クマムシ：特性、種類、生息地、栄養 - 生物学 - 2025

クマムシは、 0.05から0.5mmの間の微視的な動物の長さであるが、「巨大」1.7ミリメートル報告されています。それらは無脊椎動物であり、セグメント化されたプロトストームであり、爪のある太い脚の4つのペアを持つ小さなクマの外観、および重さのある左右の移動です。

それらは1773年にヨハンA.エフラインゲーズによって初めて記述され、1777年にラザロスパランツァーニによってクマの水で洗礼を受けました。それらはほとんど研究されていませんが、現在800を超える種、半水性環境の住人がいます。あらゆる種類の環境。

図1.成体のクマムシ。出典：Goldstein lab-tardigrades、Wikimedia Commons経由

彼らの系統発生学的関係は、環形動物と節足動物の複合特性を示しているため、論争に残っていますが、タルディグラダ門に属していると見なすことができます。

節足動物と同様に、クマムシは薄い保護外表皮を持ち、定期的に脱皮する（プロステロイドエクジソームホルモンによって媒介されるプロセス）ため、乾燥に耐えることができます。ただし、関節のある節足動物とは異なり、クランプ付きの非関節型付属肢があります。

一般的な特性

体型

クマムシは、左右対称で、一般的には丸みを帯びて平らになっており、特徴的な形状が分類に重要である爪で頂点になる4対の腹側脚があります。

体のセグメンテーションは外向きに区別できませんが、最後の尾側セグメントに加えて、頭の後に3つのトランクセグメントが続き、それぞれに1組の脚があります。

身体は脱皮するキューティクルの薄い層で覆われており、多くの種には背側と側板があります。

海洋以外の成体のクマムシはカラフルで、ピンク、緑、紫、黄色、赤、灰色、黒の色調を示します。

筋肉

クマムシは平滑筋の横紋筋を持ち、ほとんどの筋バンドは単一の細胞または少数の大きな細胞で構成されています。これらは、段階的に運動を制御する拮抗的な筋肉のセットを形成します。

ガス交換

酸素のようなガスの交換は、あなたの体を通しての拡散に依存します。

消化器系

タージグラードの消化器系は、頬側のチューブ、球根のある筋肉の咽頭、および植物やその他の小動物の体に穴を開け、その内容物を吸い出すために使用する石灰質のスタイレットのペアで構成されています。

肉食性および雑食性のクマムシは前口があり、草食動物および害虫は腹側に口があります。

咽頭は食道と通じており、食道は中大腸と短大腸（総排泄腔または直腸）に通じており、最終的には最終肛門に至ります。

図2.クマムシ。出典：http://www.mikro-foto.deのFrank Fox

神経系

クマムシの神経系は、環形動物および節足動物の神経系と同様に、メタメリックです。

それらは食道下神経節に接続された大きな分葉状の背側脳神経節を示します。これは次に、一対の後方腹側神経索に伸び、脚を通る4対の神経節のチェーンを接続します。

クマムシは、多くの場合、それぞれが5つの細胞を含む1組の感覚的なアイスポットを持ち、そのうちの1つは光に敏感です。

適応戦略

アナビオーシスと嚢胞形成

クマムシは、生存に不利な環境条件の間、非常に減少した代謝活動を意味する潜伏状態に入ることができます。

乾いた時期には、陸生クマムシが生息する植物が乾くと、足を引っ張って丸くなり、体から水分を失い、しわのある体全体を覆う二重壁のクチクラ鞘を分泌します。

これらの嚢胞は、アナボシスと呼ばれる状態である非常に低い（しかしまだ検出可能な）基礎代謝を維持しています。

クマムシは、異常に高いCO ₂、硫化水素、およびシアン化カリウムの条件下で嚢胞を形成することも報告されています。

クリプトビオシスとバレルステージ

クリプトビオシスは、代謝活動のすべての兆候がまったく見られない極度のアナビオシスの状態です。この状態に入るこの能力のために、クマムシの多くの種は、極端な環境条件に耐えます。

