胞子：特徴と種類 - 生物学 - 2025

胞子は、以前にマージされた生殖細胞を必要とせずに新しい個人を発信することのできる構造体です。これらは、細菌、原生動物、藻類、植物における無性生殖の産物です。真菌では、有性生殖または無性生殖によって生産されます。

一般に、すべての生物の胞子は非常に耐性のある構造で、厚いまたは二重の細胞壁に囲まれています。このタイプのコーティングにより、避難所のない極端な環境条件に耐えることができます。

真菌Psathyrella corrugisの胞子（出典：この画像は、菌類学の画像のソースであるMushroom ObserverのユーザーKingman Bond Graham（Kingman）によって作成されました。こちらのユーザーに連絡できます。英語-español-français-italiano-македонски-മലയാളം-português -+/− / CC BY-SA（https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0）（Wikimedia Commons経由）

それらは長期間生存することができ、環境条件が理想的であると「認識」すると、活性化され、それらを引き起こした生物と同じ種の新しい個体を生み出します。

ほとんどの胞子はサイズが小さく、拡大鏡や顕微鏡などの拡大装置を使用しないと視覚化できません。サイズによって、この構造は広がりやすく、空気、水、動物などの中を「移動」できます。

発芽は大規模な生物集団の生産に終わる可能性があるため、一般に業界、特に食品業界では、胞子がコロニー化して商品に混入するのを防ぐために講じられている予防策の多く要らない。

胞子の種類

真菌胞子

菌類の胞子は、植物の種子と同様の機能を持っています。各胞子から、胞子を生じさせた菌糸とは無関係に、新しい菌糸を生成することができる。

真菌の胞子の例（出典：Laurararas / CC BY（https://creativecommons.org/licenses/by/4.0）via Wikimedia Commons）

ただし、種子は雄の配偶子と雌の配偶子の融合からのみ発生し、芽胞は必ずしも2つの配偶子の融合に由来するわけではないため、種子と胞子の生成方法は大きく異なります。

真菌胞子は、人間や動物に多数のアレルギーや感染症を引き起こします。しかしながら、胞子はまた、食品に関心のある真菌種を繁殖および繁殖させるためにも使用されます。

- 複製

各胞子は、環境がその発達に適切な条件を備えていることを検出するとすぐに、活性化され、キチン細胞壁を分解し始めます。その瞬間、最初の菌糸体が出現し、それを取り巻く環境を食べます。

真菌の特性に応じて、完全に成熟した多細胞個体が発生し、発生します。酵母などの真菌のいくつかの種は単細胞個体であり、その場合、それらは数が増加し、数百万の細胞のコロニーを形成します。

多細胞菌類の種では、菌糸体はサイズと細胞数が増加し、胞子嚢または胞子嚢胞子と呼ばれる構造で発達し、そこで細胞増殖の過程が起こり、新しい胞子が形成されます。

胞子嚢と胞子のプロセス、構造、時間、および特性は、真菌のグループと種によって異なります。

- 機能

菌類の胞子の主な機能は、種を繁殖させ繁殖させることです。これらは、非常に耐性のある構造であり、適切な刺激を検出して成長および発達するまで、長期間「休止」（非アクティブ）のままになる可能性があります。

- トレーニング

菌類の各家族は、その胞子を生成する異なる方法を持っています。この場合、マイコタ王国を構成する5門のうち4門の胞子の形成過程が説明されます：

Chytridiomycota：菌糸は半数体の葉または菌糸を発達させ、生成します。これらでは、タラスはメスの配偶子となり、もう一方はオスの配偶子となり、融合して菌糸を形成し、そこで胞子嚢とその後遊走子が成熟します。

子嚢菌門：菌の菌糸は曲率を形成するまで長くなり、菌糸の最後の部分と内部の間に一種の「穴」ができます。フックにはオスとメスの細胞があり、これらは交差し、子嚢胞子が発生する嫌悪感を引き起こします。

担子菌：子嚢菌菌のプロセスとほとんどの点で類似したプロセスです。しかし、それらの違いのいくつかは子嚢胞子ではなく担子胞子の生産にあり、子実体はより大きく、より発達しています。

Oomycota：これらは生きている個体の組織に侵入する真菌です。感染が組織全体に広がったら、性細胞が異なる2つの菌糸、男性と女性の1つが受精し、卵胞子を生成します。

細菌胞子

細菌の胞子は、DNA中に窒素含有グアニンとシトシンの含有量が低いグラム陽性菌で頻繁に発生します。これらは環境の栄養素の不足を知覚すると形成され始めます。

細菌胞子の構造（出典：Videobiotechno / CC BY-SA（https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0）経由Wikimedia Commons）

- 複製

真菌や他の生物とは異なり、細菌の胞子は典型的な生殖構造ではありません。これらの微生物は、環境の好ましくない変化を検出し、非常に耐性のある不活性細胞を合成し始めます。

