さて、一週間にわたって「なんでや劇場～生物史から学ぶ自然の摂理⑤」の内容を振り返ってきましたが、ここで「オスとメスに分化したのは、何で？」の答えをいったんまとめます


多細胞動物の生殖系の進化のステップは、３段階


Ⅰ　保存と仕事の分化（殖・産分化）
Ⅱ　精卵分化
Ⅲ　雌雄躯体分化


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11/23(祝)に開催された「なんでや劇場」の「生物史から学ぶ自然の摂理⑤～オスとメスに分化したのはなんで？～」を紹介するシリーズ、今日のテーマは「雌雄同体から雌雄異体への分化史」です。

この図解はなんで屋劇場で配布された資料を簡略化したものです。本当の資料はカラーで、様々な生物の写真や体の構造が紹介されている優れもの。是非皆さんも参加してください。

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http://www.gizmodo.jp/2007/03/post_1181.html


前回までの記事で、精子には中心体があり、卵子には中心体がないという記事がありました
今回はさらに突っ込んで、


中心体が精子由来なのは何を意味するのか？

を考えてみましょう


その前に、いつものやつお願いします

ヒトの中心体は精子由来らしい。
卵子では中心体が消滅しているのだそうだ。


中心体というのは、細胞分裂時に重要な働きをしている。
精子と中心体の関係が分かれば、オスメス分化の謎に迫れるかも知れない。

＜顕微鏡で見る精子の様子：リンクより引用＞


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こんにちは！
11/23(祝)に開催された「なんでや劇場」のテーマは
「生物史から学ぶ自然の摂理⑤～オスとメスに分化したのはなんで？～」でした。
当ブログでも今日から５回に渡って、そこでの議論を元に内容を整理して報告したいと思います。

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単細胞生物から多細胞生物への進化の過程を見ていくと、環境の変化（＝外圧：外部世界からの圧力）に単細胞生物がどのようにして適応してきたかが明らかになります。


そしてこの適応戦略に、現代の企業の適応戦略と同じ「自然の摂理」を見ることができます。

脊椎動物各群の発生過程（フォン・ベーアによる）

胎児は、その成長過程で脊索動物段階、魚段階、両生類、爬虫類、哺乳類段階と身体器官の形成と組替えを行っていきます。
（http://www.biological-j.net/blog/2007/11/000328.html）

この記事内容は、「個体発生は系統発生を繰り返す」という「反復説」を指し示していると思われる。（わたしが生物を習った二十年以上前には、教科書に載っていたような…）
　
このchai-nomさんの記事内容に関するあつしさんのコメントに対してレスしたが、今日はこの「反復説」に関する現在的状況について記すとともに、この問題についてもう少し考えたい。
　
ところで、この「反復説」。ナチスの人種差別政策を正当化したとされ、また、反復説を唱えたヘッケルの捏造もあって、生物学の主流からは無視されてきた。ところが、80年代後半からのDNAの解明に伴い、むしろ見直されつつあるようだ。
　
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棘皮動物とはウミユリ類、ヒトデ類、シャリンヒトデ類、クモヒトデ類、ウニ類、ナマコ類の６つのグループに分けられる。現生する棘皮動物はこれら６綱のみだが、その他多くの絶滅した綱が知られている。
化石は古生代以降に発見され、その量は動物化石としては多い方に属する。ウミユリやウニを主成分とする石灰岩もあるほどである。

ウィキペディア（Wikipedia）

ポッチ

最近は都市化が進み、結婚しない男女が増えていると聞きます。
しかし実は同じように長い独身時代を謳歌している生き物がいるのです。細胞の話ですが・・・

答え・・・それは菌類です。

それでは今日は菌類について勉強していきたいと思います。
真核生物の生活環は３つの基本的旋律があります。
まずその３つを復習してみましょう

①配偶子環（ほとんどの原生生物、動物）
２Ｎ―――――⇒減数分裂⇒単相配偶子（１Ｎ）⇒受精⇒次世代（２Ｎ）―――――⇒

②胞子環（いくつかの原生生物、植物）
２Ｎ―――⇒減数分裂⇒単相胞子体（１Ｎ）⇒体細胞分裂⇒単相配偶子（１Ｎ）⇒受精⇒次世代（２Ｎ）―――――⇒

③接合子環（いくつかの原生生物、菌類）
１Ｎ―――⇒体細胞分裂⇒単相配偶子（１Ｎ）⇒接合(２Ｎ)⇒減数分裂⇒単相胞子（１Ｎ）⇒無性生殖―――――次世代（１Ｎ）

この３つを比較すると以下の点に着目できます。

※配偶子環は複相期時代が最も長く、かつ単相期では成体として生存できない。
※配偶子環も胞子環も複相期が長く単相期は短い。配偶子環は単相期は極めて短い
※胞子環は複相期と単相期で２つの世代がある。
※胞子環と接合子環は配偶子と胞子の順番が逆である。
※接合子環は複相期が短く、ほとんどが単相で生活している。