極度の環境条件下では、クマムシは足を収縮させ、「ワイン樽」（英語では「ツン」と呼ばれます）のような形をした単一の壁を持つ特定のタイプの嚢胞を形成します。

この樽の状態では、身体の代謝は検出できず、クリプトバイオティックと見なされます。したがって、彼らは彼らの体をカバーし、環境との相互作用表面を減少させる、極端な悪条件から身を守ります。

無水菌症

無水菌症は、多くの種類のクマムシ（および他の無脊椎動物、ワムシおよび線虫）が、凍結する水または干ばつの外部条件による脱水状態に抵抗できるようにする乾燥耐性戦略です。

干ばつにさらされると、水分が失われ（アクティブな状態では体重の85％を占めます）、体重の2％未満になり、代謝活動がほとんど感知できないレベルまで低下して、樽の段階に入ることができます。

極限状態への耐性

多くの種のクマムシがバレル後期に生き残る極端な物理的状態には、次のものがあります。

• 非常に高温（149°C）および非常に低温（-272°C）。
• 高気圧（最大6000 atm）。
• 強いレベルの電離放射線。
• 真空への暴露。
• 長期間にわたって完全に酸素が存在しない。

さらに、一部の種は、塩水、エーテル、無水アルコール、さらには液体ヘリウムなどの有毒物質にバレルを浸した後に回復しました。

活動状態の好ましい条件が回復した後（特に水の利用可能性）、動物は数時間以内に腫れ、代謝を再開します。

嚢胞形成とバレル段階の生態学的役割

嚢胞とバレルステージは、空間と時間における生存戦略を表しています。

一時的な側面では、環境条件（特に湿度）が良好になるまで、これらの被嚢段階で年が経過する可能性があります。

空間分野では、嚢胞形成は、風の分散作用によって、または機関車の水鳥に付着した乾いた泥の中にいることによって、地理的に分散する手段も表します。

活動期間と被嚢期間が交互に発生するため、クマムシの平均寿命は1年未満から100年以上までさまざまです。

図3.活動的な成人のクマムシ（a）とその被嚢形態（b）。出典：橋本拓馬、堀川大樹、斉藤由貴、桑原裕和、小塚葉子、新井正、水口洋平、大石和子、本山あゆ子、会津智之、榎本淳、近藤小雪、田中紗枝、裕一郎、ゆいちろう越川茂之、相良浩、三浦徹、横堀真一、宮川清、鈴木豊ほか 、ウィキメディア・コモンズ経由

生息地

クマムシは広い地理的分布を持つ自由生活または共生（寄生性の）動物であり、一時的な淡水池などの極端なまたは非常に変化しやすい環境の住民です。

水の可用性

これらの微生物の制限要因は水の利用可能性ですが、これがない場合（凍結または干ばつ条件下で）、クマムシは脱水し、前述のようにシストまたはバレル段階を形成します。

陸生種は、ワムシ、線虫、細菌、原生動物、ダニ、小さな昆虫の幼虫などの他の生物とその微小生息地を共有しています。

広い地理的分布

クマムシの地理的分布に関する情報は、それらの詳細な研究の欠如、および惑星のさまざまな重要な地域からの標本のコレクションの希少性によって制限されています。

しかし、その広い地理的分布は、シスト、バレル段階、およびそれらの卵を介した分散によって支持されています。

これらの構造物はすべて非常に軽く、長距離の輸送に耐性があります（風、砂、昆虫、鳥、その他の動物に付着した泥の中）。

クマムシは、北極から南極、ビーチの砂から深海の深さ（深さ3000 m）まで、天然および人工の水域（プール、川、湖、海、温泉）で発見されています。土壌、ごみ、苔、苔類、地衣類、藻類、および特定の維管束植物を覆う薄い水層などの半水生生物。

いくつかの種は侵入型（砂粒の間に生息）、その他は着生植物（藻や植物の表面に生息）、および他の種は共生または共生（イガイのマントルなどの他の海洋無脊椎動物内またはその内部に生息）です。

