| 放散虫 時間範囲:
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| チャレンジャー号遠征隊の放散虫のイラスト(1873~1876年) | |
| 科学的分類 | |
| ドメイン: | 真核生物 |
| クレード: | 発汗抑制剤 |
| クレード: | ロシア |
| 門: | レタリア |
| 亜門: | 放散虫 キャバリア ・スミス, 1987 |
| クラス | |
放散虫は放射生動物とも呼ばれ、直径0.1~0.2 mmの単細胞真核生物で、複雑な鉱物 骨格を形成し、通常、中央のカプセルが細胞を内質と外質の内側と外側の部分に分割します。複雑な鉱物骨格は通常、シリカでできています。[1]放散虫は世界中の海洋で動物プランクトンとして発見されています。動物プランクトンとして、放散虫は主に従属栄養生物ですが、多くは光合成を行う共生生物を持っているため、混合栄養生物と見なされています。一部の種類の放散虫の骨格の残骸は、珪質軟泥として海底の大部分を占めています。種として急速に変化し、骨格が複雑なため、放散虫はカンブリア紀以降に発見された重要な診断化石です。
説明
放散虫には針状の仮足が多数あり、これらは微小管の束で支えられており、これが放散虫の浮力を助けている。細胞核と他のほとんどの細胞器官は内質にあり、外質は泡状の液胞と脂肪滴で満たされており、浮力を保っている。放散虫には共生藻類、特に褐虫藻が含まれることが多く、これが細胞のエネルギーのほとんどを供給している。この組織の一部は太陽虫にも見られるが、太陽虫には中心嚢がなく、単純な鱗と棘しか生えない。
放散虫の中には、下の写真のような二十面体形のCircogonia icosahedraのように、正多面体に似ていることで知られているものもある。
分類
放散虫は、 (アメーバ状または鞭毛虫の)ケルコゾアや(殻のあるアメーバ状の)有孔虫とともに、リザリア上群に属する。[2]伝統的に放散虫は、アカンサレア、ナッセラリア、スプメラリア、フェオダレアの4つのグループに分類されてきた。しかしながら、フェオダリアは現在ではケルコゾアであると考えられている。[3] [4]ナッセラリアとスプメラリアは両方とも珪質の骨格を生成するため、ポリシスチナグループにまとめられた。当初は反対の意見もあったが、これは分子系統学によっても支持されている。アカンサレアは硫酸ストロンチウムの骨格を生成し、内部骨格を欠き長い間太陽虫であると考えられていた特異な属、スティコロンケ(タクソポディダ)と近縁である。そのため放散虫は、ポリシスチナ(スプメラリア+ナセラリア)とスパズマリア(アカンサリア+タキソポディダ)の2つの主要な系統に分けられる。[5] [6]
環境データの分子解析では、いくつかの高次グループが検出されています。特に、アカンサリア[7]とスプメラリア[8]に関連するグループです。これらのグループは、形態学的および生理学的にこれまで完全に未知であり、したがって放散虫の多様性は現在知られているものよりもはるかに高い可能性があります。
有孔虫と放散虫の関係も議論されている。分子系統樹は、両者の密接な関係を裏付けており、このグループはRetariaと呼ばれる。[9]しかし、これらが姉妹系統であるのか、あるいは有孔虫が放散虫に含まれるべきなのかは不明である。
生物地理学

右の図では、一般的な放散虫生息地域 [10] [11]と、それらの水塊温度 (暖色対寒色の濃淡) および循環 (灰色の矢印) との関係を示しています。高緯度の水塊は低緯度の暖かく成層した水の下に沈んでいるため、放散虫種は世界中の海洋の複数の緯度および深さに生息しています。したがって、熱帯の海洋堆積物は、垂直に積み重なったいくつかの動物群集の複合体を反映しており、その一部は高緯度の表層群集と隣接しています。極地の海底の堆積物には、世界中に生息する深海放散虫と、高緯度固有の表層水種が含まれています。( a ) の星印はサンプルを採取した緯度を示し、灰色のバーは各堆積複合体に含まれる放散虫群集を強調表示しています。水平の紫色のバーは、表層堆積物の組成に基づいて、放散虫(シリカ)の保存状態が良好であることが知られている緯度を示しています。[12] [13]
データによると、一部の種は高緯度から絶滅したが、新第三紀後期には移動または分布域の制限により熱帯地方に生息し続けた(b)。予測される地球温暖化により、現代の南極海に生息する種は、環境ストレスから逃れるために移動や分布域の縮小を利用することができなくなる。なぜなら、それらの種が好む冷水生息地が地球上から消滅しつつあるからである(c)。しかし、熱帯固有種は中緯度に向かって分布域を拡大する可能性がある。3つのパネルの色の多角形は、一般的な放散虫の生物地理区と、それらの相対的な水塊温度を表している(色が冷たいほど温度が低いことを示し、その逆も同様)。[13]
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Circogonia icosahedra、正二十面体のような形をした放散虫種 -
ヘッケル
放散虫の殻
放散虫は、通常はシリカでできていて穴があいている精巧な球状の殻(または「カプセル」)に包まれた単細胞の捕食性原生生物です。その名前はラテン語の「半径」に由来しています。放散虫は、体の一部を穴に通して獲物を捕らえます。珪藻のシリカ殻と同様に、放散虫の殻は、放散虫が死ぬと海底に沈み、海洋堆積物の一部として保存されます。これらの残骸は、微化石として、過去の海洋状況に関する貴重な情報を提供します。[14]
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珪藻類と同様に、放散虫にも様々な形がある
