Loading article…
生物学において、胞子は有性生殖（菌類の場合）または無性生殖の単位であり、散布や生存に適応しており、多くの場合、不利な条件下で長期間生存することができる。[ 1 ]胞子は、多くの植物、藻類、菌類、原生動物の生活環の一部を形成している。[ 2 ]胞子は、初期の陸上植物の適応として、オルドビス紀中期から後期に出現したと考えられている。 [ 3 ]
細菌胞子は有性生殖サイクルの一部ではなく、不利な条件下での生存に使用される耐性構造である。[ 4 ]粘液胞子は、寄生感染のためにアメーバ状の感染性細菌（「アメーバ」）を宿主に放出するが、アメーバから発達するプラズモジウム内の2つの核の対合によって宿主内でも増殖する。[ 5 ]
植物では、胞子は通常、単細胞で半数体であり、二倍体の胞子体の胞子嚢内で減数分裂によって生成されます。まれに、藻類や菌類でも二倍体の胞子が生成されます。好ましい条件下では、胞子は有糸分裂によって新しい生物へと発達し、多細胞の配偶体を形成します。配偶体はやがて配偶子を生成します。2つの配偶子が融合して接合子を形成し、それが新しい胞子体へと発達します。このサイクルは世代交代として知られています。
種子植物の胞子は体内で生成され、大胞子（胚珠内で形成される）と小胞子は、種子や花粉粒といった散布単位を形成する、より複雑な構造の形成に関与する。
胞子という用語は、ギリシャ語のσπορά、sporaに由来し、「種、播種」を意味し、σπόρος、sporos、「播種」、speirein、「播種する」に関連しています。[ 6 ] [ 7 ]
一般的に言えば、「胞子」と「配偶子」の違いは、胞子は発芽して胞子体へと成長するのに対し、配偶子はそれ以上成長する前に別の配偶子と結合して接合子を形成する必要があるという点にある。
胞子と種子が散布単位として異なる主な点は、胞子は単細胞で配偶体の最初の細胞であるのに対し、種子には胚珠内の雌性配偶体と花粉管の雄性配偶子が融合して形成される発達中の胚（次世代の多細胞胞子体）が含まれていることである。胞子は発芽して半数体の配偶体を生み出すのに対し、種子は発芽して二倍体の胞子体を生み出す。
維管束植物の胞子は常に半数体である。維管束植物は同胞子性（同型胞子性とも呼ばれる）または異型胞子性である。同胞子性の植物は、同じ大きさおよび種類の胞子を生成する。[ 8 ]
種子植物、イワヒバ類、ミズヒキ類、サルビニア目シダ類などの異形胞子植物は、2種類の大きさの胞子を生成します。大きい方の胞子（大胞子）は実質的に「雌」胞子として機能し、小さい方の胞子（小胞子）は「雄」胞子として機能します。このような植物は通常、大胞子を生成する大胞子嚢または小胞子を生成する小胞子嚢のいずれか、別々の胞子嚢内で2種類の胞子を生成します。顕花植物では、これらの胞子嚢はそれぞれ心皮と葯の中に存在します。[ 9 ]
Fungi commonly produce spores during sexual and asexual reproduction. Spores are usually haploid and grow into mature haploid individuals through mitotic division of cells (Urediniospores and Teliospores among rusts are dikaryotic). Dikaryotic cells result from the fusion of two haploid gamete cells. Among sporogenic dikaryotic cells, karyogamy (the fusion of the two haploid nuclei) occurs to produce a diploid cell. Diploid cells undergo meiosis to produce haploid spores.
Spores can be classified in several ways such as by their spore producing structure, function, origin during life cycle, and mobility.
Below is a table listing the mode of classification, name, identifying characteristic, examples, and images of different spore species.
