脊椎動物

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脊椎動物（せきついどうぶつ、英: vertebrates）は、脊柱または背骨（せぼね）として知られる骨または軟骨の軸性内骨格を持つ二生胚動物であり、脊髄（せきずい）を囲む動物である。脊椎動物には、魚類、両生類、爬虫類、鳥類、哺乳類が含まれる。脊椎動物は脊索動物門（ちくさくどうぶつもん）の下位群である脊椎亜門（せきついあもん）に属し、現在では約69,963種が記載されている。

脊椎動物の分類

脊椎動物は以下のような下位亜門および分類群を含む（†は絶滅種）。

アガンナ（Jawless fish）
- †コノドンタ（Conodonta）
- †オストラコデルミ（Ostracodermi）
- サイクロストミ（Cyclostomi）（メクラウナギ科とヤツメウナギ科）
顎を持つ脊椎動物（Gnathostomata）
- †プレコダーミ（Placodermi）
- †アカントディ（Acanthodii）
- 軟骨魚類（Chondrichthyes）（サメ、エイ、ラットフィッシュ）
- 硬骨魚類（Osteichthyes）
  - 放射鰭魚類（Actinopterygii） — 現存する硬骨魚類の大半を占め、すべての脊椎動物の半分以上を含む
    - クラディスティア（Cladistia）（ビチルとその親戚）
    - コンロステイ（Chondrostei）（チョウザメとウナギ）
    - ホロステイ（Holostei）（ボウフィンとガー）
    - テレオステイ（Teleostei）（現存する魚類の96%）
  - 肉鰭魚類（Sarcopterygii）
    - アクチニスティア（Actinistia）（シーラカンス）
    - ディプノモルファ（Dipnomorpha）（肺魚）
四肢を持つ脊椎動物（Tetrapoda）
- 両生類（両生類および絶滅したテムノス pondylsおよびレポス pondyls）
- アミノテス（Amniotes） — 真の陸上脊椎動物
  - 爬虫類（Sauropsids）（爬虫類と鳥類、そして絶滅したパラレプティル類、恐竜、翼竜、メソゾイック海棲爬虫類）
  - シナプシッズ（Synapsids）（哺乳類およびその絶滅した親戚およびペリコサウリド/セラプシッド祖先）

現存する脊椎動物は、最小のカエル種である Paedophryne amauensis（全長約7.7mm）から、最大のシロナガスクジラ（Balaenoptera musculus 全長約33m）まで、体長が多様である。脊椎動物は、すべての記載された動物種の5%未満を占めており、残りは無脊椎動物（脊椎を持たないすべての動物を含む非公式な多系統群）である。これには無脊椎脊索動物も含まれる。

脊椎動物には、進化の過程で脊椎を失ったために正確な脊椎を持たないメクラウナギ Myxine glutinosa も含まれるが、彼らの最も近い生存親戚であるヤツメウナギ Lampetra japonica は脊椎を持っている。メクラウナギは頭蓋骨を持っているため、脊椎動物亜門は形態学を語る際にしばしばクレニアタ（Craniata）または「頭蓋骨を持つ者」としても言及される。1992年以来の分子分析は、メクラウナギがヤツメウナギに最も近い親戚であることを示唆しており、したがって脊椎動物は単系統的な意味でも関連性を持つと考えられている。

語源

「脊椎動物」という言葉は、ラテン語の「vertebratus」に由来し、これは「背骨の関節」を意味する。これに由来する言葉には「椎骨（vertebra）」があり、脊柱の不規則な骨やセグメントを指す。

解剖学と形態学

すべての脊椎動物は基本的な脊索動物の体の構造に基づいて構築されている。これは、動物の長さに沿って走る硬直した軸性内骨格（脊柱と/または脊索）を持ち、内臓管の背側に位置し、さらにその背側には中空の神経管（脊髄と脳を形成する）がある。内骨格は肛門を超えて延長し、しばしば尾（肛門後尾）を形成する。すべての脊椎動物は、咽頭弓と呼ばれる構造や、成体において甲状腺に発展するヨウ素濃縮器官である内胚葉を持っている。

脊柱

脊椎動物の定義的な特徴は脊柱であり、すべての脊索動物に見られる胚発生段階での脊索は、脊椎と呼ばれるセグメント化された鉱物化要素の系列に置き換えられる。これらの脊椎は、脊索から派生した線維軟骨の椎間円盤で区切られている。メクラウナギは、脊柱が発達しない唯一の現存する脊椎動物である。

いくつかの脊椎動物は、この特徴を二次的に失い、成体として脊索を保持している（たとえば、チョウザメやシーラカンス）。顎を持つ脊椎動物は、対となった付属肢（鰭や手足）によって特徴付けられるが、この特徴は脊椎動物であることの条件ではない。

鰓

すべての基盤脊椎動物は水生であり、鰓で呼吸する。鰓は頭のすぐ後ろにあり、咽頭から外部への一連の開口部の後方に位置する。各鰓は軟骨または骨の鰓弓によって支えられている。硬骨魚類は三対の鰓弓を持ち、軟骨魚類は五から七対、原始的な顎のない魚類は七対を持つ。脊椎動物の祖先は、これよりも多くの鰓弓を持っていたに違いなく、一部の脊索動物の親戚は50対以上の鰓を持つ。

顎を持つ脊椎動物では、最初の鰓弓の対が関節のある顎に進化し、咽頭の前に口腔を形成する。研究によれば、6番目の鰓弓は脊椎動物の肩の形成に寄与し、頭と体を分ける役割を果たした。

両生類や一部の原始的な硬骨魚類では、幼生が外部鰓を持ち、鰓弓から分岐している。これらは成体では減少し、その機能は魚類の鰓やほとんどの両生類の肺によって引き継がれる。一部の両生類は、成体になっても外部鰓を持ち続ける（たとえば、サンショウウオ）。

進化

脊椎動物は約5億5000万年前のカンブリア紀に出現したと考えられており、その進化の歴史は多くの異なる動物群に分かれている。脊椎動物は、多様な環境に適応し、様々な形態的特徴を持つ生物群に分化した。顎の進化は脊椎動物の進化における重要なステップであり、これにより新しい捕食行動が可能となり、多様性をもたらした。

生態学

脊椎動物は、生態系において重要な役割を果たしており、さまざまな食物連鎖における捕食者や被食者として機能する。生態的地位は多様で、陸上、水中、空中の環境に適応した種が存在する。脊椎動物の存在は、生態系の健康やバランスに影響を与える要因となっている。