単に浮力を得るために鰾を発達させている。鰾は伸縮性に富む風船のような器官で、ガスを溜めたり抜いたりして浮力調節を行う。原始的な鰾は消化管から枝分かれしており、水面に口を出して空気を出し入れする開鰾(有気管鰾)である。しかし一部の種は消化管から分離した閉鰾(無気管鰾)を持ち、鰾の周囲にある奇網からガス腺と呼ばれる細胞を介してガスを取り込む。鰾は四肢動物やハイギョの肺と相同である。かつては鰾が肺に進化したと考えられていたが、現在では肺から鰾が進化したと考えられている。

タイトル: イボダイ亜目
イボダイ亜目の仲間は左右に平たく側扁した体型をもち、最大種では全長1.2mに達することもある。明瞭な縦縞など比較的鮮やかな斑紋をもつ仔稚魚に対し、成魚は地味な体色であることが多い。食道の両側に食道嚢、あるいは咽頭嚢と呼ばれる袋状の構造をもつことが、イボダイ亜目の魚類の最たる特徴である。食道嚢は咽頭の後方に位置し、内部に並んだ歯のような突起によって、餌の嚥下や消化を助ける役割があるとみられている。ただし、本亜目の中では古い系統の一群と考えられているトコナツイボダイ科の魚類(1種のみ)は、この食道嚢をもたない。鱗は通常円鱗で、一部の種類は微小な櫛鱗をもつ。上顎の大部分は涙骨で覆われる。下尾骨は2-6枚の板状で、尾鰭の分枝鰭条は15本。鰓条骨は5-7本、椎骨は24-61個。

タイトル: 肺循環
脊椎動物において、肺循環は両生類・爬虫類・鳥類・哺乳類に見られる。魚類の大部分では肺は呼吸器として機能しない。実際に呼吸に用いている肺魚などにおいても、肺循環は存在せず、大まかにはほかの臓器と同じである。従って、陸上進出に際して発達した構造と見られる。なお、両生類では血管の配置としては肺循環があり、心臓の構造でも二心房であるが、心室は一つしかないため、肺循環から戻った血液は静脈血と混じってしまい、「すべての血が肺を通ってから全身に行く」という効果は十分ではない。爬虫類では心室に仕切が出来ており、不十分ながらその効果がある。

タイトル: パイプ
パイプ (Pipe) とは、液体や気体または粉体などの流体を連続的に輸送するのに用いられる管である。

タイトル: 鳥類
鳥類は、すべての動物群のなかで、最も複雑な呼吸器を持ったグループのひとつである。鳥が息を吸うとき、新鮮な空気の75%が肺を迂回して、後部気嚢に直接流れ込み、これを空気で満たす。後部気嚢とは、肺から広がって骨のなかの気室(含気腔)に繋がっている気嚢のグループである。残りの25%の空気は直接肺に行く。鳥が息を吐くときには、使われた空気が肺から排出され、同時に、後部気嚢に蓄えられていた新鮮な空気が肺に送り込まれる。このようにして、鳥類の肺には息を吸うときにも吐くときにも、常時新鮮な空気が供給されている。鳥の声は、鳴管を使って作り出されている。鳴管は筋肉質の鼓室であり、気管の下部末端から分岐し、複数の鼓形膜が組み合わされている。鳥類の心臓は、哺乳類と同じく4室(二心房二心室)あり、右側の大動脈弓より体循環が起こるが、哺乳類では鳥類と異なり左側の大動脈弓による。

タイトル: 唾風船
口腔内で舌や下顎の一部を使うことによって空気をつばの膜で包み込み、舌の上部表面につばの膜による球体を作る。さらに息を吹くことによって、この球体を空中に浮遊させることができる。 自分の唾液を用いるため不快に感じる人が多いので人前や公共の場ではするべきではない。

タイトル: 排出器官
それ以外の動物(無脊椎動物)では腎管などがあり、それらは互いにある程度の相同性があると考えられている。それらは体腔に口を開くため、往々に体腔器と呼ばれる。また、体節制を持つものでは体節ごとに存在する例が多く、体節器と呼ばれる場合もある。また、脊椎動物のものは泌尿器系と呼ばれる。その他、各分類群に独自な類似の機能を持つ器官がある例も知られる。原生生物に見られる類似の働きを持つ細胞器官に収縮胞がある。なお、動物の排出に類する例としては例えば汗や唾液など、上記のような排出物以外にもいくつかあり、それらは別の目的を担う部分もあるが、排出に近い働きも合わせ持つ例が少なくない。しかしそのような分泌腺は普通は排出器とは呼ばない。排出と排泄はしばしば同義に使われる。しかし、排出器官と排泄器官は同義ではない。排泄器官を排出器官に当てて使う例もあったが、現在では見られず、上記の意味での器官は排出器官である。

