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キリンの首はなぜ長い? [その他(全ての生物)]

きょうはdumboのリハビリですので、単発(ほんと?)かつ想像・妄想です。

PICT2136.jpg
昔の写真で、あいにくの曇り空です。

Royal Society Open Science 2(10):150393 · October 2015。
によると、
キリンの首は頸椎が伸びる事により達成されています。
要するに、首は骨の数ではなく長さそのものにより、長くなったようです。


普通でしたら、ここで、

どんどん木が伸びて、首が伸びて~  という感じなのでしょうが、やはり納得がいきませんよね。


恐竜時代でさえあんなに木が高かったのですから、木はすでに高かったのでは???(未確認)
それに届くように首が伸びて~  という感じにざっと考えます。


P1030967_s.jpg
もうひとつ気になったのは、子供の模様ですね。
親とほとんど同一なように感じるのですが?

普通、草食獣の子供は親と違うのですね。←よく言われるのがキリンは強いから関係ないということらしいですが・・・
親ですら派手な柄が残ってますし、保護色も必要ないような・・・ 逆に、強いので目立たせているのでしょうか?


ここでdumboなりの解釈をすると、
首の長さを止める遺伝子の異常=幼若のまま成長→大きくなる→どんどん大きくなる→こどものまま成熟。
(ある程度まで成長したらだんだん遅くなるor止まるのでしょうが)
どっちかと言うと蛇みたいな成長の仕方でしょうか○×△



でっ。
結果、首の長い生物の出来上がり???

うーん、やはり、リハビリ、切れがありませんね。
DNA、分子レベルの報告があるといいのですが・・・



でも参考の動物のシルエットを見る限り、小さいキリンが大きくなっていったように見えてなりませんが、
実際のところは、
色々な長さの頸椎を持つ生物が化石として見つかっているようです。
外観が知りたいのは私だけではないでしょうね。


しばらく?休憩です。


そうそう、dumboが普段何をしているかということで、
こちらに新たにブログをもうけました。
そちらの更新はさらにたびたびになるかもしれませんのでご了承ください。

直接お会いになり方は歓迎いたします、幻滅するようでしたらすみません、笑
あらかじめお詫びしておきます。
その際、ソネブロの方はネームをお聞かせいただければ嬉しいです。
 
 
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タグ:キリン

お祭りでおなじみ?のゲームです。④ [JavaScript・ソフト・ゲームなど]











以前のやきなおしですがねっ。すみません手抜きで。

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タグ:ゲーム

ひとみの形 [その他(全ての生物)]

眼について面白い報告がありましたのでご紹介です。
有名な事らしいので、ご存知でしたらすみません。

Science Advances 07 Aug 2015:Vol. 1, no. 7, e1500391、からです。


猫.jpg
猫ですね。縦に長いひとみです。

この瞳は、獲物をとらえるために進化したらしいですね。
以前は色収差を抑えるため?とかが一番の理由だったらしいですが、被写界深度をかせぐためだそうです。
縦長の瞳.png
dumbo的な理解で図示しました。
被写体の位置がピント位置からずれると、
縦方向の被写界深度は深いために、ピントが合ったままですが、
横方向はピントが合わないといった感じでしょうか?

このことから、報告では、
猫の様な待ち伏せタイプの捕食者は、上下のピントが合っていた方が有利では?と結論づけています。


同じネコ科の、
ライオン01.jpg
ライオンさんのメス、
ライオン.jpg
オス、ともに、丸い瞳孔ですが、
これは、体の大きさが小さくないため、獲物をとらえるのに、上下動が少ないだろうということらしいです。

チーター.jpg
チーターも丸いでしょうか?

とはいえ、
猫01.jpg
ネコもまんまるの時があるのはいうまでもありません。(写真はそれほどでもありませんがねっ)


対する、横長の眼を持つ動物は、被食者である草食動物に多いそうです。

鹿.jpg
鹿さんです。

ヤギ02.jpg
ヤギさんですね。

報告では、左右の視野を広げるために、そうなのだということらしいです。


二つの瞳孔を持つヤモリなどのお話ものっておりますので、面白い報告ですよというお話でした。
タグ:

眼の進化 まとめですね [生命の誕生]

ここら辺で、まとめておきましょう。

細胞の形からいきましょうか?

原始的な光を感知する細胞は、
動物の光受容体細胞0.png
こんな感じに、繊毛に光を感知する蛋白が蓄積したものと考えられているようです。
これは、光を感じる部分の基部に繊毛の痕跡?が残っているためです。
この部分は光を感じる部分との伝達を担うという働きがあります。


単細胞生物もそうでしたが、鞭毛or繊毛を操作する目的として光受容体が生成されただろう、
ということがここからも示唆されるのが面白いでしょうかねっ?


