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2014年11月11日 (火)

真核単細胞の接合にも、”性システム”の原型が

原核単細胞生物→真核単細胞生物(1倍体)→真核単細胞生物(2倍体)→真核多細胞生物(2倍体)への進化に伴って、次世代を残す方法も変化してきた。(単純分裂→同形配偶子接合→異形配偶子接合→受精)

真核単細胞生物では、(同じ単細胞が)単純分裂と同形配偶子接合との両方を行う。
代表的なものは、1倍体であるクラミドモナスと、2倍体であるゾウリムシの接合である。

クラミドモナスは、周囲の栄養源が豊富な状態であれば単純分裂を繰り返すが、栄養源(特に窒素)が不足すると、二つの固体が合体する(接合)。核も同時にミックスした2倍体の状態で休眠状態に入る。再び周囲の栄養源が豊富な状態に戻ると、減数分裂を行い、4個の細胞(1倍体)となり動き始め、単純分裂を繰り返す。

ゾウリムシは普段は2倍体の真核単細胞生物として行動し単純分裂で増殖していくが、分裂回数の限界が近づくと、二つの固体が合体(接合)する。接合に際して、それぞれの核は減数分裂を行い4つの核(1n)を作り、核を交換して接合を完了する。接合完了後は、二つの2倍体真核単細胞生物として行動し、単純分裂を繰り返す。

ここで、注目すべきは、”同形配偶子接合”と言えど、”型”が存在するということである。クラミドモナスもゾウリムシでも、大きく二つの型があり、同じ型とは接合しない事が確認されている。(大きさにほとんど差がないため、異なる性を便宜的にプラスまたはマイナスなどと呼んでいる。)

クラミドモナスの型リンク
クラミドモナスの型を決める遺伝子リンク
ゾウリムシの型リンク

※自分と同じ型かどうかの識別は細胞膜で行っていると考えられる。(おそらく、膜タンパクの糖鎖)

単細胞の同形配偶子接合と言えど、無秩序に接合を繰り返す訳ではない。この段階から「秩序と変異」を両立する”性システム”を確立していることになる。

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