タイトル: 軟体動物
軟体動物門に属する動物は、例外はあるものの、以下のボディプランを持つことが多い:胚は三胚葉性で、幼生はトロコフォアないしベリジャーである。ただし頭足類は直達発生を行う。外套(がいとう)と呼ばれるひだをもち、そこから炭酸カルシウムを分泌して殻をつくる。名のとおり骨格がなく軟らかな体も、殻を持つことで外敵から身を守ったり、姿勢を保持したり、乾燥を防げる。ただしタコやナメクジ、ウミウシなど殻を退化させた種類もいる。体内の外套腔という部分にえらをもち、外套腔内に水を出し入れすることで呼吸をおこなう。アサリなどの二枚貝は、この時に取り入れた水の中から餌をこし取って食べる。また、イカやタコなどの頭足類は外套腔内の水を勢いよく噴き出して、ジェット噴射の要領で素早く移動できる。ただしカタツムリなどは外套腔が肺に変化していて、空気呼吸で生きられる。

タイトル: 浸透圧調節
他の植物は、マツのような針状の葉、陥没した気孔、ワックス状のクチクラ層など、水分の喪失を減らすための葉の変化が生じている。オオハマガヤ(英語版)は巻いた形状の葉を持っていて、その内側に気孔が存在する。水生植物は水辺に生息する植物であり、水中もしくは湿った場所で育つ。これらの植物、例えばスイレンなどでは、水分は植物の表面全体から吸収される。塩生植物は海に近い沼沢地に生息し、そのため塩濃度が高く水ポテンシャルが低い(高浸透圧の)土壌から水分を吸収する必要がある。この状況に対し、塩生植物は根にオスモライトなどを蓄積することで根の細胞の水ポテンシャルを下げ、浸透によって水分が流入するようにしている。余剰の塩分は細胞に蓄えられるか、葉の塩類腺(英語版)から排出される。分泌された塩分は空気中の水蒸気を補足するのに役立ち、液体となって葉の細胞に吸収される。

タイトル: 溝腹綱
心嚢には心嚢管(pericardioduct)があり、心嚢が体腔に当たるとの判断からこの管が腎管に相当するとの判断もあるが、実際にこれが排出の働きをなすとの確証はない。その意味では排出器官はどのようなものかははっきり分かっていない。実際の排出の働きについては若干の観察があり、白血球や中腸壁の絨毛細胞が一定の働きをすることが知られている。雌雄同体である。生殖腺は背中側中央に細長くなったものが一対ある。これは元来は心嚢から分化したものと考えられ、その内側壁が卵巣、外側壁が精巣となっている。生殖細胞は一旦は心嚢に入り、そこから左右前方へ伸び、それから後ろへ伸びる心嚢管を通って後端へ出る。その途中には自分の精子を蓄える貯精嚢や相手の精子の入る受精嚢をもつ。また、その出口には陰茎と陰茎針をもつ例もある。

タイトル: 外鰓
全てのポリプテルス類の稚魚が発達した外鰓を有する。成長に伴い肺が発達するにつれ、外鰓は縮小または消失し、内鰓と肺による呼吸へと移行する。

タイトル: 鳥類の体の構造
肺管壁はハニカム構造になっており、肺管の直径方向に展びるアトリウム (atria) と呼ばれる小房が並ぶ構造になっている。この小房に毛細血管が集まっており、小房に入った空気と血液の間でガス交換が行われる。鳥類には横隔膜がない。身体中の空腔は一体として、肺に空気を通すためのふいごとして機能する。鳥類の呼吸では、吸気ではなく呼気において筋肉の収縮が行われる。鳥類の気管の気管支に近い部位には鳴管と呼ばれる発声器官がある。哺乳類の喉頭と同様に、気管を通過する空気の流れの振動により、音を発する。種によっては複雑な音を生じることができ、人語をまねる種もある。スズメ目においては複数の音を同時に発生させることができるものもある。また気管の一部が大きく膨らむことで外観を装飾するものもある(喉袋、Gular skin)。

タイトル: 刺胞
このような強力な射出がどのようなエネルギーで生じるのかについては、詳しいことは分かっていない。刺胞の内部の浸透圧が150気圧に達すること、刺胞嚢の体積が射出の後には約半分になることなどから、この圧力差と、刺胞嚢の収縮によって押し出されるらしい。さらに、刺糸が強く撚られて収納されており、これがほぐれる力も働いているであろう。また、浸透圧の差によって嚢内に水が流入する力が働いているとの説もある。

