咽頭弓(いんとうきゅう)もしくは鰓弓(さいきゅう)の発生 人間の「エラ」は何になるのか?

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個体発生は系統発生を繰り返すという言葉は、夢を掻き立てられます。人間の発生において、胎児期には魚のエラのようにみえる「エラ」が存在するというのは驚きです。もちろん人間には呼吸のためのエラは必要ありませんし、そのようなものは発生してきません。では、胚の段階で「えら」に見えた部分は、その後どのような運命を辿ってどんな器官になるのでしょうか。咽頭弓も鰓弓も同じものをさしています。研究者によって好みの呼び方があるようです。人間の咽頭弓pharyngeal arches は魚の鰓(エラ)じゃないしと思う人は咽頭弓と呼ぶのでしょう。あえて鰓弓 bronchial archesと呼ぶ研究者もいるようです。

pharyngeal arches 咽頭弓(いんとうきゅう)

pharyngeal grooves 咽頭溝(いんとうこう)

pharyngeal pouches 咽頭嚢(いんとうのう)

  1. Pharyngeal Grooves and Pouches by Peter Ward, PhD https://app.lecturio.com/#/lecture/s/10348/44540

 

咽頭弓の発生に関しては、外胚葉、中胚葉、内胚葉の説明から始めて内胚葉部分の咽頭嚢の形成まで言及している下の説明動画がベストじゃないかと思います。咽頭弓、咽頭溝、咽頭嚢の構造と三胚葉との関係を把握しておかないと、その先の話が理解できません。

見た目の構造と番号付けの食い違いを理解するのも大事です。最初の2つの弓に見えるのが実は、「1番め」の咽頭弓です。その後ろが2番、その後ろが3番、その後ろが4番、そして5番がなくて、次が6番になります。人の場合5番めの咽頭弓は発達しないのだそうです。他の動物種との比較解剖学のために番号だけはとっておかれるんですね。

それぞれの咽頭嚢に対して動脈も形成され、脳神経も支配します。下の動画を見ておけば、どんなほかの動画や教科書を見ても混乱しなくて済むのではないでしょうか。

魚のエラの場合、血管(酸素、二酸化炭素のガス交換のため)、軟骨(エラに強度を与えるため)、筋肉(エラを動かすため)、神経(筋肉を動かすため)が構成要素になっています。実は人間の「エラ」も同様で、血管、軟骨、筋肉、神経が要素になっています。もちろん発生がすすんでも魚のエラの機能も構造も持たないのですが、そのかわりに、顔や首の構造に発生していきます。構成要素は同じという把握の仕方は、理解を助けますし、進化を考えるうえで興味深いと思います。下の動画の最後のほうではそういったことが語られていてなるほどと思いました。

3D Embryology of Pharyngeal arches, Pharyngeal Pouches, Pharyngeal clefts and Pharyngeal Apparatus MedicoVisual – Visual Medical Lectures チャンネル登録者数 4.69万人

鰓弓の番号について

鰓弓の数え方(名称)ですが、第一鰓弓は2つのふくらみに分かれているので、1番めと2番目に見える前方からかぞえた2つのふくらみが、第一鰓弓になります。その後ろに第二鰓弓、第三鰓弓、第四鰓弓、第五はなくて、第六鰓弓となります。第五鰓弓はできてすぐ退縮するみたいで存在しません。図で膨らみを見て数えても、名前と一致しないということが起きるんですね。

  1. 3D Embryology of Pharyngeal arches, Pharyngeal Pouches, Pharyngeal clefts and Pharyngeal Apparatus MedicoVisual – Visual Medical Lectures チャンネル登録者数 4.26万人 3胚葉からなるディスクがフォールディングによって三重の円筒になる様子がコンピューターグラフィックスにより説明されていました(2分44秒頃)。鰓弓の説明は16分18秒から。19分44秒からは、鰓弓における外胚葉、中胚葉、内胚葉の構造が説明されていて、これがとてもわかりやすいです。教科書の図だけ眺めていても全くわからなかったことが、解説されていました。21分14秒から、内胚葉(内側は空隙)が外側に向かって陥没して咽頭葉(pharyngeal pouch)をつくり、その陥没したさきが、外胚葉の咽頭溝pharyngeal grooveのへこみと向かい合うことが示されます。ここまでコンピュータグラフィックスで説明した後に、23分10秒頃に、教科書に出てくる鰓弓の断面図が紹介されて、対応関係の理解が深まります。ここまでこの動画を見たあとで、Ninja Nerdの動画をみると、鰓弓の断面図の外胚葉、中胚葉、内胚葉という説明に納得がいきます。
  2. Embryology | Development of Pharyngeal Apparatus Ninja Nerd チャンネル登録者数 291万人
  3. 新発生学 Qシリーズ 日本医事新報社 24ページ Q15 鰓弓(咽頭弓)に由来する構造 第5鰓弓は欠如しているか、第6鰓弓と同様に痕跡的である。
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