クロロプラストを盗む驚異的なナメクジ：ミクソトロフィの世界を探る

要約

本記事では、動物のように食物を摂取することも、植物のように光合成によって自己生産することもできる生物の世界であるミクソトロフィについて探求します。特に、藻類からクロロプラストを盗むナメクジであるエリシア・クロロティカに焦点を当て、彼らが長期間それらを保持する方法についても議論します。また、ミクソトロフィはナメクジに限らず、植物の進化や海洋の最も生産的な生物においても重要な役割を果たしていることも取り上げます。

エリシア・クロロティカ：他に類を見ないナメクジ

エリシア・クロロティカは、北アメリカ東海岸の塩性湿地に生息するナメクジで、1年間食事をしなくても植物のように光合成によって生き残ることができます。このナメクジは、専用の歯であるラドゥラを使って食べ物の藻類の細胞を突き破り、細胞を吸い取ってほとんどの内容物を消化しますが、クロロプラストはそのまま残ります。これらのクロロプラストは、エリシアの消化管を覆う上皮細胞に取り込まれ、平たい体に分布する消化管で保持されます。これにより、ナメクジはより葉のような外観をして、カモフラージュとしても食物としても役立ちます。

ミクソトロフィ：最高の世界

ミクソトロフィとは、動物のように食物を摂取することも、植物のように光合成によって自己生産することもできる生物の能力のことです。エリシア・クロロティカはミクソトロフであり、70種類以上のナメクジが食べ物からクロロプラストを盗むことができます。エリシアと地中海と太平洋に生息するいくつかの近縁種が他のナメクジと異なる点は、彼らがクロロプラストを長期間保持できることです。他のナメクジは、最大で数週間しかクロロプラストを保持しません。これは、特定の藻類のクロロプラストが自己の光収集システムを修復できる能力があるためであり、ほとんどのクロロプラストは修復のためにホスト細胞とその遺伝子に依存しています。これにより、クロロプラストはナメクジの内部でより長く持続することができます。一方、ナメクジは、クロロプラストとの関係を改善するために遺伝子発現を調整し、損傷したプラスチドを除去して、潜在的に有害な化学物質の蓄積を回避します。

海洋における共生：藻とその小さな助手

ミクソトロフィはナメクジに限らず、サンゴ、巨大貝、スポンジなど、多様な生物に内在する共生藻によっても実現されています。共生藻は光合成によって有機化合物を供給し、代わりにシェルターや無機化合物を提供します。これらのミクソトロフは、栄養素が乏しい熱帯海洋では、濾過摂食するサンゴ、貝、スポンジが十分な栄養を得ることができないため、ダイナミックなサンゴ礁が形成されることを可能にします。

ミクソトロフィと植物の進化

エリシアが光合成を行うようになるプロセスや、他の生物が摂食モードを切り替えるプロセスは、すべての植物の起源につながる可能性があります。単細胞生物がシアノバクテリアを捕食し、その中で消化されなかった小さな植物が細胞内に生き残り、やがてクロロプラストを生み出すようになりました。しかし、最初の真核生物の植物はすぐに他の動物に捕食され、エリシアと同様に貴重なクロロプラストを奪われました。そして、食べられたり食べたりすることを模倣するように、このクロロプラスト強奪は最大3回まで続き、4つの膜を持つプラスチドと海洋で最も生産的な植物や森林が生まれました。

結論

ミクソトロフィは、生物が最高の世界を持つことを可能にする魅力的な適応です。エリシア・クロロティカは、自然界でミクソトロフィが進化した例の1つに過ぎません。藻と他の生物の共生は、植物の進化や海洋の最も生産的な生物において重要な役割を果たしてきました。ミクソトロフィの研究は、地球上の生命の多様性を明らかにするだけでなく、何百万年もの間、生物がどのように適応し進化してきたかを理解する上でも示唆に富んでいます。