タイトル: クモ綱
他の鋏角類の対になる生殖孔とは異なり、クモガタ類の生殖孔は癒合して単一の開口となっている。呼吸器として書肺(book lung)と気管系(tracheal system)が知られている。通常では片方のみをもつが、クモの中では両方をもつものがあり、またコヨリムシや一部のダニは呼吸器官をもたず、体表のみを通じてガス交換を行う(皮膚呼吸)。呼吸器の開口、いわゆる気門(spiracle, stigma)は通常では後体の腹面に配置されるが、前体と後体の両方に開口(ヒヨケムシ)、前体だけに開口(クツコムシ、一部のダニ)、もしくは背面に開口(アシナガダニ)する群もある。

タイトル: ドジョウ上科
概ね小型。ウェーバー器官を構成している。体形は蠕虫状(細長い)ないし紡錘形(両端の細くなる円柱状)である。大部分の種は真の鱗を持たない。第二前篩骨(だいにぜんしこつ)が骨質化し上顎と頭骨の間に配置される。このため、口は下側についている。口が下側についていることで、有している口髭を使うことができる。口髭は味覚と嗅覚を感じる細胞が集中しており、水底で効率よく餌を採取できる。1列の咽頭歯を持つ。

タイトル: 付着生物
基物上に附着する生物は、付着して全く動かない固着性のもの、穴を掘って潜る穿孔性のもの、それに匍匐性のもの、あるいはそれらの中間的なものなどがある。たとえば巣穴を作ってそれを固定させるが、本体は自由に動ける端脚類のドロクダムシのようなものもある。いずれにせよ、特に海においては様々な生物が基盤上に付着して暮らしており、そのような生物自体も基盤となってその上に生物が附着するという状況が見られる。

タイトル: 海底堆積物
放散虫の殻では多くの場合、浮力を助けるように、殻から突き出た多数の棘が見られる。珪藻または放散虫の殻が多くを占める軟泥は、珪質軟泥と呼ばれる。珪質堆積物と同様に、炭酸カルシウム、つまり石灰質の堆積物も、微視的な藻類および原生動物の殻から作られる。この場合、主な由来生物は円石藻(Coccolithophores)と有孔虫である。円石藻は、珪藻よりも約100倍小さい単細胞の浮遊性藻類である。彼らの殻は、細胞を取り囲む球を形成する多数の連結した CaCO3プレート (coccoliths) から構成されている。円石藻が死ぬと、個々のプレートが沈み、軟泥を形成する。時間の経過とともに、円石藻の軟泥は石化してチョークになる。イングランドのホワイトクリフドーバー(White Cliffs of Dover、ドーバーの白い崖)は、円石藻が豊富な軟泥で構成された白亜期の堆積物である。

タイトル: 筌
筌(うけ)は水路等に設置して移動する魚や水生昆虫を捕獲する調査器具の定置網の構成部分でもある。

タイトル: 吸盤
動物ではタコが一番目立つ多数の吸盤を持つものである。その形状は人工のものとよく似ており、筋力により吸着動作を行う。ハゼの仲間では、腹びれが吸盤となっている。口を吸盤にしているものには、ヤツメウナギ・アルジイーター・ヒル・吸虫などがある。総じて動物の形成する吸盤は、水中で働くものが多い。これは、自然界ではガラス面のようになめらかな表面は存在しないので、どうしても水や粘液が間に入ってその境目を埋める必要があるためと推測される。空中の濡れた面であれば、さほど吸盤の形をしていなくても、ぬれた粘液面だけで吸着することもある。腹足類などが幅広い足で基盤に吸着するのも吸盤の原理である。ヤモリ科の樹上や壁面に生息する構成種等の指先にある構造もかつては「吸盤」と言われていたが、現在では微小な突起構造によるファンデルワールス力を利用していることが明らかになった。イカの吸盤はやや原理が異なる。

タイトル: 管腔臓器
呼吸器(英語: respitary tract)の場合は、上気道(鼻腔、副鼻腔、咽頭、喉頭)から下気道(気管、気管支、肺胞)までの空気の通り道を管腔臓器と呼ぶことが可能である。しかし、肺実質(lung parenchyma)とも表現されるように、気管支・肺胞構造の全体を総称して「実質」と呼ぶことがある。女性生殖器(英語: female genital tract)も管腔臓器であり、腟(vagina)、子宮頚管(英語: uterine cervical canal)、子宮腔(英語: endometrial lumen)、卵管(oviduct)までがそれに相当する。

