クイズ問題: 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?
答え: 鰾

関連するWikipedia記事の抜粋:
title: えら
text: また、魚類のえらには塩類細胞と呼ばれる細胞が多く存在する。これは体と水の間での浸透圧差に対抗してNaイオンやClイオンなどの塩類を能動輸送する、生命維持に欠かせない細胞である。細胞膜上に各種のイオンチャネルやポンプを備えており、能動輸送を行うエネルギーの供給装置としてミトコンドリアが多数存在する。このような細胞はMRC(ミトコンドリア・リッチ・セル)とも呼ばれ、軟骨魚類の直腸腺もこれに属する。また海水魚と淡水魚では塩類細胞の形が異なっている。海水魚では海水中へ塩分を放出し、淡水魚では逆に淡水中の塩分を積極的に取り入れ、どちらも体内の浸透圧を一定に維持するのに寄与している。
title: 浸透圧
text: 自然界の生物においては、淡水は細胞内より浸透圧が低く、海水は浸透圧が高いので、それぞれに浸透圧調節が必要となる。シロザケのように海と河川を往復する水生物にはエラの付け根にある塩類細胞の増減で行い、河口付近で半月~1か月待機して適応する* 海と河川湖沼の行き来に必須の塩類細胞の働き。動物においては排出器の役割の一つである。
title: 軟体動物
text: 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することができる。ただしカタツムリなどは外套腔が肺に変化していて、空気呼吸で生きることができる。
title: 吸盤
text: 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。
title: 脊椎動物
text: 初期の硬骨魚類の系統には肺が存在し、鰓のガス交換の補助をしていた。しかし四肢動物を除く多くの現生の硬骨魚類では肺は鰾(うきぶくろ)へと進化している。鰾には空気が詰まっており、魚達は浮力の調整に鰾を使っている。また四肢動物を除くほとんどの現生の硬骨魚類の表皮は鱗で覆われている。表皮には分泌腺から粘液が分泌され、泳ぐときの抵抗を減らしている。
title: 魚類
text: 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。
title: サメ
text: 硬骨魚類は浮き袋で浮力の調節を行うが、板鰓類には浮き袋がなく肝臓で浮力の調節を行っている。肝臓に海水より軽い肝油を満たすことで浮力を得る。そのため浮き袋とは違い水深の制限が無いため、深海ザメが表層で見られることがある。
title: 魚類
text: 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。初期の硬骨魚類は、淡水生活の中で空気呼吸の必要から肺を発達させたが、水中生活へ適応した条鰭類では肺が鰾となった。そのため、硬骨魚類が肺を獲得する前に分岐したサメ・エイなどの軟骨魚類には鰾も肺もない。軟骨魚類では鰾の代わりに肝臓に脂質を蓄積することで浮力を得ている。条鰭類が肺を鰓に変化させる前に分岐した肉鰭類は、鰾の代わりに肺を持つ。ただし例外的に、現生シーラカンスのラティメリアは脂肪で満たされた鰾を持つ。
title: デトリタス
text: アクアリウムで魚類など水生生物を飼育すると、飼育生物の排泄物、粘液などの分泌物、脱皮殻などが日々生じ、当然のことながらこれらは微生物の分解を受けつつデトリタスを生じる。
title: 藍藻
text: プランクトン性藍藻の中には、ガス胞 (gas vesicle) をもつものがいる。ガス胞は細長い小胞であり、多数のガス胞が平行に密集して\"エアロトープ\" (aerotope, gas vacuole) を形成している。ガス胞の膜は脂質ではなく、タンパク質からなる。この膜は水を透過しないため、ガス胞は空気で満たされ比重が軽くなり、細胞は浮くことができる。つまりガス胞は細胞中の気泡のようなものであり、水と屈折率が異なるため光学顕微鏡下では目立つ (下図)。光合成産物の増加やイオン取り込みによって細胞内の膨圧が高くなるとガス胞はつぶれて細胞は沈降し、そこで光合成産物の消費やイオン排出によって膨圧が低下すると再びガス胞が膨らんで細胞は浮上する。ガス胞は藍藻に特有の構造ではなく、他のプランクトン性原核生物に見られることもある。
title: えら
text: もともと生命は海中で誕生したとされる。動物が小さくて動きも鈍いうちは皮膚から直接酸素を取り入れるだけでこと足りていたが、やがて動物が大型化し、行動も活発になるにつれ、呼吸器としてえらができ、小さなえらで多くの酸素を一度に取り込めるよう機能的な発達をしてきた。えらは動物の種類によって様々な形があるが、糸状や葉状、弁状の器官がたくさん集まっているという構造は共通している。これは肺や腸などと同じことで、より多くの酸素を取り入れるために表面積を増やす構造をとっているといえる。
title: えら
text: アサリやハマグリなどの二枚貝では、外套腔に通じる水管(取水管、出水管)が目立っている。これらの水管は外套膜の後端がのびたもので筋肉が発達しており、オオノガイやミルクイ、トリガイなどでは特に大きく発達する。マテガイなどは自切能力があり、捕食者に食いつかれると水管だけが切り離される。二枚貝は通常砂の中などに潜って生活しているが、この水管によって、外套腔の中のえらに新鮮な水を送ることができるようになっている。二枚貝のえらは非常に複雑な構造に発達しており、呼吸だけでなく、水中の餌を濾し取って食べる役割も兼ねている。