クマムシ種の例

ほとんどのクマムシ種は地球上に広く分布しており、ターミグラード（肉食）などの多くはコスモポリタンです。

他の種は、グリーンランドの褐藻に一般的に見られるHalobiotus crispaeなどの海洋です。デンマークのEchiniscoides sigismundiなどの沿岸種も研究されています。

ただし、Isohypsibius cameruniなどの固有種は存在する可能性があり、カメルーン（アフリカ）でのみ（これまでのところ）発見されていますが、この仮定は、他の地域では探求されていないためと考えられます。

Styraconyx qivitoqのような他の動物界の種は、外生動物またはコケムシの水生動物に住んでいます。

人口密度が低い

クマムシは食物連鎖の一部ですが、一般に個体数は少ないです。時折、土壌中では最大300,000個体/ m ²、コケでは2,000,000個体/ m ²以上の密度に達することがあります。

クマムシの種類

フィラムタルディグラダ

Tardigrada門は、頭の付属肢の詳細、足の爪の性質、およびマルピギー管の存在（または不在）に基づいて定義された3つの順序で8つの家族で構成されています。

この門の3つの順序は次のとおりです。

図4.成体のクマムシ。ソース：ウィローガブリエル、ゴールドスタインラボ、ウィキメディアコモンズ経由

栄養

ダイエット

彼らは一般に植物や動物の細胞液を食べ、一対の口腔スタイレットで細胞を貫通します。

淡水に生息するクマムシは、有機性廃棄物、植物細胞含有量（特にコケ）、微細藻類、原生動物、ワムシなどの他の小さな無脊椎動物を食べて、分解する植生の中にあります。

地面に住んでいる、腐敗している細菌、藻類、植物を食べている、または小さな無脊椎動物の捕食者であるクマムシ種。

供給プロセス

食べるとき、クマムシは食べ物を吸い込み、食物に唾液を作り出します。それらはまた、口腔内に排出される消化液を産生します。

食物は咽頭から食道へと移動し、食道は中大腸へと開き、そこで栄養素の消化と吸収が起こります。最後に、短い大腸（総排泄腔または直腸）が末端肛門につながります。

再生

クマムシは雌雄異変であり、両性の腸、および肛門の近くまたは直腸（一部の女性の場合）の腺孔に単一の生殖腺を示します。

女性には、総排泄腔の近くの直腸に通じる1つまたは2つの小さな精液受容器があります。

一部の属では、男性は不明ですが、ほとんどのクマムシは交尾と産卵を研究しました。

クモの巣の成長はクチクラの脱皮に由来し、3〜6段階の後に性成熟に達します。

性的

一部の種では、男性はクチクラの浸透により、精子を直接女性の精嚢または体腔に沈着させます。後者の場合、受精は卵巣で直接起こります。

他のクマムシでは、特定の形態の間接受精が起こります。男性が脱皮する前に女性のクチクラの下に精子を沈着させ、女性が後で脱皮キューティクルに卵を沈着させるときに受精が起こります。

雌は一度に1〜30個の卵を産みます（種によって異なります）。その開発は幼虫の段階を示すことなく、直接です。

単為生殖による無性

単為生殖（ギリシャ語、単為生殖：処女と起源：誕生）は、受精していない卵が個々の生存可能な大人として成長する生殖戦略です。

この戦略には、迅速な繁殖を可能にするという短期的な利点があります。ただし、長期的には、遺伝的多様性により環境条件の変化に対する柔軟性と適応性が高まるため、性的親族に比べて不利になります。

ほとんどの生物では、単為生殖は有性生殖の期間と交互に起こります。

卵

卵は一般に、円錐形の突起に加えて、特徴的な表面の細孔を持っています。

図5. Macrobiotus shonaicusの卵の詳細。出典：Stec、Daniel; 荒川一晴; Michalczyk、Łukasz、Wikimedia Commons経由

いくつかの種は、それらの卵のパターンによってのみ識別されます。たとえば、Macrobiotus属とMinibiotus属の種。

また、エキニスカス属の場合と同様に、卵の背側プレートの孔のサイズと形状により、種を分離することができます。

参考文献

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