Animals - Animals (English)

Japanese: 動物 - どうぶつ（英語表記）animal 英語

When organisms are roughly divided into three kingdoms, this refers to the group that makes up the animal kingdom, in addition to the plant kingdom and fungi kingdom. Currently, there are 1 million to 1.5 million animal species living on Earth, with a wide variety of forms and lifestyles. It is said that if further exploration continues, at least 1 million new animal species will be discovered.

[Nobuo Egami and Yoshiya Shimada]

Animal characteristics

The characteristics of animals compared to plants include the following: [1] Nutrition Plants use photosynthesis and nitrogen fixation to create organic matter from inorganic molecules and use it as an energy source (autotrophy), but animals do not have this ability and instead ingest organic matter created by plants and other animals as food (heterotrophy). [2] Movement Animals have locomotor organs (flagellum, cilia, muscles and skeleton) and nerves, allowing them to move freely. [3] Senses Animals have receptors that sense stimuli from the outside world. [4] Organs In animals, each part of the body is differentiated into various organs for digestion, excretion, breathing, circulation, movement, endocrine, nervous, sensory, and immune functions. [5] Cell walls Plant cells have cell walls made of cellulose, but animal cells do not. [6] Carbohydrates Animal cells store carbohydrates in the form of glycogen, but plant cells store them in the form of starch. [7] Cell division Animal cells divide into two cells by constricting their circumference, whereas plant cells are separated by a cell plate.

Generally speaking, in addition to nutrition, movement, senses, and organs, the following characteristics are recognized at the cellular level: [5] - [7]. However, there are many exceptions. Mimosa pudica has senses and is motile, whereas this is not so evident in marine sponges. Euglena has flagella and is highly motile, but has chloroplasts and is autotrophic.

[Nobuo Egami and Yoshiya Shimada]

Animal classification

Classification is the process of distinguishing and arranging the many living things on Earth based on differences and similarities in various characteristics. The basic unit of classification is called the species, which was established in the mid-18th century by Swedish naturalist C. Linnaeus. A species is a reproductive group that has evolved from the same ancestor and has the same characteristics. Later, in the late 19th century, British naturalist C. Darwin advocated the theory of evolution, and living things began to be classified systematically according to their evolutionary relationships. That is, phylogenetic relationships are investigated and phylogenetic trees are created by studying fossils, comparative morphology, comparative development, karyotype analysis, comparison of amino acid sequences of proteins, and base sequences of DNA (deoxyribonucleic acid). In recent years, phylogenetic trees have been created based on cladistic methods (showing that one species branches into two species and this is repeated) or have separate trunks and branches. This is because there are no fossils of intermediate organisms between species. For example, Archaeopteryx, which was thought to be intermediate between reptiles and birds, is now thought to be a type of primitive bird after a reexamination of its morphology. This systematic classification groups organisms into kingdoms, phyla, classes, orders, families, genus, and species. In doing so, the following characteristics are often used as the criteria for systematic classification.

[1] Cell differentiation: Protozoa are single-celled, mesozoa are multicellular and have no tissue differentiation, and metazoa have differentiated tissues and organs. [2] Developmental stages: They are divided into five types according to the stage of individual development: protozoa, which are thought to be at the fertilized egg stage, mesozoa, which are equivalent to the morula stage, sponges at the blastula stage, coelenterates at the sacula stage, and triploblasts, which develop beyond the sacula stage and differentiate into organs made up of three germ layers. [3] Formation of the digestive tract Protostomes (flatworms, pouch-shaped, ribbon-shaped, annelids, mollusks, arthropods, and tentacleds) have a blastopore that becomes the future mouth, whereas deuterostomes (trichordates, echinoderms, hemichordates, protochordates, and vertebrates) have a blastopore that becomes the anus and a future mouth on the opposite side. [4] Formation of the mesoderm In principle, in protostomes, two primitive mesoderm cells fall into the cleavage cavity and proliferate to form the mesoderm (primitive mesoderm stem). In deuterostomes, the mesoderm is carved out from the bulge of the archenteron (archenterocoelic stem). [5] Comparison of larvae Similarities in larvae are thought to indicate closeness. Both annelids and mollusks go through the trochophora stage. The auricularia larvae of the echinoderm sea cucumber resemble the tornaria larvae of the hemichordate sea cucumber. [6] Body cavity Triblastic animals are divided into protocoelomates, whose body cavity originates from the cleavage cavity, and eucoelomates, whose body cavity is surrounded by mesoderm. [7] Presence of notochord and vertebrae The presence or absence of these is also an important criterion for classification. [8] Amino acid sequence of protein molecules Similarities have been reexamined by comparing the amino acid sequences of cytochrome c, hemoglobin, etc. Based on the above criteria, animals are classified into approximately 15 to 23 phyla.

(1) Protozoa: Single-celled organisms with well-developed intracellular organelles such as contractile vacuoles and food vacuoles. Some form colonies. They move using flagella, cilia, and pseudopodia. There are approximately 50,000 species, including amoebas and noctuids.

In terms of classification, some people think that protozoa are not a phylum, but rather a group of organisms comparable to animals and plants, or a group belonging to the Protista group.

(2) Mesozoa: Multicellular but without any specially differentiated organs. They are thought to be the degeneration of certain multicellular organisms, and it is difficult to accept that they evolved from protozoa to metazoa. Some people do not consider them a phylum. There are about 50 species, including dicyemids (which parasitize the kidneys of octopuses).

(3) Porifera: These are blastula-stage animals that are thought not to have evolved throughout geological time. They lack a digestive tract, muscles, or nerves, but have differentiated spicules. They have choanocytes and swarming cells, so they are considered to have evolved from flagellates. However, they are not thought to be part of the evolutionary process towards blastulae or triploblasts. There are about 4,500 species, including sponges.

(4) Phylum Coelenterata: The organism has a radial symmetry and consists of two germ layers, an inner and an outer. It is in the cyst stage. It has developed sensory organs and muscles, and has a scattered nervous system without a central nervous system. It is also characterized by having stinging cells. There are about 10,000 species, including jellyfish and corals.

(5) Ctenophora: Like the coelenterates, the phylum Ctenophora has a radial symmetry and consists of two germ layers. It is in the cyst stage. It does not have stinging cells, but has comb plates made up of cilia. There are about 100 species, including balloon jellyfish and comb jellies.

(6) Platyhelminthes: They have a coelom, but it is extremely unclear. Their digestive tract is undifferentiated and they have no anus. Their nervous system is basket-shaped. Their spiral cleavage suggests that they are related to the phyla Nematode, Annelida, and Mollusca. Recent research on ribosomal RNA has shown that this phylum is rich in variety, and planarians in particular are said to be the most primitive of all multicellular animals. There are about 7,000 species, including planarians and liver flukes.

(7) Nemertinea: Similar to the Platyhelminthes in many respects, but differs in having an anus, a closed vascular system, and segmented organs (intestines, gonads). The excretory organ is the protonephros. There are about 1,000 species, including nemerteans.

(8) Kamptozoa: At first glance, they resemble bryozoans (tentacles). Their digestive tract is U-shaped and has a mouth and anus. They have no circulatory system, and excrete through the protonephric duct. They have a coelomic cavity. There are about 70 species, including Pedichelina.

(9) Aschelminthes The phylum Aschelminthes is a collective term for the traditional nematodes and rotifers. The body surface is covered with cuticle and has a well-developed protocoel (pseudocoelom). They have a mouth and anus, but parasitic ones have a degenerated digestive system. Many of them practice heterogony (abnormal reproduction or periodic unisexual reproduction). There are about 13,000 species, including rotifers and roundworms.

(10) Mollusca: They have a closed vascular system and nephric ducts. Their body is divided into three parts: the head, the legs, and the visceral mass. They have a well-developed central nervous system and midgut gland. Their larvae progress through the trochophora and veliger stages. There are about 100,000 species, including bivalves, sea slugs (whose shells have degenerated), snails (which breathe with lungs), squids, octopuses, and ammonites (extinct species).