title: 二枚貝
text: 餌は水管から吸い込んだ微生物や有機物の微粒子(デトリタス)を、鰓でこし取って食べる、いわゆる濾過摂食を行うものが多いが、原始的な体制のものは鰓にろ過機能がなく、殻の外に唇弁を伸ばし、堆積物中のデトリタスを直接摂取する。水管によって餌を摂取するものは水中に漂うセストン態の粒子(プランクトンやデトリタス)を餌とするものが多いが、サクラガイなどニッコウガイ上科に属する二枚貝には、入水管を掃除機のように使って砂泥底表面に沈降・堆積したデトリタスを直接吸い込むものが多い。
title: 棘皮動物
text: 体内では非常に広大な真体腔があるが、血管系の退化傾向が激しく、また独立した排出系も見られない。それに代わって発達しているのが水管系という構造で、これは体外から海水を取り込んで体内を流すというものである。これは幼生の体腔から発達したもので、体内に伸びて各部から管足という管を体外に伸ばす。これは運動や摂食に関わると同時に、その表面でガス交換や排出も行っている。
title: タコ
text: 鰓は外套膜内に格納されており、漏斗のポンプで海水を取り入れて鰓に当てることにより酸素と二酸化炭素の交換をする。漏斗から噴き出す水は遊泳時の主な推進力となるほか、二酸化炭素のみならず排泄物や後述の墨の排出に利用される。
title: ナマコ
text: ナマコには心臓がなく、明瞭な血管系は持たない。酸素の輸送など体内の循環系を司るのは、水管系ならびに血洞系と呼ばれるシステムである。水管系は環状水管と放射水管からなる。環状水管は食道の周りを取り巻き、5本の放射水管とポーリ嚢(袋状の組織で、機能は不明)につながっている。放射水管は体壁の中を走行し、管足に分岐する。管足や触手の基部には瓶嚢と呼ばれる袋があり、ここに水管内の液体を出し入れすることで管足の太さを調節している。水管の中を流れている液体の成分は、海水とほぼ同じである。
title: 吻
text: 昆虫のチョウ目やカメムシ目、あるいはカのように液体を吸うものでは口器が細長く伸びるものがあり、これを吻という。腹足類では口が円筒形に伸びて吻となる例がある。
title: 鰾
text: サメ・エイなどの軟骨魚類は、硬骨魚類が肺を獲得する前に分岐したので、肺も鰾も持たない。軟骨魚類は、肝臓に密度0.86の脂質であるスクアレンを蓄積することで浮力を得ている。そのため、軟骨魚類の肝臓は巨大である。シロワニなどは口を通じて消化管に空気を入れることでも浮力を得る。
title: 海綿動物
text: 海綿は固着性の動物である。基本的には放射相称の形を取るが、実際には環境によっても大いに変化する。表面に小孔と呼ばれる数多くの孔をもち、ここから水と食物をとりこんでいる。また、大孔とよばれる開口部が上部にあり、ここから水を吐き出している。胃腔と呼ばれる内側の空洞部には鞭毛をそなえた襟細胞が多数あり、この鞭毛によって小孔から大孔への水の循環を引き起こしている。このような体内に水を循環させる構造をまとめて水溝系(canal system)という。
title: 水管系
text: 水管系(water vascular system)は、棘皮動物に固有の器官系である。体内に伸びる管のつながりであり、内部の液体が物質輸送に関わる点、内部の液体に浮遊細胞がある点などで血管系にも似るが、内部の液体が外の海水を取り込んだものである点で大きく異なる。また、ここから体外に伸びる管が管足といわれ、摂食や呼吸、時には運動に関わる点も独特である。ちなみに棘皮動物では全般に血管からなる循環系に退化傾向が強い。いわば棘皮動物は体腔内に外海の水を直接に流し込んでいる動物である。
title: 深海魚
text: 継続的な捕食を行うことが難しい深海の環境では、エネルギーを効率的に蓄えることが課題となる。肝臓は深海魚にとって重要なエネルギー貯蔵器官であり、シンカイエソ科などは非常に大きく脂質に富む肝臓を備えている。ヨロイダラ(ソコダラ科)の肝臓もまた脂質・グリコーゲンを豊富に含み、およそ180日間は餌がとれなくとも生命を維持できると推定されている。
title: トビハゼ
text: 通常の魚類は鰓(えら)呼吸を行い、代謝によって発生するアンモニアを水中へ放出する。このため空気中では呼吸ができない上にアンモニアが体内に蓄積され脳障害などを起こす。しかし、トビハゼは皮膚呼吸の能力が高い上にアンモニアをアミノ酸に変える能力があり、空気中での活動が可能である。
title: 奇網
text: 魚類では、奇網を用いて鰾に気体を送り込み、浮力の調節を行なっている。まず、鰾のガス腺から静脈血中に乳酸が分泌され、pHが低下する。このことで、ヘモグロビンから酸素が遊離すると同時に炭酸水素イオンが二酸化炭素となる。これらの気体は対向流交換系を通じて動脈へと拡散し、ガス腺に戻って鰾内に放出される。
title: ゲンゴロウ類
text: 成虫は空気呼吸であり、翅の下に空気を溜めている。しばしばこの空気の一部を尾端から気泡として水中に突出させているのが観察され、この気泡内の空気中の空気の酸素分圧が下がり二酸化炭素分圧が上がると、水中に二酸化炭素が溶け出し、逆に水中に含まれる酸素が気泡の空気中に入り込むことが知られている。このため、いったん翅の下に空気を取り込んで潜水すると、そこに元々含まれていた以上の酸素を得て長く潜水活動をすることができる。渓流性の種はこうした水中の酸素への依存度が高いと見られ、十分酸素を含まない水中で飼育すると死んでしまいやすい。