この後、繊毛部分は、光を感知するために数を増やしたり、幾重にも層をなしたりしていきます。
その変化の仕方が、種により異なるというわけのようです。

Protostomia
前口動物 Ecdysozoa 脱皮動物
Gastrotricha 腹毛動物 イタチムシ 動物の光受容体細胞06.png
Onychophora 有爪動物 カギムシ、ハルケギニア 動物の光受容体細胞06.png
Lophotrochozoa 冠輪動物
Plathelminthes 扁形動物 ウズムシ 動物の光受容体細胞01.png
Nemertini 紐形動物 ヒモムシ 動物の光受容体細胞06.png
Mollusca 軟体動物 イカ、タコ 動物の光受容体細胞06.png
Polychaeta 多毛類 ゴカイ 動物の光受容体細胞04.png
Deuterostomia
後口動物 Hemichordata 半索動物
Enteropneusta 腸鰓類 ギボシムシ 動物の光受容体細胞04.png
Cephalochordata 頭索動物 (ナメクジウオ)
Tunicata 尾索動物
ascidian larva ホヤ幼生 動物の光受容体細胞02.png
Cyclostomata 円口類
hagfish メクラウナギ 動物の光受容体細胞04.png
arval lamprey pineal 幼虫ヤツメウナギ松果体 動物の光受容体細胞05.png
adult lamprey retina 大人のヤツメウナギ網膜 動物の光受容体細胞03.png
Gnathostomata 顎口上綱
gnathostome retina 顎口上綱網膜 動物の光受容体細胞03.png

具体的には上表のようになるでしょうか?(略図はおおざっぱですのでくわしくは、参考をご覧ください)


混じっているところもありますが、
前口(旧口)動物と後口(新口)動物に分かれる時に、
繊毛が縦にのびたのが前口で、横へ(層に)のびたのが後口動物ということのようです。

実際には、縦と、横(層)の両方の遺伝子を持つ細胞があって、どちらかが発達したと考える方が正解?のようです。
進化の過程で入れ違いが生じている説明がたやすいためと考えられなくもありません???
あるいは、コウモリと鳥のように似てきたと考える学者さんもいるようです。
相変わらず進化とは難しさをはらんでいます。

Int. J. Dev. Biol. 47: 563-571 (2003)、
Nat Rev Neurosci. 2007 December ; 8(12): 960–976.、
Current Biology 20, R114–R124, February 9, 2010、などが参考になるでしょうか。


今度は、細胞の配列です。

前口動物 複眼:compound eye(tube-worm、arcid clam) 動物の光受容体細胞配列02.png
節足動物の複眼:arthropod compound eye 動物の光受容体細胞配列01.png
頭足類:cephaopod lens eye 動物の光受容体細胞配列04.png
後口動物 脊椎動物:vertebrate eye 動物の光受容体細胞配列03.png

典型的なレンズ眼と、複眼のみを作表しています。
current biology 1996,vol6 No.1:39-42、からです。

同じ複眼でも、細胞内にレンズがある場合もあったり、

同じレンズ眼でも、細胞の方向が逆だったりするのですね。
これは眼の細胞の由来が、脊椎動物では皮膚ではないためらしいです。
(層が異なるため)


9/10)鞭毛について総説を追記しました。
タグ:進化

初期の眼を持つといわれる? ウズムシ・プラナリア [その他(全ての生物)]

ウズムシ.jpg
杯状眼とか呼ばれる眼を持った方ですね。左右に落ち窪んだ部分がそれでしょうか。
以前ご紹介しました。


横に並んだ細胞がくぼんでいるだけですので、像を結ぶことはできないらしいのですが、
ようやく眼らしいものと呼べるものが出来た最初ころの多細胞生物のようです。

とはいえ、この方はすでに神経などが整っていますので、この前段階が知りたかったのですが、
うーん、力不足で探し切れませんでした。

これ以前の生物では、光を感じる細胞が散らばっていたようで、単細胞生物と変わらない感じだったのでしょうか?

いろいろ面白い事が解りそうなのですが、
わかりましたらということで、

今日は、
なんだか、
中途半端な、
記事でした。
うーん難しいぃ。

今日は、見ない方が・・・ クロゴキブリ Periplaneta fuliginosa [昆虫]

またまた、横道にそれて、すみません。


コメントのお答えで、ゴキ・・・と回答して気になったので写真を見まわしてみました、


この方には、耳はあるのでしょうか?
ゴキブリ11.gif
普通は足の関節なので、探したのですが・・・


すごく気になったのが、触角の付け根ですが?
ゴキブリ02.gif
ジョンストン器官(Johnston's organ)があるのかと思ったら、いやぁすごい触角の付け根ですね。
どうやら可動膜と呼ばれる、膜のようです。


