生物授業実践記録
カタユウレイボヤの初期発生を観察する
−「極体」と「脊索」が観察できる格好の材料−
福井県教育研究所
http://www.fukui-c.ed.jp/~fec/
西出和彦
実践協力校:福井県立藤島高等学校
 
はじめに

 動物の初期発生を観察するための実験材料を選ぶ場合,その生き物の生殖時期は決定的な条件となる。通常,多くの教科書に掲載されている材料は,ウニやカエルであるが,その生殖時期をみてみると(地域による違いもあるが),バフンウニなら1〜2月頃,ムラサキウニなら6〜7月頃,ヒキガエルなら3〜4月頃などと,その生殖時期は限定され,いつでも観察したいものが観察できるというわけにはいかない。
 一方,生殖時期の制限を受けないため初期発生を観察する教材として大変都合がよい生物もいる。アフリカツメガエルやユウレイボヤは,時期を問わず初期発生の観察教材となり得る。アフリカツメガエルの場合は,生殖腺刺激ホルモンを注射すれば,注射後約8時間経過すると産卵を始める。また,ユウレイボヤは,温水域ではほとんど年中,成熟卵,精子を得ることができる。さらに,「極体」や「脊索」が観察できる教材としての魅力もある。そこで,今回,カタユウレイボヤの初期発生の観察を紹介したい。
 
カタユウレイボヤ

図1 ロープに付着するカタユウレイボヤ
 カタユウレイボヤは,ヒトと同じ脊索動物のホヤ類に属し,系統進化学上,注目すべき存在であるため,ヨーロッパやアメリカでもよく実験に使われている。2002年12月13日には,日米の研究者によってホヤのゲノム解析が終了したと発表され,今後,遺伝子レベルでの研究成果が期待されている。
 生息場所については,海底に生息するものもあるが,多くは潮間帯から数10mのところで岩場やロープなどに付着している。
 また,ホヤ類は雌雄同体である。
 
採卵,媒精

1.ユウレイボヤの解剖

図2 輸卵管と輸精管
図3 卵と精子
 解剖用はさみ(眼科用)を用いて,ユウレイボヤの基部から出水口へ向けて切り開き,輸精管と輸卵管をむき出しにする。(図)白い輸精管とそれに沿って輸卵管が現れる。精子や卵をたくさん持っている場合には,それぞれ白色と赤茶色に見え,輸卵管内をよく見ると卵が粒子状に見える。

2.採卵,媒精

 まず,輸卵管の出口近くを解剖用はさみ(眼科用)の先端で突き破り,輸卵管をしごくようにして卵をシャーレに取り出す。次に,同様に輸精管を解剖用はさみで突き破り,輸精管をしごくようにして精子を別のシャーレに取り出す。自家受精はしないので,他の個体から精子を取り出し,そのうちのごく微量の精子を混ぜて受精させる。

 
初期発生

 受精後,ユウレイボヤの幼生が卵から孵化するまでに要する時間は,ウニやカエルの場合に比べて短時間であり,18℃の条件下では,約18時間でオタマジャクシ型の遊泳幼生となる。


未受精卵


2細胞期


4細胞期


8細胞期


16細胞期


32細胞期


原腸胚


神経胚


初期尾芽胚


中期尾芽胚


後期尾芽胚


遊泳幼生

図4 カタユウレイボヤの初期発生
 
極体,脊索の観察

図5 極体
図6 脊索
 ユウレイボヤの輸卵管中の卵は,卵成熟過程の減数分裂第一分裂中期で停止した状態であり,受精後分裂を開始し極体を放出するため,極体の観察に適した材料である。受精後約5分(水温に応じて多少異なる)経過すると動物極側に極体が放出され,受精後約30分経過すると第2極体が放出される。
 極体は動物極側に放出されるため、卵を側面から観察しなければ極体を確認することは難しい。図5では2つの極体が観察されているが、もう一つの極体は隠れていて確認できないのか、あるいは第一極体が分裂しなかったのかもしれない。
 ユウレイボヤの幼生は身体が比較的透明であるため,尾芽胚になると尾部に脊索が観察される。この脊索は幼生の尾部が消失するまで観察される。

 
おわりに

 自然事象の観察は,やさしくもあり,また,難しくもある。眼前の生き物を観察すれば見えてくるものがある一方で,そうして見えてくるものは,ほんの一部の事実に過ぎないことも確かである。
 見たいものを見ようとすると,その難易度に応じた努力が必要となる。生命体内の分子の世界などは見たくても直接見ることはかなわない。
 ただ,実際に自分の目で観察することによって初めてよく理解することもある。目の前で繰り広げられる生命現象に心奪われ,不思議の世界に迷い込むようなことは,「実物」の持つ情報量の多さと,「実物」の持つ迫力がなせる技ではないだろうか。


図7 教室掲示