番外実験

  現在の「生物の実習」にはのっていない実験や,興味深い実験を紹介します。

真性粘菌を使った原形質流動


目 標

原形質流動の観察を通して,原形質が生命活動を営んでいることを理解する。

準 備

  • [材料] 真性粘菌(寒天培地で培養)
  • [器具] 顕微鏡,検鏡用具

方 法

  1. シャーレの蓋を取ってステージに載せる。      
  2. 変形体の細い部分を選び,低倍率(対物10倍)で検鏡する。



寒天培地の変形菌。
中央にある黄色いものは,
餌であるオートミールです。
上部に子実体が観察される。


結果









  • 変形体は枝分かれした網状の構造が見られる。それぞれは管状になっており,内部では原形質流動が観察される。
  • この流動には規則性があり,往復運動をしている。接眼マイクロメーターやストップウオッチを用いると流速を計算できる(今回はしていません。)また隣接する管での流動は反対方向となっている。
  • 原形質はコロイド状で,管の外側で固そうな部分をゲル,内部の流れている部分をゾルといい,この状態は容易に変化することができ,これをゾル・ゲル転換と言います。ゲルがゾルに変換し,流動先で再度ゲルになると細胞は全体は移動できる。同様に仮足を伸ばしながら成長していく。
  • 原形質流動の役割は,細胞内の栄養分・老廃物の循環と細胞運動です。

参考ビデオ

   
クリックしてください。
変形菌1
変形菌2
変形菌の先端


変形菌について

  1. 真性粘菌は,ユニークな生活史を持つている。和名モジホコリカビ,学名は,フィザルム・ポリケファルムです。
  2. 真性粘菌は文字通り変形して移動する変形体と,全く移動しない子実体の時期がある。変形体は単細胞で多核のアメーバーのような時期であり,細胞壁のないアメーバー状態で,食作用を行う。子実体は多くの胞子を持つており,胞子や柄細胞には細胞壁があり菌類のように見える。このように真性粘菌は,単細胞の変形体の時期と,多細胞の子実体の時期を持つちょっと変わった生き物です。
  3. 変形体は落ち葉や倒木に生息するバクテリアやカビなどの微生物を補食している。森林で多く見られるが,朽ちた落ち葉や枯れ木の表面で見つけることができるので,校内で探して見ようと思います。変形体はそのサイズや形を変えながら移動し,時に数十㎝に広がることもある。また細胞内では核の分裂を繰り返すため,多数の核を持つ多核体となる。
  4. 子実体は環境条件により形成が進むようです。胞子が発芽すると,水分が多いと精子のような鞭毛を持った細胞が生じ,少ないときはアメーバー状態の細胞ができる。これらの細胞は,雌雄の区別があり細菌などを捕食し分裂する。雌雄は接合体となり核分裂や接合を繰り返し変形体となる。


寒天培地の作り方

(シャーレのまま顕微鏡観察が可能)
  1. 2%寒天水溶液を作り加熱してとかし,シャーレに5~10㎜程度に流し込む。シャーレは顕微鏡観察のしやすさを考えると,90φ程度プラスチック製が望ましい。また,流し込む寒天溶液の厚さは薄い方が良い。
  2. 寒天溶液が冷えた固まったら,変形体か菌核を置き,オートミール(クエーカー製がようようです。)をまき,蓋をして25℃程度,暗所に置く。乾燥しているようなら霧吹きで水をかける。
  3. 菌核は半日から1日程度で変形体になり,餌に集まる。変形体は1時間程度で餌に集まる。
  4. 5日~1週間程度で新しい培地に移し替える。寒天ごと2㎝角程度に切り,新しい培地へ移し替える。
  5. 古い寒天は変形体が新しい培地へ移ったら取り除く。


子実体の形成

変形体は十分成長し,光を当てると胞子を作るための子実体になる。
  1. 十分成長した変形体に前日から餌を与えない状態にしておく。
  2. シャーレの蓋を開け気味にして,光(直射日光を避ける)を当てると,3~4日程度で5㎜程度の子実体を形成する。しかし十分に成長した変形体(シャーレいっぱいに広がる。)のまま25℃程度で蓋を閉めたまま放っておいたら,子実体になっていた。

菌核の形成

変形体を寒天培地ごとシャーレから取り出し,そのまま新聞紙の上に置き暗所で乾燥させると2~3日で菌核になる。

真性粘菌を使ったその他の実験

  1. 走性:刺激に対してその方向に進むこと(正の走性),反対に進むこと(負の走性)。変形体は刺激に対してどの方向に進むのか?
  2. 胞子の発芽・鞭毛を持つ細胞・アメーバ状態の観察
  3. 菌核の観察

参考文献

  • 日本変形菌研究会(http://henkeikin.org)
  • 森田保久の高校生物関係の部屋(http://morita.la.coocan.jp) 
  • 絵を見てできる生物実験 講談社

おまけ

真性粘菌はどこにいるかな?
落ち葉