title: 深海魚
text: 脂質は海水よりも比重が小さいため、肝臓に多量に脂肪分を蓄えることは浮力の確保にも貢献する。アイザメ科・カラスザメ科(ツノザメ目)など、浮き袋を持たない深海性の軟骨魚類には、時に体重の25%にも及ぶ巨大な肝臓を持つものがある。
title: 管足
text: たとえば生きたウニを海水に浸した状態で観察すると、針の間から細長い紐状の構造が多数伸び出すのを観察することができる。それらは先端が吸盤となっており、それで基質に張り付くことができる。これが管足(tube-foot 、ambulacral foot)である。管足は柔軟な組織で作られ、内部に液体が出入りすることで伸び縮みし、運動などの機能を担う。体内では水管系に接続している。
title: 水管系
text: 水管系(すいかんけい)は、棘皮動物の体内に見られる構造の一つである。体内を走る管であり、その内部には外から取り入れられた海水が流れる。呼吸や循環などの役割を持っている。
title: ハクレン
text: 餌となるのは主に植物プランクトンで、摂取する際には上流を向いてエラを開閉させ、水を吸い込みながら濾し取って食べる。このような採餌方法のため、成長と共にエラにある鰓耙(さいは)が発達して海綿状となる。
title: えら
text: ホヤやナメクジウオ、脊椎動物といった脊索動物のえらは咽頭の両側に何対かのスリット(鰓裂・さいれつ)が開いたものが基本形である。鰓裂と鰓裂の間の部分を鰓弓(さいきゅう)と呼ぶ。鰓弓どうしが向かい合った面には弁状や糸状の突起が密生しており、その中に血管がたくさん入り込んでいる。口から取り入れた水をこの鰓裂に通過させる時にガス交換が行われる。ホヤやナメクジウオ、かなりの魚類では同時に水中のプランクトンなどをろ過し、食物として消化管に取り込む。
title: 鰾
text: 鰾(ひょう、うきぶくろ、Swim bladder)は、硬骨魚が持つ、気体の詰まった袋状の器官である。気体で浮力を得るほか、いくつかの補助的な機能を持つ。四肢動物の肺と相同である。
title: ミズクラゲ
text: 餌となるのは主に動物性プランクトンで、時に仔魚を捕食する。遊泳運動は捕食活動も兼ねており、傘を開閉することで縁辺部の触手の間で海水が濾過され、そこに浮遊する動物プランクトンが触手に捕らえられる。餌は触手の刺胞に刺されて麻痺すると同時に粘着性の刺糸に絡めとられ、粘液と繊毛運動により、傘の縁、縁弁の中央の8(胃腔の数の2倍)箇所に団子状に集められる。間欠的に口腕が触手をなでるときに口腕の溝の内側に餌が包み込まれ、繊毛運動によって口に運ばれる。胃腔消化された餌の粒子や液は、放射管から水管(血管のようなもの)を通って全身へと運ばれる。呼吸においても、同じ器官を通して体全体に拡散された海水より酸素を取り込む。
title: 排泄
text: 生理学・動物学においては特に窒素代謝によって生じる老廃物(アンモニアなど)に注目する傾向があるため、単に排出器官と言えば以上のものを指すことが多い。しかし動物によっては、泌尿器系以外の器官によって様々な物質の排出が行われる。魚類においては鰓がこの機能を持ち、例えば硬骨魚類の鰓の呼吸上皮からはアンモニアや尿素が排出される。動物の排出器官としては他に蓄積腎が挙げられる。ある種の海鳥は目に付随した涙管から余分の塩分を排出する能力があるので、安全に海水を飲むことができる。また、哺乳類の皮膚腺からは塩分と共に鉄分などの重金属が排出される。なお無脊椎動物の中には、体液内の排出物質が体表から自由に放出される散漫排出が行われ、特別の排出器官が発達していないものもいる。
title: 深海魚
text: 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。
title: ムチン
text: 動物の分泌する粘液にはほぼ全てムチンが含まれており、口腔、胃、腸をはじめとする消化器官や鼻腔、腟、関節液、目の表面の粘膜は、すべてムチンに覆われているといえる。ムチンは杯細胞から分泌され、粘膜表面を物理的に外的刺激から保護している。また、ウナギをはじめとする一部の魚類特有の体表のぬめりもムチンである。
title: ピラルクー
text: 熱帯の淡水域では酸欠状態となりやすいが、ピラルクーはうきぶくろから肺のように空気呼吸ができ、水面に口を出して息継ぎをすることで酸素を取り入れることができる。
title: コオイムシ
text: 水中での呼吸は腹部と翅の間に保持した気泡に依存するが、この気泡中の酸素分圧が生息水域の溶存酸素の酸素分圧を下回ると水中の酸素が気泡中に、逆に気泡中の二酸化炭素分圧が生息水域の溶存二酸化炭素の二酸化炭素分圧を上回ると気泡中の二酸化炭素が水中に移動するため、空中から補給した酸素のみを使う場合よりも長時間の潜水が可能である。
title: えら
text: しかしカゲロウ、カワゲラ、トビケラ、トンボなどは、水生昆虫として水中で生活する幼虫期にえら呼吸をするため、この期間は息継ぎをせずに生活することができる。これらのえらは気管鰓と呼ばれ、薄い袋状、あるいは細かい糸状に突出した体表の突起の中に空気の入った気管が入り込んだ構造になっている。気管鰓の中の気管内部の空気と昆虫が生息する水の間で酸素と二酸化炭素のやり取りが起こり、この気管内の空気と全身の組織の間でガス交換が行われる。