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放散虫の殻も珪藻類と同様に、通常は珪酸塩でできている。
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しかし、アカンタリア放散虫は硫酸ストロンチウムの結晶でできた殻を持っている。

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球状放散虫殻の断面模式図
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クラドコッカス・アビエティヌス
そこで私は、球体上の形態形成方程式の解を求める作業に取り掛かりました。その理論は、球体の生物は、海水などの異物によってその表面膜を透過して拡散する、というものでした。方程式は次の通りです。
関数 は、膜表面の中心から任意の点への半径ベクトルとみなされ、正規化されたルジャンドル関数の系列として表現できると主張された。上記方程式の代数解は私の学位論文で約30ページにわたるため、ここでは再現しない。それらは、PT Saunders編集、North Holland社から1992年に出版されたチューリングへのトリビュートである「Morphogenesis」と題された本に全文が書かれている。[16]
方程式の代数解は、パラメータ n に対応し、2、4、6 の値を取る解の族を明らかにしました。
代数方程式を解いた後、私はコンピューターを使って、結果として得られた生物の形をプロットしました。チューリングは、私が作り出した生物に対応する生物が実際に存在すると教えてくれました。彼は、それらの生物は 19 世紀の HMS チャレンジャー号の航海の記録に記述され、描かれていると言いました。
私は方程式を解き、 19 世紀にHMSチャレンジャー号によって発見された放散虫の実際の種に対応する一連の解を導き出しました。太平洋へのその探検では、成長パターンの 8 つのバリエーションが発見されました。これらは次の図に示されています。成長の重要な特徴は、規則的な位置で球体から突き出た細長い「棘」の出現です。したがって、この種は 2、6、12、および 20 の棘のバリエーションで構成されていました。
バーナード・リチャーズ、2006年 [17]
多様性と形態形成
バーナード・リチャーズはマンチェスターでアラン・チューリング(1912-1954)の指導の下でチューリングの最後の弟子の一人として働き、チューリングの形態形成理論の検証に貢献した。[18] [19] [20] [21]
「チューリングは、ダーシー・トンプソンが1917年に発表した『成長と形態について』の研究を前進させることに熱心だった」[20]
いくつかの放散虫殻パターンを非常によく再現する[22]
| 外部ビデオ | |
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- 19世紀にチャレンジャー号で発見され、エルンスト・ヘッケルが描いた放散虫の背骨の変異
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2本の棘を持つCromyatractus tetracelyphus
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6本の棘を持つCircopus sexfurcus
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6 本の棘と 8 つの面を持つCircopurus 八面体
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12 本の棘と 20 の面を持つCircogonia 二十面体
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20 本の(不完全な)棘と 12 の面を持つ十二面体サーコレグマ
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20本の棘を持つカノカプサ・ステソスコピウム
ギャラリーには、ドイツの動物学者で博学者のエルンスト・ヘッケルが 1887 年に描いた絵から抽出した放散虫の画像が展示されています。
- チューリング、アラン(1952)。「形態形成の化学的基礎」(PDF) 。ロンドン王立協会哲学論文集 B。237 ( 641 ) : 37–72。Bibcode :1952RSPTB.237...37T。doi :10.1098/rstb.1952.0012。JSTOR 92463。S2CID 120437796 。
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化石記録
最も古い放散虫はカンブリア紀の始まりのもので、最初の小型貝類動物と同じ地層に出現しており、先カンブリア時代の末期にまで遡る可能性がある。[24] [25] [26] [27]これらは後の放散虫とは大きく異なり、シリカ格子構造が異なり、殻に突起はほとんどないか、全くない。[26]既知の放散虫種の約90%は絶滅している。古代の放散虫の骨格、つまり殻は、石油探査や古代の気候の判定を含む地質年代測定に使用されている。[28]
一般的な放散虫化石には、Actinomma、Heliosphaera、Hexadoridiumなどがあります。
参照
参考文献
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外部リンク
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