課題:
* 水バランスの維持: 単細胞生物は、周囲の水の塩濃度(浸透圧)の変化に常にさらされています。腫れや縮小を防ぐために、安定した内部環境を維持する必要があります。
* 浸透に対処する: 水は、浸透を介して高水濃度(低溶質)の地域から低水濃度(高溶質)の領域に移動します。この動きは、セルの体積を破壊する可能性があります。
浸透圧力のメカニズム:
単細胞生物は、水バランスを調節するためのさまざまな戦略を開発しました。
* 収縮液胞: アメーバやパラメシウムのような淡水原生生物に見られるこれらのオルガネラは、細胞質から余分な水を収集し、細胞の外で排出します。これにより、低張性環境からの水の流入により、細胞が破裂するのを防ぎます。
* 細胞壁: 細菌や藻類のような細胞壁を持つ生物では、硬い壁は構造的なサポートを提供し、浸透圧に抵抗するのに役立ちます。これにより、細胞性環境で細胞が腫れすぎないようにします。
* 溶質濃度: 一部の生物は、外部環境と一致するように内部溶質濃度を調節します。たとえば、海洋バクテリアは、カリウムやナトリウムなどの溶質を蓄積して、内部浸透圧を増加させ、水の損失を防ぐことができます。
* 膜透過性: 細胞は細胞膜の透過性を制御し、水の動き速度を調整できるようにします。これは、水輸送に関与する膜タンパク質の数と種類を調節することによって行うことができます。
* 代謝調整: 一部の単細胞生物は、代謝プロセスを調整して、浸透圧に寄与する廃棄物の生産を最小限に抑えることができます。
例:
* アメーバ: 収縮液胞を使用して余分な水を追放し、腫れを防ぎます。
* パラメシウム: また、水バランスを維持するために収縮液胞に依存しています。
* 塩性菌: 塩水環境に住んでおり、水分の損失を防ぐために高い内塩濃度を維持します。
概要:
単細胞生物は、多様なメカニズムを浸透圧制に進化させ、さまざまな環境での生存を確保しています。これらの戦略は、細胞体積を維持し、浸透圧によって引き起こされる損傷を防ぐために不可欠です。