生物・細胞の多様性と共通性

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系統樹

地球上には様々な生物が存在する。生物のつながりを進化の過程を踏まえて表すことを系統と言う。それを樹状に表した図を系統樹と呼ぶ。

生物の共通性

生物には次のような共通性がある。

  1. すべての生物は細胞からできており、代謝によって生じるエネルギーを用いて生きている。
  2. 生殖によって増殖し、遺伝情報(DNA)が子孫へと受け継がれている。
  3. 外部環境の変化に応じて、自身の環境を一定に保とうとする恒常性という性質がある。
  4. 外界からの様々な刺激を受け取って反応する。
  5. 遺伝情報の変化によって進化する。

生物は共通の祖先から発生し、細胞構造が複雑化して多様化した。さらに、単細胞生物から他細胞生物へと進化していき、その多様性は極まったと言える。


Evolution in 5 minutes 投稿者 TyquanEbbie

生体物質

生物は主に、水、タンパク質、核酸(DNAなど)、脂質、炭水化物によって構成されている。細胞内は水が80~70%%、タンパク質15~10%、脂質2%、核酸1%の割合である。割合は教科書、参考書、雑誌等によって多少異なる。

生体物質

http://www.nature.com/

細胞の発見

17C、ロバートフックは自ら顕微鏡(下画像)を作成し、細胞を発見した。シュライデンが19Cに植物細胞を観察し、シュワンが動物細胞を観察した。そして、「生物はすべて細胞からできており、細胞は生物の構造と機能の単位である」という細胞説を提唱した。

フック顕微鏡

 

ロバートフックとレーウェンフックは混同しやすい。レーウェンフックも同じ17Cに活躍した人物で、ロバートフックとは異なる顕微鏡を自作して微生物を発見した。様々なものを観察しており、下記の記述は歯磨きをしたことがない男の歯垢を観察した際の記録である。

「大量の小さな微小動物がせわしなく動いていた。中でも最も大きなものは、カワマスが水の中を突き切って泳ぐように力強く敏捷な動きを見せ、それよりも一回り小さなものは数も多く、コマのようにくるくると回っていた」
http://natgeo.nikkeibp.co.jp/

分解能

細胞には様々な大きさがある。鶏の卵(下画像)も1つの細胞であるし、顕微鏡でなければ見えない細胞もある。2点として認識できる最小の長さを分解能と呼び、肉眼では0.1mm~0.2mmである。光学顕微鏡では0.2μm、電子顕微鏡では0.2nmとなっている。顕微鏡という道具を使い、肉眼では確認できない様々な細胞が発見された。

単細胞生物から多細胞生物へ

生命は単細胞生物から始まり、緩い細胞同士の繋がりを形成する細胞群体を経て、多細胞生物へと進化していったと考えられている。

単細胞生物

体が1つの細胞からなる生物を単細胞生物と呼ぶ。ゾウリムシ、ミドリムシ、大腸菌、ネンジュモ、クロレラ、ミカヅキモなどがいる。1つの細胞内ですべてのことを行わければならないため、ヒトの細胞などに比べると特定の構造などが発達している。

ゾウリムシ
http://coolsciencegifs.tumblr.com/

単細胞生物には、細胞口、食胞、収縮胞、眼点、感光点、繊毛、鞭毛などがある。細胞口は口、食胞は食物の消化、収縮胞は濃度調節・老廃物の排出、眼点・観光点は光を感じる、繊毛・鞭毛は運動に関与する。

ゾウリムシ

ミドリムシ
単細胞生物は無性生殖で分裂するため、寿命がないと思われがちである。しかし、実際はたまに接合して遺伝子を他個体と交換している。下画像は大腸菌が接合して遺伝子を交換している様子である。ゾウリムシでは、他個体と接合させないように飼育すると死に至ることがわかっている。

 

大腸菌接合

細胞群体

単細胞生物がゆるい結合によってつながっている集団を細胞群体という。ボルボックス(下画像)、パンドリナ、クンショウモなどがいる。ボルボックスは細胞が生殖細胞と体細胞などに分化しているが、細胞群体のカテゴリーに高校生物では分類されている。詳しくはこちらのページで解説。

ボルボックス

https://www.s.u-tokyo.ac.jp

多細胞生物

体が多数の細胞からなる生物を多細胞生物と呼ぶ。ミジンコからヒトまで多くの生物が多細胞である。細胞が多種多様に分化し、細胞ごとに分業が行われている。

分化

http://www.tutorvista.com/

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コメント

  1. 通りすがりの者 より:

    初めて訪れたのですが非常にわかりやすく、見やすいサイトで今後お世話になると思うほど気に入りました!
    ただ、一点気になる点がありましたので確認の意味で送らせていただきます。
    生物基礎の「生物の共通性」3.外部環境の変化に逆らい、自身の環境を一定に保とうとする恒常性という性質がある。
    と書かれていますが、「外部環境の変化に逆らい」ではなく「外部環境の変化に応じて」という表記の方がより良いと思います。
    「逆らって」だと、寒冷地や熱帯地に赴いた際の体温の変化や酸素濃度の変化など、常に同じではないですよね。
    本当に少しの違いなのでわざわざ指摘するのもいかがなものかとも思ったのですが、
    気になったのでご報告させていただきました。
    参考程度にしていただければと思います。
    長文失礼いたしました。

  2. 管理人 より:

    >通りすがりの者さん
    コメントいただき大変ありがとうございます・w・
    確かに「応じて」の方が正確に伝わるように感じました。修正させていただきました。ご指摘いただき大変ありがとうございます!また助言いただければ幸いです。どうぞよろしくお願いいたします・w・

  3. かみさま。 より:

    もう本当に最高です。
    ブクマに登録しました。
    これからも勝手にお世話になります。

  4. 管理人 より:

    >かみさま。さん
    嬉しいお言葉大変ありがとうございます;w;
    もっとわかりやすいように改善していきたく思います。
    どうぞこれからもよろしくお願いいたします・w・

  5. ゆきの より:

    フックのところにレーウェンフックの顕微鏡の写真ついてますよ。
    フックのつくった顕微鏡はもっと簡素でコルクを拡大する程度、レーウェンフックの顕微鏡は赤血球や細菌までも観察することを可能としたものです。
    サイト参考にさせてもらいます。

  6. 管理人 より:

    >ゆきのさん
    ご指摘ありがとうございました;w;大変申し訳ありません。
    レーウェンフックの記事も追加しておきました。
    今後ともどうぞよろしくお願いいたします。

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