高倍率で観察すると、胞子の表面には複雑な模様や装飾が見られることが多い。このような模様の特徴を記述するために、専門的な用語が開発されている。いくつかの模様は開口部を表しており、発芽時に胞子の丈夫な外皮が貫通される場所である。胞子は、これらの模様と開口部の位置と数に基づいて分類できる。無条胞子には線がない。単条胞子では、胞子に1本の細い線（ラエスラ）がある。[ 11 ]これは、最終的に分離した2つの胞子が以前に接触していたことを示している。[ 3 ]三条胞子では、各胞子に中心極から放射状に伸びる3本の細い線が見られる。[ 11 ]これは、4つの胞子が共通の起源を持ち、最初は互いに接触して四面体を形成していたことを示している。[ 3 ]溝の形をしたより広い開口部は、コルプスと呼ばれることがある。[ 11 ]溝の数は植物の主要なグループを区別する。真正双子葉植物は三溝胞子（つまり、3つの溝を持つ胞子）を持つ。 [ 12 ]
包膜に包まれた胞子四分子は、陸上における植物生命の最古の証拠とみなされており、[ 13 ]中期オルドビス紀（初期ランヴィルン期、約4億7000 万年前）に遡るが、この時代からはまだ大型化石は発見されていない。[ 3 ]現代の隠花植物 の胞子に似た個々の三放射状胞子は、オルドビス紀末に初めて化石記録に現れた。[ 14 ]
菌類では、多くの菌種の無性胞子と有性胞子、または胞子嚢胞子は、生殖構造からの強制的な放出によって積極的に散布されます。この放出により、胞子は生殖構造から出て、空気中を長距離移動します。そのため、多くの菌類は、胞子放出のための特殊な機械的および生理学的メカニズム、ならびに疎水性タンパク質などの胞子表面構造を備えています。これらのメカニズムには、例えば、子嚢の構造によって可能になる子嚢胞子の強制放出や、子嚢液中の浸透圧物質の蓄積による子嚢胞子の空気中への爆発的な放出などが含まれます。[ 15 ]
弾道胞子と呼ばれる単一胞子の強制放出は、小さな水滴（ブラーの滴）の形成を伴い、それが胞子に接触すると、10,000 gを超える初期加速度で胞子が発射される。[ 16 ]他の菌類は、ホコリタケに代表されるように、外部の機械的力などの代替メカニズムに頼って胞子を放出する。鮮やかな色と腐敗臭によって、ハエなどの昆虫を子実体に引き寄せて菌類の胞子を散布することも別の戦略であり、スッポンタケが最も顕著に使用している。
コモンスムースキャップコケ（Atrichum undulatum）では、胞子体の振動が胞子放出の重要なメカニズムであることが示されている。[ 17 ]
シダ類のような胞子を放出する維管束植物の場合、非常に軽い胞子が風によって運ばれることで、広範囲に拡散する能力が高まります。また、胞子は種子に比べて栄養分をほとんど含まないため、動物による捕食を受けにくいという利点があります。しかし、菌類や細菌による捕食にはより脆弱です。胞子の最大の利点は、あらゆる形態の子孫の中で、生産に必要なエネルギーと物質が最も少ないことです。
イワヒバ属のSelaginella lepidophyllaでは、散布はタンブルウィードと呼ばれる珍しいタイプの散布体によって部分的に行われる。[ 18 ]
胞子は、中期～後期オルドビス紀に遡る微化石から発見されている。[ 3 ]胞子の初期の機能に関する仮説は2つあり、陸上植物より前に出現したのか後に出現したのかに関係している。最も研究されている仮説は、胞子は胚植物などの初期の陸上植物種の適応であり、植物が非水生環境に適応しながら容易に分散することを可能にしたというものである。[ 3 ] [ 19 ]これは特に、隠胞子に厚い胞子壁が見られることから裏付けられている。これらの胞子壁は、将来の子孫を新たな気象要素から保護したと考えられる。[ 3 ] 2番目のより最近の仮説は、胞子は陸上植物の初期の祖先であり、陸上植物の初期の祖先とされる藻類の減数分裂のエラー中に形成されたというものである。[ 20 ]
胞子が陸上植物より前に出現したか後に出現したかに関わらず、古生物学や植物系統学などの分野における胞子の貢献は有用である。[ 20 ]微化石中に見られる胞子（隠胞子とも呼ばれる）は、固定された物質の中に存在し、それぞれの時代に豊富かつ広範囲に分布していたため、よく保存されている。植物などの大型化石は一般的ではなく、保存状態も良くないため、これらの微化石は地球の初期時代を研究する際に特に役立つ。[ 3 ]隠胞子と現代の胞子の両方は、地球の初期時代の環境条件や植物種の進化上の関係を示唆する多様な形態を持っている。[ 3 ] [ 20 ] [ 19 ]
粘液胞子は、殻弁、コイル状の押し出し可能な極糸を持つ刺胞状の極カプセル、およびアメーバ状の感染性細菌に変化する複数の細胞から構成されています。