Endosymbiosisは、宿主生物と内部関連生物との間の相互に有益な関係である。 この用語は、接頭辞”endo”内を意味する”endo”と、密接に関連する二つの生物間の相互に有益な関係を指す共生という言葉から派生しています。 共生のためのもう一つの用語は、両方の生物が関係から恩恵を受けているという事実を強調する相互主義である。
内共生の例
内共生のよく知られた例は、シロアリとその腸内の微生物との関係です。 シロアリは木材を消費しますが、シロアリが代謝できる形にセルロースを分解するシロアリの腸内の原生動物の助けなしにそれを消化することは したがって、シロアリは原生動物のための食糧を供給し、原生動物はシロアリのための食糧を提供する。 この例では、原虫は内共生生物であり、または内共生関係にある内部生物である。
二つの仲間の間に依存関係の様々なレベルがあります,一つの極端に各パートナーが一人で生き残ることができる完全に自主的な関係を含みます,そ また、内共生生物は、腸などの体腔内から個々の細胞内まで、宿主生物内の異なる場所に存在することができる。 Endosymbiosisはまた、関連する生物の構造、行動、および生活史に影響を与える進化の役割を果たしています。
内共生関係における二つの生物の間の依存関係の様々なレベルがありますが、二人が一緒に滞在することはほぼ常に有利です。 これを実証する例は、サンゴとその内共生藻との間の相互主義です。 ここで関与する藻類の種類は渦鞭毛藻類と呼ばれ、光合成や有機食品をエネルギー源として使用することに特化しています。 しかし、特定の栄養素は海では容易に入手できないため、渦鞭毛虫が栄養素が利用可能なサンゴ内に生息することは有益です。 同様に、サンゴは水や獲物からいくつかの溶解した有機炭素を集めることができますが、渦鞭毛藻の内共生生物の光合成活性からそれらを集める 光合成の副作用は、サンゴ礁のサンゴ構造を形成する水から炭酸カルシウムが沈殿することである。
これらの生物の両方は、それらの相互依存の程度を示すために、実験室で独立して培養されています。
これらの生物の両方は、それらの相互依存 このような状況の下で、両方が大幅に成長率を低下させています。 時には彼らも成長を停止し、エネルギー埋蔵量に依存しています。 彼らが同じ水の中で循環することを許されるが、接触しない時に、彼らの成長はほぼ倍増する。接触すると、成長はさらに大きくなり、実際の接触が通常よりも高い放出および交換する化学物質の取り込みに拍車をかける可能性があることを示 明らかに、それは一緒に残ることの両方の利点にあります。
これらの渦鞭毛藻内共生生物を持ついくつかのイソギンチャクは、藻類のニーズにその行動を適応させています。 例えば、自由に泳ぐクラゲは、渦鞭毛藻のアンモニウムが豊富な水の層に垂直移動を行います。 日中、固着したイソギンチャクは、光合成を可能にするために渦鞭毛藻類が位置する身体の部分を露出させる。 夜になると、彼らはそれらの部分を後退させ、食べ物を隔離し、彼らの内胚葉に窒素を提供するために獲物を捕まえるために刺す触手を露出させます。 宿主関連生物による行動改変のこれらの例は、二つの生物が互いに利益を得るためにどのように進化したか、そして順番に、それ自体を示しています。
内共生生物の場所
内共生生物は、さまざまな場所でそれらの関連生物の中に住むことができます。 それらは、生物の空洞内、空洞内および細胞内、または完全に細胞内にあり得る。 細胞内では、その位置は、細胞の内部からの内胚葉の単離のための特別な液胞を有する細胞内、または細胞液内に内胚葉を直接維持する細胞内にあり得
シロアリとその原生動物の腸の住民は、関連する生物の空洞内に住んでいるendosymbiontの一例です。 もう一つの一般的な例は、反芻動物、または鹿、牛、カモシカなどの食物粒子を逆流させて再調整する動物の胃の動物相である。 反芻動物の胃には室があり、その最初のものは第一胃と呼ばれ、発酵を用いて宿主の食物を分解する細菌および原生動物の集団を維持するように特 第一胃は食糧と供給され、専門にされた唾液腺によってpHのある特定の範囲の内で保たれます。 これにより、微生物群集には、餌を与える基質と、そうするのに好ましい環境が与えられます。 そこには、セルロースを消化する細菌、独自の内共生体の助けを借りてセルロースを消化する原生動物、およびこれらの原生動物の捕食者である他のものを含む、多様な数の微生物が生息しています。 異なるライフスタイルを持つ異なる種のコミュニティ全体がそこに住んでいます。
