著者プロフィール
長谷川政美（はせがわ　まさみ）
1944年生まれ。進化生物学者。統計数理研究所名誉教授。総合研究大学院大学名誉教授。理学博士（東京大学）。著書に『分子系統学』（岸野洋久氏との共著）『DNAに刻まれたヒトの歴史』（共に岩波書店）、『系統樹をさかのぼって見えてくる進化の歴史』（ベレ出版）、『世界でいちばん美しい進化の教室』（監修、三才ブックス）、『共生微生物からみた新しい進化学』（海鳴社）、『進化38億年の偶然と必然』（国書刊行会）など多数。最新刊は『ウイルスとは何か』（仮題、中公新書、2023年1月刊行予定）。進化に関する論文多数。1993年に日本科学読物賞、1999年に日本遺伝学会木原賞、2005年に日本進化学会賞・木村資生記念学術賞など受賞歴多数。全編監修を務める「系統樹マンダラ」シリーズ・ポスターの制作チームが2020年度日本進化学会・教育啓発賞、2021年度日本動物学会・動物学教育賞を受賞。

 

すべての生き物をめぐる
１００の系統樹

第37話

刺胞動物門の系統樹マンダラ

文と写真　長谷川政美

図37AIIIは、刺胞動物門（しほうどうぶつもん）の系統樹マンダラである。刺胞動物は一般に、成体では相称面が4つあるいは6つの「放射相称（ほうしゃそうしょう）」で、触手と刺胞をもつ。
この門には、イソギンチャク、サンゴ、クラゲなどが含まれる。イソギンチャクやサンゴの成体は固着性だが、クラゲは浮遊性で、筋肉を使って傘を収縮させて泳ぐことができる。
第2話で紹介したように、刺胞動物門や有櫛動物門（ゆうしつどうぶつもん）、海綿動物門などは、動物界のなかで高度な運動能力を身につけた「左右相称動物」が進化する前に現れたものである。

◎刺胞動物の毒針「刺胞」

刺胞動物は触手をもち、そこには刺胞という毒液を注入する針をもつ細胞があり、この毒針を使って餌を獲る。サンゴのポリプはそのようにしてプランクトンを捕食する。

サンゴは個体であるポリプの集合体である。
「造礁性サンゴ」と呼ばれるサンゴのポリプは、その体内に、第1話で出てきた渦鞭毛藻（アルベオラータ）の一種の褐虫藻を共生させていて、浅い海でサンゴ礁を形成する。
褐虫藻はリンや窒素などサンゴの排泄物を養分として取り込み、逆にサンゴは褐虫藻から光合成産物を供給してもらう関係にある。双方が利益を得る相利共生である。そのため、サンゴは共生者がうまく光合成できるような環境を整えてあげなければならない。
ほかのサンゴが近くまで成長してきたときには、上の写真のような「スウィーパー触手」という長い武器を伸ばして相手を攻撃する。ほかのサンゴが重なってしまうと光が遮られて、褐虫藻の光合成がうまくできなくなるからである。

造礁サンゴはいくつかの分類群にまたがっているが、大部分は花虫綱六放サンゴ亜綱イシサンゴ目Scleractiniaに属するものである。
図37AIIIのなかでは、オオナガレサンゴ（キクメイシ科Faviidae）、オオナガレハナサンゴ（ハナサンゴ科Eusmiliidae）、シコロサンゴ（ヒラフキサンゴ科Agariciidae）などがそれに該当する。
サンゴはたくさんのポリプの群体だが、同じ群体内の隣り合ったポリプ同士は、栄養のやりとりを行ない、神経の連絡もあり、全体があたかも一個体のような協調した行動を示す(6)。

カクレクマノミは上の写真のように、花虫綱六放サンゴ亜綱のイソギンチャクを住みかとしている。
イソギンチャクの触手にも毒があるが、クマノミのからだは特殊な粘液で覆われているためにイソギンチャクの攻撃を受けないようになっている。イソギンチャクの触手の毒はほかの魚には効くので、クマノミの捕食者は近づけなく、クマノミは安全な住みかを保証される。
一方のイソギンチャクにとっても、クマノミを住まわせておくことによって、餌のおこぼれにあずかれるというメリットがあるようだ。
基本的に刺胞動物は刺胞をもつ。図37AIIIの左下部分にあるハネガヤ（下の写真(a)）は、次回話題になる棘皮動物門のウミシダ（下の写真(b)）とよく似ている。
どちらも鳥の羽のようなかたちだが、ハネガヤはヒドロ虫の群体であり、それぞれのヒドロ虫から刺胞が出ている。もちろん棘皮動物のウミシダにはそのようなものはない。