タイトル: 重し
船において、船底に置く重量物をバラストという。今日では船底にタンクを設け、そこに水を注入する事でバラストとすることが多い。主には船の重心の位置を低く寄せる事で船の安定性をます効果を期待している。潜水艦においても、浮力を調整する目的で艦体内にタンクを設け、そこに注入する水を増減させるような構造を有しており、これもバラスト(バラストタンク)と呼ぶ。飛行船や気球などにおいて、やはり浮力を調整する目的で、砂袋などの重しを載せることが行われており、これもまたバラストと呼ばれる。

タイトル: 魚の鱗
魚の鱗(さかなのうろこ 英:Fish scale)は、魚類の真皮から生じた骨質の保護小片である。大部分の魚類の皮膚は保護的な鱗で覆われ、これが反射と色彩を使った効果的なカモフラージュを可能にしたり、流体力学上の利点にもなっている。ヘコアユやハコフグ科などの魚にある強くて硬い装甲板から、ウナギ科やアンコウ目などの魚では微小あるいは無いものまで、鱗は(種によって)大きさ、形状、構造、範囲が大きく異なる。鱗の形態学 (生物学)は、その由来となる魚の種を識別するのに使用されてもいる。大部分の硬骨魚類は、円鱗か櫛鱗またはガノイン鱗で覆われている。軟骨魚類は楯鱗で覆われている。一部の種は稜鱗で覆われており、これ以外では外皮を覆う鱗が一部または全部無いものもいる。魚類の鱗は魚の外皮系の一部で、真皮の中皮層から生成され、ここが爬虫類の鱗(表皮起源)とは異なる点である。

タイトル: カサガイ
さらにこれらの有肺類のカサガイ類は軟体部の右前方に空気呼吸に用いる吸気孔(外套腔の開口部)を持っている。この吸気孔に対応して殻の中央から右前方に向かって特に目立つ太い肋が走っている。また、狭義のカサガイ類は殻頂が殻の前方に寄っているのに対し、有肺類のカサガイ類は後方に寄っている点も異なる。有肺類のカサガイ類は雌雄同体、体内受精で、交尾後の成体が岩の表面にゼラチン質の紐が指輪のように丸まった形の卵塊を産みつける。このゼラチン質の中に狭義のカサガイ類の卵と比べるとはるかに小さな、おびただしい卵が埋まっている。卵から孵化するのは殻を持ったベリジャー幼生で、これが長期間浮遊しながら植物プランクトンなどを摂食して成長し、着底して稚貝となる。産卵のパターンは大潮と小潮の潮汐サイクルと同調することが知られている。有肺類のカサガイ類の軟体部は食べると独特の渋みがあり、食用にはあまり適さない。

タイトル: 鱗
円鱗と櫛鱗の表面には、同心円状の隆起線と放射状の溝条が見られる。水温が高く魚の成長が早い時期には鱗も早く成長し、水温が低く魚の成長が遅い時期には鱗の成長が停滞し、この時期に同心円状の紋様(休止帯)が形成される。したがって、木の年輪と同じく、これを数えることで魚の年輪が査定できる。しかし、夏季や産卵期に成長が停滞し休止帯が形成される場合もあるので、正確な年齢査定にはその魚種の特性をよく知っておく必要がある。放射状の溝条は、鱗の変形と回復を容易にし、柔軟性を持たせる意味がある。魚を食用に調理するとき、イサキ、鯛など鱗のかたい魚種の場合、鱗を取り除くために、「こけびき」「うろことり」という専用の調理器具を用いることがあり、また作業名をもそうよぶことがある。魚体の尾から頭に向かって、うろこをこそげ落とすように使用する。イワシやアジなど小型魚の場合は、包丁のほうが便利である。

タイトル: エアバッグ
例えばブレーキは、車体の運動エネルギーを熱エネルギーに変換して吸収するが、エアバッグは移動体の運動エネルギーを、ガスの運動エネルギーに変換し吸収する。移動体がエアバッグに衝突するとエアバッグの容積を減少させる。この時エアバッグ内の圧力が高まるが、予めエアバッグには排出口(ベントホール)が開けられており、そのベントホールよりガスが勢いよく噴出する。(右図参照)つまり、移動体がエアバッグに衝突するとエアバッグ内のガスが外へ噴出する構成とされている。このエアバッグの中から外へ移動するガスの運動エネルギーに置換されるのである。ガスの運動エネルギーは、移動するガス重量とその速度で算出することが可能である。