title: 頭索動物
text: 鰓裂は水中の食物を濾(こ)しとる役割も果たしている。まず内柱が粘液を分泌し、これが鰓嚢全面に広がる。鰓裂には繊毛があり、これによって口から海水が流れ込むと、そこに含まれる微小藻類などの微粒子は粘膜に吸着される。粘液はそれらを含めて腸に入り、それらの微粒子が餌となる。鰓嚢を出た海水はそれを囲む腔所である囲鰓腔に出て、その後方腹面に開く出水孔から外に出る。
title: ヤシガニ
text: 腹部は普段は頭胸部下側に曲げて折りたたむ形で行動する。腹部にある鰓室は水分を溜め込むことに非常に適しており、これによりヤシガニは多湿な環境であれば、空気中の水分を鰓室に取り込むことにより鰓で十分に呼吸することができる。水中では鰓室と鰓が水分で飽和してしまうため、呼吸することができない。このため、ヤシガニは「湿度が高ければ陸上で長時間活動できるが、水中では長時間活動できない」という、陸上生活に特化した甲殻類である。
title: 繊毛粘液摂食
text: 鰓で微粒子を漉し取る、という食べ方の動物には、この形のものも多い。二枚貝類も、その一つである。彼らは入水管から外部の水を取り込み、鰓を通して出水管へと出しているが、実際には鰓を通り抜けると言うよりも、その表面を通り、その間に微粒子が吸着されるようである。
title: ガー目
text: 浮き袋には血管網が発達し、肺のように空気呼吸を行うことが可能となっている。ガー類が好んで生活する流れの少ない水域は、低酸素状態に陥りやすいが、空気中の酸素を取り入れることで生存を図ることができる。ただし、鰓呼吸の機能は空気呼吸ができない魚に比べて劣り、それだけでは生存できない。実際に、空気を吸うための隙間がなくなったことにより、空気呼吸ができなくなり死亡した例がある。
title: えら
text: 他方、水中ではプランクトンやデトリタスといったセストン(懸濁物:けんだくぶつ)を、濾過摂食や繊毛粘液摂食という方法で食べる動物もおり、そのような動物ではえらが摂食器官としての働きも兼ねており、えらが水との接触面積を増やすのは、そちらの方でも効果が大きい。
title: 甲殻類
text: 殆どの甲殻類は鰓呼吸を行うため水は必須であり陸生の甲殻類も鰓呼吸のために水分を蓄える仕組みを持つ。ワラジムシやダンゴムシは白体(偽気管)で空気呼吸が可能であり鰓呼吸を必要としない。
title: 外套膜
text: 外套膜は非常に筋肉質で、他の軟体動物が足を使って移動するのに対し、頭足類は管状の水管である漏斗から水を噴き出して水中を高速移動できる。
title: 管足
text: 管足は内部に液体が注入されることで伸びる。よく発達したものでは管足の基部に瓶嚢という袋があり、これの収縮によって管足に液体が注入されて管足が伸びる。縮む場合は管足の筋肉によって管足内部の液体が水管系に戻される。
title: ツバサゴカイ
text: 中体部の特殊化した3節にある扇状体を、まるで団扇のように扇ぐことで水流を作ることができる。これによって棲管の一方の口から水を吸い込み、その中に含まれるプランクトンやデトリタスを漉し取って食べる。この3体節の前の体節にある翼状の疣足からは粘液が分泌され、それが袋状の「網」として働く。本種はそれを棲管を横断するようにしかけ、これにデトリタスなどを吸着させる。しばらくすると粘膜をそれにかかったデトリタスごと丸めて、前に送って口でそれを飲み込む。その後本種は再び粘液を分泌し、「網」を作りにかかる。
title: 襟細胞
text: 海綿動物においては胃腔と呼ばれる海綿の内側の空洞部に多数存在する。これらは個体の内外で酸素と食物の摂取のために水の循環をさせる際に機能し、体表に多数存在する小孔から水をとりいれ、体上部の大孔から排出するのに重要な役割を担う。個々の細胞においては、襟は水中の微粒子を餌として捕捉するのに役立っている。
title: デトリタス
text: 水底に沈殿したデトリタスを拾うものもある。ナマコ、クモヒトデなどの多くはこれである。また、底質中に潜って生息する二枚貝にも、水管を用いて水を吸い込むだけではなく、水管を伸ばして底質表面のデトリタスをあさるものがある。
title: 水管系
text: 水管系は管足を動かすための仕組みとして存在する。管足の働きは摂食、運動などであるから、基本的にはこれを支持するものである。しかし、実際には管足は呼吸や排出の役割も担っており、そこへ液体を流し込む水管系は循環系の役割をも担っていることになる。液体中の変形細胞は老廃物を運ぶ役割を持っている。棘皮動物は体内に広大な真体腔を持ち、また血管からなる循環系も持っていて、これが呼吸等に関与している例もある(例えばヒトデ類の背面の皮鰓は体腔につながっている)。しかし、多くの棘皮動物で血管系は退化傾向が明瞭なこと、さらに独立した排出系を持たないことは、このことによるとも考えられる。
title: オタマボヤ綱
