生物の多様性と進化
脊椎動物の特徴の比較
| 特徴 | 魚類 | 両生類 | 爬虫類 | 鳥類 | 哺乳類 |
| 背骨がある | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
| えら呼吸の時期がある | ○ | ○ | |||
| 肺呼吸の時期がある | ○ | ○ | ○ | ○ | |
| 卵生(殻なし) | ○ | ○ | |||
| 卵生(殻あり) | ○ | ○ | |||
| 胎生 | ○ | ||||
| 変温動物 | ○ | ○ | ○ | ||
| 恒温動物 | ○ | ○ |
| 魚類 | ||||
| 4 | 両生類 | |||
| 2 | 3 | 爬虫類 | ||
| 1 | 2 | 3 | 鳥類 | |
| 1 | 2 | 2 | 3 | 哺乳類 |
上記の表から魚類は両生類と共通する特徴が4つで、爬虫類とは2つ、鳥類や哺乳類とは1つである。
このことから魚類は両生類と最も似ており、次に爬虫類と似ている。このように脊椎動物のなかまは共通点が多いほど近い関係だといえる。
脊椎動物の出現時期
一番古い脊椎動物の化石は古生代初期(約5億年前)の原始的な魚類である。古生代中期から後期には両生類、爬虫類、中生代には哺乳類や鳥類の化石が見つかっている。 このことから特徴が似ているなかまどうしは出現した時期も近いことがわかる。
生物の進化
遺伝子はいっぱんに親から子へ変化せずに伝わる。ところが, 全く変化しないわけではなくまれに変化することがある。
小さい変化が長い年月、世代を重ねて生物の形質を変化させる。このような変化を生物の進化という。
進化の結果, 生物にはさまざまな種類が生まれてきた。
答表示脊椎動物のうち、えらで呼吸するのは魚類と両生類である。 肺で呼吸するのは両生類と爬虫類と鳥類と哺乳類である。 卵を水中に生むのは魚類と両生類である。 卵を陸上に生むのは爬虫類と鳥類である。 羽毛や体毛があるのは鳥類と哺乳類である。 魚類ともっとも似ているのは両生類で、次が爬虫類であり、鳥類と哺乳類がその次ということになる。 脊椎動物の出現した順序は、魚類→両生類→爬虫類→哺乳類→鳥類である。 親から子へその形質を伝える遺伝子は全く変化しないわけではなくまれに変化して伝わることがある。 生物が長い年月をかけ、世代を重ねる間に次第にその形質を変化させることを生物の進化という。
進化の証拠
中間的な生物
2つのなかまの中間的な生物は進化の証拠の1つである。
シソチョウ(始祖鳥)
爬虫類と鳥類の特徴を両方持っている。
羽毛があり前あしが翼になっているなど鳥類に似た姿だが、口には歯、翼の先の爪や尾の骨など爬虫類の特徴もある。
その他
カモノハシやハリモグラは哺乳類で、母乳で子を育てるが、卵をうむ。
ユーステノプテロン(化石)やハイギョは魚類と両生類の両方の特徴がある。
生きている化石
大昔の生物に近い特徴を現代まで保っている生物のこと。
シーラカンスのひれには脊椎動物のあしと似た骨格があり、原始的な両生類
はこのようななかまから進化したと考えられる。他に動物ではカブトガニや、オウムガイ、植物ではメタセコイアやイチョウなども生きている化石である。
相同器官
見かけの形やはたらきが異なっていても、基本的なつくりが似ていてもとは同じ器官だったと考えられるものを
相同器官という。
相同器官はこれらのなかまが共通の祖先から進化したことを示す証拠と考えられる。相同器官の形やはたらきは現在ではそれぞれの動物の
生活環境に合うように進化している。
【例】脊椎動物の前あし
答表示シソチョウは爬虫類と鳥類の両方の特徴を持っている。 ①は羽毛や翼があるが、口には歯があり、翼の先に爪がある。 カモノハシやハリモグラは哺乳類でありながら卵をうむ。 ユーステノプテロンという魚類の一種化石は魚類と両生類の特徴がある。 現存するハイギョも魚類でありながら肺を持っている。 大昔の生物に近い特徴を現代まで保っている生物を生きている化石という。 脊椎動物の前あしのように形は働きが異なるのに基本的なつくりが似た器官を相同器官という。
脊椎動物の進化
化石の見つかる地層の年代から、地球上に最初に現れた脊椎動物は魚類と考えられる。 魚類は海で生活していたが、現代のハイギョのように空気中の酸素をとり入れ、ひれをあしのように使って浅瀬を移動できるものがおり、このようななかまの中から、陸上生活に適した４本あしや呼吸器官などをもつ、最初の両生類が進化した。 両生類は体表が乾燥に弱く卵を水中にうむため水辺を離れて生活できないが、両生類から進化した爬虫類は体表が乾燥に強く、乾燥を防ぐ殻のある卵を陸上にうむ。また移動に適した強い足を持ち一生を陸上で生活できるようになった。 爬虫類は中生代に大繁栄し巨大な恐竜もあらわれたが中生代の終わりにごく一部を除いて絶滅した。この爬虫類の一部から中生代の初期に哺乳類が進化し、それより遅れて羽毛恐竜のような爬虫類のなかから鳥類が進化した。 このように、脊椎動物の生活場所は水中から、陸上へと広がっていった。 長い地球の歴史の中で、大きな地殻変動や気候の変動などが何度も起こり、生物は長い年月をかけて進化していく中で、それぞれの環境に合うような体のつくりをもっていたと考えられている。
要点の確認答表示地球上に最初に現れた脊椎動物は魚類と考えられる。 魚類には空気中の酸素をとり入れ、ひれをあしのように使って浅瀬を移動できるものがいる。 ②のようななかまの中から、両生類が進化した。 両生類は体表が乾燥に弱く卵を水中にうむため水辺を離れて生活できない 爬虫類は、乾燥を防ぐ殻のある卵を陸上にうみ、移動に適した強い足を持ち一生を陸上で生活できる。 爬虫類は中生代に大繁栄し巨大な恐竜もあらわれたが中生代の終わりにごく一部を除いて絶滅した。 爬虫類の一部から中生代の初期に哺乳類が進化し、それより遅れて羽毛恐竜のような爬虫類のなかから鳥類が進化した。 脊椎動物の生活場所は水中から、陸上へと広がっていった。
植物の進化
植物も、生活場所やからだのつくりなどの特徴の比較、化石が見つかる地層の年代などから、進化の順序を推測できる。 最初の陸上の植物は、湿った場所に生息するコケ植物である。その後維管束があり、より乾燥した場所で生息できるシダ植物が進化した。 コケ植物もシダ植物も胞子でふえるが、シダ植物のあるものから、種子でふえる裸子植物が現れた。そして裸子植物のあるものから子房の中に胚珠がある被子植物が進化した。
要点の確認答表示陸上に現れた最初の植物は、コケ植物である。 コケ植物から進化したシダ植物は維管束があり、より乾燥した場所で生息できる。 コケ植物もシダ植物も胞子でふえる。 シダ植物のから進化した裸子植物は、種子でふえる。 裸子植物から進化した被子植物は子房の中に胚珠がある。
「生物の進化」重要用語
遺伝子形質シソチョウ進化相同器官胚卵
生物の成長とふえ方 遺伝 生物の進化