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エンドシンビオティック理論 definition

名詞
（進化生物学）真核細胞内のミトコンドリアや葉緑体などのオルガネラは、原核内共生体と真核宿主細胞との初期の内共生の結果として生まれたとする説。 Synonym: symbiogenesis.

内共生説は、現在でも有力な進化論の一つです。 これは、初期の生命体の間に内共生が起こったと推定するものです。 この共生形態は、宿主となる大きな細胞と、内共生体と呼ばれる小さな細胞が関与している。 内共生説では、大きな細胞が小さな細胞を飲み込んだり、取り込んだりすると考えられている。
真核細胞と原核細胞の違いは、細胞内に「オルガネラ」と呼ばれる膜結合型の細胞構造が存在することです。
真核細胞とは、膜に結合した細胞構造体であるオルガネラを持つことで区別されますが、この説に基づけば、ミトコンドリアや葉緑体というオルガネラは、初期の原核細胞に取り込まれた内共生体であると考えられます。 この説によれば、ミトコンドリアや葉緑体は、初期の原核生物に取り込まれた内共生体で、宿主細胞の中に長く留まっていたため、現在のような半自立的な小器官に移行したと考えられます。

内共生

内共生とは、生物間あるいは生物同士の間に生じる数多くの共生関係（シンバイオシス）の形態の一つである。 内共生では、内共生体は宿主の体内に住みます。 内共生は現在でも自然に行われている。 例えば、マメ科の植物とリゾビウムの生物学的相互作用が挙げられる。 根粒菌はマメ科植物の根に生息する内共生体で、大気中の窒素をマメ科植物が利用できるように固定する。 マメ科植物は、光合成によってリンゴ酸やコハク酸などの根粒菌の代謝物を供給する。 進化生物学では、植物学者のコンスタンチン・メレシュコウスキー（1855年8月4日～1921年1月9日）が提唱し、リン・マーグリス（1938年～2011年）が科学的根拠を示した「内共生理論」があります。 この説では、約15億年前に大きな細胞に、自由に生きられる小さな原核生物（バクテリア）が取り込まれ、細胞内に原核生物が内共生したと考えられています。
この説を裏付けるような研究結果として、ミトコンドリアはプロテオバクテリア（SAR11クライドなど）2から、葉緑体はシアノバクテリア（特に窒素固定シアノバクテリア）3から生まれたことが示唆されています。
この説が妥当であることを示す根拠として、これらのオルガネラとその原核生物の祖先に共通する特徴が挙げられます。

• ミトコンドリアもプラスチドも、原核生物の二重分裂に似たプロセスを経て、自分自身を複製することができます。
• ミトコンドリアもプラスチドも、大きさや構造は細菌と似ているが、細胞の核とは異なる単一の円形DNAを持っている。
• ミトコンドリアや葉緑体の外膜にあるポリンは、細菌の細胞膜にあるものと似ている。
• 膜脂質の一つであるカルジオリピンは、バクテリアの細胞膜とミトコンドリアの内膜にしか存在しない。

その他の進化論的考察

ミラー・ユーレイ実験

地球の年齢は約45億4000万年と推定されており、生命は最終的に約35億年前かそれ以前に存在し、始まったとされています。 地球上の生命は、初期の生命体が非生物を取り込んで、その有機化合物を使って生体を生成したことから始まったとするのが、現代の「原始説」です。 そして、これらの有機化合物を使って、生体分子などの生命の構成要素を作り出した。 自己複製、自己組織化、自己触媒作用、細胞膜形成などの生化学的プロセスを経て、生命体が出現したと考えられる。

ミラー・ユーレイ実験では、模擬原始地球が細胞膜の基本構造の化学合成に有利であることを示す結果が得られた。

プレビオティック・スープ

約40億年前の地球は、生命にとって敵対的な存在でした。 過酷な環境のため、生命体は存在できませんでした。 やがて、単純な有機化合物が形成されました。 単純な有機化合物が合成されるような条件を備えた初期の地球の仮想モデルを「プレバイオティック（原始）スープ」と呼ぶ。 このアイデアを考え出したのは、アレクサンダー・オパリン（1894-1980）とジョン・バードン・サンダーソン・ハルデン（1892-1964）で、それぞれ独立して従属栄養学的生命起源説を唱えたのである。 二人とも、初期の地球の大気は化学的に還元される大気であったと考えた。 初期の地球の大気は化学的に還元される大気であり、有機化合物の生成を助けた。 これらの化合物が生成されると、それが蓄積されてプレバイオティック・スープと呼ばれる状態になる。 これらの単純な有機化合物は、時間の経過とともに、より複雑な有機ポリマーに変化していった。 そして、長い時間をかけて生命が誕生した。 最初の生命体は、プレバイオティック・スープの中で生きていくために、有機分子を取り込み、利用したのである。 そのため、最初の生命体は従属栄養であると考えられていた。

RNAワールド仮説

生命に不可欠な4つの主要な生体分子は、核酸（例：RNA、DNA）、炭水化物などです。RNA、DNAなど）、炭水化物（各種糖類）、脂質（脂肪）、アミノ酸（タンパク質の構成成分）です。 原始生命体は、RNAが遺伝物質にも触媒にもなりうることから、RNAをベースにしているという仮説が立てられている。 原始生命体から単細胞生物への移行は、何百万年もかけて徐々に行われた。

関連項目

• 共生
• 終生共生
• 生物発生
• 原核生物
• 真核生物
• ミトコンドリアli
• クロロプラスト
• オルガネラ

参考文献

1. エンドシンバイオシス. (n.d.) を参照してください。 Collins English Dictionary – Complete & Unabridged 10th Edition. Retrieved from Dictionary.com website http://dictionary.reference.com/browse/endosymbiosis.
2. “Mitochondria Share an A Ancestor With SAR11, a Globally Significant Marine Microbe”. (2011). Revived from ScienceDaily Link.
3. Deusch, O.; et al. (2008). “Genes of cyanobacterial origin in plant nuclear genomes point to a heterocyst-forming plastid ancestor”. Mol. Biol. Evol 25: 748-761

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