(11) Annelida: The body is made up of many segments (isosegments) with similar structures. The true coelom is well developed, and the body wall has circular and longitudinal muscles. The excretory organ is the nephridia (segmented organ), and it has ladder-like ganglia and a closed vascular system. There are about 7,000 species, including lugworms, earthworms, and worms.

(12) Onychophora: These animals have two claws at the end of their legs. They have mucus glands which they use for attacking and hunting. They have a trachea as a respiratory organ. They have an open vascular system and the excretory system is the nephrectomy. There are about 80 species, including the hookworm.

(13) Tardigrada These are the smallest metazoans, with none exceeding 1 mm in body length. They have a ladder-like nervous system. Their body surface is covered with cuticle, and they have no circulatory or respiratory systems. When they dry out, their bodies shrink and go into a state of xerosis, which can last for 4 to 7 years. When they are moistened, they immediately recover and become active. In this state of xerosis, they can withstand temperatures as high as 100°C and as low as -250°C, and are also resistant to radiation, high pressure, and vacuum. There are about 280 species, including tardigraders.

(14) Linguatulida: These animals are internal parasites of vertebrates. Their body surface is covered with cuticle, they lack circulatory systems, and their nervous systems are poorly developed. There are about 60 species, including the burrowing beetle.

(15) Arthropoda: The largest phylum in the animal kingdom, it accounts for 70 to 80 percent of all animal species. The body is made up of segments (unequal segments) that are differentiated into different parts. It has a chitinous exoskeleton, a ladder-like neural tube, and an open vascular system. It excretes through the nephric duct or Malpighian tubules. Many species undergo molting and metamorphosis. There are about one million species, including crustaceans such as shrimp and crabs (the larvae go through nauplius and zoea stages), insects such as spiders, mites, and dragonflies, and crayfish (an extinct species).

(16) Sipunculoidea: These animals have a long, slender snout. They are not segmented. Their excretory organs are a pair of nephridia. They progress through the trochophora stage. There are about 280 species, including starworms.

(17) Tentaculata: Protostomes with gastrocoelomic stems. The larvae of some brachiopods (living fossils that flourished in the Paleozoic Era) resemble those of chaetognatha. There are about 5,000 extant species of bryozoans, brachiopods such as the physalis and the nightshade, and more than 20,000 fossil species.

(18) Chaetognatha: These phylum have an order Chaetognatha and a mouth with setae. They have no circulatory or excretory system, but the structure of the body cavity is similar to that of echinoderms and protochordata. There are about 60 species, including planktonic arrow worms.

(19) Pogonophora: Bilaterally symmetrical, with a body divided into three parts: anterior, middle, and posterior. The anterior part contains the tentacle crown and the brain. There are about 70 species, including the trichomegaly.

(20) Hemichordata: These phylum have a blind tube that is thought to be homologous to the notochord, and gill slits in the pharynx. Their nervous system is located on the dorsal side, which distinguishes them from the invertebrates listed above (1) to (19). Their larvae, Tornaria, resemble the larvae of sea cucumbers, Auricularia. There are about 100 species, including the sea cucumber Auricularia.

(21) Echinodermata: The larvae are bilaterally symmetrical, but the adults are radially symmetrical. They have a water vascular system and an internal skeleton, and move using tube feet. There are about 6,500 species, including starfish (which pass through the pippinnaria larva), sea urchins (pluteus larva), and sea cucumbers (auricularia larva).

(22) Prochordata: They have a notochord at some stage of development or throughout life. They have gill slits, an internal style, and a developed neural tube. They are divided into the urochordate, which includes sea squirts, and the cephalochordate, which includes amphioxus, which has a body structure (developed notochord and neural tube) that is considered to be the prototype of vertebrates. There are about 1,600 species.

(23) Phylum Vertebrata: A notochord develops early in development, which is later replaced by the spine. The brain is differentiated. Digestive, circulatory, respiratory, and other organ systems develop. In fish and amphibians, whose embryos develop in water, the embryos are not surrounded by an amniotic membrane (an-amniotes). In reptiles, birds, and mammals, whose embryos develop on land, the embryos are protected by an amniotic membrane (amniotes). Birds and mammals are warm-blooded, and mammals, with the exception of a few such as the platypus, are viviparous. Approximately 43,000 species.

In terms of classification, protochordata and vertebrates are not classified as phyla separately, but rather Chordata is classified as one phylum, with Urichochordata, Cephalochordata, and Vertebrata included in three subphyla within that phylum. Some researchers also do not include the Vertebrata subphylum, but add the two subphyla Agnathostomes and Gnathostomes, making a total of four subphyla.

[Nobuo Egami and Yoshiya Shimada]

The origin and evolution of animals

The first living organisms appeared on Earth 3 to 3.5 billion years ago. In South Africa, fossils of bacteria and Eobacterium, the ancestor of bacteria, have been found in rocks from that time. Methane, hydrogen, ammonia, water vapor, etc. in the primordial atmosphere were converted into amino acids by ultraviolet light and atmospheric discharge, and then proteins were produced. Colloidal particles such as lipids combined with these and became coacervates independent of the surrounding seawater. It is believed that living organisms were born when the coacervates absorbed enzymes and nucleic acids and acquired metabolic and self-reproduction capabilities. After that, cells with nuclei (eukaryotic cells) appeared and differentiated into fungi, plants, and animals. It is also believed that flagellates, a type of single-celled animal, formed colonies, and some of them differentiated to evolve into multicellular animals.

Geological eras are divided into four periods, based on the major stages of evolutionary change that can be seen in the evolution of organisms based on fossils: the Precambrian period (approximately 4.6 billion to 575 million years ago), the Paleozoic period (575 million to 247 million years ago), the Mesozoic period (247 million to 65 million years ago), and the Cenozoic period (65 million years ago to present). During the Precambrian period, blue-green algae increased, and marine invertebrates appeared at the end of the period. In the Paleozoic period, animal fossils have been found in abundance. In the first half of the Paleozoic period, animals from most phyla of marine invertebrates, such as arthropod trilobites, tentacled brachiopods, mollusks such as nautiluses, coelenterates such as corals, and echinoderms such as sea lilies, flourished, and eventually fish appeared. Trilobites are widely distributed throughout the world and serve as index fossils (modern horseshoe crabs are living fossils with a similar structure to trilobites). In the middle of the Paleozoic era, fish flourished, and plants came ashore due to the expansion of land and the hot and humid climate. Then, among the fish, lungfish and coelacanths, which could send air directly to their lungs and walk with strong fins, appeared, and evolved into amphibians. In the latter half of the Paleozoic era, reptiles that lay eggs with amniotic membranes appeared along with the flourishing of terrestrial insects. The number of protozoan fusulina also increased rapidly. At the end of the Paleozoic era, many organisms became extinct due to crustal movements and the development of glaciers. However, the surviving organisms developed rapidly in the warm and dry climate of the Mesozoic era. In particular, reptiles flourished and dinosaurs flourished. Mammals and birds (Archeopteryx) also appeared next. In the ocean, the index fossil mollusk ammonite evolved explosively. However, many organisms became extinct during the Cenozoic era. In the Cenozoic era, the ancestors of all living organisms today appeared, and mammals in particular adapted and radiated widely, eventually leading to the emergence and development of human beings.

[Nobuo Egami and Yoshiya Shimada]

Structure and Function of Animal Tissues

Animals are heterotrophic, meaning that they get their nutrients from organic matter synthesized by other organisms. Therefore, their digestive, circulatory, and excretory systems are well developed, and in higher animals, their motor, sensory, and nervous systems are further developed. These organ systems consist of epithelial tissue, connective tissue, muscle tissue, and nervous tissue. [1] Epithelial tissue: Covers the outer surface of the body and the inner surface of the digestive tract and blood vessels, and protects the internal tissues and performs functions such as absorption, secretion, sensation, and formation of reproductive cells. [2] Connective tissue: Fills the spaces between tissues and organs, binding and supporting them, and contains a large amount of intercellular substances. It constitutes tendons, ligaments, mesentery, cartilage, bone tissue, blood, lymph, etc. [3] Muscle tissue: Highly contractile, with striated and smooth muscles. Striated muscles are found in skeletal and cardiac muscles, and are also found in the locomotor organs of arthropods, and are suitable for sudden movements. The striated stripes of the adductor muscle of bivalve mollusks are oblique and are called oblique striated muscles. [4] Nerve tissue is made up of nerve cells and neuroglia, and transmits stimuli. In general, the nerve processes of vertebrates are surrounded by a double sheath called the myelin sheath and the neurilemma (myelinated nerves), and transmit stimuli quickly. Most of the nerves of invertebrates do not have a myelin sheath (unmyelinated nerves), and transmit stimuli slowly.

