瀬戸内海の硬骨魚の半規管に関する形態計測学的研究 : 特に運動能との関係 <原著>

Few studies on the relationship between the ability of movement and membranous labyrinth, especially semicircular canals, have been reported in fishes so far. It is conceivable that the extent and direction of movement in fishes are related to the morphology and fuction of semicircular canals. Thus, I measured the angle and length of semicircular canals and each part of the head from seven species of fishes (Mugil cephalus, Scomber japonicus, Trichiurus lepturus, Trachurus trachurus, Sillago sihama, Sebastes inermis, Paralichthys olivaceus) collected in the Seto Inland Sea in Japan, and investigated the relationship between the movement ability and the morphology of semicircular canals. In addition, the morphology of semicircular canals of lampreys, Lampetra japonica, was examined with scanning electron microscopy. The present study is summarized as follows : (1) sizes of the heads in the fishes are directly proportional to those of the semicircular canals, but the latter sizes are constant when the head is more than 180 mm in length ; (2) The angle and morphology of semicircular canals are different between the fishes examined, suggesting a close relationship between the organ morphology and the movement ability, that is, the angle of semicircular canals shows almost 90° (right angle) among the fish with brilliant movement ability, while in contrast, that among the fish with poor movement ability shows quite different angle ; and (3) In lampreys, a sensory cell of the saccular macula possesses a single kinocilium and many stereocilia showing step-like arrangements. The kinocilia of sensory cells in the semicircular canals are located in the proximal part, and both the saccular macula and the utricular macula are present in the membranous labyrinth.

魚類の耳石に関する研究の多くは耳石組成についての研究であった。しかし, 魚の運動能と迷路, 特に三半規管の形態と関連づけた研究はほとんどなかった。同じ魚類でも運動量や頭部を基準とした泳ぐ方向性や特性の異なる種類では, その三半規管の形態や機能は当然のことながら異なることが予測される。そこで, 各種の魚の運動能と三半規管の形態との関係について検討した。ボラ, サバ, タチウオ, アジ, キス, メバル, ヒラメの7種類の魚を対象とし, 魚の頭部を左右に分割し固定した後, 三半規管を取り出し観察を行った。ヒラメについてはふ化後経時的に観察を行った。また, 二半規管であるヤツメウナギについては電子顕微鏡による観察を行い, 以下の結果を得た。1)頭部の大きさと三半規管の大きさには相関関係が見られた。しかし, 頭部の大きさが180mmを超える群では, 三半規管の大きさは頭部の大きさに無関係であり一定の値(14.8mm)を示した。2)各半規管のなす角度は, 俊敏な運動能力をもつ魚であるキス, メバル, アジでは直角に近い値を示したが, 俊敏な運動能力をもたないと思われるボラ, サバ, タチウオおよびヒラメにおいては直角より大きくはずれていた。特にヒラメの各半規管のなす角度はいずれも鋭角であり, 三半規管の位置は眼のずれ分だけがずれていた。魚の種類により各半規管のなす角度や形態は異なり, 運動能との関連性が示唆された。3)ヤツメウナギの感覚細胞の構造は球形嚢斑においては一本の長い動毛と数十本の階段状に整列した不動毛で構成されていた。二半規管のヤツメウナギでは前後の半規管膨大部上の感覚細胞では, 動毛が卵形嚢側に位置した。また, 球形嚢斑も卵形嚢斑も存在することが観察された。