2006-12-17

無性生殖から有性生殖へ

雌雄分化の起源を探るうえで、無性生殖から有性生殖への分かれ目を調べてみました。その起源を遡ると、約12億年前の珪藻類あたりまで遡るようです。
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>無性生殖とは、1つの個体が単独で(他の個体と遺伝子のやり取りをすること無く)新しい個体を形成する方法である。最も単純に無性生殖と見なしやすいのは分裂である。単細胞生物の多くが細胞分裂によって個体を増やす。リンク
>有性生殖とは、性や接合型の異なる二種類の細胞の融合を伴う生殖方式である。有性生殖では、2つの細胞の接合によって両者の遺伝子が組み替えられ、新たな遺伝子の組み合わせを持つ個体が生じる。配偶子の形成に際しては減数分裂が行われ、染色体の選択が生じ、配偶子の遺伝子型は多様なものとなる。リンク
>生物(=細菌:原核単細胞生物)誕生が35億年前、真核生物(=単細胞原生生物)の登場が15~20億年前、有性生殖の原型=異型配偶子型生殖を行う珪藻類登場(exユードリナ他)が約12億年前、始原多細胞動物(exニハイチュウ)の登場が約10億年前
>それから、約6億年前のエディアカラ動物群の登場までの間に2倍体+減数分裂の生殖システムが主流となっていく
リンク 
どうやら、無性生殖から有性生殖への分かれ目は、「異なる二種類の細胞の融合」「両者の遺伝子が組み替え」「2倍体+減数分裂」といったあたりにありそうです。
2倍体(ディプロイド細胞)というのは、ゲノム(遺伝子)のセットを2セット持っているという意味だそうで、真核多細胞生物の体細胞は2倍体です。これらは、互いによく似たな染色体(=相同染色体)であり、相同染色体の一方は母方から、もう一方は父方から受け継ぐのだそうです。
それに対して、生殖細胞(卵子や精子)は、減数分裂した1倍体(ハプロイド細胞)です。減数分裂というのは、細胞分裂をする際に、染色体数が分裂前の細胞の半分になるものです。もともと2倍体だった細胞が、減数分裂をすることによって1倍体の生殖細胞になり、母方と父方の異なる生殖細胞が融合(受精)することによって、再び2倍体の細胞となるというわけです。その過程で、遺伝子の組み換えが起こります。
これがおおよその有性生殖のシステムですが、生物は何故このようなシステムを進化させてきたのでしょうか?
基本的には、やはり生物にとって、有性生殖のシステムの方が、外圧に適応するえで有利であったということだろうと思います。
無性生殖の場合は、ほとんどそっくり同じ子孫が大量にできてしまうため、多様な変位体をつくり出すことが困難です。そのため、ウイルス・細菌などの病原体に感染・寄生された場合、或いは、放射線や紫外線・化学物質等によってDNAに傷を受けた場合など、大きな外圧に直面した場合は、ほとんど絶滅してしまうということになります。
それに対して、有性生殖の場合には、2倍体を創出し、同じ遺伝子を2組持つことによって、仮にDNAに傷を受けて片方が機能しなくなっても、残りの正常な遺伝子でカバーできるようになます。そして、異なる細胞が融合し、遺伝子の組み換えが起こることによって、級数的に多様な変位体をつくりだすことができるようになります。多様な変位体をつくり出せるようになることは、外圧の変化に適応する上で、断然有利です。
有性生殖が普遍的に見られる様になるのは、多細胞生物(約10億年前)になってからです。それからカンブリア大爆発に至った流れを考えると、生物は、有性生殖というシステムをつくり出すことによって、加速度的に進化してきたと言えると思います。

List    投稿者 fkmild | 2006-12-17 | Posted in ①進化・適応の原理2 Comments » 

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コメント2件

 匿名 | 2007.01.14 0:25

ライオンも同じような理由で同類殺しをするようですね。

 匿名 | 2007.01.14 11:58

同類殺しをする動物は魚類・軟体動物・爬虫類・両生類・昆虫類やクモ類の捕食性のあるものはほぼ全て行うのではないでしょうか?
サメの仲間で、卵胎生のものは、子宮内で共食いもしますし。
どちらかと言うと、同類を特別視する動物のほうが例外ケースだと思います。

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