The above four tissues combine to form several organs. In higher animals, many organs come together to form the following organ systems, which perform a unified function as a whole.

(1) Digestive system Higher animals perform extracellular digestion, but the choanocytes of protozoans and sponges create food vacuoles within the cells and perform intracellular digestion. Coelenterates and flatworms do not have anuses. In animals higher than flatworms, the digestive organs are well developed, and some animals have unique organs. For example, earthworms have a bursa and gizzard, and snails have a radula. There are many cases where the digestive organs regress due to parasitism or symbiosis.

(2) Respiratory system Lower animals exchange gases through the surface of their bodies, but higher animals with more complex body structures have well-developed respiratory organs. Protozoan, sponge, coelenteric, flatworm, and terrestrial annelids take in oxygen through their body surface. Aquatic annelids, mollusks, arthropods (crustaceans), and protochordates, as well as the larvae (tadpoles) of fish and amphibians among vertebrates, breathe through their gills. Dragonfly larvae such as nymphs and loaches can also breathe through their intestines. Lungfish can breathe through their swim bladder during the dry season. On the other hand, terrestrial arthropods breathe through their trachea. Unlike vertebrates, insects have an established division of labor in which gases are transported through the tracheal system and nutrients through the vascular system. Pulmonary breathing is seen in vertebrates.

(3) Circulatory system It transports nutrients and exchanges gases. Small animals that live in the sea, where the temperature and salt concentration are constant, often do not have a circulatory system. As their bodies grew larger, they developed a water tube system that allowed seawater to enter their bodies (jellyfish), and as they evolved further, they established a system that allowed them to keep body fluids inside, enabling them to live on land. There are open vascular systems (arthropods and mollusks) and closed vascular systems (annelids and vertebrates). The circulatory systems of vertebrates also differ slightly as they evolve. Fish hearts have one atrium and one ventricle. Amphibians and reptiles have two atria and one ventricle, and there is a distinction between pulmonary circulation and systemic circulation. Birds and mammals have two atria and two ventricles, and blood purified by the pulmonary circulation circulates throughout the body. Respiratory pigments that transport oxygen include red hemoglobin, which contains iron (vertebrates, sea cucumbers, earthworms), and hemocyanin, which contains copper (crustaceans and mollusks).

(4) Excretory system An organ system that excretes water and waste products, and in many cases also functions as osmoregulatory. In protozoans, the contractile vacuole is an intracellular organelle; in animals with a coelom, the protonephric duct; and in animals with a true coelom, the nephric duct. The Boyanus organ of mollusks and the antennal gland of crustaceans are both modified nephric ducts. Insects have developed Malpighian tubules, and nematodes have developed lateral line canals. The excretory organ of vertebrates is the kidney, which differentiates into the pronephros, mesonephros, and metanephros as the level of evolution increases. Ammonia, a product of protein breakdown that is harmful to cells, is excreted in its original form in invertebrates and bony fish, while cartilaginous fish, amphibians, and mammals convert ammonia into urea, and reptiles, birds, and insects convert it into uric acid before excreting it.

(5) Endocrine system In vertebrates, various hormones secreted from endocrine organs such as the pituitary gland, thyroid gland, adrenal glands, and gonads maintain homeostasis by regulating energy production, promoting growth and metamorphosis, and regulating reproductive activity and the internal environment. In addition to sex hormones, invertebrates have hormones that regulate body color change and molting (sinus gland in crustaceans) and hormones that regulate metamorphosis (corpus allata and prothoracic gland in insects).

(6) Nervous system Porifera do not have a nervous system, but animals higher than coelenterates do. The nerve cells of the coelenterate Hydra are scattered throughout the body and are called diffuse nerves. The transmission speed is slow. The nerve cells of flatworms and above form ganglia (centralized nervous system). The ganglia of jellyfish and echinoderms are connected in a ring, so they are called circular ganglia, while the ganglia of annelids and arthropods are in pairs and are called ladder ganglia. The nervous systems of protochordates and vertebrates have tubular ganglia that gather at the center axis of the body and are called tubular ganglia, and they have developed brains.

(7) Sensory system: Receives stimuli such as light, sound, gravity, chemical components, temperature, and pressure. For example, in vision, euglena has eyespots made up of pigments, and earthworms have photoreceptor cells on the surface of their bodies that sense light. Abalones have pinhole-type cup eyes, and octopuses have camera eyes. Arthropods have compound eyes and simple eyes.

(8) Immune system An organ system that is responsible for the defense against bacteria and aging cells to maintain the individual. In vertebrates, the hematopoietic organs and lymphatic tissues associated with the bone marrow, thymus (mammals), bursa of Fabricius (birds), spleen and kidneys, and in invertebrates, the kidneys, mesentery and digestive tract, differentiate into immune cells, such as macrophages and, in higher animals, specialized lymphocytes. In invertebrates, lectins, complements and certain antibacterial substances act as defense factors, while in vertebrates, immunoglobulins appear. Agglutination of allogeneic cells in sponges and rejection of xenografts and allografts in coelenterates, annelids, echinoderms and protochordates are types of immune reactions.

In addition, each animal has developed organs for movement, reproduction, and the skeleton. Special organs include the electric generator of the electric ray, which is a modified striated muscle, and the tail light organ of the firefly, which serves as a courtship signal.

[Nobuo Egami and Yoshiya Shimada]

Reproduction and development

Reproduction is the creation of new individuals, and there are two types: asexual and sexual reproduction. Asexual reproduction is seen in some lower animals, while most animals reproduce sexually. However, jellyfish and sea creatures practice metagenesis, alternating between sexual and asexual reproduction. Reproduction by binary fission is seen in protozoans and sea anemones, reproduction by budding is seen in sponges, lugworms, and bryozoans, and reproduction by spores is seen in malaria parasites. The establishment of sexual reproduction has created the possibility of individuals with new combinations of genes being generated, allowing them to adapt more widely to changing environments. In paramecium, two individuals fuse and exchange nuclei. In higher animals, new individuals are born by the union of eggs and sperm. Many animals are dioecious, but earthworms and snails are hermaphrodites, producing eggs and sperm within a single individual (however, self-fertilization is not common). In honeybees and rotifers, in addition to sexual reproduction, new individuals are produced by parthenogenesis without fertilization of eggs, while gall flies and liver flukes use larval reproduction, in which eggs inside the larvae begin parthenogenesis. The repeated cycle of sexual and parthenogenesis, as in rotifers, is called heterogony, while the repeated cycle of sexual and larval reproduction, as in gall flies, is called alloiogenesis.

Sexually reproducing animals have various mechanisms for finding a mate. For example, in insects, males generally have conspicuous colors and morphology, while females often secrete sex pheromones. Some birds have a series of mating behaviors, including courtship songs and dances.

On the other hand, development refers to the process in which a fertilized egg undergoes repeated cell division, differentiates, forms tissues and organs, and develops into an adult through the stages of embryo and larvae. Embryonic development has many commonalities among animals. A fertilized egg undergoes cell division called cleavage to increase the number of cells. The egg continues to cleave, becoming a blastula with a large internal cavity (the cleavage cavity). After that, a part of it invaginates inward to form the archenteron, and becomes a blastula. The archenteron later becomes the digestive tract. The walls that make up the blastula are called germ layers, and are divided into the outer ectoderm and the inner endoderm. In animals higher than coelenterates, the mesoderm further differentiates. The ectoderm differentiates into the epidermis and nerves, the mesoderm into the notochord, bones, muscles, kidneys, and reproductive organs, and the endoderm into the digestive tract, endocrine glands, lungs, and gills.

