2007-10-11
なんでや劇場「有性生殖へのみちのり」レポート③ 有性生殖の起源とは
レポート②に引き続いて、9/30に行われた「なんでや劇場」での気付きを報告していきます。今日はその第３弾として、有性生殖の起源をまとめてみました。
有性生殖というと難しく聞こえますが、ある細胞とある細胞が合体して少し違う細胞を作り出す、というように理解すれば解り易いと思います。
これは人も同じですよね。
お父さんの精子とお母さんの卵子が合体して子供が生まれる。顔つきも骨格も親とよく似ているけれども少し違う。何故少し違うかというと、それは両親の遺伝子を少し組み換えているからなんです。
つまり有性生殖とは細胞同士が合体し各々の遺伝子を組み換え同類他者の細胞を作り出すために行われているといえます。
ではそのような有性生殖が何時から行われてきたのか？というと、それは真核単細胞生物まで遡ります。
有性生殖の起源は真核単細胞生物の接合（合体）→減数分裂の仕組みを獲得したことに始まります。その後多細胞生物段階で生殖細胞と体細胞の分化がおこり、オスメスの分化がおこり、その後哺乳類、人類へと進化していくほどにオスメスの役割分化は加速されていきます。
性って何なん？という疑問は私たちにも身近なテーマの一つですが、この合体→減数分裂の仕組みにどうやらその答えがあるようです。
なんでや劇場「有性生殖へのみちのり」レポート② 無性生殖の高度化（有糸分裂の仕組みとは）
今週は、9/30に行われた「なんでや劇場」での気付きを、順を追う形で報告していきます。今日はその第 
弾として、『無性生殖の高度化（有糸分裂の仕組み）』を生物素人 
向けにまとめてみました。
まず一番の驚きは、原核単細胞よりも、真核単細胞は、正確に２分割する仕組み・機構を持っている。ということ！
そもそも、細胞分裂といえば、アメーバだろうが人間だろうが、みんな同じように2等分されていると思っていたくらいの素人 なので、純粋に驚きました 
ではまず、原核単細胞の分裂の様子を大雑把に説明してみましょう。
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・なんでや劇場「有性生殖への道のり」レポート①原核生物から真核生物へ
今回は、前回の「なんでや劇場」から間があいたこともあって、丹念に復習するような形ですすめられました。その内容をなぞりながら、若干の補足をしてみます。
●原核細胞と真核細胞の違い、って何？
【基礎的な生物学用語の「なんでや的」解説－２】より
◆原核細胞と真核細胞
原核細胞は直径約10μmほどの小さな細胞で、細菌などの原始的な生物で見られる。真核細胞は直径約100μmほどで、細胞内に細胞小器官(ﾐﾄｺﾝﾄﾞﾘｱ、葉緑体、小胞体、ｺﾞﾙｼﾞ体等)を持っている。ﾐﾄｺﾝﾄﾞﾘｱや葉緑体は、真核生物の細胞内に原核生物(好気性細菌やｼｱﾉﾊﾞｸﾃﾘｱ)が取り込まれたものと考えられている。細胞小器官の微小管、紡錘体、動原体は細胞分裂の際に染色体や他の器官の動きを制御し、精密な細胞分裂を可能にしている。
◆細胞質
細胞を構成する物質のうち、核以外の物質の総称。真核細胞の場合は細胞小器官、細胞質基質、細胞骨格等をさす。
以上のことをまとめてみると、
項目 原核細胞 真核細胞
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大きさ（直径） 約10μm 約100μm
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細胞骨格 ない ある
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核膜に囲まれた核 ない ある
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細胞小器官 ない ある
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細胞分裂の様式 無糸分裂 有糸分裂
二分裂 二分裂・出芽
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細胞壁 ある ある（植物・菌類）
ない（動物）
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真核細胞の直径は、原核細胞の10倍なので、体積比は1000倍。
大きさの比較を実感するために、倍率を同じに並べてみると、
【 細胞比較 】
それだけの違いを可能にしたのは、「細胞骨格」の存在。
細胞骨格は、細胞内にある繊維状構造のタンパク質で、これが細胞の形態を維持し細胞内外の運動に必要な物理的力を発生させている。細胞内での各種膜系の変形・移動と細胞小器官の配置、また、細胞分裂、筋収縮、繊毛運動などの際に起こる細胞自身の変形を行う重要な細胞小器官。アクチンフィラメント、中間径フィラメント、微小管の３つに分類される。
細胞骨格→リンク
細胞骨格→リンク
真核細胞には、細胞小器官（オルガネラ）がある。なかでも、小胞体、ゴルジ体、エンドソーム、リソソーム、ミトコンドリア、葉緑体、ペルオキシソーム等の生体膜で囲まれた構造体の存在が、原核細胞との違いを際立たせている。
