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ハイギョ(肺魚)は、肉鰭綱・肺魚亜綱(Dipnoi)に属する硬骨魚類の総称。肺、肉鰭、歯板、内鼻孔などを持つ分類群で、いわゆる「生きている化石」と呼ばれる生物の一つである。

約4億年前のデボン紀に出現し、化石では淡水産・海産を合わせて100種以上が知られる。しかし数度の大量絶滅を経て生き残った現生種は全て淡水産で、オーストラリアにネオケラトドゥス属1種、南アメリカにレピドシレン属1種、アフリカにプロトプテルス属4種の計3属6種だけが知られる。

◆ 諸器官

◇ 肺

ハイギョの成魚は鰓だけでなく、大部分の四肢動物と同様に2室の肺を持つ。現生種では南米産レピドシレンとアフリカ産プロトプテルスの肺が発達している。たまに水面に口を出して息継ぎを行い、水面に出られないようにして空気呼吸を阻害すると溺死することがある。ただし酸素の多くは肺を用いて空気中から吸収し、二酸化炭素の多くは鰓を用いて水中に排出する傾向がある(肺を参照)。気管の入口に声帯があり、繭を刺激すると発声する。

レピドシレンとプロトプテルスは、乾期に生息地の水が干上がっても、地中で肺呼吸をしながら次の雨期まで夏眠することができる。そのため雨期にのみ水没する氾濫平原(南米の場合には河川流域に発達する水没林・バルゼア)にも生息する。特にアフリカ産プロトプテルスの一部は皮膚からの分泌物で体の周囲の砂泥を固め、繭のような構造物を作って乾燥を防ぐ能力がある。「泥壁の家を作ったら、雨が降ってハイギョが壁から出てきた」というのもこの能力に因んだ逸話としてよく知られる。西アフリカにおいて、夏眠ハイギョは生きている間その肉は腐敗しないことから、長旅の携帯用食糧として利用されていたという。

これらの肺は現生の硬骨魚類が持っているような鰾(うきぶくろ)から進化したという学説がかつては一般的だったが、原始的な硬骨魚類が既に空気呼吸器官として肺を獲得しており、逆に「鰾は肺から進化した」とする説が有力である。なおハイギョの他にも、ガー、アミア、ポリプテルス、ピラルクーなどが肺を持ち空気呼吸を行う魚として知られる。

◇ 鼻

陸上脊椎動物と同様、外鼻孔と内鼻孔をそれぞれ1対備える。正面からは吻端に開口している外鼻孔が2つ観察できるが、内鼻孔は口腔内の歯板の外側に開口するため外からは見えない。肺魚類と陸上脊椎動物は、この内鼻孔を有するという共通点により併せて内鼻孔類と呼ばれる。

◇ 歯

突起を持った板状の歯である「歯板」を使用することが強力な咀嚼能力を生む。現生種は基本的に動物質の餌を中心に植物質の餌も摂食する雑食性だが、淡水性の貝類を好んで殻ごと噛み砕いて摂食するものが多く知られている。砕いた獲物は咀嚼を繰り返しながら口から吐き出し、再び吸い込んでから飲み込む。頑丈な歯板は骨化の程度の低いハイギョの骨格の中でも最も化石として残る部分であり、歯板のみ知られ記載されている種も複数存在する。上部の歯板は口蓋の鋤骨、翼状骨に形成され、周縁部に形成されるわれわれ哺乳類の歯とは別系統の歯である。(口蓋歯と呼ばれる口蓋に形成される歯は、魚類、両生類、爬虫類(恐竜を除く)には広く見られるが、鳥類や哺乳類には見られない)

◇ 消化管

多少の膨大部はあるが、発達した胃は持たない。ハイギョと同様に原始的な硬骨魚類であるポリプテルス類、チョウザメ類、軟骨魚類のサメやエイと同様、腸管内面には螺旋状の螺旋弁を持ち、これで栄養素を吸収する面積を拡大している。総排出腔は正中に開口せず、必ず左右のどちらか一方に開口している。小分けに排出せず、螺旋をひとかたまりにした葉巻のような糞をする。

◇ 側線

頭部側線系が非常に発達している。

◆ 細胞・組織

◇ 細胞核

肺魚は巨大な細胞核を持ち、巨大な核を持つことで有名な両生類を凌いで動物の中では最大である。同時にその中に納まるゲノムのサイズ(C値で表わされる)も動物界で最大である。C値を比較すると高等動物ほど高いが、脊椎動物の中ではハイギョとそれに次いで両生類がC値のピークであり、最も高等な哺乳類がそれに比べて低いという逆転の状況がみられる。この状況は「C値パラドクス」と呼ばれており、諸説あるが未だ原因は解明されていない。

ミトコンドリアDNAの塩基配列はハイギョの3属すべて解読されている。核については数個のタンパク質についてのみその遺伝子の塩基配列が知られる。

◇ 再生

切断された鰭は再生でき、若い個体ほど再生する能力が高い。全ての鰭で、鰭条だけでなく肉質部も再生する。ブロトプテルスは細長い胸鰭を供えており、その胸鰭の中ほどが他の個体に齧られるなどして一部失われた場合、そこから別の1本の鰭が再生し、計2本の鰭に再生する場合がある。さらに多くの数に分岐した事例も知られている。切り口の形により、再生する鰭の方向と形状が変わる。

◆ 成長

オーストラリアのネオケラトドゥス属のハイギョが水草にばらばらに卵を産み付けるのに対し、アフリカのプロトプテルス属と南米のレピドシレン属のハイギョはともに雄が巣穴を掘り、その中で卵を孵化するまで保護することが知られている。レピドシレンの雄の場合、陸上脊椎動物の後脚に相当する腹鰭に、繁殖期の間だけ毛細血管の発達した鰓状の細かい突起が密生し、肺から吸収した酸素をここから放出して胚に供給することが知られている。

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