Because developing embryos are vulnerable to environmental changes and predators, lower animals lay many eggs to maintain their species. Vertebrate reptiles and birds that lay eggs on land form embryonic membranes to protect the embryo and prevent it from drying out. In mammals, embryonic development progresses inside the mother's body, and viviparity develops, where the animal receives nutrients directly from the mother through the placenta. It is thought that the formation of such embryonic membranes and the development of viviparity have expanded the habitat of animals from the water to land.

[Nobuo Egami and Yoshiya Shimada]

Animal Distribution

The geographic distribution of animals is divided into four regions based on mammals and birds: the Palaearctic (Europe, most of Asia, and northern Africa), the Nearctic (North America and Greenland), the Ethiopian (sub-Saharan Africa and the Arabian Peninsula), the Australian (Australia and New Guinea), the Neotropical (South America, Central America, and the West Indies), and the Oriental (southern China, India, and Southeast Asia).

The Ethiopian and Oriental regions have many similar species, such as rhinos, elephants, Old World monkeys, and large felines. This is related to the fact that the African continent and India were connected by land until the Tertiary Period of the Cenozoic Era. The Australian region has many unique animals, such as marsupials such as kangaroos and koalas, monotremes such as platypuses and echidnas, and birds of paradise. According to the continental drift theory, the landmass (Gondwana), which was continuous in the Palaeozoic Era, began to move in the Mesozoic Era, and the Australian continent separated in the Tertiary Period of the Cenozoic Era, when mammals other than monotremes and marsupials did not flourish. After that, more advanced animals evolved in the northern continent, and the aforementioned animals became extinct, but it is thought that they survived in Australia, which is far from the continent. It is also understandable from the perspective of evolution that unique organisms can be found on the islands of Madagascar and the Galapagos Islands, which separated from the continent a little earlier. The boundary between the Oriental and Australian regions is called the Wallace Line.

[Nobuo Egami and Yoshiya Shimada]

Japanese Animals

Most of Japan is in the Palearctic Region, and the area south of Okinawa belongs to the Oriental Region. The border is the Watase Line, drawn between Tanegashima and Amami Oshima. Honshu and Hokkaido are also separated by the Brakeston Line. Hokkaido has the same species of animals as Siberia, such as brown bears, pikas, and hazel grouse. Honshu's fauna is similar to that of China, with Asiatic black bears, deer, and pheasants. There is also the Hatta Line, which places the border at the Soya Strait, based on the distribution of amphibians and invertebrates. Tsushima Island is interesting in terms of animal distribution, as it has species in common with mainland Japan, such as the Japanese field mouse and the Tsushima marten, and species in common with the Korean Peninsula, such as the Korean mole and the northern kitaki. Recently, by examining DNA base sequences and enzyme polymorphisms, it has become clear that some animals in Honshu (rats and killifish) can also be divided into northern and southern types.

[Egami Nobuo and Shimada Yoshiya]

Animal behavior

になったんです。 English: The first thing you can do is to find the best one to do. Geese chicks also recognize the moving thing they first encounter with their parents and walk along. This cognitive ability is only seen at a specific time immediately after hatching, and is said to be imprinted. Animals with developed brains can further enable empirical behavior, namely conditioned reflexes, learning, and intelligent behavior. Conditioned reflexes are well known for their experiments by Soviet physiologist Pavlov at the time, but octopus has also successfully performed conditioning experiments. In learning, it is important to remember what they have experienced. The effects of learning can be seen in a wide range of animals, such as mice, octopus, honeybees, and earthworms. Mammals with developed cerebral cortex have the ability (intelligence) to take new behaviors suitable for the situation when they have no experience based on experience and learning.

[Egami Nobuo and Shimada Yoshiya]

Animals and the environment

Living organisms and the natural environment interact with each other, and organisms are also linked through relationships such as predation, parasitism, and symbiosis.

Many animals usually live in groups with the same group. Even though they usually live alone, some people form groups during the reproductive period (sea sea urchins, starfish), moving period (grasshoppers), and during hibernation (snakes, bats). The movement of populations depends on the season and is performed in search of an environment such as food and reproduction. Animals in a certain area have superior or inferior rankings between individuals (monkeys, crows, medaka), and when leaders form an orderly social group (Japanese macaques, ants, honeybees). They also have territory, which helps capture and reproduce food.

になったんです。 English: The first thing you can do is to find the best one to do. Animal corpses and excretions are decomposed by mold and bacteria, and become nutrients of plants, the source of the food chain, and in ecosystems, the circulation of nutrients is observed. Usually, the types and composition of the organisms that make up the ecosystem are balanced.

[Egami Nobuo and Shimada Yoshiya]

Animals and civilization

Even stable ecosystems are broken due to natural disasters such as volcanic eruptions and typhoons. However, the most impact is human destruction. Many animals have been extinct due to air, water, and soil pollution, the destruction of habitats caused by dam construction, and overfishing. In the last 400 years, 30-40 species of mammals, such as Aurochs and Japanese wolves, as well as 100 species of birds, such as the Rhododendron and Dodo, have been destroyed, and hundreds of other species of animals (Java rhinoceros, Iriomote wildebeard, and Iriomote ibis). In addition, naturalized creatures that have migrated from their origin, adapted to other areas and adapted to other areas often break the ecosystem because they have no natural enemies, and the numbers suddenly increase, and they eat plants and lower animals.

In recent years, demands for environmental conservation and protection have been increasing in order to stabilize natural ecosystems. As a result, laws have been enacted to set up natural parks and prohibit wildlife capture, and animals that are on the verge of extinction are designated as natural monuments and protected.

[Egami Nobuo and Shimada Yoshiya]

"Contemporary Zoology" by Ishida Juro et al. (1972, Shokabo)" ▽ "Egami Nobuo and Iino Toshio, Biology, 1984 (1984, University of Tokyo Press)" ▽ "Atenborough, translated by Hidaka Toshitaka et al. (1983, Hayakawa Publishing)" ▽ "Egami Nobuo et al., UP Biology Series" by Egami Nobuo et al. (1975-, University of Tokyo Press)" ▽ "Animal Systems Taxonomy, 17 volumes, 1961-, Nakayama Shoten)" ▽ "Contemporary Biology Series" by Uchida Kyo et al. (14 volumes, 1965-, Nakayama Shoten)"

[参照項目] |エソロジー|生物界|生物三元論

Animal phylogenetic trees (by EH Heckel)
©Kanzo Otawa ">

Animal phylogenetic trees (by EH Heckel)

Animal phylogenetic trees
©Kanzo Otawa ">

Animal phylogenetic trees

Source: Shogakukan Encyclopedia Nipponica About Encyclopedia Nipponica Information | Legend

Japanese:

生物を三つの界に大別したとき、植物界、菌界に対し動物界を構成する一群をいう。現在地球上には100万～150万種もの動物が生存しており、形態も生活様式も多種多様である。今後さらに探究され続ければ、少なくとも100万種の動物が新たに発見されるであろうといわれている。

［江上信雄・島田義也］

動物の特性

動物の特徴を、植物との対比でみてみると、次のようなものがあげられる。〔1〕栄養　植物は光合成や窒素固定によって無機分子から有機物をつくりだしエネルギー源とするが（独立栄養）、動物はこのような能力をもたず、植物や動物のつくりだした有機物を餌(えさ)として摂取する（従属栄養）。〔2〕運動　動物は運動器官（鞭毛(べんもう)、繊毛、筋肉と骨格）と神経をもち自由に動くことができる。〔3〕感覚　動物は外界からの刺激を感ずる受容器をもつ。〔4〕器官　動物は、体の各部が消化、排出、呼吸、循環、運動、内分泌、神経、感覚、免疫などの諸器官に分化している。〔5〕細胞壁　植物細胞はセルロースの細胞壁をもつが、動物細胞にはない。〔6〕炭水化物　動物細胞は炭水化物をグリコーゲンの形で蓄えるが、植物細胞はデンプンの形で蓄える。〔7〕細胞分裂　動物細胞は周りがくびれて2細胞に分裂するが、植物細胞は細胞板によって仕切られる。