原生生物の段階で①～③までに分かれています。その後それぞれ動物、植物、菌類に分かれて現在の生物界を形成しています。
ここからも動物は仕事細胞を特化させ、植物は生殖過程を特化させていった事が見て取れます。しかし菌類においては、粘菌や水生菌類の原生生物の単相時代をそのまま引き継いで進化していっています。

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今日は地上に進出した植物の生殖について考えてみたいと思います。

前回紹介された、ハチのオスは単為生殖でしか生まれないという特徴と共に、「n倍体の多細胞生物」である点も注目されます。

（動物は基本的に２ｎ倍体の多細胞で存在し、精子・卵子のみｎ倍体の単細胞で存在します。）

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ここんところ、ムシの生殖について調べているのですが、
るいネットで、わかりやすく分類説明してくれている記事があったので
紹介します。

虫の単為生殖について調べてみました。大きな傾向として、オスだけが単為生殖で生まれるハチ･アリと、生活環の中で単位生殖と有性生殖が変わるアブラムシ・カイガラムシに分けることが出来るようです。

ダニは昆虫ではありませんが、危機対応として固体を増やすために単為生殖を行うようです。

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〈ウィキ　地球より引用リンク〉


生物史を振り返ってみると、進化史上の大転換期と呼ばれる事象が節目節目にでてきます。40億年前の生物誕生は言うまでもなく、21億年前の真核生物の出現、10億年前の多細胞生物の出現、５.４２億前のカンブリア大爆発などなど多々ありますが、ここで素朴な疑問があります


・真核生物が出現したのはなんで
・多細胞生物が出現したのはなんで
・いきなりカンブリア大爆発が起こったのはなんで などなど・・・


実は、上記のなんで？は、現代の学会でもはっきりした答えが提示できていないほどの超難問なのです


今回（だけでは無理だけど・・・）は、この超難問に取り組んでいきたいと想います


生物が進化したということは、進化を促す要因となった『逆境』があったと考えるのが自然ですね。その逆境とはなんだったのか？


もちろん、外敵圧力もあったでしょうが、より大きな外圧は、自然外圧だったと想われます。


切り口は、当時の地球環境はどうだったのか
これをじっくり追求していきたいと想います


その前にいつものやつ、よろしく♪

arincoさんの「卵子と精子の大きさが違うのはなんで？」面白かったです
僕も「配偶子シリーズ」として「体内受精」と「体外受精」について追及してみました。
体内受精と言えば、哺乳類。体外受精と言えば魚類。
＝進化した生物ほど体内受精となると考えていましたが、どうやらそれは事実ではないようです。

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（画像はWikipediaよりお借りしました）
真核生物の染色体の端部にあるテロメアと呼ばれる部分をご存知でしょうか？最近は癌の治療法研究などでもよく登場するのでご存知の方も多いかもしれません。ぼくもなんとなくは知っていたのですが、改めて調べてみました
　　
興味を持ってくださった方は をクリックしてから続きをご覧ください
　　

「卵子の一生、精子の一生」すごくおもしろかったです。生物に関する知識が少ない私にとっては驚くことの連続でした。

さてこの投稿の中で「あれっ？」 と思ったことがひとつあります。

nannokiさんが投稿して下さった「卵子の一生、精子の一生」スゴク興味深いですね。

卵巣内の（卵祖細胞→）卵母細胞は胎生期20周期ごろに700万個作られるのをピークにして、生まれる頃には200万個に減少し、さらに排卵が起こり始める思春期頃には約40万個まで減少します。・・・この残った40万個の卵母細胞から一生を通じ排卵される約400個の卵子をつくり、残りの卵母細胞は死滅していしまいます。

膣内に放出された精子は卵子に辿り着く過酷な旅に出る事になります。膣の内部は細菌やウイルス防止の為強い酸性状態（ph5以下）になっていて、精子にとっても過酷な環境です。膣内に放出された精子は、子宮頚管という子宮に繋がる細い道に入らなければ死滅してしまします。子宮頚管に辿り着いた後、卵管口までの長い距離を泳いでいき卵子を目指します。この卵管口には子宮側に向かって卵を移動させる鞭毛運動があり、（精子から見れば逆流状態）この鞭毛運動に対してサケが遡上するかのごとく卵管膨大部まで上り、卵子と出会う事になります。

生命とは生物史的にも個体の発生史的にも、ものすごい淘汰圧力を潜り抜けて成立している（幾多の屍の上に成立する）奇蹟的できごとなんだなと、改めて認識させられますね。見方を変えれば、卵子も精子も大多数は淘汰される運命にある訳で、カワイソウだとか効率が悪いなあなんて感じも少し思っちゃう訳ですが、それこそ「生命至上主義」や「効率主義」に毒された現代人の価値観に過ぎないのでしょう。「生命は地球より重い」ではなく「生も死も淘汰適応戦略の一部」という見方こそ生物史が教えてくれる事実です。もっといえば淘汰適応を種の中にシステム的に組み込むことで生物は進化を遂げてきたともいえるのではないでしょうか。