この耐性により、細菌細胞を殺す条件下で、不活性細胞がその遺伝物質を無傷で長期間維持することができます。真菌胞子と同様に、外部条件が発生に適するまで、それらは不活性のままです。

バクテリアでは、胞子は内生胞子と呼ばれます。これは、これらが細胞内の非対称分裂を介して発生する内部細胞「体」であるため、無性起源であるためです。

- 機能

内生胞子の主な機能は、それらを生起させることができない条件下でも、それらを生じさせた細胞の寿命を可能な限り延長および維持することです。環境条件が改善されると、内生胞子はその不活性化状態から出現し、あらゆる点でその前駆細胞と同じ新しい細菌細胞を発生させることができます。

- トレーニング

この構造の形成が研究されているモデル種は枯草菌です。プロセスは、参考文献に応じて4つまたは5つのフェーズで構成されます。これらは：

-フェーズ1：細胞が非対称に分裂し、2つの空洞を作成します。最大のものは母親の細胞内部のすべての成分を含み、最小部分は内生胞子を形成します。

-フェーズ2：前駆細胞と内生胞子になる細胞との間に通信システムが確立されます。このシステムは、内生胞子の内部構造を構成する部分の特定の遺伝子の発現を駆動します。

-フェーズ3：大きな細胞と小さな細胞を分けていた細胞壁の部分が消え、小さな細胞が大きな細胞の細胞内環境内に留まるようになります。

-フェーズ4および5：これらのフェーズでは、内生胞子殻の外部コンポーネントが生成され、「母」細胞の分解後に脱水されて環境に放出されます。

内生胞子は、細胞外受容体でその発生に好ましい条件であることを検出したときにのみ活性化されます。

原生動物の胞子

原生動物では、胞子を生産する唯一の亜門が知られており、胞子の生産におけるそれらの独特の条件のために、以前は胞子虫として知られていたアピコンプレクサ生物のそれに一致します。

これらの生物の大多数は脊椎動物の内部寄生虫であり、「頂端複合体」と呼ばれる構造を持っています。これは、宿主の細胞や組織に侵入するための特殊な構造です。

- 複製

このグループのすべての個体は、1つ以上の宿主で発生するため、複雑な生物学的サイクルを持っています。多くの微生物と同様に、彼らのライフサイクル中に彼らは性的および無性の段階を交互に。

胞子形成期では、以前の配偶子細胞融合の接合体産物がスポロゾイトに分化します。それは成熟し、連続した細胞分裂周期（有糸分裂）を介して増殖し、スポロゾイトと呼ばれる複数の胞子を生成する、メロゴニー段階を開始します。

これらの胞子は、宿主の循環系を介して広がり、コロニーを形成して内部を拡大し始め、複数の臓器や組織に侵入します。スポロゾイトとメロゴニアを形成するサイクルは、コロニー形成された各組織で繰り返されます。

- 機能

「蜂複合体」生物の胞子は、小型で十分にパッケージされた成体個体であり、寄生している脊椎動物の血流を通って移動し、できるだけ多くの組織や臓器にコロニーを形成します。

すべての胞子は接合体形成後の細胞分裂の産物です。したがって、それらは有性生殖のイベントが先行する無性生殖の産物です。その主な機能は、寄生虫感染をすべての可能な組織全体に広げ、広げることです。

- トレーニング

サイクルの別の部分では、細胞分裂のスポロゾイト生成物は、オーシストを形成する非常に耐性のあるカバーで囲まれています。このフォームを使用すると、ホストを終了して環境に入り、新しいホストに侵入することができます。

オーシストが潜在的な宿主によって摂取されると、オーシストは活性化され、その頂端複合体を使用して細胞内に内在化されます。内部では、スポロゾイトに分かれて他の組織に侵入し始めます。

新しい侵入細胞は、その内部にある多数のスポロゾイトにより破壊され、このようにして、それらの増殖は継続します。スポロゾイトとオーシストの両方は、異なる特性を持つ胞子です。

藻類の胞子

藻類は、多種多様な酸素産生光合成生物をグループ化する多系統のグループです。グループ内に分類される9つの部門のうち4つは胞子を生成します。

彼らが藻類で合成するすべての胞子は無性生殖の産物です。胞子と繁殖体（体から伸びて体から離れる伸展）は、多細胞藻類における無性生殖の非常に一般的な形態です。

- 複製

藻類のグループにおける胞子嚢形成の主な刺激は、光周期の変動、つまり、各個人が認識する光の時間の変動であると考えられています。日照時間が臨界レベルを下回ると、藻は胞子嚢を形成し始めます。