　一般にはこのように、栄養、運動、感覚、器官のほか、細胞レベルでも〔5〕～〔7〕のような特徴が認められる。しかし例外も少なくない。オジギソウは感覚をもち運動を行うのに対し、海綿動物ではあまり顕著ではない。また、ミドリムシは鞭毛をもち運動性に富むが、葉緑体をもって独立栄養である。

［江上信雄・島田義也］

動物の系統分類

地球上の多くの生物をいろいろな形質の差異や類似性から区別し整理することを分類という。分類の基本単位を種とよび、これはスウェーデンの博物学者C・リンネによって18世紀なかばに確立された。種とは、同一祖先から分化し、同じ形質を備えた繁殖可能な個体群のことをいう。その後、19世紀後半に、イギリスの博物学者C・ダーウィンによって進化論が唱えられ、生物を進化的な類縁関係に従って系統的に分類するようになった。すなわち、化石の研究、比較形態学、比較発生学、核型分析、タンパク質のアミノ酸配列、DNA（デオキシリボ核酸）の塩基配列の比較などによって系統関係が調べられ、系統樹がつくられている。近年の系統樹は、分岐法（一つの種が二つの種に分岐し、それが繰り返されることを示す）によるもの、あるいは幹と枝が離れたものになってきた。これは、種と種の中間的生物の化石が存在しないためで、たとえば、爬虫(はちゅう)類と鳥類の中間的生物とされてきた始祖鳥も、形態の再検討から原始的な鳥の一種であるという説が出ている。この系統分類によっておのおのの生物は、界・門・綱・目・科・属・種にまとめられている。その際、次に記す特徴を系統分類の基準とすることが多い。

〔1〕細胞の分化　単細胞の原生動物、多細胞で組織分化のない中生動物、組織・器官の分化した後生動物に分かれる。〔2〕発生段階　個体発生の段階により次の五つに分かれる。受精卵段階と考えられる原生動物、桑実胚(はい)にあたる中生動物、胞胚段階の海綿動物、嚢胚(のうはい)段階の腔腸(こうちょう)動物、嚢胚以上に発生し、3胚葉からなる器官を分化させた三胚葉動物がそれである。〔3〕消化管のでき方　原口がそのまま将来の口になる前口（旧口）動物（扁形(へんけい)・袋形(たいけい)・紐形(ひもがた)・環形(かんけい)・軟体・節足・触手動物）と、原口は肛門(こうもん)となり将来の口は反対側にできる後口（新口）動物（毛顎(もうがく)・棘皮(きょくひ)・半索・原索・脊椎(せきつい)動物）に分かれる。〔4〕中胚葉のでき方　原則的に、前口動物では、卵割腔に2個の原中胚葉細胞が落ち込み、それが増殖して中胚葉を形成する（原中胚葉幹）。後口動物では、中胚葉は原腸の膨らみから切り出される（原腸体腔幹）。〔5〕幼生の比較　幼生の類似は近縁性を示すと考えられる。環形動物と軟体動物はともにトロコフォラ幼生を経る。棘皮動物のナマコのアウリクラリア幼生は、半索動物のギボシムシのトルナリア幼生と似ている。〔6〕体腔　三胚葉性動物は、体腔が卵割腔に由来する原体腔類と、中胚葉に囲まれた体腔をもつ真体腔類に分かれる。〔7〕脊索・脊椎の存在　これらの有無も分類の重要な基準となる。〔8〕タンパク分子のアミノ酸配列　チトクロムcやヘモグロビンなどのアミノ酸配列の比較によって類縁性が再検討されている。以上のような基準をもとに動物は約15から23の門に分類されている。

(1)原生動物門Protozoa　単細胞で、収縮胞や食胞などの発達した細胞内器官をもつ。群体を形成するものもある。鞭毛、繊毛、仮足(かそく)により運動する。アメーバ、ヤコウチュウなど約5万種。

　なお、分類上、原生動物を一門ではなく、動物や植物に匹敵する生物群、あるいはプロチスタ群に属する一群とする考え方もある。

(2)中生動物門Mesozoa　多細胞であるが特別に分化した器官をもたない。ある種の多細胞生物が退化したものと考えられ、原生動物から後生動物へ進化したものとは認めにくい。門としない人もいる。ニハイチュウ（タコの腎臓(じんぞう)に寄生）など約50種。

(3)海綿動物門Porifera　胞胚段階の動物で、地質時代を通じて進化しなかったと考えられる。消化管や筋肉、神経はないが、骨片が分化している。襟細胞や遊走細胞があるので、鞭毛虫から進化したものとみなされる。しかし、嚢胚・三胚葉動物への進化の一過程にあるとは考えられていない。カイメンなど約4500種。

(4)腔腸動物門Coelenterata　体制は放射相称で、内外の2胚葉からなる。嚢胞段階にある。感覚器や筋肉が発達し、中枢のない散在神経をもつ。また、刺細胞をもつのが特徴である。クラゲ、サンゴなど約1万種。

(5)有櫛(ゆうしつ)動物門Ctenophora　腔腸動物と同様に、体制は放射相称で、2胚葉からなる。嚢胞段階にある。刺細胞をもたず、繊毛が集まってできた櫛板をもつ。フウセンクラゲ、クシクラゲなど約100種。

(6)扁形動物門Platyhelminthes　原体腔をもつが、きわめて不明瞭(ふめいりょう)である。消化管は未分化で肛門をもたない。神経系は籠(かご)状である。螺旋(らせん)卵割を行うことから、紐形・環形・軟体動物門との類縁性が示唆されている。最近のリボゾームRNAの研究では、この門は変化に富み、とくにプラナリア類はすべての多細胞動物のうちもっとも原始的なものであるといわれている。プラナリア、肝蛭(かんてつ)など約7000種。

(7)紐形動物門Nemertinea　扁形動物門と多くの点で類似するが、肛門と閉鎖血管系をもち、一部の器官（腸、生殖腺(せん)）に体節制がある点で異なる。排出器は原腎管。ヒモムシなど約1000種。

(8)曲形動物門Kamptozoa　一見コケムシ類（触手動物）と似ている。消化管はU字状に曲がり、口と肛門をもつ。循環系はなく、原腎管で排出する。原体腔をもつ。ペディケリナなど約70種。

(9)袋形動物門Aschelminthes　従来の線形動物と輪形動物をあわせて袋形動物とよぶ。体表はクチクラで覆われ、原体腔（擬体腔）が発達している。口と肛門をもつが、寄生性のものは消化系が退化している。ヘテロゴニーheterogony（異常生殖または周期性単性生殖）をするものが多い。ワムシ、回虫など約1万3000種。

(10)軟体動物門Mollusca　閉鎖血管系であり、腎管をもつ。体は頭部、足、内臓塊の3部に分かれる。中枢神経系や中腸腺が発達している。幼生はトロコフォラ、ベリジャーを経る。二枚貝類、ウミウシ（貝殻が退化）、カタツムリ（肺呼吸）、イカ、タコ、アンモナイト（絶滅種）など約10万種。

(11)環形動物門Annelida　体は、同じような構造をもった多数の体節（等体節）からなる。真体腔が発達し、体壁には環状筋と縦走筋がある。排出器は腎管（体節器）で、梯子(はしご)状神経節、閉鎖血管系をもつ。ゴカイ、ミミズ、ユムシなど約7000種。

(12)有爪(ゆうそう)動物門Onychophora　脚(あし)の末端に2個の鉤(かぎ)づめをもつ。粘液腺をもち、攻撃、捕食に用いる。呼吸器官として気管をもつ。開放血管系で、排出系は腎管である。カギムシなど約80種。

(13)緩歩動物門Tardigrada　後生動物としては最小で、体長は1ミリを超えるものはない。梯子状神経系をもつ。体表はクチクラで覆われ、循環系と呼吸系はない。乾燥させると体は収縮し、乾眠状態になり、4～7年は耐える。これを湿らせると、ただちに回復し、活動する。乾眠状態では100℃の高温や零下250℃の低温にも耐え、放射線照射や高圧、真空状態にも強い。クマムシなど約280種。

