無性生殖をする 10 の動物

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キーポイント：

単為生殖は、動物における無性生殖の最も一般的な形態の 1 つです。
マブルザリガニは、無性生殖で親と同一のコピーを作成する、知られている唯一の十脚甲殻類です。
最近、科学者らは、飼育下で雌のシマウマザメとシュモクザメが雄の交尾なしに無性生殖する事例をいくつか記録した。
ウィップテールトカゲの主な繁殖方法は無性生殖です。このトカゲはおそらく雑種であり、雑種は不妊であることが多いため、生存手段として無性生殖に進化します。

無性生殖をする動物がいるのではないかと考えたことはありますか?有性生殖は、動物界で最も一般的な生殖方法です。すべての多細胞生物の約 99% が何らかの形で性行為を行っていると推定されています。 2 つのまったく異なるゲノムからの DNA を組み換える能力は非常に一般的であるため、子孫に多くの利点をもたらすに違いありません。

しかし、セックスの科学は難しいことで有名です。それが最初にどのように起こったかについては複数の説明があります。 1つの仮説は、性別が一種の遺伝子選別機として進化したというものです。それは、子孫が両方の親から有益な遺伝子を適切に組み合わせて受け継ぐ可能性を高めます。別の仮説は、セックスが有害な突然変異や変化をゲノムから除去するのに役立つというものです。さらに別の仮説は、有性生殖によって生物が病気とよりよく闘えるようになるというものです。改善された遺伝的多様性のおかげで、子孫は悪用可能な脆弱性に「パッチを当てる」ことができます。おそらく、セックスはこれらすべての要因の組み合わせから生じたと考えられます。

対照的に、無性生殖では、遺伝子選別の作業全体が不要になります。有性生殖を行う動物は、潜在的なパートナーを探して求愛するために多大な時間とエネルギーを費やす必要がありますが、無性生殖を行う動物は、信じられないほどのスピードと容易さで新しい子孫（同一のクローンであっても）を生み出すことができます。遺伝的多様性の欠如は大きな損失ですが、適切な状況下では非常に有益になる可能性があります。

未受精卵が精子を必要とせずに新しい個体に成長する単為生殖は、動物界で最も一般的な無性生殖の形態の 1 つです。約 70 種の脊椎動物に加え、その他の多数の無脊椎動物で発生することが観察されています。これらの種のいくつかを以下のリストで取り上げます。無性行動は、カタツムリやミミズなど、雄と雌の両方の生殖器官を持ち、それ以外の場合は有性生殖を行う雌雄同体の動物と混同されるべきではないことに注意してください。

#10 サメ

これらの恐ろしい海洋捕食者は、完全に性的手段によって繁殖すると考えられていました。しかし最近、科学者らは、飼育下のゼブラザメやシュモクザメの雌が、適切な雄の不在下で繁殖する事例をいくつか記録した。その後の DNA 検査により、そのゲノムが母親のものと同一であることが明らかになり、彼らが男性の精子を数年間保存していたというすでに考えられなかった可能性は排除されました。無性生殖を行うこの形態の動物は、おそらく野生ではあまり一般的ではありません。それは、子孫が利用できる遺伝的多様性の量が減少し、最終的には数世代後に近親交配につながる可能性があるためです。それにもかかわらず、生殖能力が不足している時代には、これはおそらく有益な行動でしょう。

#9 コモドドラゴンズ

体長約 10 フィート、体重約 300 ポンドのコモドオオトカゲは、その興味深い生理機能と行動のために広範囲に研究されてきました。しかし、2006年にロンドンのチェスター動物園で2頭のメスが突然妊娠し、科学ニュースが大炎上するまで、長い間、彼らに無性生殖能力があることさえ誰も知らなかった。この形式の無性生殖は、巧妙なトリックによって達成されます。通常、メスのドラゴンは有性生殖をする際に 4 つの「卵前」細胞を作成します。このうち 1 つは卵となり、残りの 3 つは体内に吸収されます。しかし、メスが無性生殖をすると、これらの未使用の卵子のうちの1つが、真の卵子に遺伝物質を提供する一種の代理精子になる可能性があります。

この特定の形式の無性生殖に関してさらに興味深いのは、子供たちが母親の正確なクローンではないということです。子孫はすべて雄であるため、正確なクローンである可能性はありません。これはコモドの遺伝学の独特な性質によるものです。人間の男性は 2 種類の性決定染色体 (いわゆる XY 染色体) を受け継ぎますが、コモドオオトカゲの場合はその逆です。染色体の 2 つのコピーにより雄のドラゴンが作成されます。性染色体を文字 Z と W で考えてみましょう。ZW の組み合わせでは女性が生まれ、ZZ では男性が生まれ、WW では生存できない卵が生まれます。基本的に、それぞれの卵細胞は遺伝的に同一であるため、それらが集まったときに形成できるのは ZZ または WW 染色体の組み合わせのみであり、ZW は形成できないため、生存可能な子孫はすべて雄になります。

