第23章原生生物
Life Cycles生活環
Protists reproduce by a variety of mechanisms. Most undergo some form of asexual reproduction, such as binary fission, to produce two daughter cells. In protists, binary fission can be divided into transverse or longitudinal, depending on the axis of orientation; sometimes Paramecium exhibits this method. Some protists such as the true slime molds exhibit multiple fission and simultaneously divide into many daughter cells. Others produce tiny buds that go on to divide and grow to the size of the parental protist.
英語のヒント
原生生物は、さまざまな仕組みで生殖する。大部分は、二分裂など何らかの無性生殖によって、2個の娘細胞を作る。原生生物の二分裂は、分裂軸の向きに応じて横分裂と縦分裂に分けられ、ゾウリムシもこの方法を示すことがある。真性粘菌などの原生生物は、多分裂を行い、同時に多数の娘細胞へ分裂する。小さな芽を作り、それがさらに分裂し、親の原生生物と同じ大きさまで成長するものもいる。
Sexual reproduction, involving meiosis and fertilization, is common among protists, and many protist species can switch from asexual to sexual reproduction when necessary. Sexual reproduction is often associated with periods when nutrients are depleted or environmental changes occur. Sexual reproduction may allow the protist to recombine genes and produce new variations of progeny, some of which may be better suited to surviving changes in a new or changing environment. However, sexual reproduction is often associated with resistant cysts that are a protective, resting stage. Depending on habitat of the species, the cysts may be particularly resistant to temperature extremes, desiccation, or low pH. This strategy allows certain protists to “wait out” stressors until their environment becomes more favorable for survival or until they are carried (such as by wind, water, or transport on a larger organism) to a different environment, because cysts exhibit virtually no cellular metabolism.
英語のヒント
減数分裂と受精を伴う有性生殖は、原生生物に広く見られ、多くの種は必要に応じて無性生殖から有性生殖へ切り替えられる。有性生殖は、栄養分が枯渇する時期や、環境変化が起こる時期と結びついていることが多い。有性生殖によって遺伝子を組み換え、多様な子孫を作ることができ、その一部は、新しい環境や変化する環境で生き抜くのに、より適しているかもしれない。しかし、有性生殖は、防御的な休眠段階である耐久性のシストとも結びついていることが多い。種の生息地によっては、シストは極端な温度、乾燥、低いpHに特に強い。シストは細胞代謝をほとんど行わないため、この戦略によって、ある種の原生生物は、環境が生存に適するようになるまで、あるいは風、水、大きな生物への付着などによって別の環境へ運ばれるまで、ストレス要因が過ぎ去るのを待てる。
Protist life cycles range from simple to extremely elaborate. Certain parasitic protists have complicated life cycles and must infect different host species at different developmental stages to complete their life cycle. Some protists are unicellular in the haploid form and multicellular in the diploid form, a strategy employed by animals. Other protists have multicellular stages in both haploid and diploid forms, a strategy called alternation of generations, analogous to that used by plants.
英語のヒント
原生生物の生活環は、単純なものから非常に複雑なものまである。ある種の寄生性原生生物は複雑な生活環をもち、それを完結させるには、発生段階に応じて異なる宿主種に感染しなければならない。原生生物の中には、半数体の段階では単細胞、二倍体の段階では多細胞となる、動物が用いる戦略をとるものもいる。別の原生生物は、半数体と二倍体の両方に多細胞の段階をもち、これは世代交代と呼ばれ、植物が用いる戦略と類似する。
Habitats生息環境
Nearly all protists exist in some type of aquatic environment, including freshwater and marine environments, damp soil, and even snow. Several protist species are parasites that infect animals or plants. A few protist species live on dead organisms or their wastes, and contribute to their decay.
英語のヒント
ほぼすべての原生生物は、淡水や海水、湿った土、さらには雪を含む、何らかの水のある環境に存在する。動物や植物に感染する寄生者である種もいくつかある。少数の種は、死んだ生物やその排出物にすみ、その分解に寄与する。
Section Summary節のまとめ
Protists are extremely diverse in terms of their biological and ecological characteristics, partly because they are an artificial assemblage of phylogenetically unrelated groups. Protists display highly varied cell structures, several types of reproductive strategies, virtually every possible type of nutrition, and varied habitats. Most single-celled protists are motile, but these organisms use diverse structures for transportation.
英語のヒント
原生生物の生物学的・生態学的特徴は、極めて多様である。その理由の一部は、系統的に関連しない群を人為的に集めたものだからである。原生生物は、非常に多様な細胞構造、複数の生殖戦略、考えられるほぼあらゆる栄養様式、多様な生息環境を示す。大部分の単細胞原生生物は運動性をもつが、移動に用いる構造は多様である。
Review Questions確認問題
Exercises 10–14練習問題 10–14
Exercise 10問題 10
Protists that have a pellicle are surrounded by ______________.
ペリクルをもつ原生生物は、______________に囲まれている。
- silica dioxide二酸化ケイ素
- calcium carbonate炭酸カルシウム
- carbohydrates炭水化物
- proteinsタンパク質
Solution解き方
D
D
Exercise 11問題 11
Protists with the capabilities to perform photosynthesis and to absorb nutrients from dead organisms are called ______________.
