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哺乳類は、古生代二畳紀中ごろから中生代ジュラ紀中ごろまで繁栄した爬虫類の獣形目から、古生代三畳紀の初期に枝分かれしたとされている(→ モルガヌコドン)。 しかし哺乳類が数や種類をふやすのはジュラ紀になってからである。ジュラ紀後期には草食生や肉食生の哺乳類があらわれたが、この流れの多くは中生代に絶滅し、新生代まで生きのこったのは単孔類や有袋類などわずかである。 それ以外の現生の哺乳類は、中生代白亜紀に出現した食虫類から分化したものである。これらは、絶滅した種もふくめて哺乳綱を構成する。ここでは、現生の哺乳類についてのみ解説する。
ジュラ紀に出現した哺乳類型爬虫類の梁歯(りょうし)目を祖先とする、哺乳類としてはきわめて古いタイプである。そのため、ほかの真獣類(獣亜綱)とは区別される。現生のものはカモノハシ目だけである。
オーストラリアとニューギニアにのみ分布し、現生種としてはカモノハシとハリモグラだけである。口には歯がない。肛門や尿道孔、生殖孔があわさって、外に口を開く総排出孔をもつ。 メスには胎盤がなく、卵をうむ卵生である。ハリモグラは腹部にある袋で、カモノハシではメスが抱卵して卵をかえし、母乳によって子はそだつ。
カモノハシ目が属する原獣亜綱とともに哺乳綱を構成する。また、本亜綱はフクロネズミ目のみで構成される後獣下綱とそれ以外の正獣下綱にわけられる。 この一群の哺乳類は、ジュラ紀に出現した肉食性哺乳類の全獣目の一群から進化したとされる。それはおそらく白亜紀後期ころのことで、胎生だが胎盤の発達がふじゅうぶんな有袋類と胎盤の発達した有胎盤類である食虫類であったとされる。
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