text: 他の多くの尾索動物と同様に、オタマボヤ綱は微粒子状の食物をエラで吸引し、そこで食物は咽頭から分泌される粘液につかまり、消化管に入る。しかし、オタマボヤ綱はタンパク質とセルロースでできた泡のような構造物をまとい(ハウス、泡巣とも)、そこに形成されたフィルターによってエラに集まる固形物の濃度を高めることができ、吸引をかなり効率化している。このハウスは成長してサイズが大きくなったり、フィルターが詰まったりしたら、交換することができる。このような行動をすることができるものは尾索類では他にはない。捨てられたオタマボヤ綱のハウスは、深海にもたらされる有機物のかなりの部分を占めている (Robison, Reisenbichler & Sherlock 2005)。
title: 草食動物
text: ヘミセルラーゼ・セルラーゼ、特にセルラーゼを自ら生産できる動物群は少ない。巻き貝二枚貝を含め貝類がセルラーゼ・ヘミセルラーゼを分泌することができる。このことにより貝類は海中から砂漠まで何所でも認められるほどの大繁栄をしている(ナメクジもウミウシも貝類である)。研究が進むにつれシロアリ類、草食・デトリタス食性のエビ類(ヌマエビ類・ザリガニ類など)、ウニ類などもセルラーゼ・ヘミセルラーゼを持つことが明らかとなった。リグニンを自ら利用できる動物は知られていない。
title: 顎口上綱
text: 顎は、かつてえらを支える器官(鰓弓)だったものが発達し、次第に効率的に口を開け閉めして水をえらに運ぶ働きを持つようになったものだと考えられている。こうして口は次第に大きく、幅広くなり、獲物を獲得しやすくなっていった。口を開け閉めするのにさらに力が必要になり、ついには顎になったと考えられている。
title: 鱗
text: ウナギなどの鱗が退化している魚では粘液によって体表を防御する傾向が強まるため、特に粘液の分泌が多い。また、稚魚、幼魚も鱗は未発達で、もっぱら粘液によって体表を防御している。
title: 仔魚
text: 生まれたばかりの仔魚は遊泳力が弱いため、浮力を確保するための適応とみられる特徴的な形態をとることが知られている。レプトケファルスやシラスのように体の水分含量を高めるもの、ハゼ類のように仔魚期のみに浮き袋をもつものなどは、いずれも体比重を低下させることにより浮力を得ている。卵黄嚢仔魚の卵黄に存在する油球も、水より比重が低い。
title: 星口動物
text: 体腔液内には、赤血球以外にも数種類の細胞が含まれる。体腔液は水力学的骨格(英語版)として、圧力により体を支持したり、吻を伸ばしたりする役割も果たす。
title: えら
text: サメやエイなどの軟骨魚には5-7対の鰓裂がある。鰓裂は皮膚が背側から腹側に向かって縦に裂けるようにして形成され、口腔内とつながって換水を行うことができる。軟骨魚類の場合は鼻の穴とは別に、目の後ろに噴水孔(ふんすいこう)という穴があり、ここから水が出入りする(軟骨魚綱参照)。水族館などで生きたエイ類を観察すると、硬骨魚のように口をパクパクすることはないが、目の後ろにある噴水孔が開閉するのがわかる。
title: 分解者
text: デトリタスの原材料は、動物の糞やプランクトンの死骸などであるが、次第にその微生物の表面に(主として細菌類)が繁殖し、それによって栄養価が高まる。海中には、このデトリタスを摂取して生活する動物が広範囲に存在する。それらをデトリタス食者という。デトリタスの取りかたは様々で、二枚貝やホヤのように体内に海水を取り込み、腮でこしとって食べるもの、ケヤリムシやウミシダのように、大きく広がった腮や触手を伸ばし、その表面で集めるもの、オオヘビガイのように粘液で網を作って集めるもの、ナマコのように海底に沈んだものを拾い集めるものなど、様々なやり方がある。
title: ベタ
text: ベタ類は、キノボリウオ亜目の魚の共通の特徴として、エラブタの中に上鰓器官(構造が迷路に似ていることから「ラビリンス器官」とも呼ばれる)という空気呼吸をする器官を持ち、口を空気中に出して空気を口の中にいれ、そこから直接酸素を得ることができる。このため水中の溶存酸素が少ない状況でも生存できることから、コップやグラスに入れその状態で飼育もできると市販されていることがあるが、跳ねる習性があるため狭く蓋もない容器で飼うのには不向きである。
title: 繊毛粘液摂食
text: 水圏の生態系においては、生物の排泄物や遺体などは分解するにつれて微細な有機物粒子となり、これに微生物が繁殖してデトリタスと呼ばれる微粒子として水中に懸濁し、あるいは水底に沈殿する。これを餌とする動物は数多く、その中にはこの摂食方法を取るものも多い。
title: えら
text: 大型の軟骨魚は鰓でプランクトンを濾し取って食べる。硬骨魚の鰓弁の反対側には鰓耙(さいは)という櫛(くし)状の器官がある。これはイワシやアユなどのプランクトン食性の魚で特に長く発達しており、吸い込んだ水の中から餌のプランクトンを濾しとる役割を果たす。プランクトンより大きな動物を捕食するアジやスズキなどの魚では、鰓耙が短く、数も少ない。
title: 尾索動物
text: ホヤ類では、オタマジャクシ型の幼生は成熟を前にして変態を行い固着性の成体となる。ホヤの幼生は海底にたどり着き、頭部を下にして付着すると、尾部は吸収され、同時に脊索や背側神経索も消滅する。また、頭部の構造も変化し、体全体を包む筋肉性の膜である被嚢(外套)があらわれる。この被嚢が、尾索動物の別名、被嚢動物の名前の由来である。ホヤ類の被嚢には入水口と出水口の2つの穴があり、被嚢を収縮させることで水流を起こし、被嚢内部のエラに酸素や餌となる微生物を含んだ新鮮な水流を送り込む。
title: タニシ
