配偶子

配偶子（/ ˈɡæmiːt / GAM -eet [ ^{a ]} ）、^生殖細胞、または性細胞は、有性生殖を行う生物において受精時に別の半数体細胞と融合する半数体細胞である。^{[ 1 ] [ 2 ]}配偶子という名称は、 1878年にドイツの細胞学者エドゥアルト・シュトラスブルガーによって導入された。 ^{[ 3 ]}

生物が生成する配偶子の種類によって性別が決定され^{[ 4 ]} 、性役割と性選択の基礎が設定される^{[ 5 ]}。雌の配偶子は卵子または卵細胞と呼ばれ、雄の配偶子は精子と呼ばれる^{[ 2 ]}。ほとんどの種では、配偶子の大きさが異なり、異形配偶子または異型配偶子と呼ばれる状態は、ヒトや他の哺乳類にも当てはまる。たとえば、ヒトの卵子は、1つのヒトの精子の約10万倍の体積を持つ。精子は、推進力を提供する尾状の構造である鞭毛の存在により運動性がある。対照的に、各卵子または卵細胞は比較的大きく、運動性はない^{[ 2 ]} 。交配する両方の個体の配偶子が同じ大きさおよび形であることもあり、これは同形配偶子と呼ばれる状態である。

動物における雌性配偶子形成の過程である卵形成は、二倍体の一次卵母細胞の減数分裂（減数分裂組換えを含む）によって半数体の卵子を生成する過程である。動物における雄性配偶子形成の過程である精子形成は、二倍体の一次精母細胞の減数分裂によって半数体の精子を生成する過程である。動物では、卵子は雌の卵巣で生成され、精子は雄の精巣で発達する。受精の際、個体の遺伝情報の半分をそれぞれ持つ精子と卵子が結合して接合子を形成し、それが新しい二倍体の生物へと発達する。^{[ 2 ]}

一般的に、同型配偶子は異型配偶子と卵配偶子が進化した祖先状態であると認められているが、その進化は化石記録を残していない。^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]}配偶子の種類はほぼ例外なく2種類しかなく、すべての分析で中間サイズの配偶子は選択によって排除されることが示されている。^{[ 9 ] [ 10 ]}中間サイズの配偶子は小型または大型の配偶子と同じ利点を持たないため、^{[ 11 ]}移動性と数では小型のものより劣り、供給量では大型のものより劣る。^{[ 12 ]}

染色体セットが1つしかない配偶子とは対照的に、二倍体体細胞は相同染色体セットを2つ持っており、そのうちの1つは精子由来の染色体セットのコピーであり、もう1つは卵細胞由来の染色体セットのコピーである。減数分裂中の遺伝子の組み換えにより、配偶子の染色体は親の二倍体染色体に含まれるいずれかの染色体セットの完全な複製ではなく、両方の混合となることが保証される。^{[ 13 ]}

人工配偶子は、体外由来配偶子（IVD）、幹細胞由来配偶子（SCDG）、体外生成配偶子（IVG）とも呼ばれ、幹細胞から作られた配偶子です。このような人工配偶子の使用には「必然的に体外受精（ IVF ）技術が必要となる」でしょう。^{[ 14 ]}研究によると、人工配偶子は同性男性カップルの生殖技術になり得るものの、妊娠期間中は​​代理母が必要となるでしょう。 ^{[ 14 ]}閉経後の女性は、人工配偶子によって卵子を生成し、遺伝的に関連のある子供を産むことができるかもしれません。^{[ 14 ]}ロバート・スパロウは、医学倫理ジャーナルで、人工配偶子から作られた胚は新しい配偶子を作るために使用でき、このプロセスを繰り返して実験室で複数の世代の人間を作り出すことができると書いています。^{[ 15 ]}この技術は、医療用途の細胞株を作成したり、遺伝性疾患の遺伝を研究したりするために使用できます。^{[ 15 ]}さらに、この技術は、望ましいゲノムを選択的に育種したり、組換えDNA技術を用いて自然界には存在しない強化を作り出すことによって、人間の能力向上に利用できる可能性がある。 ^{[ 15 ]}

有性生殖を行う植物も配偶子を生成します。しかし、植物は二倍体世代と一倍体世代の交代を伴う生活環を持つため、動物の生活環とはいくつかの点で異なります。植物は減数分裂を用いて胞子を生成し、胞子は多細胞性の一倍体配偶体に発達し、配偶体は有糸分裂によって配偶子を生成します。動物には、これに対応する多細胞性の一倍体段階はありません。胞子を用いて生殖する植物の精子は、配偶体の造精器と呼ばれる器官で有糸分裂によって形成され、卵細胞は造卵器と呼ばれるフラスコ状の器官で有糸分裂によって形成されます。^{[ 16 ]}植物の精細胞は唯一の運動性細胞であり、しばしば鞭毛細胞と表現されますが、より正確には繊毛細胞です。^{[ 17 ]}

コケ植物には2本の鞭毛があり、トクサ類には最大200本、ソテツ類のザミア・プミラの成熟した精子には最大5万本の鞭毛がある。^{[ 18 ]}ソテツ類とイチョウは、運動性のある精子を持つ唯一の裸子植物である。^{[ 17 ]}

顕花植物では、雌性配偶体は花の雌しべの子房内の胚珠内で形成されます。成熟すると、半数体の配偶体は受精可能な雌性配偶子を生成します。雄性配偶体は葯内の花粉粒内で形成され、運動性はありませんが、風、水、または動物によって散布されることがあります。花粉粒が花の成熟した柱頭に付着すると、発芽して花粉管を形成し、花柱を通って花の雌しべの子房、そして胚珠へと伸びていきます。

花粉は有糸分裂によって運動性のない精核を生成し、それが花粉管を通って胚珠まで運ばれ、そこで放出されて卵細胞を受精させる。

• 共配偶子