光合成を行う能力と、死んだ生物から栄養分を吸収する能力をもつ原生生物を、______________という。
- photoautotrophs光独立栄養生物
- mixotrophs混合栄養生物
- saprobes腐生生物
- heterotrophs従属栄養生物
Solution解き方
B
B
Exercise 12問題 12
Which of these locomotor organs would likely be the shortest?
次の運動器官の中で、最も短いと考えられるものは、どれか。
- a flagellum鞭毛
- a cilium繊毛
- an extended pseudopod伸びた仮足
- a pellicleペリクル
Solution解き方
B
B
Exercise 13問題 13
Alternation of generations describes which of the following?
世代交代を説明するものは、次のどれか。
- The haploid form can be multicellular; the diploid form is unicellular.半数体の段階は多細胞の場合があり、二倍体の段階は単細胞である。
- The haploid form is unicellular; the diploid form can be multicellular.半数体の段階は単細胞であり、二倍体の段階は多細胞の場合がある。
- Both the haploid and diploid forms can be multicellular.半数体と二倍体の両方の段階が、多細胞になりうる。
- Neither the haploid nor the diploid forms can be multicellular.半数体と二倍体のどちらの段階も、多細胞にはなれない。
Solution解き方
C
C
Exercise 14問題 14
The amoeba E. histolytica is a pathogen that forms liver abscesses in infected individuals. Its metabolic classification is most likely ______.
英語のヒント
アメーバのE. histolyticaは、感染した個体に肝膿瘍を生じさせる病原体である。その代謝上の分類として、最も可能性が高いのは______である。
- Anaerobic heterotroph嫌気性従属栄養生物
- Mixotroph混合栄養生物
- Aerobic phototroph好気性光栄養生物
- Phagocytic autotroph食作用を行う独立栄養生物
Solution解き方
A
A
Critical Thinking Questions考察問題
Exercises 15–17練習問題 15–17
Exercise 15問題 15
Explain in your own words why sexual reproduction can be useful if a protist’s environment changes.
原生生物の環境が変化したとき、有性生殖が有用になりうる理由を、自分の言葉で説明しなさい。
Solution解き方
The ability to perform sexual reproduction allows protists to recombine their genes and produce new variations of progeny that may be better suited to the new environment. In contrast, asexual reproduction generates progeny that are clones of the parent.
英語のヒント
有性生殖を行う能力によって、原生生物は遺伝子を組み換え、新しい環境により適しているかもしれない多様な子孫を作れる。これに対し、無性生殖で作られる子孫は、親のクローンである。
Exercise 16問題 16
Giardia lamblia is a cyst-forming protist parasite that causes diarrhea if ingested. Given this information, against what type(s) of environments might G. lamblia cysts be particularly resistant?
英語のヒント
Giardia lambliaは、シストを形成する寄生性原生生物で、摂取すると下痢を引き起こす。この情報から考えると、G. lambliaのシストは、どのような種類の環境に特に強い可能性があるか。
Solution解き方
As an intestinal parasite, Giardia cysts would be exposed to low pH in the stomach acids of its host. To survive this environment and reach the intestine, the cysts would have to be resistant to acidic conditions.
英語のヒント
腸内寄生者であるGiardiaのシストは、宿主の胃酸によって低いpHにさらされるだろう。この環境を生き抜き、腸へ到達するには、シストは酸性条件に耐えなければならない。
Exercise 17問題 17
Explain how the definition of protists ensures that the kingdom Protista includes a wide diversity of cellular structures. Provide an example of two different structures that perform the same function for their respective protist.
英語のヒント
原生生物の定義によって、原生生物界に多様な細胞構造が含まれることになる理由を説明しなさい。それぞれの原生生物で同じ機能を果たす、異なる二つの構造の例を挙げなさい。
Solution解き方
Protists are defined as any eukaryotes that do not fall into the Plantae, Fungi, or Animal Kingdoms. Since the unifying characteristics describe what they are NOT, rather than what they are, Protista can include almost any cellular/organism organization. Possible examples of structure variety:
原生生物は、植物界、菌界、動物界のいずれにも入らない真核生物と定義される。共通の特徴が「何であるか」ではなく「何ではないか」を表すため、原生生物界には、ほぼどのような細胞や生物体の構成も含まれうる。構造の多様性の例には、次がある。
- Barrier to exterior world: cell wall, plasma membrane, pellicle外界に対する障壁:細胞壁、細胞膜、ペリクル。
- Locomotion: flagella, cilia, pseudopodia移動:鞭毛、繊毛、仮足。
mixotroph
混合栄養生物
organism that can obtain nutrition by autotrophic or heterotrophic means, usually facultatively
独立栄養または従属栄養によって栄養を得られる生物。通常、条件に応じて使い分ける。
pellicle
ペリクル
outer cell covering composed of interlocking protein strips that function like a flexible coat of armor, preventing cells from being torn or pierced without compromising their range of motion
かみ合ったタンパク質の帯からなる細胞外側の被覆。柔軟なよろいのように働き、細胞の運動範囲を損なわずに、引き裂かれたり突き刺されたりするのを防ぐ。
phagolysosome
ファゴリソソーム
cellular body formed by the union of a phagosome containing the ingested particle with a lysosome that contains hydrolytic enzymes
摂取した粒子を含むファゴソームと、加水分解酵素を含むリソソームが融合してできる細胞内構造。