text: 触角後方の頚部は鰭状に左右に伸びており、活動時はこれを丸めて水管とする。左が入水管で、その内部には鰓が位置し、右が出水管で内部には肛門などが位置する。普通は右の水管の方が大きく目立つ。このように頚部が伸びて水管を形成するのは、かつて中腹足目として一緒にされていた吸腔目の貝類が外套膜で水管を形成するのと異なる点である。
title: 星口動物
text: 体腔は裂体腔性の真体腔。腹膜により仕切られているが完全ではなく、1つに繋がっている。はっきりとした血管系は見られず、体の運動によって体腔液が攪拌されることが循環系の機能を果たしている。体腔液中にはヘムエリスリンを含む赤血球があり、体表を通じて得られた酸素を輸送する。ガス交換の場は種によって異なり、触手と吻の表面をともに使っているものもいるが、岩に穿孔する種や、酸素の乏しい泥などに潜る種は、触手表面だけで呼吸を行う。大型の種は体表をすべて使っている可能性がある。
title: 海水魚
text: 海水は体内よりも浸透圧が高いため、海水魚は水分が体外に流出する脱水の危機に常にさらされている。最も原始的な脊椎動物であるヌタウナギ類は、体液の一価イオンを海水と同レベルに順応させ、サメ・エイに代表される軟骨魚類は尿素などの窒素代謝物を体内に蓄積し、浸透圧を上昇させることで海水への適応を果たした。そして遅れて出現した条鰭綱のグループは、多量の海水を飲むことで、失われる水分を補い、過剰な塩分は塩類細胞と呼ばれる特殊なイオン輸送細胞を通じて排出する機構を発達させ、現代の海洋で最も繁栄する魚類となっている。
title: 海水魚
text: 海水魚の精子が海水中に放出されると、高い浸透圧に刺激を受けた精子の内部でカルシウムイオン濃度の上昇が起こり、精子の運動が活発化する。淡水魚の場合では逆で、低浸透圧が精子の運動の引き金になる。
title: 骨格
text: 軟体動物の中には、頭足塊を動かす際に、筋肉を使うのではなく中にある血洞部分を血液で満たすことによって行う種類がある。この体液の圧力変化は静水力学的骨格と呼ばれる。
title: えら
text: ヒトを含む陸生脊椎動物では、えらが退化しているが、硬骨魚ではえらを形成する遺伝子が陸生脊椎動物では副甲状腺(上皮小体)を形成することが岡部正隆らによって明らかになった。副甲状腺は血液中のカルシウムイオン濃度をモニターし、不足した場合にはパラトルモンというホルモンを放出、パラトルモンは骨に働きかけ、カルシウムイオンを放出させる。陸生脊椎動物においては、えらの一部が副甲状腺に変化し、イオン濃度を調節するという機能が引き継がれていることになる。副甲状腺は2〜3の対を成しており、発生上もえらの変化した器官であることを反映している。骨は体重や筋力に耐えられなくなるまでカルシウムイオンを放出することもある。体を支える機能よりカルシウムの貯蔵庫としての機能を優先させるわけである。
title: えら
text: 硬骨魚では1対の鰓蓋(えらぶた、さいがい)が発達し、4対のえらを覆っている。口と鰓蓋を交互に開閉させることで水流を起こし、呼吸が効率よく行われる。硬骨魚のえらは、血管が通っている赤い弁状の器官が鰓弓にたくさん並ぶ構造となっている。この赤い部分を一次鰓弁(さいべん)といい、この一次鰓弁の両脇に無数の二次鰓弁と呼ばれるヒダがある。実際にガス交換が行われているのは、この二次鰓弁上である。
title: 肛門
text: 肛門は消化管を通って消化吸収された餌の残り(糞)を排出するのが本来の機能であるが、体外に開く大きな開口であるから、それ以外の機能を持つものが多い。脊椎動物や節足動物では腎臓などの排出器からの尿の出口でもあり、総排泄孔と呼ばれる。また脊椎動物の多くでは生殖孔を兼ねる。また、ヤゴやナマコでは水を吸い込んで呼吸を行う。
title: カイコウオオソコエビ
text: 体内に多量の脂肪(トリグリセリド)を貯め込んでおり、餌の少ない環境において重要なエネルギー源として機能している。さらに、この脂肪は密度が低く、水中を移動する際に浮力を与えていると考えられる。気温と圧力の変化により、深海底から引き上げると、体内からその脂肪分が溶け出して、抜け落ちてしまうという。
title: 排出器官
text: 扁形動物など無体腔や偽体腔の動物に見られるのが原腎管(protonephridium)である。体外に口を開く細長い管で、体内側の末端は単一あるいは複数の細胞内で終わる。末端部分の細胞が周囲から水分などを吸収し、これを管の中に分泌する。そこには繊毛束があり、液体を体外に向けて送る。この繊毛束が火炎の動くように見えることから、この細胞を炎細胞と言う。
title: サツマハオリムシ
text: 硫黄酸化細菌に供給する硫化水素は、酸素などの物質とともに、鰓からハオリムシの体内に取り込まれ、栄養体部に運ばれる。ハオリムシの血液は赤く、酸素だけでなく硫化水素とも結合できる巨大ヘモグロビンを含んでいる。棲菅の後端は一部が薄くなっており、鰓だけでなくそこから泥のなかの硫化水素を取り込んでいる可能性もある。
title: 深海魚
text: 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。中深層遊泳性の深海魚(浅海への移動を行わないグループ)では浮き袋は一般に退化的であり、さらに深度を増した漸深層では浮き袋をもたない種類が多い。一方で底生性魚類は、海底付近からあまり離れず急激な圧力変化を受けないためか、大深度でもよく発達した浮き袋を持つ場合がある。
