【解剖】爬虫類・両生類の心臓(ワニだけ特別)

2心房1心室

進化の過程で魚類が陸上に進出する際、鰓呼吸から肺呼吸に適応する身体の変化が行われました。魚類の心臓は1心房1心室で単純な構造をしています。心臓から送り出された血液は、鰓で二酸化炭素と酸素を交換して動脈血となり、全身に送られ、全身で酸素を使い終わった静脈血は心臓に戻ってきて、再び鰓へと送り出されます。一方、陸に上がった脊椎動物は、もともとは存在していなかった肺という器官に多くの血液を送り出すために、新しく肺循環をつくらなくてはなりません。幼生期の両生類は水中で鰓呼吸をし、成熟すると変態して陸上で肺呼吸になります。肺循環のために心房が2つに分かれて、2心房1心室の心臓に発達しました。酸素を含んだ動脈血は肺を経由して左心房に入り、全身から戻ってきた静脈血は右心房に入ります。しかし、心室は1つの構造なため、動脈血と静脈血が混じり合い、純粋な動脈血を全身に送ることはできません。酸素と二酸化炭素の交換が効率よくできません。純粋な動脈血を全身に送ることはできないことから、肺呼吸のほかに両生類では皮膚呼吸も行われます。爬虫類も両生類と同じ2心房1心室ですが、心室を2つに分ける不完全な壁が存在します。これは両生類よりも肺と心臓の機能が強くなり、皮膚呼吸をする必要がなくなり、より陸上生活に適応した動物といえます。しかし、一部の水生爬虫類は咽頭や粘膜嚢で酸素と二酸化炭素の交換が可能です。なお、爬虫類全てがこのような心臓をしているわけではなく、例えばワニは完全な2心房2心室の構造をしています。鳥類と哺乳類は、左右の心房と左右の心室の4つの部屋に完全に分離された2心房2心室の心臓を持ちます。動脈血と静脈血が混ざら、純粋な動脈血を全身に送ることができるようになり、効率よく酸素と二酸化炭素の交換を行うことができます。

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ワニは2心房2心室

ワニは哺乳類と同じく2心房2心室をしています。陸上で長時間活発に動くには、肺循環と体循環を別にして酸素の豊富な動脈系を高い圧力で動かし、同時に他の爬虫類と同じように右心室と左心室の両方から体循環へつながる大動脈弓がみられ、その2本の動脈がパニッツァ孔と呼ばれるバイパスで繋がっています。潜水時に肺呼吸ができなくても、肺への血液循環を左大動脈弓と肺動脈の弁が開閉することで血液は心臓に戻ります。 水中では肺呼吸ができないので、無駄な経路である肺循環をバイパスして、体内の血液に残された酸素を効率よく使い切ることができ、長時間の潜水を可能にしているのです〔Marja et al.2005〕。

参考文献

• Marja JL et al.Reptile cardiology:A review of anatomy and physiology,diagnostic approaches, and clinical disease.Seminars in Avian and Exotic Pet Medicine14(1).2005