動物と植物の両方である信じられないほどのナメクジ

要約

本記事では、動物のように食物を消費し、植物のように光合成によって自己の食物を生産することができる生物である混合栄養生物の魅力的な世界を探求します。特に、藻類から葉緑体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、その葉のような外観とカモフラージュ、そして食物を提供する方法を説明します。また、サンゴ、巨大貝、海綿などの混合栄養生物と、藻類との共生関係についても議論し、栄養素が欠乏した環境での生存を可能にする方法を説明します。

エリシア・クロロティカのユニークな能力

エリシア・クロロティカは、北アメリカ東海岸の塩性沼地に生息するナメクジで、食事をせずに1年間生きることができます。この間、藻類から盗んだ葉緑体を使用して光合成によって自己の食物を生産します。ナメクジは、特殊な歯であるラドゥラを使って藻類の細胞を貫通し、内容物を吸い出しますが、葉緑体はそのまま残ります。葉緑体は、エリシアの消化器系を覆う上皮細胞に取り込まれ、平たい体全体に分布し、より葉のような外観を与え、カモフラージュを提供します。エリシアは、葉緑体を盗む70種以上のナメクジの1つですが、その長期間葉緑体を保持できる点がユニークです。他のナメクジは、葉緑体を数週間しか保持しませんが、エリシアは、特定の藻類の葉緑体は自己の光収集システムを修復できるため、長期間保持することができます。また、ナメクジは、遺伝子発現を調整して葉緑体との関係を改善し、損傷した葉緑体を取り除くことで、潜在的に有害な化学物質の蓄積を回避します。

他の混合栄養生物と藻類との共生関係

混合栄養は、エリシア・クロロティカに限らず、サンゴ、巨大貝、海綿など、細胞内に生息する藻類と共生関係を持つ多様な生物に見られます。これらの混合栄養生物は、光合成によって有機化合物を供給する藻類から、シェルターや無機化合物を提供されます。これらの混合栄養生物の一部は、藻類を子孫に伝えます。これらの藻類の助けがなければ、フィルター摂食するサンゴ、貝、海綿は栄養素が欠乏した熱帯海洋で十分な栄養を得ることができず、彼らが作り出す美しいサンゴ礁は存在しないでしょう。混合栄養は、両方向に機能します。トリポスファーカという藻類は、1日に数種類の微小動物を消費することができ、暗闇で数週間生き残ることができます。トリポスファーカは、他の混合栄養藻類に食べられることで、葉緑体などの細胞小器官の交換の頻繁な機会を提供します。これにより、植物が生息できないマリアナ海溝などの暗い海の一部で、一部の藻類が生き残ることができます。

混合栄養の進化と植物の起源

エリシアが光合成を行うようになるプロセスや、トリポス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と科学者たちは考えています。単細胞生物がシアノバクテリアを捕食し、消化されなかったシアノバクテリアが動物細胞内に残り、やがて葉緑体が誕生しました。しかし、最初の真核生物植物はすぐに他の動物に食べられ、エリシアのように貴重な葉緑体を奪われました。そして、トリポスのように食べられたり、食べたりする例に見られるように、この葉緑体強奪は3回まで起こり、4つの膜を持つプラスチドが誕生し、海の最も生産的な植物と森林が誕生しました。