胚葉～体細胞機能分化～ - 生物史から、自然の摂理を読み解く

2008-03-10

胚葉　～体細胞機能分化～

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中期原腸胚（側断面）
　
　
今週は、多細胞生物の体細胞機能分化を特集します。我々人類は、神経、感覚器、消化器、呼吸器、運動器、循環器、泌尿器、生殖器、内分泌器、等、多くの体細胞機能を統合し生命を維持しています。各器官がどのように形成されているのか？探求していく週にしたいと思います。
　　
第１回目の今日は胚葉について。胚葉とは細胞による形成層のこと。例えば、私達の皮膚は、体全体を覆う層で形成されていますね。同様に内側の内蔵、胃や腸なども、袋状の層で形成されています。胚葉によって、概ね各器官は種分けすることが出来ます。

　
　
図のように多細胞生物の胚葉は、大きく３種あり、外胚葉（１胚葉or無胚葉）、内胚葉（２胚葉）、中胚葉（３胚葉）の順で進化しています。この胚葉進化の過程は、受精卵から体を作っていく成長過程でも同様に見ることが出来ます。各体細胞機能は、この３胚葉を由来に進化・成長し、機能形成しています。
　
　
●外胚葉･･･神経・感覚器
個体の外側を覆う層で多細胞化の初期段階で形成されています。皮膚の表皮・毛髪などの感覚器を形成し、また一部が発生過程で溝状に陥没し神経管を形成しています。外圧をキャッチし、組織を統合する機能を担います。
　
　
●内胚葉･･･消化器・呼吸器
体の内側ですが、外界と直接繋がる層を形成します。胃や腸などの消化管や、肺などの呼吸器を形成します。外界から栄養素・エネルギーを取り込み体内に吸収、同時に不要な物質を体外に排出する機能を担います。
　
　
●中胚葉･･･運動器・循環器・泌尿器・生殖器・内分泌器
外胚葉と内胚葉と繋がり、外界とは直接繋がらない器官を形成します。中胚葉が進化したことにより、体腔内に複雑かつ高度な臓器を発達させることが可能になりました。筋肉、骨格、皮膚の真皮、結合組織、尿道、心臓・血管、血液や脾臓などを形成。。外胚葉や内胚葉器官をサポート、高度化し、種の進化に大きな役割を担っています。
　

　
原核生物が細胞膜を創り、真核生物が膜による細胞内小器官を創ったのと同様に、多細胞生物もまた、膜＝層構造による内外を分ける仕組みを受け継ぎ、高度化させていることがわかります。外部に対し、安定した内部を創り出すことで、生命維持を図る適応システムということが出来ます。
　
　
また、単細胞生物は防御や生命維持、生殖まで１つの細胞で行わなければなりませんが、多細胞生物では、外側を防御やセンサー機能、内側を生命維持や生殖機能など、役割分化し、細胞一つ一つに対する負担を減らし、その分各機能を高度化しています。
　
　
胚葉（層）による内部の安定性の獲得。同時に細胞の役割分化、高度化を可能にし、かつ細胞が担う各機能を統合する（協力関係を築く）ことで進化してきた生物。それが多細胞生物なのです。