この物語の興味深い点は、第二次世界大戦のルールが確定していない可能性があることです。 2010年に、ボアコンストリクターが同様の手段で雌のWWの子孫を無性生殖できることが発見された。これは以前は不可能だと考えられていました。まれな吸虫でない限り、この結果はヘビや他の爬虫類の無性生殖がこれまで考えられていたよりも複雑である可能性を示唆している。

#8 ウィップテールトカゲ

ウィップテイルはトカゲの仲間で、そのほとんどはアメリカ大陸に生息しています。一見したところ、彼らは平均的な爬虫類と何ら変わりがないように見えますが、長年にわたる熱心な研究のおかげで、一部の種は100％メスであり、無性生殖という驚くべき能力を備えていることがわかっています。これは単なる巧妙なトリックやバックアップ戦略ではありません。それは彼らの主な生殖手段です。

それらはおそらく 2 つの近縁種間の交雑事象から作成されたと考えられます。雑種は通常は不妊ですが、生き残るために無性生殖の手段として急速に進化することがあります。完全な単為生殖に対する主な障壁は、性的パートナーからの受精がない場合に完全な染色体を作成する必要があることです。しかし、おそらく一世代でこの壁を克服したウィップテールもいます。

実際の性行為はありませんが、メスは求愛の儀式を行ったり、お互いにマウンティングしたりするようであり、それが受精プロセスを刺激するようです。しかし、新たな遺伝的変異が入ってこない限り、これらの種が環境や状況の変化にうまく適応できるかどうかは不明です。彼らのゲノムはほとんどが静的です。

このゲノムはほとんど静的ですが、一世代以内に交配によって生じる不稔性を克服できたという事実は、必要が生じた場合にどれだけ適応できるかについては、すべての賭けが外れていることを意味します。

#7 アブラムシ

。多くのアブラムシ種では、最も一般的な戦略は、夏の無性生殖（新しい植物にすぐに定着することが可能）と、秋から冬に有性生殖を行って次の世代を生み出すことです。無性の子供は遺伝的に母親と同一である傾向があり、これはすべてが女性として生まれることを意味します。有性的に生産された子孫は男性または女性のいずれかになります。

有性生殖と無性生殖を交互に行うこの組み合わせにより、アブラムシの生殖率は 2 倍になります。クローンがすべてメスであり、さらに繁殖できると考えると、アブラムシの個体数は指数関数的に増加する可能性があります。

#6 アマゾン・モリーズ

この淡水モーリーのすべてメス種は、独特の形式の無性生殖を進化させました。名前自体は、有名な川の生息地（実際にはアメリカとメキシコの国境近くのリオグランデ川とトゥスパン川に住んでいます）ではなく、ギリシャ神話の女性戦士社会への言及です。アマゾンモーリーの本当にユニークな点は、実際に異性と交尾しますが、近縁種のオスとのみ交尾することです。精子は、卵子を受精させたり、遺伝物質を提供したりするために使用されるわけではありません。結局のところ、それは別の種からのものです。代わりに、その唯一の目的は、卵の発育を開始するきっかけとなることです。なぜこのようなことをするのか、また遺伝的多様性の問題をどのように回避するのかは完全には明らかではありません。推定によると、この種は通常の予想をはるかに超えて、約10万年から20万年にわたってこの方法で繁殖してきたため、遺伝的多様性を維持する何らかの方法を持っているに違いありません。

#5 七面鳥と鶏

ニワトリと七面鳥は通常、有性生殖のみを行います。単為生殖は鳥類や哺乳類ではかなりまれな現象です。通常、交尾できるオスがいない場合にのみ発生します。 19 世紀に遡ると、家禽が無精卵から発育し、すべて雄になった稀なケースが記録され始めました。

最近の分析に基づくと、これらの卵のうち実際にひよこになるまで生き残れるのはわずか約 1 パーセントであると推定されており、これは遺伝的多様性に影響を与えるには十分ではありません。ただし、正常な性的生殖を可能にするのに十分です。生殖がまったく行われない場合、子孫がまったく存在しないことよりも、遺伝的多様性の減少はそれほど問題ではありません。

人々は、未受精卵の生存率が高い新しい品種の国産七面鳥を作り出すことに成功した。これは種の多様性にとっては良くありませんが、商業的に応用できるでしょう。そうすればより多くの卵が孵化し、食用に利用できる七面鳥の数が増えるだろう。

#4 マーブルザリガニ

大理石のザリガニは、最近の記憶の中で最も奇妙な進化の事例の 1 つです。この純粋に無性の動物は、1995 年に捕獲された種の奇妙な突然変異から最初に誕生したと考えられていました。すぐに、この新しい生物は多くの他の飼い主に譲渡され、そのうちの何人かはそれらを野生に戻し、そこで急速に広がり、一部の在来種を追い出しました。ザリガニの種はにも生息しています。

マブルザリガニは新しい個体群を確立することに非常に成功しているため、米国と欧州連合では禁止されています。マブルザリガニは外来種とみなされ、固有種を絶滅させる恐れがあるほど淡水生態系を脅かしている。

