妊娠したオスのタツノオトシゴは、胎盤を形成して1,000匹もの成長中の赤ちゃんを支えている

妊娠したオスのタツノオトシゴは、胎盤を形成して1,000匹もの成長中の赤ちゃんを支えている生物学

著者情報:Jessica Suzanne Dudley氏, マッコーリー大学博士研究員, Camilla Whittington氏, シドニー大学上級講師

妊娠中の動物にとって、成長する子孫に酸素を供給し、二酸化炭素を排出することは大きな課題です。

人間は胎盤を形成することでこの問題に対処していますが、メスではなくオスが妊娠・出産するタツノオトシゴの場合、その仕組みは必ずしも明確ではありませんでした。

タツノオトシゴのオスは、袋の中で胚を育てますが、この閉じた構造の中で胚がどのように「呼吸」しているのかは、これまで不明でした。

学術誌「Placenta」に掲載された今回の研究では、妊娠したオスのタツノオトシゴ(Hippocampus abdominalis)が、胚にどのように酸素を供給し、二酸化炭素を排出しているかを調べました。

タツノオトシゴの妊娠中のさまざまな段階の袋を顕微鏡で観察したところ、人間の妊娠と同様に、時間の経過とともに複雑な胎盤構造が形成されることがわかりました。

1,000匹の赤ちゃんを妊娠しているお父さん

1,000匹の赤ちゃんを妊娠しているお父さん

タツノオトシゴのオスには、妊娠中に胚を成長させるための大きな肉質の袋がある。©Aaron Gustafson

オスの妊娠は珍しく、タツノオトシゴ、シードラゴン、パイプホース、パイプフィッシュなどの魚のグループでのみ発生します。

ポットベリー・シーホースのオスは、尾に特殊な密閉構造を持っています。

この器官は育児嚢(以降袋)と呼ばれ、その中で胎児が成長します。

メスは交尾の後、オスの袋に卵を入れ、妊娠期間は約30日。

オスは袋の中で、成長中の胚に栄養を与え、1,000匹もの赤ちゃんを産みます。

胚の成長には酸素が必要ですが、胚が成長すると酸素の需要が増え、それに伴って発生する二酸化炭素を効率よく排出する必要があります。

妊娠中のオスのタツノオトシゴには、これが問題となります。

胎盤の登場

胎盤の登場

交尾のために袋に水を入れるタツノオトシゴのオス©Kymberlie R. McGuire

鳥類、単孔類1卵を産んで母乳で育てる哺乳類。カモノハシやハリモグラ。、一部の爬虫類、魚類などの産卵動物では、成長した胚は卵殻の孔から酸素を取り入れ、二酸化炭素を排出します。

一方、生きた子供を産む動物の場合は、別の解決策が必要です。

妊娠した人間は、胎盤という母体と胎児をつなぐ複雑な器官を発達させ、酸素と二酸化炭素の効率的な交換を可能にしています(また、胎児に栄養を与え、老廃物を除去する働きもあります)。

胎盤はたくさんの細い血管で満たされており、しばしば親と赤ちゃんの血液循環を隔てる組織層が薄くなります。

これにより、胎児への酸素や栄養分の供給効率が向上します。

意外なことに、胎盤は哺乳類に特有のものではありません。

オーストラリアのシャークノーズシャーク(Rhizoprionodon taylori)のように、妊娠中に母親と赤ちゃんをつなぐへその緒を持つ胎盤を発達させるサメもいます。

生きているトカゲの多くは胎盤を形成し(非常に複雑なものも含む)、成長中の胎児に呼吸ガスや一部の栄養素を供給しています。

以前の研究では、タツノオトシゴの父親が、自分の袋の中で成長中の胚を養うための遺伝子を発見しました。

今回の研究では、妊娠中のタツノオトシゴの袋は、哺乳類の妊娠に見られるようなさまざまな変化をすることがわかりました。

私たちは、妊娠中のタツノオトシゴの父親の袋を調べ、父親がどのようにして成長中の胚に酸素を供給しているかを正確に調べることにしました。

わかったこと

わかったこと

妊娠の各段階でタツノオトシゴの袋を顕微鏡で観察したところ、袋の中で小さな血管が成長していることがわかりました。

タツノオトシゴの袋を妊娠中のさまざまな段階で顕微鏡で観察したところ、袋の中に小さな血管が成長していることがわかりました。

これは、タツノオトシゴの赤ちゃん(稚魚)が最も多くの酸素を必要とする時期です。

また、父親の血液供給と胚の間の距離も、妊娠が進むにつれて劇的に短くなります。

これらの変化により、父親と胚の間の輸送効率が向上します。

興味深いことに、妊娠中にタツノオトシゴの袋の中で起こる変化の多くは、哺乳類の妊娠中に子宮の中で起こる変化と似ています。

私たちは、妊娠中のタツノオトシゴの胎盤の機能を理解する上で、まだ表面をなぞったに過ぎません。

タツノオトシゴが妊娠中にどのように赤ちゃんを守り、栄養を与えているかについては、まだ多くのことがわかっていません。

しかし、今回の研究では、タツノオトシゴの産卵袋の形態的変化が、哺乳類の胎盤の発達と多くの共通点があることがわかりました。The Conversation

This article is republished from The Conversation under a Creative Commons license. Read the original article.

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