これらの膜系細胞小器官が細胞内を区画することにより、色々な化学環境下での生化学反応を並行して行うことを可能にしているからだ。小胞体、ゴルジ体、エンドソーム、リソソームは、小胞を介して細胞膜と連絡しあっており、ネットワークを通じて物質の取込みや放出(分泌）を行うことで、情報のやり取りをしている。
細胞小器官→リンク
◆つまり、
真核細胞内の諸器官は、原核細胞より高度に整序・統合（≒情報統合）された、共同体的な存在である、といえる。
＊関連する当ブログの記事
原核生物と真核生物（2007年06月30日）
真核細胞の肉体改造（2007年08月14日）
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分泌の起源は排泄！？
お久しぶりです。最近は「免疫」について調べておりますarincoです。本日は、分泌の起源について面白い説を発見しましたので紹介します。題して
「排泄から分泌へ」
排泄から分泌？？と思った方、ぽちっと押して続きをどうぞ。
消化酵素が足りないって本当？
食品シリーズの蛇足として、摂取した食品を消化し、栄養素として吸収するために欠かせない「酵素（消化酵素）」について触れておきたい。
近頃では、酵素と言えば生物のそれではなく、洗剤に入っている添加剤としての方が馴染み深い。
「酵素が汚れを落とす仕組み」
食品汚れの主成分はタンパク質や脂肪であり、それらを分解する（正確には触媒となる）酵素は汚れを落としてくれることになる。洗剤に含まれている酵素は、タンパク質を分解するプロテアーゼ、脂肪を分解するリパーゼ、デンプンを分解するアミラーゼ等で、枯草菌等の微生物を培養することで大量生産されている。
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細胞は動く
細胞にはさまざまな形態があり、一定のかたちを保っていますが、全くかたちを変えないわけではありません。
例えば、赤血球は形を変えて血管の中を移動していくし、マクロファージはアメーバのように仮足を出して細胞の隙間を動いていきます。
ほかにも鞭毛や繊毛を動かして移動する細胞（生物）もいます。
また動物の場合は、筋肉細胞の収縮運動によって、自由に動きまわることができます。
こうした、細胞が動くしくみ、生物が動くしくみは、どのようになっているのか、その機能は進化史上いつごろ獲得されたのか
・・・キーポイントは細胞骨格にあります。
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ヒドラの有性生殖
こんにちは 😀 シミズです。
生物オンチだった僕ですが、
種を残すための「生殖」というシステムの奥深さにすっかり惹きこまれてしまいました。
ところで、ブログの仲間と生殖の進化の過程を追究しようと海綿動物から脊椎動物の生殖の流れを追っていくいと、興味深い生殖様式をもつ動物に出会いました。
それは･･･
卵子と精子に分かれたのはなんで？
細胞の進化は生殖細胞と体細胞に分かれてゆきます。
生殖細胞の接合は、初めは同形配偶子という性差のない生殖細胞どうしが接合するものでした。
そのうちに、卵子と精子という異形配偶子が接合するというように進化してゆきます。
＜ムチモの異形配偶子：ＮＨＫ高校講座「生物」より引用＞
今日は、なんで卵子と精子に分かれたのか？を考えてみます。
続きはポチッっと。
ゾウリムシの仲間、繊毛虫類の大核と小核
ゾウリムシは小核と大核を持ち、小核が生殖核として遺伝子の保存の伝達を担い、大核が栄養核として日常的な代謝活動を担っています。ゾウリムシで、どの様に大核と小核が形成されたのかを推測するため、ゾウリムシの仲間である、せん毛虫類の大核と小核について調べてみました。
ちょっと見てみようと思われた方応援お願いします。
この画像は原生生物図鑑のせん毛虫より転載しました
ゾウリムシの大核と小核の役割
以前、ゾウリムシについての記事がありましたが、今回は、ゾウリムシの大核、小核に焦点を当てて書いてみたいと想います 😀
ゾウリムシの模式図 動画繊毛虫図鑑より引用
http://tdb.knaes.affrc.go.jp/tdb/outline.jsp
ゾウリムシは、真核単細胞生物であり、一つの細胞の中に比較的大きな「大核」と、それに付随する形で存在する小さな「小核」の二つの核を有しているのが特徴的です 
それぞれの核の役割は、
大核・・・代謝に必要な情報を持ち、通常はこの核の情報により細胞は活動する。
小核・・・全ての遺伝情報をもち、細胞が生殖を行う時に遺伝情報を次の世代に受け渡す。
また、ゾウリムシの生殖方法も特徴的で、未熟な段階での細胞分裂による増殖以外に、成熟すると他のゾウリムシと接合することによって、有性生殖をするようになります 
単細胞生物で「有性生殖」というのは、奇妙 
な気がしますが、ゾウリムシの場合、ひとつの細胞の中に大きさと機能が異なる二つの細胞核が備わっていて、小さい方の小核は、有性生殖を行う時のみ働く細胞核なので、生殖核ともいわれています 😮
ゾウリムシは、有性生殖と多細胞化の起源をなすモデル生物として、以前から研究所の間では頻繁に追求されてきました。最近の知見をまとめてみましたが、その前に、いつものやつをお願いします 🙄
