So-net無料ブログ作成
生命の誕生+進化 ブログトップ
前の10件 | -

スポンジの幼生が胚、なのかぁなぁ? [生命の誕生+進化]

そして、どうして幼若期の海綿が進化上重要かということに辿り着きます。


BMC Biol. 2014 Mar 28;12:26. からの報告です。

カイメン06.png
海綿の幼若(幼虫?)、の繊毛細胞層の下で、GATA遺伝子が働いていたという報告です。


この遺伝子グループは、多細胞動物の胚形成に重要な遺伝子ということがわかっているので、
それがカイメンの細胞でも働いていることから、
進化の基本部分が共通しているということの証拠ではないかというお話です。

短いお話(報告は長い)ですが、共通の祖先の基本形を探るうえのキモらしいです。
(もちろん、これが全てではないのはみなさんおわかりなところでしょうが。)
nice!(15)  コメント(0) 
共通テーマ:趣味・カルチャー

さらに進化が続きます。 [生命の誕生+進化]

まずはじめに、ホヤ~脊椎動物への進化の過程ですね。
色々な教科書にも書かれています。
以前ご紹介した、
EVOLUTION & DEVELOPMENT 10:2, 241–257 (2008)によると、
ホヤの幼生が我々の先祖ではなかろうかということです。


しかし最近?では異論があり、
遺伝子などの解析から、クシクラゲさんが、先祖に近いのではないかということが指摘されています。
Science. 2013 December 13; 342(6164)や、
The Journal of Experimental Biology (2015) 218, 592-597などです。

参考を読んで頂くのが早いとは思いますが、


dumboの理解したところでは、
クシクラゲの神経遺伝子の一部が、カイメンさんから(逆ですが)見つかりました。
(話がややこしいですが、クシクラゲの遺伝子が古い形で、その一部を消失したのがカイメンではないかということです。)
さらに、その起源も違うのではということのようです。


うーん、謎は深まるばかりですが・・・

クシクラゲあるいはカイメンさんあたりが、
初期の生物の生き残り(本当の祖先から進化したということ)だろうということは一致しているのですね。

クシクラゲ.jpg
有櫛動物(Ctenophora)のクシクラゲの一種です。

このかたがご先祖かもしれないとは、不思議ですね。
nice!(19)  コメント(0) 
共通テーマ:趣味・カルチャー

生命の進化 多細胞化 カエルの卵? [生命の誕生+進化]

動画のご紹介が続きましたので、ちょっと休憩?整理?です。

結構前のお話に戻りますね。

単細胞から多細胞への変遷です。
生命の進化.png
初めは単純に並んでいたのでしょう。
この辺はボルボックスさんなどから考えるとわかりやすいですね。

細胞たちの風船ということでしょうか?

風船のままでは内部の空間がもったいないですよね。
この部分へ細胞が生じるというバリエーションもあるでしょう、
その場合、ホヤ~脊椎動物への進化の過程と同意です。

具体例では、プロテロスポンギアさんが有名ですが、以前お話したようにうーんです。
動物?のボルボックス(Sphaeroeca volvox)というかたもお話しました。

植物?の、ボルボックスさんでは、子供が内部に作られていましたね。


しかし、いっぱい内部に細胞が増えると、中心部への栄養供給に不自由しそうです。

なので、さらに進むには、細胞の折り返しという手段の効率が良さそうです。
生命の進化01.png
そこで内腔へ、細胞の凹みが出来るわけです。

場合によっては、反対側へと貫通するのでしょう。


さて、外面の細胞は全体の移動をつかさどりますが、内面の細胞は移動する必要は無くなります。
そこで何か別の役割を担うようになるのですね。


あれこれって、どこかで学んだような・・・
カエルの発生でしょうか?


やはり、卵の成長が進化の過程ということなのでしょうか?
nice!(19)  コメント(0) 
共通テーマ:趣味・カルチャー

鞭毛の進化3 多様化へと進みます [生命の誕生+進化]

形成された鞭毛は、繊毛という名前に改名され多様化していきます。

あるものは、流速を、またあるものは、嗅覚、触覚を、そして光受容器へと・・・
鞭毛の進化-多様性.png
THE JOURNAL OF CELL BIOLOGY.VOLUME 48, 1971,pages 1 55-173、と
Trends Cell Biol. 2009 Jul;19(7):306-16.からです。

上のものは一部でしょうから、耳の中の有毛細胞も繊毛によるものなのでしょう?

