生物学において、ライフサイクルとは、ある生物が無性生殖または有性生殖による生殖によって発足してから、その同じ段階の次の世代が発足するまでの一連の変化のことをいう。
いくつかの生物、特に細菌やいくつかの原生生物などの小型で単純な生物では、ライフサイクルは1世代で完了する。 これは多くの動物にも言えることで、雄と雌の配偶子が融合して新しい子孫を形成する。 植物では、生殖は複数世代にわたって行われ、世代交代とも呼ばれる。
ライフサイクルの種類は、いくつかの大きなカテゴリー（ハプロニック、ディプロニックなど）に分類できるが、個々の種の固有のライフサイクルは、さまざまな段階の開始時期や受精方法など、大きな多様性を示している。 生物の多様性は、生物学の基本原理であり、人間が自然から受ける喜びの重要な要素である。 もちろん、近縁の種や分類群の生物は、同じようなライフサイクルを送っている。 また、有性生殖がほぼ普遍的に存在し、遺伝子の組み換えと相まって、個体間の独自性をも促進する。
有性生殖のライフサイクル
細胞内の染色体の数である倍数体によって、3種類のライフサイクルが存在します。
- haplontic life cycle
- diplontic life cycle
- diplobiontic life cycle (diplohaplontic, haplodiplontic, or dibiontic life cycle)
この3種類のサイクルはhploid (n) と diploid (2n) が交替していることが特徴的である。
倍数体は受精によって配偶子が結合し、2倍体になる。 この結果、2倍体の接合体ができる。 減数分裂の産物や有糸分裂（成長）が起こるかどうかで、このサイクルは異なる。 接合性減数分裂と配偶子減数分裂は分裂期が1回で、接合性減数分裂ではn期、配偶子減数分裂では2n期で形成される。 したがって、接合性減数分裂と配偶性減数分裂を総称してハプロビオン性（各相1回の減数分裂）という。 一方、胞胚性減数分裂は、各相に1回ずつ、計2回の減数分裂を行う（diplobiontic）。
Diplontic life cycle
gametic meiosisでは、二倍体の接合体が分裂を経て多細胞の二倍体個人またはより二倍体細胞のグループを生成する。
ハプロイド配偶子は有糸分裂を行わず、より大きなハプロイド生物に成長することもない。
倍数体配偶子は有糸分裂を行わず、より大きな倍数体に成長することはなく、むしろ融合して反対型の配偶子を持つ二倍体接合子を生み出す。
全サイクルにおいて、配偶子は唯一の倍数体細胞で、有糸分裂は二倍体の段階でのみ行われる。 ディプロントには
- 動物
- 一部の褐藻類
ハプロン性ライフサイクル
接合減数は核形成後すぐに二倍体の接合体の減数分裂であり、接合減数は核形成後すぐに二倍体の接合体が減数分裂することである。 2つの細胞核の融合。 このようにして、生物は2倍体期を終了し、いくつかの倍数体細胞を生み出す。 これらの細胞は有糸分裂を行い、より大きな多細胞個体、あるいはより多くのハプロイド細胞を形成する。
全サイクルにおいて、接合子は唯一の2倍体細胞であり、有糸分裂は2倍体期にのみ起こる。 ハプロントとは
- すべての菌類
- いくつかの緑藻類
- 多くの原生動物
複塩基性生命サイクル cycle
Alternation of generations
Sporic meiosisでは、世代交代を行う。 中間減数分裂とも呼ばれ、2倍体相と半数体相の両方で分裂が起こる。 この生物は、胞子を生産する多細胞胞子体（2倍体）と配偶子を生産する多細胞配偶体（1倍体）を特徴とする世代交代を示す。 図式的には、配偶子減数分裂と接合子減数分裂の複雑な半分が1つに統合されたように見える。
このタイプのサイクルはdiplobiontic（diplohaplontic、hapodiplontic、dibionticとしても知られている）
植物や多くの藻類ではSporic meiosisが発生します。 海藻の中には、顕微鏡で観察しないと配偶子型か胞子型かを判断できないものがあり、これを等質分裂と呼ぶ。 しかし、有胞子性減数分裂を行うすべての種が、大きな配偶子世代と胞子体世代の両方を持つわけではない。
無性生殖のライフサイクル
無性生殖の場合、一世代でライフサイクルが完結し、片方の親からすべての染色体を受け継ぎ、両親と遺伝的に同一の個体となる。 バクテリアなどの原核生物は二回分裂を行い、各細胞が半分に分裂して元の細胞と同じDNAを持つ2つの細胞を形成する。 元の細胞が分裂するためには、まず1本のDNA分子である原核生物の染色体が複製され、細胞膜の別の部分に付着する必要がある。
Binary fission
Binary fissionは、ほとんどの原核生物が生殖に用いる無性生殖の形態である。 このプロセスは、2つの等しいまたはほぼ等しい部分に分割することによって、生きている細胞の再生産をもたらす。
二元分裂は、DNA複製が起こるときに始まる。 その後、それぞれの円形のDNA鎖が細胞膜に付着する。 細胞が伸長し、2本の染色体が分離する。
