飛ぶ以外にも胸筋は使われている！ 潜水する鳥たちの形態の違いと、中生代の鳥類の生活様式の検証
鳥は羽ばたいて空を飛ぶとき、胸筋を使って翼を羽ばたかせます。飛べる鳥の体重に対する胸筋の量は平均で約20％もあります（テネケス 1999）。これほどの胸筋を蓄えられるのはそれだけ発達した胸骨があるからです。鳥の胸骨は「竜骨突起」と言い、その名の通り、船の竜骨のような形をしています。竜骨突起をもつ鳥は白亜紀(約1億4,500万年前から6,600万年前)に出現しました。詳しくはこちらをご覧ください。
胸筋は飛ぶときだけでなく、潜水にも使う鳥もいます。今回、潜水をする鳥の形態的特徴と、これらの情報をもとに白亜紀にいた鳥の生活様式を分析した研究を紹介します。
羽ばたいて潜るのは羽ばたいて飛ぶより大変！？
ペンギン科の鳥は飛べない鳥ですが、体重に対する胸筋量の平均は約22％あり、飛べる鳥たちと同じかそれ以上に発達しています(綿貫 2010)。また、Zhao et al.(2017)では、19目45科137種の飛べる鳥たちの竜骨突起の長さと骨盤の長さを比較しています。その結果、鳥類は竜骨突起と骨盤の長さには正の相関があることが分かりました。そうした中でマダラウミスズメは、骨盤の大きさがほぼ同じ鳥たちと比べて竜骨突起が長いことが分かりました(図1)。ペンギンやマダラウミスズメは翼を使って潜水する鳥です。水中は大気中よりも抗力が大きく、羽ばたいて潜水するためにはより大きな力を発揮する必要があります。鳥の胸筋には大胸筋と烏口上筋(鶏肉のささみの部分)があり、飛翔時は翼を持ち上げるときは烏口上筋、打ち下ろすときは大胸筋を使います。しかし、羽ばたき潜水する鳥たちは潜水中打ち上げでも打ち下ろしでも烏口上筋を使います。そうした事から、これら羽ばたき潜水をする鳥たちは、竜骨突起と胸筋が非常に発達していると考えられています (綿貫 2010、Zhao et al. 2017) 。
図1．骨盤の長さ（X軸）と竜骨突起の長さ（Y軸）の相関関係を示したグラフ。数値はそれぞれの長さ(mm)の3乗を体重(g)で割った数値を、Log10で変換したもの。データはZhao et. al(2017)より引用。
羽ばたき潜水をしない場合
すべての潜水する鳥がこのような特徴を持っているわけではありません。Zhao et al. (2017) では潜水する鳥はマダラウミスズメのほかにもアビとカワウも含まれています。アビは他の大多数の鳥とほぼ同じような傾向になり、カワウは比較的竜骨突起が短く、骨盤が長い結果となりました（図1）。アビとカワウは羽ばたきでなく、足こぎで潜水します。その場合は特別胸部が発達するわけではないようです。
中生代の鳥の潜水方法
Zhao et al. (2017) は、更に白亜紀に絶滅した鳥類10種の竜骨突起と骨盤の長さを比較しています。中でもPiscivorenantiornis inusitatus (以下、ピスキボレナンティオルニス) は、魚の骨が含まれたペリットの化石も発見されており、この事から、魚食性の鳥であったことが示唆されています (Wang et al. 2016) 。骨の長さを比較した結果、カワウに近い傾向を示しました 。この事はこのピスキボレナンティオルニスが足の力で推進する水鳥であったという説を証拠づける理由の1つとなりました。現生鳥類の竜骨突起の大きさと生活様式を調べると、中生代の鳥類の生活様式を検証できるかもしれません。
まとめ
今回、胸部は空を飛ぶだけでなく潜水にも使っている種もおり、そうした鳥はほかの鳥よりもこれらの形質が発達していること、一方で潜水方法が異なる鳥では同様の形質を持たないことを説明しました。水鳥が潜水するところを鳥類調査や野外観察で確認することは簡単にはできないと思うので、それが残念です…
参考文献
ギル B フランク (2009) 鳥類学(日本語) 新樹社 746pp
綿貫豊 (2010) 海鳥の行動と生態 -その海洋生活への適応- 生物研究社 317pp
Zhao T、Liu D & Li Z (2017) correlated evolution of sternal keel length and ileum length in birds. PeerJ 5 e3622 doi10.7717/peerj.3622
Wang M, Zhou Z, Sullivan C.（2016）A fish-eating enantiornithine bird from the early cretaceous of China provides evidence of modern avian digestive features. Current Biology 26:1170–1176 doi 10.1016/j.cub.2016.02.055.
Mayr (2017) Pectoral girdle morphology of Mesozoic birds and the evolution of the avian supracoracoideus muscle Journal of Ornithology volume 158: 859–867
フェドゥーシア A /黒沢玲子訳(2004) 鳥の起源と進化（日本語） 平凡社 631pp
テネケス ヘンク /高橋健次訳(1999) 鳥と飛行機どこがちがうか―飛行の科学入門 (日本語) 草思社201P