◎なぜサンゴ礁の海の透明度は高いのか？

サンゴ礁の海の水は透明度が高く、そこにはカラフルな多様な魚がいる。
透明度が高いからカラフルな魚が進化したわけだが、なぜサンゴ礁の海水は透明度が高いのだろうか。
サンゴ礁が発達しない寒冷な海では、コンブなどの海藻と植物プランクトンという珪藻や渦鞭毛藻などの微小な藻類が光合成を行ない、たくさんの動物を養っている。
ところが、サンゴ礁では海藻や植物プランクトンが非常に少ない。海中を漂う植物プランクトンが少ないために、海水の透明度が高いのである。光合成を行なう一次生産者がいなければ、動物は生きられないはずなのに、実際にはサンゴ礁には多様な動物が生息している。彼らを養っている栄養の元はどこからきているのだろうか。
先に造礁性サンゴは、体内に褐虫藻を共生させているという話をした。褐虫藻が光合成を行なって、宿主のサンゴの生活を支えているのだ。
褐虫藻の光合成産物の9割をサンゴはもらうが、そのなかには褐虫藻がうまく光合成できるようにするためのものも含まれる。それがサンゴの出す粘液のもとになるものである。
サンゴの上には微小な砂粒などの塵が降ってくる。これが積もると体内の褐虫藻に光が届かなくなるので、サンゴは粘液の膜でからだを覆い、塵が積もったら粘液ごと剥がして捨てるのだ。粘液はからだを保護するためにも役立つ。サンゴから剥がされた粘液の膜は栄養価が高く、それが多くの動物を養っているのだという(6)。

◎刺胞動物以外のクラゲ

一般に「クラゲ」と呼ばれる浮遊性の動物には、刺胞動物門のもののほかに第2話にも出てきたカブトクラゲなどの有櫛動物門のものがある（上の写真）。
この門は、動物界のなかで海綿動物門とともに、刺胞動物門よりも前にほかの動物門から分かれたものと考えられる。
実は下の写真のように、脊索動物門にもホヤと同じ尾索動物亜門 Urochordataにサルパ目 Salpidaという見かけ上はクラゲのようなものがいる。これらの「クラゲ」に共通する特徴は、透明な浮遊生物だということである。これらのなかで、いちばん数が多いのが刺胞動物門のクラゲなのである。

クラゲと呼ばれる刺胞動物は、十文字クラゲ綱、箱虫綱、鉢虫綱、ヒドロ虫綱の４綱だが、刺胞動物門にはこのほかに、サンゴ、イソギンチャクなどの花虫綱や寄生性のミクソゾア亜門がある。
ミクソゾアの多くは魚類と環形動物（またはコケムシ類）の2つの宿主を行き来する生活環をもっていて、以前は原生生物と考えられていた。
ところが分子系統学的な解析により、刺胞動物門に属する動物であり、原生生物と考えられたのは寄生生活に適応して多くの形質が退化したせいであることが明らかになった。
つづく

1. Kayal, E., Roure, B., Philippe, H., et al. (2013) Cnidarian phylogenetic relationships as revealed by mitogenomics. BMC Evol. Biol. 13, 5.
2. Kayal, E., Bentlage, B., Pankey, M.S., et al. (2018) Phylogenomics provides a robust topology of the major cnidarian lineages and insights on the origins of key organismal traits. BMC Evol. Biol. 18, 68.
3. Zapata, F., Goetz, F.E., Smith, S.A., et al. (2015) Phylogenomic analyses support traditional relationships within Cnidaria. PLoS ONE 10(10), e0139068.
4. Bayha, K.M., Collins, A.G., Gaffney, P.M. (2017) Evolutionary relationships among scyphozoan jellyfish families based on complete taxon sampling and phylogenetic analyses of 18S and 28S ribosomal DNA. Integ. Comp. Biol. 50 (3), 436–455.
5. Maronna, M.M., Miranda, T.P., Cantero, Á.L.P. (2016) Towards a phylogenetic classification of Leptothecata (Cnidaria, Hydrozoa). Sci. Rep. 6, 18075.
6. 本川達雄（2008）『サンゴとサンゴ礁のはなし』中公新書。