そこで淘汰適応の根源性を、るいネットの生物史に関する議論を参考に考えてみたいと思います。

今日はヒトの卵子 と精子 の一生について投稿したいと思います。

親の卵子と精子が合体して親と少し違った子供が生まれる。
私たちが生まれてくる原点に卵子と精子がある訳ですが、卵子と精子が合体するまでには各々違った淘汰過程が見えてきてなかなか興味深いです。

　こんにちわ。arincoです。最近は配偶子について調べています。配偶子といえば精子と卵子。ですね。精子と卵子は大きさが異なりますが、生物の中には、大きさが同じのものや大きさが異なるもの等様々な配偶子があるようです。
　今回は、

なぜ卵子と精子の大きさが異なるのか？に焦点を当てていきたいと思います。

その前に、ぽちっとお願いします。

前回のつづきです。

◆更なる体細胞の機能分化と細胞の再生能力

・ 動物系統の生殖様式も多様であるが、進化の歴史上は、生殖方法を限定する方向へ（無性生殖を放棄して有性生殖オンリーへ）、オスメスの固定度を高める方向へ（雌雄同体から雌雄異体へ、性決定機構の固定化へ）、多様な生殖能を放棄する＝限定・特化路線をあゆんできた。

つまり、種の保存に係る生殖過程を（多様な同類他者＝小変異体を生み出せる）有性生殖＝生殖細胞の合体→減数分裂システムに限定させてきた。そうして、最も負担の大きい生殖過程を分離することによってはじめて、体細胞系列を高度に機能分化させていくことが可能になったとも言える。

【中略】動物は動いてエサをとるしかない。食い合いやエサの取り合いから、摂取機能を進化させる圧力が強く働き、その進化がさらに種間圧力を強化し、身体機能の高度化（＝体細胞系列の高度な機能分化）を促進するという外圧（循環）構造にあったと考えられる。リンク

一方、繁殖においては無性生殖のほうがはるかに効率的で安全です。有性生殖では、減数分裂による配偶子の形成、受精卵の形成、受精卵から固体発生という一連の複雑な過程を経なければなりません。多大なエネルギーと時間を要するし、高度な機能分化を実現するために様々な細胞間で正確なネットワークを構築しなければなりません。

これらの問題を同時に解決する実現態が、オスメス分化とみてとれます。環境条件の差によって、体躯差は色々ですが、哺乳類においては、生殖負担をメスが担い、生殖域や食の確保・対敵闘争はオスが担うという分化をしています。

現代の生物学では、現存する多細胞動物を、成体を構成する細胞の分裂(再生)能力によって３群に分けているそうです。

●第１群：生体がすべて分裂能力を持った再生系細胞だけからなる動物。
　　　　　生物を構成している細胞は、幹細胞によって次々に補われる。
　　　　　プラナリア、ヒドラetc.
●第２群：発生の初期には分裂性の細胞があるが、成体になると、生殖細胞
　　　　　を除いて、体細胞はすべて分裂能力を失った非分裂性の非再生系
　　　　　細胞からなる動物。
　　　　　Ｃ.エレガンスなどの線虫や昆虫etc.
●第３群：成体になっても、体細胞のなかに分裂能力を有する再生系細胞が
　　　　　あり、再生系細胞と非再生系細胞が同居している動物。
　　　　　固体発生の過程で、
　　　　　ex. [分裂性の再生細胞]　　　⇒　[非分裂性の非再生細胞]
　　　　　　　神経芽細胞(神経幹細胞)　→　　神経細胞　
　　　　　　　筋芽細胞(筋幹細胞)　　　　→　　心筋細胞
　　　　　のように分化し、高度な機能を維持し続ける。
　　　　　ヒトを含めた多くの脊椎動物tec.
＊これらの３群は、生物進化の系統発生の順になっている。
★出典：「人はどうして老いるのか」(田沼靖一著/ちくま新書）

一見ヒルのようにも見えるが、よく観察すると、2つの眼をもっており、なかなかキュートな顔立ちだ。実は、眼だけではなく、筋肉や消化管、脳までももつ、れっきとした動物だ。このプラナリアの何がすごいか。それはイモリやミミズを凌駕する高い再生能力だ。例えば、メスのような物で10個の断片に切る。すると死ぬどころか、全ての断片が一週間ほどで完全な個体へと再生し、10匹のプラナリアになるのだ（図1）。

【中略】プラナリアは、通常、ある一定の大きさまで育つと、胴体の中央にある咽頭の少し下でくびれを生じ、2つに切れてやがてそれぞれが個体となる。つまり無性生殖、言い換えればクローン増殖するのだ。さらに驚くべきことは、栄養条件や温度などの環境が悪化すると、自らの体の中に精子と卵子をつくり、受精して新たな遺伝子セットをもった子孫を残すのだ。つまり、無性生殖と有性生殖を使い分け、個体の数を効率的に増やすと同時に、遺伝的多様性も維持することのできる、生命力あふれる生物なのだ。


図１　プラナリアをメスのような物で切断すると、
　　　　それぞれの断片が一週間ほどで完全な個体に再生する。

出典：「人はプラナリアになれるのか」
＊京都大学生物物理学教室・阿形清和教授の「インターカレーションモデル」を紹介する動画なども見れます。