二元分裂によって生殖する生物は、一般的に指数関数的に成長します。 しかし、細菌のDNAは比較的高い突然変異率を持っている。 真核生物の単細胞生物も、多細胞生物と同様に有糸分裂と細胞質分裂を行うが、元の細胞が2つの細胞に分裂して生殖する。 歴史的には、これらの真核生物の単細胞分裂は、文献上では二元分裂と呼ばれてきたが、今日この言葉は、膜で囲まれた核を持たないため有糸分裂を伴わない原核生物の生殖のためにしばしば留保されている。 真核生物のうち、元の細胞が2つに分裂して生殖するものとしては、
- ほとんどの原生生物（例えば。 アメーバ・プロテウス）
- Entamoeba histolytica（ヒトの腸内寄生虫である原虫）
- Pyrodictium abyssi（深海の熱水噴出孔の嫌気性超好熱性アルカイア）
- Schizosaccharomyces pombe（酵母の種である真菌類）
なお、この他にも。 真核細胞のミトコンドリアと葉緑体も二元分裂で分裂する。
また、多くの多細胞生物は無性生殖の能力を持っている。 そのような生物の多くは、局所的な細胞の集まりから芽を出し、それが有糸分裂によって成長し、新しい個体を形成する。 海綿動物などは体を断片化することで生殖することができる。
Alternation of generations
Alternation of generationsは、ある種の維管束植物、菌類、原生生物の生殖サイクル（二倍体性生活環）に適用される用語である。 一般的な動物のライフサイクルしか知らない人には、ちょっとわかりにくい言葉です。 私たちは通常、1つの種の世代を1つの完全なライフサイクルと考えるので、よりわかりやすい名称は「1世代の相の交替」となる。 世代交代」する生物のライフサイクルは、各相が、遺伝的に半数である配偶体（thallusまたは植物）と、遺伝的に2倍である胞子体（thallusまたは植物）という、2つの別々の自由生活する生物のうちの一方からなることが特徴である
配偶体世代の半数植物は、分裂によって配偶子を生成する。 2つの配偶子（同種の異なる生物または同じ生物に由来する）が結合して接合子を作り、これが胞子体世代の2倍体植物に成長します。 この胞子体は減数分裂によって胞子を作り、これが発芽して次の世代の配偶子へと発展する。
Distinctions
すべての有性生殖生物は、少なくとも細胞レベルでは減数分裂のように相が交替していると考えられるので、「自由生活型」という区別は重要である。 しかし、すべての生物学者が同意しているわけではない。 世代交代は二倍体、ハプロイドの両段階が「多細胞」であることを指し、「自由生活」よりもこちらの方が重要だとする意見が多い（Taylor T.N. et al.2005）。 このような区別は、動物と植物を分ける概念に変わる。
すべての植物には、多細胞である2倍体の胞子体段階と、半数体の配偶体段階があり、植物群間の違いは、配偶体または胞子体の形態の相対的サイズ、形態、栄養能力、および配偶体における分化レベルの違いである。
生物学者は交替の2つのカテゴリーを認識している：第1に胞子体と配偶体の形態が多かれ少なかれ同一である場合、交替は同型と呼ばれ、第2に形態が非常に異なる外観を持つ場合、交替は異型と呼ばれている。 9842>
Heterogamy は、いくつかの無脊椎動物や脊椎動物で起こる単為生殖相と有性生殖相の交替を表す用語であり、この種のライフサイクルに適用される用語は、diplobiontic, diplohaplontic, haplodiplontic, or dibionticと様々に呼ばれている。
菌類
菌類の菌糸は通常、半数体である。 異なる交配型の菌糸が出会うと、2つの多核球状の細胞が生まれ、”交配橋 “を介して結合する。 核は一方の菌糸から他方の菌糸に移動し、ヘテロカリオン（「異なる核」の意）を形成する。 このプロセスをプラスモガミーという。 実際に融合して二倍体の核を形成することは核融合と呼ばれ、胞子嚢が形成されるまで起こらないこともある。 この接合体は短命の胞子体であるが、すぐに減数分裂を起こし、倍数体の胞子を形成する。
原生生物
粘菌、有孔虫、多くの海藻など、世代交代を繰り返す原生生物もいる。 1倍体の胞子が発芽して、群体細胞や粘菌が形成される。 これらは、形質転換と核形成と呼ばれる過程を経て融合し、2倍体の接合子を形成する。
有孔虫は、ハプロイドガモント相と二倍体アガモント相の異型交互世代を行う。 単細胞のハプロイド生物は通常、二倍体生物よりはるかに大きい。
世代交代はほとんどすべての海藻類で起こる。 ほとんどの紅藻類、多くの緑藻類、少数の褐藻類では、相は同型で自由生活である。 紅藻の中には、複雑な3相の世代交代をする種もある。 コンブは、異型の世代交代をする褐藻類の一例である。 ラミナリア属の種は、大きな胞子葉を持ち、これがハプロイドの胞子を作り、発芽して自由生活する微細な雄性配偶体および雌性配偶体を作る。
植物
非管状植物