宿主の細胞内に生息する内共生生物の一般的な例は、昆虫の細胞内の細菌の例である。 ゴキブリの細胞には細菌が含まれており、細菌が抗生物質で殺されると、ゴキブリは発達が遅くなります。 しかし、ゴキブリの成長は、細菌がおそらく提供していた食事に特定の追加を加えることで回復することができます。
あるゴキブリから子孫へのこれらの細菌の伝達は、遺伝的に基づいていないが、細菌が卵の細胞質に侵入するため、遺伝性である。 その後、卵が受精して発達すると、それはすでに母親が持っていた内胚葉を持っています。母親の伝染の別の例は、反芻動物で見つけることができます。
これらの動物では、母親は、赤ちゃんが生活の中で必要とするすべての微生物種を含む唾液と反芻食品を介して生まれた後、第一胃微生物を赤ちゃんに 赤ちゃんの反芻動物が母親と接触することが許されていない場合、赤ちゃんは植物材料を消化するために必要な微生物を得ることができず、死
Endosymbiotic Evolution
クラゲの異なる水層への移動や、胃の第一胃のような特殊な構造などの行動から、endosymbiosisは複雑な相互作用を伴い、これらの生物はそのような相互作用を開発するために何世代にもわたって進化してきたことが明らかである。
おそらく、この内共生の共進化の最も古く、最も広範な例は、真核細胞の起源にあります。 それらは原核細胞から進化し、主な違いは、真核細胞がより大きく、より複雑で、別々の核と多数のオルガネラ（ミトコンドリアなど）を含むのに対し、原核細胞は細胞液中に自由に浮遊するいくつかのオルガネラで小さいことである。 原核生物の例は、細菌のような単純な単細胞生物である。 しかし、ほとんどの多細胞複合生物は、原生動物から真菌、動物まで、真核生物である。
真核細胞はどのようにして発生しましたか？ 直接的な証拠はないが、最ももっともらしい理論は、ミトコンドリアの祖先である初期の原核細胞が、食料品または寄生虫のいずれかとして別の原核細胞に入ったということである。 時間の経過とともに、両者の関係は内共生的になり、ミトコンドリアは宿主アソシエイトにエネルギーを供給し、宿主はミトコンドリアに適切な環境と栄養素を提供する。 したがって、別個のオルガネラを有する細胞、または真核細胞が出現した。 これは、すべての原核生物のすべての単一の細胞が内共生細胞小器官を有することを意味する。
ミトコンドリアのいくつかの特徴は、真核細胞を生じさせる内共生進化のこの広く受け入れられている理論を支持しています。
- 細胞小器官に栄養と環境を提供する細胞と、細胞にエネルギーを提供するミトコンドリアとの間の相互に有益な関係は、上記を含む他の多くの内共生系で見られています。
- ミトコンドリアの現代的な役割は、細胞に使用可能な形でエネルギーを提供することです。
- ミトコンドリアは、それ自体を再現し、核に存在する細胞および細胞のゲノムから大きく独立することを可能にするゲノムを持っています。 最後に、mitochondrionは宿主細胞と同じ方法で分かれ、再生しません。 例えば、性的に再生する動物では、オフスプリングのミトコンドリアは、両方の親のミトコンドリアの混合物ではありません。 代わりに、彼らはすべて母親から継承されています。 したがって、ミトコンドリアは、有性生殖の間に細胞の残りの部分がそうであるように再結合しない。 むしろ、彼らは宿主から宿主への同一性を維持し、独立した生物としてより多く行動する。
種間の相互作用も参照してください。
Jean K.Krejca
参考文献
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