(14)舌形(したがた)動物門Linguatulida　脊椎動物に内部寄生する。体表はクチクラで覆われ、循環器を欠き、神経系の発達も悪い。シタムシなど約60種。

(15)節足動物門Arthropoda　動物界最大の門で、全動物種の7、8割を占める。体は、部分により分化した体節（不等体節）からなる。キチン質の外骨格があり、梯子状神経管、開放血管系をもつ。腎管またはマルピーギ管で排出する。脱皮、変態をするものが多い。エビ・カニの甲殻類（幼生はノープリウス、ゾエアなどを経る）、クモ・ダニ・トンボなどの昆虫、サンヨウチュウ（絶滅種）など約100万種。

(16)星口(ほしぐち)動物門Sipunculoidea　細長い吻(ふん)をもつ。体節制はない。排出器は一対の腎管である。トロコフォラ幼生を経る。ホシムシなど約280種。

(17)触手動物門Tentaculata　原腸体腔幹であるが前口動物。ある種の腕足類（古生代に繁栄した生きた化石）の幼生は毛顎動物と似ている。コケムシ類、シャミセンガイやホオズキガイなどの腕足類など現存は約5000種、化石には約2万種以上ある。

(18)毛顎動物門Chaetognatha　目や、剛毛の生えた口をもつ。循環・排出系はないが、体腔のでき方は棘皮動物、原索動物に似る。プランクトンのヤムシなど約60種。

(19)有鬚(ゆうしゅ)動物門Pogonophora　左右相称で、体は前体、中体、後体の3部に分かれる。前体には触手冠と脳がある。クダヒゲムシなど約70種。

(20)半索動物門Hemichordata　脊索と相同と考えられる盲管と、咽頭(いんとう)に鰓裂(さいれつ)をもつ。神経系が背側にあり、前述(1)～(19)の無脊椎動物と異なる。幼生のトルナリアは、ナマコの幼生アウリクラリアに似る。ギボシムシなど約100種。

(21)棘皮動物門Echinodermata　幼生は左右相称であるが、成体は放射相称となる。水管系、内骨格をもち、管足で移動する。ヒトデ（ピピンナリア幼生を経る）、ウニ（プルテウス幼生）、ナマコ（アウリクラリア幼生）など約6500種。

(22)原索（脊索）動物門Prochordata　発生のある時期または一生、脊索をもつ。鰓裂、内柱があり、神経管が発達する。ホヤなどの尾索綱と、脊椎動物の原型と考えられる体制（発達した脊索と神経管）をもつナメクジウオの頭索綱に分かれる。約1600種。

(23)脊椎動物門Vertebrata　発生初期に脊索を生じ、のちに脊椎に置き換わる。脳が分化している。消化系、循環系、呼吸系などの器官系が発達する。胚が水中で発生する魚類と両生類では、胚は羊膜に包まれていない（無羊膜類）。胚が陸上で発生する爬虫類、鳥類、哺乳(ほにゅう)類の胚は羊膜に包まれて保護されている（羊膜類）。鳥類、哺乳類は恒温動物で、カモノハシなど一部を除いて哺乳類は胎生である。約4万3000種。

　なお、分類上、原索動物と脊椎動物についてはそれぞれを門とせず、脊索動物を1門とし、尾索動物、頭索動物、脊椎動物を3亜門としてこの門に含める考え方や、このうち脊椎動物亜門を設けず、無顎類と顎口類の2亜門を加えて合計4亜門とする研究者もある。

［江上信雄・島田義也］

動物の起源と進化

地球上に最初に生物が現れたのは30億～35億年前のことである。南アフリカではそのころの岩石から、細菌や細菌の祖先であるエオバクテリウムの化石がみつかっている。原始大気中のメタン、水素、アンモニア、水蒸気などが、紫外線や空中放電によってアミノ酸となり、さらにタンパク質がつくられた。それに脂質などのコロイド粒子が結合し、周囲の海水から独立したコアセルベートになった。コアセルベートが酵素や核酸を取り込んで代謝や自己増殖能を獲得することにより、生物が生まれたと考えられている。その後、核をもった細胞（真核細胞）が現れ、菌類や植物や動物に分化していったと思われる。また、単細胞動物の鞭毛虫が群体をつくり、一部が分化して多細胞動物が進化してきたと考えられている。

　地質時代は、化石をもとにした生物の進化過程に大きな段階の認められるところを境にして、先カンブリア時代（約46億～5億7500万年前）、古生代（5億7500万～2億4700万年前）、中生代（2億4700万～6500万年前）、新生代（6500万年前～現在）の四つに分けられる。先カンブリア時代には、藍藻(らんそう)類が増加し、末期には海産無脊椎動物が出現した。古生代に入ると、動物の化石が豊富にみつかっている。古生代の前半には、節足動物の三葉虫、触手動物の腕足類、軟体動物のオウムガイ、腔腸動物のサンゴ、棘皮動物のウミユリなど、海産無脊椎のほとんどの門の動物が繁栄し、やがて魚類が出現した。三葉虫は世界に広く分布し示準化石となっている（現在のカブトガニは三葉虫と似た体制をもつ生きた化石である）。古生代中期には魚類が繁栄し、陸地の拡大と高温多湿な気候により植物が上陸した。続いて魚類のなかに、肺魚や総鰭(そうき)類（シーラカンス）などのように、直接肺に空気を送ることができ、じょうぶなひれで歩くことのできるものが出現し、進化して両生類となった。古生代後半には、陸生の昆虫の繁栄とともに、羊膜をもつ卵を産む爬虫類が出現した。また原生動物のフズリナも急激に増加した。古生代末期には、地殻の変動や氷河の発達によって多くの生物が絶滅してしまった。しかし、生き残った生物は中生代の温暖で乾燥した気候のなかで急に発展した。とくに爬虫類が全盛となり恐竜が繁栄した。続いて哺乳類や鳥類（始祖鳥）も現れた。海中には、示準化石となっている軟体動物のアンモナイトが爆発的に進化した。しかし多くの生物は新生代には絶滅した。新生代には、現存のすべての生物の祖先が現れ、とくに哺乳類が広く適応放散し、やがて人類が出現し発展するようになった。

［江上信雄・島田義也］

動物組織の構造と機能

動物は、従属栄養、すなわち他の生物が合成した有機物を栄養とするため、消化系、循環系、排出系が体内に発達し、高等動物ではさらに運動系、感覚系、神経系が発達している。これらの器官系は、上皮組織、結合組織、筋肉組織、神経組織からなる。〔1〕上皮組織　体の外表面、消化管や血管の内表面を覆っていて、内部組織の保護や、吸収、分泌、感覚、生殖細胞の形成などの働きを行っている。〔2〕結合組織　組織や器官の間を満たし、それらを結合したり支持したりし、多量の細胞間物質を含む。腱(けん)や靭帯(じんたい)、腸間膜、軟骨、骨組織、血液、リンパなどを構成している。〔3〕筋肉組織　収縮性に富み、横紋筋と平滑筋がある。横紋筋は骨格筋や心筋にみられ、節足動物の運動器官にもあり、急激な運動に適する。二枚貝の貝柱の横紋は斜めであり斜紋筋とよばれる。〔4〕神経組織　神経細胞と神経膠(こう)から構成され、刺激の伝達を行う。一般に脊椎動物の神経突起は、髄鞘(ずいしょう)と神経鞘という二重の鞘(さや)に包まれ（有髄神経）、刺激の伝達は速い。無脊椎動物の神経の多くは髄鞘がなく（無髄神経）、刺激の伝達は遅い。