title: アンモナイト
text: 気房は、数学的規則性(ベルヌーイ螺旋)をもって配置される隔壁(セプタ、septa)によって奥から順次区分される造りになっている。そこにあった体液は排出され、代わりに空気が採り込まれることで中性浮力が発生する。これによって気房は魚の鰾(ひょう。浮き袋)に相当する器官として働いていたと考えられる。この説から、たとえ巨大な種であっても行動に不自由は無かったと推測できる。
title: 濾過摂食
text: 体に濾過装置を発達させるのではなく、体外にそれを作り出すものもある。オタマボヤ類はゼラチン質を分泌して巣を作り、そこにかかるものを食べる。巻き貝類のヘビガイは、口から粘液質の網を分泌し、これを回収して食べる。
title: 頭足類の体
text: 頭足類は優れた運動性能を持つが、それは腹側にある漏斗(ろうと、funnel)から水を吹き出しジェット推進(jet propulsion)により移動することによる。漏斗は外套膜縁と頭部の間からのぞいている。漏斗の向きは自在に動かすことができ、これによって遊泳方向を調節できる。漏斗はオウムガイ類では閉じた管ではないが、鞘形類では完全に閉じた水管状となる。漏斗の内部には弁状の構造、漏斗弁(ろうとべん、funnel valve)があり、これで水流が逆流しないよう調節する。また漏斗内部には背側漏斗器(はいそくろうとき、dorsal funnel organ)および腹側漏斗器(ふくそくろうとき、ventral funnel organ)がある。
title: ホヤ
text: 餌を含む海水の入り口である入水孔と出口である出水孔を持ち、体は被嚢(ひのう)と呼ばれる組織で覆われている。
title: クモ
text: クモ類はあらかじめ体外消化するため、口からは液体のみが取り込まれる。咽頭や食道は二枚の、吸胃は三枚のキチン板を備え、特殊な筋肉とつながっているそれらを動かして食物を吸い込む働きを持つ。なお、これらのキチン板は脱皮の際には完全に外れる。
title: ポストゥミア街道
text: 毛細血管は交換血管であるが、毛細血管壁にはかなり大きな穴があいており、そこから血球や高分子(タンパク質)は通さず、小分子やイオンを含んだ血漿が間質に押し出され濾過作用が行われている。 アルブミンなどの多くのタンパク質は濾過で血管中に残されるが、これらは水をひきつける浸透圧作用を持っている。この場合の浸透圧は膠質浸透圧と呼ばれ、細胞膜の内外の間などで生じる通常の浸透圧とは区別されている。タンパク質の溶液がコロイド溶液に類似しているために「膠質浸透圧」と呼ばれるが、実際にはタンパク質は完全に溶解しており、真の水溶液である。
title: コウモリダコ
text: 主食はマリンスノー(プランクトンの遺骸などの海中の降下物)であり、触手が変化した2本の長い触糸で、周囲のマリンスノーを集める。触糸の先端に吸盤があり、そこから粘液を分泌する。マリンスノーは粘液でボール状に丸められた後、足の裏側にあるトゲを通じて足の付け根の口へ運ばれる。
title: 排出器官
text: 扁形動物ではよく発達し、体内に多くの枝を出して全身に広がる。渦虫類ではそれらは主な管を左右一対持って腹面に排出腔をもっていたり、体の側面に対をなして排出口を持っていたりと多様である。吸虫類では総排出腔にその口を開く。その手前でぼうこうを持つ例もある。
title: 肉食性カイメン
text: カイメンは一般的には体表の穴から水を吸い込み、そこに含まれる微細な有機物微粒子や微生物などを襟細胞などで捕捉する。しかし肉食性カイメン、Carnivorous sponge といわれるものは、体表の細長い突起で小型の動物を捕まえて食べる。
title: シオミズツボワムシ
text: 本種はこれらの条件によく合致する。栄養価については培養時の餌料によって調節することもできる。また、本種では仔魚の咽頭を通過する際に外形が壊れて内容物が水溶性のコロイド状タンパク質として流れ出るため、消化能力の低い稚魚にも消化吸収できる。
title: えら
text: 昆虫としては例外的に、ユスリカの幼虫(赤虫)など一部の水生昆虫は血鰓と呼ばれ、気管が中に入っておらずに血液が循環するえらを持っている。このえらを持つ水生昆虫ではえらの中の血液と体外の水との間でガス交換が行われ、酸素や二酸化炭素は血液によって運搬される。
title: タミシオカリス
text: タミシオカリスは櫛状の前部付属肢を用いて、プランクトンを摂る懸濁物食者であったと考えられる。前部付属肢の上下に湾曲する動作により、水中のプランクトンを濾過し、それを口の所へ運んでいたと思われる。また、その内突起にある繊毛の間隔から推算すると、タミシオカリスの前部付属肢は、現生のカイアシ類の大きさと大まかに対応できた、体長0.5mmほど小さな物質をも濾過できたと推測される。
title: キノボリウオ亜目
text: キノボリウオ亜目の魚類に共通してみられる特徴として、鰓蓋の中に複雑に折りたたまれている特殊な呼吸器、上鰓器官(ラビリンス器官・迷宮器官などとも呼ばれる)の存在がある。上鰓器官は第一鰓弓(鰓の基部にある弓状の骨)を支える上鰓骨が拡張したもので、網状に発達した毛細血管を介して、空気中から直接酸素を血液に取り入れることができる。
title: シボグリヌム科