ということは、ほとんどの感覚器のもとは鞭毛ということなのですね。

すごい構造を発明したものです。
タグ:鞭毛

鞭毛の進化2、ユニコンタ(unikonta)、バイコンタ(bikonta)、オピストコンタ(Opisthokonta) [生命の誕生+進化]

そして、鞭毛はさらなる進化をとげるのです・・・ とお話が続きます。


それは、鞭毛の数が1→2本へと増加します。

鞭毛の数と言うとたいしたことはなさそうですが、分類学上の動物と植物以上に決定的な変化ということのようです。

鞭毛の進化ユニコンタバイコ.png
International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology (2002), 52, 297–354.、
Cold Spring Harb Perspect Biol. 2014 Sep 2;6(9):、
Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2014 Sep 5;369(1650). からです。


ここで、動物と植物が進化の段階で別れたということでしょうか?

ちなみに、動物は鞭毛と反対側に移動しますので、生物界では異端ということなのでしょうね?
すっごく重要らしいです???

鞭毛の進化 [生命の誕生+進化]

ところで、鞭毛はどこからやって来たのでしょうか?

どうやら、細胞分裂にあらわれる中心体がかぎのようです。


鞭毛について全てが解明されているわけではないのでしょうが、以下のように考えられるようです。

  第一段階 第二段階
  MTOCの変更 中心の構造
  微小管の安定化 半径方向の梁
  鞭毛内輸送 9組の成立
  軸糸ダイニン ダイニンの多様化
  微小管の二重化 微小管の三重化

Adv Exp Med Biol. 2007 ; 607: 130–140. からです。
(中心体=微小管形成中心(MTOC; microtubule organizing center))

以前、クラミドモナスさんのところで、鞭毛は中心体とは関係ないだろうとお話しましたが、
どうやら、中心体を変形して作られたかもしれなそうです。

絵にすると、
鞭毛の進化.png
こんな感じでしょうか?

中心体から?伸びた微小管が細胞外部の突起として形成されたものが、鞭毛の始まりのようです。
やっぱり中心体だったのですね?

眼の進化 まとめですね [生命の誕生+進化]

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

多細胞の眼 [生命の誕生+進化]

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

かく核しかじか② [生命の誕生+進化]

今日は、私のメモです・・・


核を2つ持つということはどういうことなのでしょう?
普通に考えるとなんか無意味な気もしなくもありませんね。


さて、生物が多様化⇔多数化?する中で、何が重要か?ということに落ち着きそうです。

でっ、まず生物は増殖しますね、すなわち数が増えるということですね。
ここでは、ボルボックスや、クンショウモコエラストルムなどが代表なのでしょう。
多核細胞、多核体、そして多細胞でもお話しました。

ですが、増殖以外の方法をとる場合もあります。それが大きくなるということなのでしょう。

単細胞のまま大きくなるためには細胞内の物質を増やせばいいわけで、
DNAからの合成を増やすということに帰結しそうです。

以前、セントラルなドグマのところで、DNAの合成にふれましたが、
リボゾームによって蛋白を合成するわけです。
なので、リボゾームを増やすということが①ということでしょうか。
事実、同じRNAに数珠つなぎにrRNAが結合して合成が行われることが知られています。

では、②はというとDNA自体を増やせばいいわけでこの場合、遺伝情報が重複し核が肥大します。
核細胞分裂.png
な感じですね。

しかし、DNAの重複は複製の段階でコストが高そうですので、
複製をになうDNAを他に持つようになりました。
核細胞分裂2.png
でっ、ゾウリムシさんたちが出来たのでしょう?

その他に、同じDNA情報を完全にコピーしたものを複数持つというバリエーションもあり得ます。
その代表が、スピロストマムさんで、
多核の恩恵?として、どこを切っても複製できるってことになったような感じがします。
核細胞分裂3.png
こんな感じですね。

多核にも色々とあるようですね。

2重螺旋、DNA螺旋、20Å×1mmで6Mbit? [生命の誕生+進化]

ここ数日は写真の整理でブログをさぼってしまいましたので・・・(投稿のためですね)
今日はDNAの螺旋を詳しく見てみました。

10段で1回転らしいので、36°ずつで、
DNA螺旋.jpg
微妙にずれてますが、こんなものでしょうか?

1段の高さは、
DNA螺旋3.png
大体、3.5Å(3.5×10^-10m = 0.35nm)くらいですね。
1mmの高さで、3000000段くらい?であってますでしょうか。
だいたい、3Mビット、いえ1段で2ビット分保存できますので6Mビットといったところでしょうか。

幅は、
DNA螺旋2.png
外周までは測ってませんが、20Åくらいですね。

細かい角度を測ってみると。
DNA螺旋.png
こんな感じです。

何を考えているかは次回にでも。では。
前の10件 | - 生命の誕生+進化 ブログトップ