　以上の四つの組織が組み合わさって、いくつかの器官をつくっている。高等動物では、多数の器官が集まって、次のような器官系をつくり、全体としてまとまった働きをする。

(1)消化系　高等動物は細胞外消化を行うが、原生動物や海綿動物の襟細胞は、細胞内に食胞をつくり細胞内消化を行う。腔腸動物や扁形動物は肛門がない。扁形動物より高等な動物では消化器官が発達し、ある動物は特有の器官をもつ。たとえば、ミミズは嗉嚢(そのう)や砂嚢、カタツムリは歯舌(しぜつ)をもつ。寄生や共生によって消化器官が退行する例が多い。

(2)呼吸系　下等な動物は体表を通してガス交換を行うが、体制が複雑な高等動物では呼吸器官が発達している。原生・海綿・腔腸・扁形・陸生の環形動物は、体表から酸素を取り込んでいる。水生の環形・軟体・節足（甲殻類）・原索動物、そして脊椎動物のうち魚類や両生類の幼生（オタマジャクシ）は、えら呼吸をする。トンボの幼虫のヤゴやドジョウは腸呼吸もできる。肺魚は乾期になるとうきぶくろで呼吸ができる。一方、陸生の節足動物は気管呼吸をする。昆虫類は、脊椎動物と異なり、ガスの運搬は気管系、栄養分は血管系という分業を確立している。肺呼吸は脊椎動物にみられる。

(3)循環系　栄養分の運搬やガス交換を行う。温度や塩濃度が一定な海中にすむ小動物は循環系をもたないことが多い。体が大きくなるにつれ、体内に海水を入れる水管系を発達させ（クラゲ）、さらに進化して体液を体内に閉じ込める体制を確立し、陸上生活を可能とした。血管系には、開放血管系（節足・軟体動物）と閉鎖血管系（環形・脊椎動物）がある。脊椎動物の循環系も進化に応じてすこしずつ異なる。魚類の心臓は1心房・1心室。両生類、爬虫類は2心房・1心室で、肺循環と体循環の区別がある。鳥類、哺乳類は2心房・2心室で、肺循環できれいになった血液が体循環する。酸素を運ぶ呼吸色素には、鉄を含む赤いヘモグロビン（脊椎動物、ナマコ、ミミズ）や銅を含むヘモシアニン（甲殻類、軟体動物）などがある。

(4)排出系　水と老廃物を排出する器官系で、多くは浸透圧調節も兼ねる。原生動物では細胞内器官の収縮胞が、原体腔をもつ動物では原腎管が、真体腔をもつ動物では腎管が排出器である。軟体動物のボヤヌス器や甲殻類の触角腺はともに腎管の変化したものである。昆虫はマルピーギ管、線虫類は側線管を発達させている。脊椎動物の排出器官は腎臓で、高等になるほど、前腎・中腎・後腎と分化してゆく。タンパクの分解物で細胞に有害なアンモニアは、無脊椎動物や硬骨魚類ではそのままの形で、軟骨魚類、両生類や哺乳類はアンモニアを尿素に変えて、爬虫類、鳥類、昆虫は尿酸に変えて排出する。

(5)内分泌系　脊椎動物の場合、下垂体、甲状腺、副腎、生殖腺などの内分泌器官から分泌された種々のホルモンは、エネルギー生産の調節、成長や変態の促進、生殖活動および体内環境の調節などの恒常性の維持を行う。無脊椎動物には、性ホルモンのほか、体色変化・脱皮調節のホルモン（甲殻類のサイナス腺）、変態調節のホルモン（昆虫のアラタ体や前胸腺）がみつかっている。

(6)神経系　神経系は海綿動物にはないが、腔腸動物より高等な動物にある。腔腸動物のヒドラの神経細胞は全身に散在し、散在神経とよばれる。伝達速度は遅い。扁形動物以上の神経細胞は神経節をつくっている（集中神経系）。クラゲや棘皮動物の神経節は環状につながっているので環状神経節、環形・節足動物の神経節は対(つい)になっていて、梯子状神経節という。原索動物と脊椎動物の神経系は、神経節が管状で体の中軸に集まり、管状神経節とよばれ、脳が発達している。

(7)感覚系　光、音、重力、化学成分、温度、圧力などの刺激を受容する。視覚を例にとると、ミドリムシには色素が集まった眼点があり、ミミズは体表の視細胞が光を感じる。アワビはピンホール式の杯状眼を、タコはカメラ眼をもつ。節足動物は複眼と単眼をもつ。

(8)免疫系　個体維持のため、細菌や老朽細胞に対する防御反応をつかさどる器官系。脊椎動物では、骨髄、胸腺（哺乳類）、ファブリキウス嚢（鳥類）、脾臓(ひぞう)や腎臓、無脊椎動物では、腎臓や腸間膜、消化管などの諸器官に付随する造血器やリンパ組織で、マクロファージや高等な動物では特殊化されたリンパ球が免疫担当細胞として分化する。無脊椎動物ではレクチン、補体、ある種の抗菌物質が防御因子として働き、脊椎動物では免疫グロブリンが現れる。海綿動物の同種細胞の凝集反応、腔腸・環形・棘皮・原索動物の異種および同種移植片拒絶反応は免疫反応の一種である。

　そのほか、運動・生殖・骨格系の器官が各動物に発達している。特殊器官としては、横紋筋が変化したシビレエイの発電器、求愛のシグナルとなるホタルの尾部発光器などがある。

［江上信雄・島田義也］

生殖と発生

生殖とは新しい個体をつくりだすことで、無性生殖と有性生殖がある。無性生殖は下等動物の一部にみられ、大部分の動物は有性生殖を行う。しかし、クラゲやウミタルは、有性生殖と無性生殖を交互に繰り返すメタゲネシスmetagenesis（真正世代交代）を行う。二分裂による増殖は原生動物やイソギンチャク、出芽による増殖はカイメン、ゴカイ、コケムシ、胞子により増殖する方法はマラリア原虫にみられる。有性生殖の確立によって、遺伝子の新しい組合せをもつ個体が発生し、変化する環境により広く適応できる可能性が生まれた。ゾウリムシは二つの個体が接合し核を交換する。高等動物では、卵と精子の合体によって新個体が生まれる。多くの動物は雌雄異体であるが、ミミズやカタツムリは、一つの個体内に卵と精子をつくる雌雄同体である（しかし、自家受精は一般に行わない）。ミツバチやワムシでは、有性生殖のほか、卵が受精をしないで単為発生して新個体が生じ、タマバエや肝蛭は、幼生体内の卵が単為発生を始める幼生生殖を行う。ワムシのように有性生殖と単為生殖を繰り返すことをヘテロゴニー、タマバエのように有性生殖と幼生生殖を繰り返すことをアロイオゲネシスalloiogenesis（混合生殖）とよぶ。

　有性生殖を行う動物では、配偶者をうまくみつけるためのいろいろの仕組みがある。たとえば、昆虫では一般に雄が目だつ色彩や形態をもち、雌は性フェロモンを分泌するものが多い。ある種の鳥は、求愛のさえずりやダンスなど一連の配偶行動をする。

　一方、発生とは、受精卵が細胞分裂を繰り返し、分化し、組織・器官を形成し、胚や幼生を経て成体となる過程をいい、胚発生には各動物共通の点が多い。受精卵は、卵割とよばれる細胞分裂をして細胞数を増やす。卵割を続けた卵は、内部に大きな空所（卵割腔）をもつ胞胚になる。その後、一部が内側に向かって陥入し原腸をつくり、嚢胚となる。原腸はのちに消化管となる。嚢胚をつくる壁を胚葉といい、外側の外胚葉、内側の内胚葉に分かれ、腔腸動物より高等な動物では、さらに中胚葉が分化する。外胚葉は表皮や神経に、中胚葉は脊索や骨、筋肉、腎臓、生殖器に、内胚葉は消化管や内分泌腺、肺やえらに分化してゆく。

　発生中の胚は環境の変化や外敵に弱いので、下等な動物は多くの卵を産み、種属を維持している。脊椎動物の爬虫類や鳥類などの陸上に産卵するものは乾燥を防ぐため、胚を保護する胚膜が形成されている。哺乳類では、胚発生は母体内で進行し、胎盤を通して直接母体から栄養を受け取る胎生が発達している。このような胚膜の形成や胎生の発達が、動物の生活圏を水中から陸上へ広げたと考えられる。