ゴキブリさんは感覚のほとんどを触角から感知しているそうだそうで、すごい触角です。
近づいてみるとさらにすごいですね。



耳についての報告ではありませんが、

ゴキブリの眼は暗闇でも光を感知するらしいです。
なんと、光子1個?でも感知できるとのことです。
(10秒の長時間露光とのことで、とてもゆっくり?とした画像かもしれませんが)
Cockroaches Accumulate Light to See in the Dark、Scientific American からです。
ゴキブリは眼が悪いってきいたことがあるのですが、そうではなさそうですね。


さらにすごいことに、目を再生するとのことです。
J. Embryol. exp. Morph. 76, 9-25 (1983)、からです。
ワモンゴキブリの幼虫についての報告ですが、何ともすごい生き物ですね。


8/31追加)
Journal of Experimental Biology 1994 193: 13-47;
によると、ゴキブリの耳は、前足の第2節?付け根あたりにある気門の中にあるそうです。
どうりで、表面からは見えないわけですね。
(小さい穴があいているだけということ)

多細胞の眼 [生命の誕生]

単細胞生物の眼にも色々ある事がわかってきて、最終的には、レンズ眼まで到達するのですね。

細胞ひとつでも眼を形づくる事ができるということは、多細胞生物に変化?進化?(直接ではありませんが)するための材料は出そろったということでしょう。

そのまま物質を使ったり、他の目的で使用されていたものがたまたま?使用されることもあります。
(レンズのクリスタリンと呼ばれる透明なたんぱく質は、色々な生物で機能する酵素として使用されているものと同一であることなどもあるようです。
色々な報告があるのでいまさら参考はいらないでしょうか?)
これで、はれて多細胞生物の眼について考えられそう・・・

でっ、


進む前にちょっと、横道にそれて単細胞生物が脊椎動物へと進化するために何が必要なのかを考えると、ここら辺がはっきりするような気がします。



EVOLUTION & DEVELOPMENT 10:2, 241–257 (2008)に、
6段階に分けたホヤ~脊椎動物への進化の過程を解説した報告があります。
以前ボルボックスさんへの進化の段階を12にわけた報告をご紹介しましたがそれの動物版と言ったところでしょうか?

1 METAZOA 一種の多細胞化
2 EUMETAZOA 内側の形成(腸?)
3 NEURALIA 感覚、神経細胞の分化
4 TRIPLOBLASTICA 内部に細胞の形成(内胚葉)
5 BILATERIA 軸の形成(上下あるいは左右の差異の形成)
6 EUBILATERIA 口と肛門の形成

な感じです。
おそらく、それぞれの段階の生物がいるのでしょうが、私には見つけられませんでした。
見つけたらご紹介しましょうか?


眼の形成は、神経の形成と同時期か、あるいは先か、後かという考察はさておいて、
内胚葉=消化器官など、中胚葉=血液その他よりも早く形成された可能性がありそうということですね。
(あくまで、この報告の過程でこうであったかは・・・)

この辺のところは、以前のお話と重複しますが、現在生存し(発見?され)ている生物が少ない?ない?ので
本当なのかどうかは・・・   想像ですよというお話ですね。


結局のところ、単細胞生物でも色々なめが進化していることから、結構早い時期に眼が作られたのではと考えられるというお話でした。
タグ:進化

意外な生物にも眼が、渦鞭毛虫 [アルベオラータ(繊毛虫以外)]

少し脱線?して、一見、めとは関係の無いかた?にも眼があるというお話です。

渦鞭毛虫にも眼があった、というお話です。
Nature 523, 204–207 (09 July 2015)、からです。

渦鞭毛虫の中のErythropsidiniumと、Erythropsidiniumという種類に、レンズ、網膜、色素膜を持つまさしく眼といった構造が見つかっています。
ちなみに単細胞ですから、我々とは全くの別物ということですね。
(遺伝子的にも独立して分化した独自の構造のようです)

渦鞭毛虫の眼.png
図示するとこんな感じです。

遺伝子的には、共生した、ミトコンドリア、葉緑体などから由来するらしいですが、
分裂時にもちゃんと構造が複製されることから、この生物のものになっているということのようです。


なんとすごい、構造でしょう!
眼(ocelloidという名称のようです)として機能することから今後の報告が待たれますね。


細胞群でなくても、レンズ、網膜、色素膜を作って、眼として機能するというお話でした。


そのうち、単細胞生物に脳がなんて報告が・・・
まず捕まらないでしょうがねっ

あかい目、眼点(eyespot)、という眼? [トレボウクシア藻]

久しぶりに顕微鏡写真です。

クラミドモナス.jpg
クラミドモナス(chlamydomonas):コナミドリムシさんが再登場です。
パピラ(papilla)と呼ばれる透明のでっぱりがあるタイプですね。