text: ハオリムシでは胴部に硫黄酸化細菌やメタン酸化細菌が細胞内に共生し、これが作る有機物を利用している。共生するガンマプロテオバクテリアは卵の時には見出されず、環境中から取り込むと考えられている。細菌が使う硫化水素は血液中のヘモグロビンと結合して運ばれることが知られている。以前に推測されていたように鰓から取り込まれるのではなく、堆積物中に埋まっている体幹部から取り込まれると考えられている。
title: 咽頭
text: 空気呼吸をするようになった脊椎動物のうち、幼形成熟しない両生類や有羊膜類では咽頭嚢は原則として外通せず、また、鰓弁も発生せずに、成長にともなって退化消失するが、その付近の組織からは種々の鰓性(さいせい)器官が分化する。また、脊椎動物では内柱は内分泌器官である甲状腺に変化し、代謝調節を担っている。
title: 腹足綱
text: えらがない代わりに外套腔内に血管が集まっていて、空気中の酸素を取りこむ肺の役割を果たす。雌雄同体。
title: デトリタス
text: 水中ではデトリタス食者が非常に多い。何しろ水の流れによって多量に運ばれてくる。一定の場所にいても水を濾しとるしくみさえあれば食べて行ける。固着性の動物にはそのようなものが多い。鰓や広げた触手などを発達させ、水を濾しとって餌を採ることを濾過摂食(Filter Feeding)という。
title: 箒虫動物
text: 触手冠を使って繊毛粘液摂食を行い、水中の藻類や無脊椎動物の幼生、デトリタスなどを食べる。触手に生えた繊毛が水流を起こし、流れてきた餌の粒子は粘液に付着し、繊毛によって口に運ばれる。
title: 円口類
text: 底曳き網漁業で大量に網に入ってくることがあり、網の中の魚を食害して商品価値を落とすうえに、海水を吸って著しく膨潤し、ゼラチン状に固まる大量の粘液を分泌して漁具や甲板をそこなうため、嫌われている。
title: 軟骨魚綱
text: 海産種では体内の過剰な塩類を排泄するため、直腸腺という器官を直腸の近くに備えている。直腸腺を構成する細胞は、多くの魚類の鰓に存在する塩類細胞と形態的に類似している。
title: 尾索動物
text: タリア類でも、ホヤ類と同様に尾部が吸収され、体全体を包む被嚢が形成される変態が起こるが、ホヤ類のように海底に固着することはなく、一生をプランクトンとして過ごす。被嚢の出入口は体の前後方向にあり、外見は樽状である。被嚢の筋肉を収縮させることで、被嚢の中に水を通し、濾過して餌を摂ると同時に、ゆるやかな水流を起こして移動する。タリア類では特に、脊索の形成は痕跡的である。
title: 呼吸器
text: 水中に溶けている酸素が鰓で血色素に取込まれ、鰓から二酸化炭素を排出する。鰓は様々な動物群に見られるが、それらは相同ではなく、同一の群でも異なった部位に鰓を発達させる例が珍しくない。小型の動物は一般に皮膚呼吸が行われ、それでは足りない場合に、どこかの皮膚が拡張、表面積を増大させて鰓になる、という風に見られる。
title: えら
text: カエル(無尾類)では、卵から孵化した直後は外鰓があるが、いわゆるオタマジャクシになるとえらは皮膚のひだが伸びたえらぶたの内側に取り込まれ、目の後ろに口から取り込んで鰓裂を通過したえらぶたの内部の水を外に排出するえら穴が開く。成体になるとえらが消失する。
title: 肺
text: 爬虫類は基本的にほぼ当臓器に依存した呼吸が可能な程度に構造が複雑化して、内壁は海綿状にまで発達している。中には哺乳類と同程度にまで複雑化したものを持つものもある。皮膚の表面には厚い角質が発達するので皮膚呼吸への依存は低いが、水生のカメなどでは咽頭や総排泄孔の内壁の粘膜を水中での補助呼吸器官として用いている。さらにワニやカメなどが潜水するときは心臓の操作によって肺循環を低下させ、肺呼吸を停止した状態での効果的な血液循環を図ることが知られている。また、ヘビの場合、著しく細長くなった体制に応じて左の肺が退化し、右の肺のみが発達する。
title: 濾過摂食
text: 繊毛粘液摂食というのは、触手などの表面に粘液を分泌し、ここに微粒子を吸着させて、それを繊毛で口に運んで食べる摂食方法である。つまり、多量の水をそこに通してその中から餌を拾うので、濾過摂食とは似た点が多い。
title: 繊毛粘液摂食
text: このような摂食方法を取るものは、水に触れる部分で常に微粒子を吸着させ、自動的にそれを口元まで運んでいる。通常の水域では餌量はそれほど多くないから、そうやって吸着した餌を食べるだけである。しかし水中のプランクトンやデトリタスの量が多すぎる場合、必要量以上のものも粘液で固められて口元まで送られるが、これはそのまま放出してしまう。そうすると、粘液で固められた微粒子の固まりは、一見は糞のような固まりとして排出されるので、これを偽糞(ぎふん)という。
title: 海水魚
text: 条鰭綱の海水魚は多量の海水を飲むことで、失われる水分の補給を行っている。海水と同時に取り込まれる塩化ナトリウムなどの余分な塩類は、濃縮した上で鰓および腎臓を通じて体外に排出することで、体内の浸透圧を一定に保っている。飲み込んだ海水中に含まれる塩類は消化管から吸収され、ナトリウムイオン・塩化物イオンなど一価イオンは鰓から、マグネシウムイオンなど二価イオンは主に腎臓から尿として排出される。これら条鰭類の浸透圧調節には、間腎(副腎に相当する器官)から分泌されるコルチゾールなどのホルモンが重要な役割を果たしている。