第３節　単細胞生物と多細胞生物

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第３節　単細胞生物と多細胞生物

Ａ　単細胞生物

Ｂ　多細胞生物

◆細胞群体から多細胞生物へ

単細胞が集合して，お互いが接着して生活をしている場合，細胞群体という。

緑藻のクラミドモナスは2本のべん毛をもった単細胞生物であるが，条件によっ

ては，分裂して生じた細胞が分離せずに群体をつくることがある。しかし，条件が

よくなると離れて単細胞生活をする。パンドリナは，クラミドモナスと似た細胞が

16個集まって群体をつくり，丸い球のような形で水中に浮遊する。

　ボルボックスは，やはり2本のべん毛をもった細胞が数百個から数万個集まって

一つの球形の群体をつくっている。この群体はパンドリナと違い，群体内の細胞に

分化が生じている。生殖細胞と，光合成をする栄養細胞である。まさに，多細胞生

物の原形である。

◆細胞性粘菌の特徴

細胞性粘菌は，生物Iでは「細胞の分化」に深入りできないので，単細胞と多細

胞の2つの生活環をもつ生物として紹介されている。しかし，研究上は，「細胞の

分化」を中心にして，世界各地の研究室で広く培養されている材料である。

　細胞性粘菌はいろいろな特徴をもつ。まず，「細胞性」と名づけられたのは，一

生の間，細胞構造が持続されるためである。これに対して，原形質流動の観察材料

などとして用いられる真性粘菌は，変形体という細胞構造をもたない時期がある。

なお，ともに粘菌という名がついているが，両者の系統上の関係は，はっきりせず，

互いの類縁関係はないと考える人が多い。ほかにも，次にあげる特徴がある。

(1)　成長の時期と分化の時期が分かれていること

　細胞性粘菌の成長期は，胞子が発芽して生じたアメーバの時期のみであり，それ

が細菌などを捕食してふえ，餌がなくなった時期から「分化」が始まる。よく発生

や分化の研究に用いられる動物の受精卵や胚では，成長しながら分化していく。そ

の点で，この材料は「分化」の研究に有利である。

(2)　胞子と柄しか分化しない。

　多細胞動物の場合，発生にともなって，多種多様な細胞や組織に分化するが，細

胞性粘菌の場合は，分化は柄になるか，胞子になるか，二者択一である。多細胞の

移動体で，先端の部分が柄になり，後部が胞子になることもわかっている。このよ

うに，分化が簡単な点も，研究上有利である。

(3)　生涯を通じて半数体である。

　真性粘菌の場合，胞子から発芽したアメーバに原始的な性の区別があり，接合し，

接合子が融合して，変形体を形成する。したがって，真性粘菌ではnの時期と，2 n

の時期の両方がある。多くの他の生物も同様である。しかし，細胞性粘菌は，半数

体(n)のアメーバが単に集合するだけで，特別な場合を除いて接合せず，一生nのま

まである。それで，アメーバなどに突然変異が生じたとき，それがそのまま形質と

して表現される。一方，接合して2 nの時期をもつ生物では，一方の突然変異形質

がかくれてしまうことが多い。こうした点も，細胞性粘菌が有利である。

(4)　培養しやすい。

　細胞性粘菌は，大腸菌やエアロバクターなどを餌にして，ペトリ皿(シャーレ)など

の上で簡単に培養できる。

　そのほかにも，研究材料として都合のよいいくつかの性質をもつので，この材料は

広く用いられるようになった。なお，「分化」以外にもおもしろいことが見つかって

いる。アメーバが飢餓状態になると，集合を始める。その集合のきっかけとなるのは，

細胞が出す環状アデニール酸(cAMP)とよばれる物質である。cAMPは動物においては，

ペプチドホルモンの働きを仲介することなどで知られている。さらに興味深いのは，

cAMPを分泌するだけでなく，一度分泌してから次にそれを分解する酵素を出すこと

である。このことは，一見むだのように見えるが，もしcAMPを出しっ放しにすれば，

しだいにその濃度が高くなり，まわりのアメーバを走化性で引きつける能率が悪くす

る。それで，一度分泌してまわりのアメーバを集合させ，すぐに酵素でその情報を消

し，さらに改めて次の分泌をして引き寄せていると考えられる。

　このように，細胞性粘菌には，驚くべき「知恵」のようなものが備わっている。

　なお，細胞性粘菌はそれほど珍しいものではなく，都会の片隅に残された公園や林

の落ち葉などから見つかることも少なくない。

◆多細胞生物(ヒドラ)の体をつくる細胞

　胚葉をもつ動物中，もっとも単純な体のつくりをもつものが刺胞動物である。刺胞

動物は二胚葉性であり，中胚葉を欠く。内胚葉と外胚葉の2層の上皮細胞で体の外面

と内面が覆われており，内胚葉と外胚葉の間には，非細胞性の中膠(メソグレア)があ

る。

　学校でも容易に飼え，なじみ深いものがヒドラであろう。ヒドラは刺胞動物ヒドロ

虫綱に属し，刺胞動物中，もっとも単純な体制をもつものの一つである。ヒドラの体

は約10万個の細胞からできているが，細胞の種類は少なく，6種類しかない(ヒトの

場合は，体が約60兆個の細胞でできており，200種類以上の細胞があると言われてい

る)。6種とは，①上皮筋細胞(上皮細胞であるが，収縮性の繊維をもち，筋細胞とし

ても働く)，②消化細胞(内胚葉の上皮筋細胞)，③神経細胞(感覚細胞を含む)，④刺胞

細胞(刺胞動物特有の細胞で，毒針を発射したりする)⑤腺細胞(内胚葉にあり消化液を

分泌する)，⑥未分化な細胞，である。この他に，有性状態になった際には，卵や精

子ができる。

　われわれの場合は筋細胞と上皮細胞とは分かれているが，刺胞動物では，体の外表

面や内面を覆っている上皮細胞に収縮性の繊維が含まれており，上皮細胞が収縮する。

このような細胞を上皮筋細胞と呼ぶ。外胚葉の上皮筋細胞の繊維は体の長軸方向に走

っており，縦走筋の役割をはたす。一方，内胚葉の繊維は周方向に走っており，環状

筋として働く。

　細胞系列は3種に分けられる。外胚葉上皮細胞系列(上皮筋細胞)，内胚葉上皮細胞

系列(消化細胞)，間細胞系列(多分化能幹細胞である間細胞と，それが分化した神経細

胞・刺胞細胞・腺細胞・卵・精子)である。