この動物をユニークにしている理由の 1 つは、マーブルザリガニが無性生殖で親と同一のコピーを作成する、既知の唯一の十脚甲殻類であるという事実です。この動物は、驚くべき 276 個の染色体、または 3 セットの 92 個の染色体を持っています。対照的に、人間には46個しかありません。野生で発生したという理論がありますが、遺伝子分析に基づくと、マーブルザリガニは、異なる地域に由来する2匹のスラウザリガニの交配から飼育下で作成されたことが示唆されています。世界;親のどちらかが同じ染色体のコピーを 2 つ持っている可能性があり、合計 3 つになります。その後、さらに遺伝子組み換えが行われ、無性化されました。

#3 ミツバチとスズメバチ

ほとんどのミツバチやスズメバチは有性生殖に依存しています。たとえばミツバチの巣には、卵を産む女王蜂が 1 匹います。彼女は一生分の卵を持って生まれ、性的に成熟すると一度の交尾飛行をします。この飛行中に、彼女はできるだけ多くのオスと交尾し、彼らの精液を残りの人生で使用できるように体内に保存します。巣の中の働きバチはすべてメスですが、生きた卵を持っているのは女王バチだけです。

まれに、働きバチが卵を産み、孵化することがあります。ただし、結果として生じる子孫はすべて雄であり、巣を復元することはできません。一部のスズメバチの種には、最終的に雄に成長する未受精卵を産む能力もあります。ケープミツバチは、単為生殖のプロセスによって新しいメスを生み出すこともできる数少ない既知の種の 1 つです。

#2 スポンジ

カイメンは動物界で最も基本的な生物の 1 つであるため、その多くが無性生殖手段で繁殖することは驚くべきことではありません。主な戦略は、芽のように自身の体から新しいコピーを直接成長させるか、ジェムルと呼ばれる新しい細胞の塊を生成することです。

#1 ナナフシ

アブラムシと同様、ナナフシの多くは状況に応じて有性生殖と無性生殖を切り替える能力を持っています。単為生殖ではメスのコピーしか生まれないため、生涯のある時点で性的に交尾する必要があります。ペットとして飼われることが多いインドナナフシは、本質的に主に単為生殖です。

無性生殖をする10種の動物のまとめ

無性生殖ができることは、一般に、グループが絶滅に直面せずに自らを再生産できるようにするための最後の努力です。遺伝的多様性と適応の損失にはコストがかかりますが、そのコストは存在しなくなるよりもはるかに低いです。

ここでは、自然の奇跡の 1 つである、無性生殖ができる動物のレビューを紹介します。

ランク	動物
1	ナナフシ
2	スポンジ
3	ミツバチとスズメバチ
4	マーブルザリガニ
5	七面鳥とチキン
6	アマゾン・モリー
7	アブラムシ
8	ウィップテールトカゲ
9	コモドドラゴン
10	サメ

他の生殖様式

無性生殖を行う動物について見てきたので、次はさまざまな方法で生殖を行う動物について考えてみましょう。

胎生とは、胎児が母体の中で直接発育することです。ほとんどの哺乳類や人間を含む多くの動物は胎生です。

カンガルーは、妊娠期間が短い胎生動物の一例です。カンガルーは、胎児の発育全体にわたって子宮の中で胎児を育てるのではなく、未発達の子を産み、発育初期のほとんどを母親の袋の中で過ごします。

ヘビは卵生であると予想されるかもしれませんが、実際には生きた子供を産む種がいくつかあります。ウミヘビ、マムシ、ボアコンストリクター、アナコンダは胎生です。

動物が体の外で子供の胚と胎盤を含む卵子を発育することを卵生といいます。すべての鳥類は卵生であり、胎生のトカゲを除くすべてのトカゲ種は卵生です。

これらの生殖様式と 5 種類の胎生動物の詳細については、ここを参照してください。

性別を変えることができる動物

実際に生殖目的で性別を変えることができる動物もいます。

性別の切り替えを引き起こす可能性のある理由の 1 つは、環境に対する動物の反応です。たとえば、ヘビや一部の種では、卵が特定の温度で発育するときに、その動物がどの性別で生まれるかが決まります。つまり、ある温度で雄の卵が雌に変わることも、その逆も起こり得ることを意味します。一部のカエルのオスは、人間からの汚染によって引き起こされるホルモンの変化により、女性の生殖器官を発達させます。そして、スズキのオスの数が減少すると、スズキのメスはオスに変わります。

前述したように、無性行動を、雄と雌の生殖器官を持つカタツムリのような雌雄同体の動物と混同すべきではありません。性別が変わる雌雄同体の動物の一例はカクレクマノミです。カクレクマノミはすべて雄として生まれますが、適切な配偶者を探すことを気にせずに雌になり、繁殖することができます。

どの動物が性別を変えるのか、そしてその理由について詳しくは、こちらをご覧ください。