こんにちは。アラフォーパパです。
今回の記事では、高校の生物基礎のうちの「生物の多様性」について取り上げていきたいと思います。
みなさんは、生物と非生物の違いはなんだろう？と考えたことはありますか？
生物がどのような特徴を持っているかを知ることはとても大事です。
非生物との違いに気づくことができるでしょう。
また、生物の多様性について考えてみるよい機会になればと思います。
それでは御覧ください！
生物と非生物
生物と非生物を分けるには、まず生物を生物であるとする根拠が必要になります。
生物の定義には次の３つをすべて含むことが現在の主流です。
- 外界と膜で仕切られている。
- 代謝（物質やエネルギーの流れ）を行う。
- 自分の複製を作る。
１つ目の外界と膜で仕切られているという定義は、簡単にいうなら細胞膜を持っているということになります。
もしくは生体膜を持っているということです。
これにより、次の代謝や複製がしやすくなるという利点があります。
次に、代謝についてです。
例えば、食べ物を食べた時、食べ物からグルコースやアミノ酸を取り出し、それをエネルギーや身体の材料として利用するという流れがあることは知っていると思います。
これが代謝といわれる現象です。
この代謝があるかどうかが定義の１つとなっています。
最後に自分の複製を作るということです。
まったく同じではありませんが、繁殖をすることを含めて良いと思います。
これら３つの定義を持つものを生物として、今後は話をしていきたいと思います。
生物の種の数
地球上の生物には、我々ヒトが学名を付けることができた種が約２００万種程度います。
しかし、2011年に報告された論文では、学名がついていないものまで含めると、約８７０万種は少なくともいるだろうと推定しています。
動物や植物は学名をつけることが多少進んでいますが、新種として登録するには確認することがたくさんあり、微生物などは確認作業が難しい場合も多く、進んでいないのが実情です。
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系統樹
系統樹とは、生物の進化の道筋を描いた図のことです。
生物が進化してきた経路を系統とよび、系統の発生と生物同士の類縁関係を表したもののことで、出来た図が樹木に似ていることから系統樹と言われています。
１８４０年にエドワード・ヒッチコックが書いたものが最初とされています。
チャールズ・ダーウィンやエルンスト・ヘッケルも系統樹を描いていて、現在も見ることができます。
ダーウィンの描いたものは、アメリカ自然史博物館に保管されていることが知られていますので、興味があれば見に行ってみてください。
分類階級は1758年にリンネが考案したものが有名で、「界→門→綱→目→科→属→種」となっています。
リンネの時代では、リンネが動物界と植物界の２つの界（２界説）に分けることですべての生物を分けることが出来ているとされていました。
この分類で足りない場合には、「上、亜、下」も使用され、例えば「上目→目→亜目→下目」のように分類が細分化されることもあります。
例えば、ヒト（Homo sapiens）の場合は、動物［界］脊索動物［門］哺乳［綱］サル［目］ヒト［科］ヒト［属］ヒト（sapiens）［種］となります。
その後、ヘッケルによる３界説、コープランドによる４界説などが提唱されました。
また、生物全体が、原核生物、原生生物、植物、菌類、動物の５つの界に分かれているという説を五界説といいます。
さらに近年では、細菌ドメイン、古細菌ドメイン、真核生物ドメインの３つに系統樹が分かれるという説があり、三ドメイン説といいます。
分類学では、DNA研究などにより以前有力だった説が、新しい説に置き換わっていく真っ最中なのです。
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原核生物
原核生物とは、遺伝子が核膜に包まれていない原始的な細胞の生物のことを指します。
真核生物
真核生物とは、遺伝子が核膜に包まれていて高度に機能的に収納されている生物のことを指します。
細胞内に、ミトコンドリア、小胞体、ゴルジ体、葉緑体などの高度な膜構造の器官を持つ細胞で出来ています。
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五界説
生物の分類体系の一つとして有名な分類方法です。
最先端の分類学では、ほとんど使用されませんが、今でもこの分類を使用して説明されることがあります。
アメリカ合衆国の生物学者であるロバート・ホイッタカーによって提唱されたものが一番有名です。
またリン・マーグリス（マーギュリスやマルグリズとも記載される）によっても五界説が提唱されています。
先ほども記載した通り、生物全体が、原核生物界、原生生物界、植物界、菌類界、動物界の５つの界に分かれているという説です。
六界説という説もあり、この場合は原核生物界を真正細菌界と古細菌界に分類しています。
いずれにしても、DNA研究などにより、過去の分類方法となってきてしまっています。
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三ドメイン説
生物の分類体系の一つです。
真正細菌ドメイン、古細菌ドメイン、真核生物ドメインの３つのドメインに分けて考えられています。
これは１９９０年にカール・リチャード・ウーズらによって提唱された分類方法です。
五界説のときには１つの分類であった原核生物界が真正細菌ドメインと古細菌ドメインとして分類されています。
この説では、最初に生物の共通の祖先から、バクテリア（真正細菌）と古細菌および真核生物の共通祖先とに分離したことが示されています。
これが３８億年ほど前と言われています。
次に、古細菌および真核生物の共通祖先から、アーキア（古細菌）とユーカリア（真核生物）に分離したという流れとなっています。
この分離が約２０億年前と言われています。
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脊椎動物
それでは、脊椎動物を例に上げて、その特徴を比較してみましょう。
この図に当てはまる部分には◯を、当てはらまない部分には✖を入れてみてください。
様々な特徴を持っていることがわかります。
図はこの様になると思います。
この表と、脊椎動物の系統図を見比べて見ましょう！
このようにして、系統図に当てはめてみると、分岐の所で様々な特徴があることがわかります。
ちなみに、トカゲ類とワニ類・鳥類の分岐のところでは、トカゲ類の祖先とワニ類・恐竜・鳥類の共通祖先とに別れたため分岐が起こっています。
それぞれの特徴を持つことによって環境に適応できた生物が繁栄して新たな種となることを進化と呼んでいます。
進化前の生物と進化後の生物や共通の祖先を持ち異なる進化をした生物は共通の部位を持っています。
たとえば骨格にその特徴を見出すことが出来ます。
まとめ
いかがでしたでしょうか。
生物の定義に最低限必要な３つの条件をしっかりと覚えておいてください。
また、生物の分類方法は今もまだ新事実によって変化していっていますが、まずは、五界説や三ドメイン説を覚えて、分類方法の変化を覚えておきましょう。
試験では、生物の分類方法だけでなく、提唱したヒトの名前についても聞かれる可能性があります。
ぜひ覚えてください。
最後まで、ご覧いただきありがとうございました！
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