この方は、二本の鞭毛をもちふらふらと動き回る小さなプランクトンです。
動物か植物なのかは、うーんどうなのでしょうね。
いままでのお話で、その辺はどちらでもOKみたいな感じに思えるのは私だけでしょうか?○×△


前回の細菌には固有名を持った部分(器官?)はありませんでしたが、
(センサリーロドプシンと呼ばれる蛋白が細胞膜に点在しているだけ)
こちらの方は、眼点(eyespot)と呼ばれる眼?を持っています。

最近、この眼がどうやって機能するかが解明されました。
Proc Natl Acad Sci U S A. 2016 May 10;113(19):5299-304.という報告です。
日本語では、基礎生物学研究所のプレスリリース2016年05月10日、が参考になると思います。

dumbo的に作図しますと、
クラミドモナスmove.gif
図中、青がチャネルロドプシンという蛋白で、これが光に反応し、
2つの鞭毛の動く速度を変化させることにより、方向を変えるということです。
(センサリーロドプシンに似た物質ということのようです)

赤い目の元である、赤はカルテノイド(ニンジンの赤などと同じ?)色素で、
クラミドモナス体のレンズ効果で、体を通過する光が強くなるのを防止するためについたと想定されます。
(遮光ということらしいですね)

2本の鞭毛の違いはないのか?と探していたら、
J Cell Biol. 2011 May 16;193(4):741-53.のような報告がありました。

簡単に解読しますと、鞭毛底部の4微小管の基部がこの眼点のチャネルロドプシンから生じているということです。
以前お話した、お話の2本の管部分です。
(分子の伝達?うーん先が知りたいのは私だけ???)

まさしく、ナノマシーンといった感じで、分子で組まれた精密機械なのですね。


さて、
眼点と言えば、有名なのはミドリムシさんです。
ミドリムシ.jpg
典型的な形の方です。

こちらの方の眼点は、鞭毛の基部に付着していて、これまた光走性(phototaxis)を調節しているらしいです。
ユーグレナ眼点.png
具体的には、短いほうの鞭毛が長いほうに付着する部分に感光体があって、
それを遮るように、眼点と呼ばれる遮光する構造が形づくられています。

感光体は副鞭毛体とよばれ、PAC:Photoactivated Adenylyl Cyclase、光活性化アデニル酸シクラーゼと呼ばれる蛋白?だそうです。
Nature 415, 1047-1051. によります。
日本語では、原生動物学雑誌 第 40 巻 第 2 号 2007 年、93-100、でしょうか。


ミドリムシはクラミドモナスと違って、直接鞭毛を操作しているのかもしれません?
うーん、眼と言っても色々ですね。


他のプランクトンたちでは、
Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2009 Oct 12;364(1531):2795-808.に総説がありました。

め、で・は・な・い・が、光を感じます。センサリーロドプシン(Sensory Rhodopsin) [その他(全ての生物)]

眼について詳しく考える前に、ずーっと昔?、細菌のお話から始めましょう。

以前、鞭毛モーターのお話をいたしました、その時のお話を思い返します。

MSリングと、Cリングというものが鞭毛の基部にあります。
このリングのうちCリングが駆動力のきもだろうというのはお話しました、

さて、このCリングはFliG、FliM、FliNという3種のたんぱくからなる複合体です。(MSリングはFliFからなる)
これらはスイッチ複合体ともいわれ、構造が変化することによって鞭毛の駆動を調節しています。
(MSリングは土台ということ)
くわしくは生化学 第83巻 第9号,pp.822―833,2011がいいでしょうか。


ある種の細菌は、光によって動きを変化させることが知られています。


それを左右しているのが、センサリーロドプシン(sensory rhodopsin)、SRⅠ、SRⅡという蛋白です。
くわしくふれるとややこしいので、要点をかいつまむと、

SRⅠは橙と紫外線を、SRⅡは青い光によって、活性化?し
CheY, CheZ, CheW, CheA, etc.という連続する反応により鞭毛の動きを操作しています。
Sensors 2010, 10(4), 4010-4039;によります。

このうち、CheYはCリング:スイッチ複合体に直接作用します。
Bioessays. 2006 Jan;28(1):9-22.からです。

日本語では、
バイオメカニズム学会誌,Vol. 35, No. 4(2011)、
生化学 第86巻第2号,pp.160―166(2014)が良いでしょうか。


もういっぱいいっぱいですので、図示しましょう。
鞭毛モーター-光好性.png
Ⅰが時計回転、Ⅱが反時計回転でしたでしょうか???


分子マイクロマウスと言ったところでしょうか?ねっ

眼ではなくても、光を感じて動きを操作できるというお話でした。