［江上信雄・島田義也］

動物の分布

動物の地理的分布は、哺乳類、鳥類をもとにして、旧北区（ヨーロッパ、アジアの大部分、アフリカ北部）、新北区（北アメリカ大陸とグリーンランド）、エチオピア区（サハラ砂漠以南のアフリカ、アラビア半島）、オーストラリア区（オーストラリア、ニューギニア島）、新熱帯区（南アメリカ、中央アメリカ、西インド諸島）、東洋区（中国南部、インド、東南アジア）に区分されている。

　エチオピア区と東洋区には、サイ、ゾウ、旧世界ザル、大形のネコ科動物など似た類が多い。これは、新生代第三紀まではアフリカ大陸とインドが陸続きであったことと関係している。オーストラリア区には、カンガルー、コアラなどの有袋類、カモノハシ、ハリモグラなどの単孔類、ゴクラクチョウなど特異的な動物が多い。大陸移動説によれば、古生代には一続きであった陸地（ゴンドワナ大陸）が中生代に移動し始め、単孔類と有袋類以外の哺乳類が栄えていない新生代第三紀にオーストラリア大陸が分離した。その後、北の大陸ではより高等な動物が進化し前述の動物は絶滅したが、大陸から離れたオーストラリアでは滅びることなく生き残ったと考えられる。もうすこし早く大陸から分離したマダガスカル島やガラパゴス諸島に特異的な生物がみられることも進化を考えれば理解できる。東洋区とオーストラリア区の境界をワラス線（ウォーレス線）とよぶ。

［江上信雄・島田義也］

日本の動物

日本は大部分が旧北区で、沖縄以南が東洋区に属す。この境界が渡瀬(わたせ)線で種子島(たねがしま)と奄美(あまみ)大島の間に引かれる。本州と北海道もブレーキストン線で分かれる。北海道にはヒグマ、ナキウサギ、エゾライチョウなどシベリアと同種の動物がいる。本州は中国の動物相と似ていて、ツキノワグマ、シカ、キジがいる。また、両生類と無脊椎動物の分布から宗谷(そうや)海峡に境界を置く八田(はった)線もある。対馬(つしま)は、アカネズミやツシマテンなどの日本本土と共通の種と、チョウセンモグラ、キタタキなど朝鮮半島と共通の種がいることで、動物分布の点から興味深い。最近、DNAの塩基配列や酵素の多型を調べることによって、本州の動物（ネズミ、メダカ）も北型と南型に分かれるものがあることが明らかとなった。

［江上信雄・島田義也］

動物の行動

動物の特性の一つは、環境からの刺激を感じ、反応し、行動することである。刺激に対し一定の方向に行動することを走性という。刺激には、光、重力、水流、温度、化学物質などがある。ゾウリムシは重力と反対の方向へ、また電気に対しては陰極へ移動する。昆虫や魚の多くは光の方向へ、ミミズは光を避けるように移動する。高等な動物では、脳が発達し、その行動は本能行動、学習行動、知能行動などに分けられる。経験や学習なしに生まれつきの性質として遺伝的に決まった行動を本能行動という。たとえばミツバチは分業して巣づくりと育児をする。また、臀(しり)振りダンスをして餌の所在を知らせる。カイコガの雄は、雌の分泌する性フェロモンにひかれて雌に近づく。サケは、生まれた川をさかのぼって産卵する。トゲウオの雄は巣をつくり求愛のダンスをするが、これも本能行動である。またガチョウの雛(ひな)は、最初に出会う動くものを親と認知し、ついて歩く。この認知能力は孵化(ふか)直後の特定の時期にのみみられ、刷り込みという。脳の発達した動物では、さらに経験に基づく行動、すなわち条件反射、学習、知能行動が可能となる。条件反射は、イヌを使った当時のソ連の生理学者パブロフの実験が有名であるが、タコでも条件づけの実験に成功している。学習では、経験したことを記憶することが重要である。マウス、タコ、ミツバチ、ミミズなど広い動物群で学習の効果がみられる。大脳皮質の発達した哺乳類は、経験や学習をもとに、未経験のことに対して、その事態に適した新しい行動をする能力（知能）をもっている。

［江上信雄・島田義也］

動物と環境

生物と自然環境は互いに作用しあい、また生物間も捕食や寄生、共生などの関係で結び付いている。

　多くの動物は普通は同じ仲間で群集をつくって生活をしている。いつもは単独で生活していても、生殖期（ウニ、ヒトデ）、移動期（バッタ）、冬眠時（ヘビ、コウモリ）に群集をつくるものがいる。個体群の移動は季節に依存し、餌や生殖などの環境を求めて行う。一定地域内の個体群の動物では、個体間に優劣の順位があったり（サル、カラス、メダカ）、リーダーがいて秩序のある社会集団を形成する場合（ニホンザル、アリ、ミツバチ）がある。また、縄張り（テリトリー）があって餌の捕獲や繁殖に役だつ。

　一方、同じ環境内にすむ異なった動物の間に、お互いに影響を与え合っている例がある。その場合の利害関係は食物とすみ場所の獲得であることが多い。生存競争の結果、多くの場合一方が消えていく。しかし、魚のイワナとヤマメは同じ川でも上流と下流に分かれて生活し、餌の競争を避けている（すみ分け）。カワウとヒメウは同じ場所にすむが、とる餌が異なり競争を回避している（食い分け）。そのほか、個体群の相互作用には、お互いまたは一方が利益を受ける共生関係がある。アリとアブラムシはともに利益を受ける相利共生、サメとコバンザメは後者のみ利益を受ける片利共生をしている。ダニや回虫は動物に寄生している。生物間でもっとも重要な関係は捕食関係である。捕食者と被食者の関係は網の目のように複雑である。植物は草食動物に食べられ、草食動物は肉食動物に食べられる。その肉食動物はさらに大形の肉食動物に食べられるというような食物連鎖がみられる。動物の死体や排出物は、カビや細菌によって分解されて、食物連鎖の源である植物の養分となり、生態系のなかでは栄養物質の循環関係がみられる。普通、生態系を構成している生物の種類組成や個体数などはつり合いがとれている。

［江上信雄・島田義也］

動物と文明

安定している生態系も、火山の噴火や台風などの自然災害によって平衡が破れる。しかし、もっとも影響が大きいのは人間による人為的破壊である。大気・水質・土壌の汚染、ダム建設による生息地の破壊や乱獲によって絶滅した動物は少なくない。最近400年間にオーロックスやニホンオオカミなど30～40種の哺乳類、リョコウバトやドードーなど100種の鳥類が滅び、さらに数百種の動物（ジャワサイ、イリオモテヤマネコ、トキなど）が滅びつつあるといわれる。また、ウシガエルの餌として輸入したアメリカザリガニのように、原産地から移動し、他の地区に適応し繁殖した帰化生物も生態系を破ることが多い。これは天敵がいないため、急激に数が増え、植物や下位の動物を食い荒らすからである。

　近年、自然の生態系の安定化を図るため、環境の保全と自然の保護に対する要求が高まってきた。その結果、自然公園の設定や野生動物捕獲禁止の法律を制定し、絶滅の危機に瀕(ひん)している動物を天然記念物に指定して保護している。

［江上信雄・島田義也］

『石田寿老他著『現代動物学』（1972・裳華房）』▽『江上信雄・飯野徹雄著『生物学』上下（1984・東京大学出版会）』▽『アテンボロー著、日高敏隆他訳『地球の生きものたち』（1983・早川書房）』▽『江上信雄他著『UPバイオロジー・シリーズ』（1975～　・東京大学出版会）』▽『内田享監修『動物系統分類学』全10巻、17冊（1961～　・中山書店）』▽『内田享他監修『現代生物学大系』全14巻（1965～　・中山書店）』

[参照項目] | エソロジー | 生物界 | 生物三元論

動物の系統樹（E.H.ヘッケルによる）

動物の系統樹

出典　小学館　日本大百科全書(ニッポニカ)日本大百科全書(ニッポニカ)について　情報 | 凡例

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