2007-08-02

7/22 なんでや劇場⑤ 真核細胞の登場後すぐに2倍体≒減数分裂が登場するのはなんで?

原核細胞から真核細胞への進化には、約16億年の歳月を要している(原核細胞の登場;35億年前、真核細胞の登場;19億年前(参考;原核生物と真核生物)のに、真核細胞の登場からすぐに2倍体の登場、そして減数分裂のシステムを獲得しているのはなぜなのでしょうか

まずは真核細胞の特徴をみてみたいと思います。

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真核細胞の特徴について、まとまった記事『原核生物と真核生物』がありましたので、以下に抜粋します。









 
DNAを核膜で保護した細胞核を形成したことで、二重の膜空間が生まれ
DNAの安定性を獲得

 
と同時に、原核生物(ミトコンドリアやシアノバクテリアが葉緑体となる)を
取り込んでの共生が可能

 
その他の細胞内組織も膜で覆われ、各々異なる選択的透過性を活かし、
専門的な役割に分化

原核細胞から一貫して共通するのは、「細胞分裂は基本的に同じものを複製し、安定的に種を維持しよう」とする仕組み(システム)の形成にあることから、真核細胞の最大の特徴は『核の形成』『安定性の獲得』にあると言えます。

そして、このシステムが出来上がる(分裂時の安定性獲得)までには、原核細胞は異種間での接合・取り込みを行う生存の危機に瀕した状況もあったと思われます。
ですから、原核細胞から真核細胞への進化には約16億年もの歳月を費やしたことになりますし、それだけ歳月をかけないと獲得できなかったと言えます。

真核細胞は安定性・保全性を獲得したとは言え、外圧は絶えず変化しています。

自然界は紫外線や温度変化、捕食、栄養不足など様々な外圧が加わる過酷な状況です。
多くの同類他者を作る=細胞分裂することで、リスクを分散し、恒常的に変化する外部環境に対する適応体をつくろうとしているのです。




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なんでや劇場の資料から抜粋

真核細胞は安定性・保存性を獲得しますが、その一方で、変化する外圧に適応するための変異の可能性が少なくなります。
つまり、外圧の変化によっては絶滅する可能性が高まるとも言えます。

そこで、外圧が変化し変異可能性にかける必要性がある場合には、真核細胞は同種のものと接合を繰り返します。
この結果、染色体2本を並列する形で取り込んだ2倍体が登場したと思われます。
※もちろん、接合の過程では染色体が直接する形で融合するもの(1倍体)もあったと思われますが、これは2倍体に比べると極めて変異=進化の少ないものでした。(参考:二倍体の登場

「2倍体≒減数分裂」こそ、変異の可能性を高めるシステムです。
この「2倍体≒減数分裂」により、真核生物は安定・保存性と変異性と言う相反するシステムを内在させることが可能になりました。

なお、初期の真核細胞生物は、体細胞分裂(=無性生殖)と減数分裂(=有性生殖)の両方システムを持っています。(参考:ゾウリムシの不思議

したがって、真核細胞の登場後すぐに2倍体≒減数分裂が登場したのは、原核細胞時のように外圧頼みでしかなかった変異が、真核細胞になることで安定・保存性が高まったと同時に、変異を期待できなくなったが故に、変異システムを内在する必要に迫られた。
つまりは、変異システムを内在したものが適応できたということではないでしょうか。

では、この2倍体≒減数分裂システムを獲得した生物はどのように進化したのでしょうか?
次回以降に続きます。

長文にお付き合い頂きありがとうございました m(_ _)m

by 村田頼哉

List    投稿者 yoriya | 2007-08-02 | Posted in ①進化・適応の原理No Comments » 

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