胞子嚢は、生殖構造が分化して胞子を合成するタラスから形成されます。胞子は、胞子嚢細胞の複数の内部プロトプラスト分裂に由来する可能性があります。

ただし、藻類の一部の種の胞子は、藻類の本体から細胞を分離した後に発生します。

各胞子は培地中に浮遊しているか、新しい個体の発達に必要な環境条件を含む基質上に静止するまで動員されます。

- 機能

藻類の胞子は、藻類の個体数をできるだけ増やすように特化しています。それぞれの種は異なる生態系を植民地化するために異なる専門化を持っています。ただし、それらはすべて水生または半水生環境です。

存在する藻類の非常に多様性の中で、胞子の同等の多様性を観察できます。いくつかは胞子を移動可能にする鞭毛を持ち、他は厚い被覆層、他は青色、他はさまざまな他の多くの特性の中であるためです。

- トレーニング

藻類のすべての胞子は、以前の細胞分裂によって形成されます。栄養体幹には、胞子が生成される肥沃な体幹があります。これは胞子嚢と呼ばれます。

藻類の中で、胞子は2つの異なるタイプに分類できます。減数分裂に由来するものと有糸分裂に由来するものです。このようにして、藻類のグループでは、減数分裂の減数分裂胞子生成物と有糸分裂の小胞子生成物を見つけます。

植物の胞子

「非維管束植物」として分類されたすべての植物（コケ植物、シダおよびスギナ、後者はシダ植物として分類されます）は胞子を通じて繁殖し、「祖先」と見なされます。

シダまたはシダ植物の胞子（出典：Luis Miguel BugalloSánchez（Lmbuga）/ CC BY-SA（https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0）via Wikimedia Commons）

- 複製

植物の胞子を介した生殖は「胞子形成」として知られています。コケ植物では、ハプローディプロフェーズ型の二元系サイクルを持っているため、ライフサイクルはシダ植物とはかなり異なります。

これは、栄養段階に一倍体の遺伝的負荷があり、頂端領域で配偶子が生成されることを意味します（配偶子が発生する場所）。彼らは一般的に雌雄異株の種であり、すなわち、性別は異なる植物に分かれています。

雨と風は、男性の配偶子を別の植物の女性の配偶子に駆り立てる主な力です。女性の配偶子が受精すると、受精卵が生成され、これが成熟して着生植物になります。

成熟した胞子体では、胞子が合成されて新しい一倍体個体が生まれます。

シダ植物では、胞子嚢は葉の下側（下部）にあります。これらの胞子嚢は小さな胞子を生成し、適切な培地に入れられると、ガメンティアを生成します。

ガメタンジアは雌と雄の配偶子を作り、それらを組み合わせて胚と新しい成熟植物を作ります。

- 機能

これらの種の胞子は、条件が発達し、成長し始めるのが適切になるまで、それらが「潜在的な」生命状態にとどまることを可能にします。維管束植物の種子とは異なり、胞子には胚が含まれておらず、予備組織も含まれていません。

しかしながら、これらの植物のグループは、胞子がそれらが植物が発達するのに理想的な湿度になるまで長期間生存することを可能にしたので、地球環境を植民地化した最初のものでした。

- トレーニング

コケ植物では、胞子体の形成後に胞子が生成されます。胞子体内の胞子形成組織は、減数分裂のサイクルと有糸分裂の複数のサイクルを通じて分裂し始めます。これにより、新しい配偶体を生み出す多数の胞子が生成されます。

コケ植物に似た何かがシダ植物で発生します。葉の下側には、シナジアンと呼ばれるメイオスポランギアのグループがあります。それぞれのmeiosporangiumには3つのmegasporangiaがあり、内部には多数の胞子があります。

胞子は、最初の胞子が内部の細胞の分化から生じる巨胞子嚢で生成されます。それは、大胞子に形質転換して成熟し、減数分裂の過程を経て、その後、有糸分裂の複数のサイクルを経て、何百もの新しい胞子を発生させます。

参考文献

1. Chaffey、N.（2014）。植物のカラスの生物学。植物学の年代記、113（7）、vii。
2. ディーコン、JW（2013）。真菌生物学。ジョン・ワイリー&サンズ。
3. Feofilova、EP、Ivashechkin、AA、Alekhin、AI、およびSergeeva、I（2012）。真菌胞子：休眠、発芽、化学組成、およびバイオテクノロジーにおける役割（レビュー）。Prikladnaia biokhimiia i mikrobiologiia、48（1）、5-17。
4. Haig、David、およびWilczek、Amity。「一倍体と二倍体の世代の性的対立と交替」。王立協会の哲学的取引B：生物科学361. 1466（2006）：335-343。
5. Maggs、CA、&Callow、ME（2001）。藻類の胞子。e LS。
6. Smith、P。、およびSchuster、M。（2019）。公共財および微生物の不正行為。現在の生物学、29（11）、R442-R447。
7. Wiesner、J.、Reichenberg、A.、Heinrich、S.、Schlitzer、M.、&Jomaa、H.（2008）。薬物標的としてのapicomplexan寄生虫の色素体様オルガネラ。現在の製薬設計、14（9）、855-871。