肝属、角苔、苔などの非管状植物には世代交代があり、配偶体世代が最も一般的である。 配偶体は、多細胞の配偶子嚢の中で半数体の配偶子を作る。 雌の配偶子はアルケゴニウムと呼ばれ、卵を産み、雄はアンセリディウムと呼ばれる構造体で精子を産む。 精子がアルケゴニウムまで泳ぐためには水が必要で、そこで卵は受精して2倍体の接合子を形成する。 接合体は胞子体に成長し、親となる配偶体に依存する。 成熟した胞子体は、胞子嚢内で減数分裂を行い、ハプロイドの胞子を作る。 胞子が発芽すると、別の配偶体に成長する。
維管束植物
クラブモスやスギナを含むシダとその仲間は世代交代を経て生殖している。 野外で観察される顕著な植物は2倍体の胞子体である。 この植物は減数分裂で単細胞の胞子を作り、風に乗って（場合によっては水に浮いて）飛散する。 胞子は条件が整えば発芽し、前葉と呼ばれる目立たない植物体に成長する。
半数体の前葉は胞子体とは似て非なるもので、シダ植物とその仲間は異型の世代交代をします。
哺乳類の生殖と初期生活環
胎生哺乳類では、子供は幼生として生まれ、性器はあるが機能していない完全な動物である。 数ヶ月から数年後、性器がさらに発達して成熟し、性的に成熟する。 ほとんどの哺乳類のメスは、ある一定の期間しか生殖能力がなく、その期間中は「発情期」と呼ばれる。 この時点で、その動物は交尾の準備が整ったことになる。
妊娠は、ヒトでは妊娠と呼ばれ、胎児が雌の体内で分裂しながら成長する期間である。 この間、胎児は栄養と酸素を含んだ血液をすべて雌から受け取り、胎盤でろ過され、へその緒を介して胎児の腹部に付着している。 胎児が十分に成長すると、化学的な信号によって出産のプロセスが始まる。 ヒトでは乳児と呼ばれる新生児は、通常、生後まもなく自力で呼吸を始めるはずである。
単孔類では、メスは卵を産む。 数週間卵を体内に保持し、栄養を与えた後、鳥のように卵を産み、卵を覆う。 2週間弱で孵化した稚魚は、有袋類と同じように母親の袋にもぐりこみ、そこで数週間授乳しながら成長します。
有袋類も基本的には同じように繁殖しますが、他の哺乳類よりもはるかに早い発達段階で稚魚を産みます。
生活史理論
動物や人間の生物学において、生活史理論は、生殖成功を最適化するための進化した行動や戦略を理解する方法である。
生活史理論は生物学、心理学、進化人類学で広く使われている分析的枠組みで、個人の生理的特徴や行動の多くは、ライフコースを定義する重要な成熟および生殖特性という観点から最もよく理解できるかもしれないと仮定しています。
これらの特性の例としては、以下のようなものがある。
- 離乳時の年齢
- 性的成熟または思春期の年齢
- 成体のサイズ
- 年齢特有の死亡スケジュール
- 年齢特有の繁殖力
- 最初の性的活動または交尾までの時間最初の生殖までの時間
- 妊娠期間
- 子サイズ
- 出産間隔
これらの特性の変動は、個体の資源の割り当ての違い（つまり、「子」、「孫」）を反映する。e., 時間、労力、エネルギー消費）を競合する生命機能、特に成長、身体維持、生殖に割り当てるかどうかの違いを反映している。 どの個体にとっても、特定の環境下で利用可能な資源は有限である。 ある目的に使われた時間、労力、エネルギーは、別の目的に使える時間、労力、エネルギーを減少させる。 例えば、体のサイズを大きくするために使う資源を、子孫の数を増やすために使うことはできない。 一般論として、生殖のコストは、身体の修復や維持からエネルギーが流用されることや、免疫学的能力への投資が減少することで支払われる可能性がある」
- Dettmering, C., et al. 有孔虫の三態ライフサイクル。 培養による観察が新たな評価を可能にした。
- Graham, L., J. Graham, and L. Wilcox.． 2003. Plant 生物学。 また、このような場合にも、「痒いところに手が届く」「痒いところに手が届く」「痒いところに手が届く」「痒いところに手が届く」「痒いところに手が届く」「痒いところに手が届く」「痒いところに手が届く」「痒いところに手が届く」。 1996. Biology. Dubuque, IA: (注)1.本データはこの書籍が刊行された当時に掲載されていたものです。 生命誌の進化: 理論と分析. ニューヨーク． チャップマン & ホール.
- Stearns, S. 1992. 生命誌の進化. オックスフォード，イングランド．
- Taylor, T. N., et. al.2005.日本学術振興会特別研究員（PD）。 初期陸上植物の生命誌生物学． 配偶体相の理解． Proceedings of the National Academy of Sciences 102:5892-5897.
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- Life_cycle history
- Sexual_reproduction history
- Alternation_of_generations history
- Life_history_theory history
- Binary_fission history
New World Encyclopediaにこの記事を取り込んでからの歴史です。
- 「ライフサイクル」の歴史
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