Proc.Art
hropod.E
mbryol.Soc.J
pn.40，
31‑
34(2005)(C)2005Art
bropodanEmbryologicalSocietyo
fJapanI
SSN1341‑
152731

コカゲロウ類の卵膜の微細構造とその形成過程(毘虫網:カゲロウ目)
夏坂和史・塘忠顕

KazuhumiNATSUSAKA1) andTadaakiTSUTSUMI 1•2): U
1trastructur
eandloeon出ipterum
Formationo
fEggMembranesinTwoBaetidMayflies，C(Linnaeus)andBaeti
sther
micus Ueno(Insecta:Ephemeroptera)*。
BiologicalLabor
atory，Faculty0
1Edu
cation，Fukushi
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以Fukushima，Fukushi
ma960‑1296，
JapanCurrentAddress:Department01Env
ironmental砂ste
mManagement，Facu
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ScienceandTechno
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コカゲロウ科は、カゲロウ類の原型的な形態をとどめた分類群の一つであると考えられており(小林， 1989)、コカゲロウ科のカゲロウ類の卵巣構造や卵形成過程を明らかにすることは、カゲロウ類の卵巣構造や卵形成過程の系統進化を考える上で重要である。これまでにコカゲロウ科のカゲロウ類の卵巣構造や卵形成過程に関しては、卵胎生種であるフタパカゲロウ C
loeondψ，terum (Linnaeus) と卵生種であるシロハラコカゲロウ B
aetiskigameetal.，2000;高橋， 2000，2002;大森， 2001;高橋・
thermicusUenoで詳しく研究されてきた(生亀， 1999;I塘， 2001;TakahashiandTsutsumi，2002;影山， 2003;影山・塘， 2004)。その結果、左右の卵巣が短い橋様構造でつながることにより、卵巣全体がアルファベットの H 型を呈することや卵巣構造の発達過程にみられる特徴など、卵巣構造に関する特徴のほとんどはフタパカゲロウとシロハラコカゲロウとの問で共通していることが明らかになった(影山・塘， 2004)。一方、卵胎生種であるフタバカゲロウの卵形成過程に認められた特徴の多くは(例えば、好エオシン性タンパク質性卵黄を欠く卵黄形成、著しく薄い卵膜、少ない蔵卵数など)、シロハラコカ
ゲロウの卵形成過程では認められず、フタパカゲロウに固有な特徴である可能性が高いことが明らかになった(影山・塘， 2004)。
ところで、両種の卵膜には相違点があることは明らかであるが、まだその知見は断片的である。フタパカゲロ
00nmと非常に薄く、卵黄膜とコリオンが明確には区別できず、それぞれの形
ウについては、卵膜の厚さが約 1成過程も不明である(生亀， 1999;Ikigameetal.，2000)0 また、シロハラコカゲロウについては、卵黄膜の厚さの情報のみであり(卵黄膜だけでも約 500nmとフタバカゲロウの卵黄膜とコリオンを合わせた厚さよりも厚い)(影山・塘， 2004)、コリオンの微細構造や形成過程はまったく不明で、ある。そこで、本研究では両種の卵膜を主に透過型電子顕微鏡を用いて観察し、卵膜の微細構造とその形成過程を比較した。
フタパカゲロウは福島大学構内(福島市)の池から幼虫を採集し、それらを実験室内で飼育し、羽化させた亜成虫および成虫を材料とした。シロハラコカゲロウは水原川(福島市)と払川(二本松市)から幼虫を採集し、その中から羽化直前の幼虫を実験室にもちかえり、羽化させた亜成虫および成虫を材料とした。解剖によって取りだした卵巣あるいは卵母細胞を一般的な方法 (e.g.，
TakahashiandTsutsumi，2002) で透過型電子顕微鏡用の試料とし、透過型電子顕微鏡 OEOL]EM‑1010) で観察した。
結果および考察l.フタノ tカゲロウ
老熟幼虫の卵黄形成期の卵母細胞は、厚さ 600‑
700nmの櫨胞細胞層によって覆われているが、卵膜は認めら*Abstrac
tofp
aperreadatt
he40thAnnualMeetingo
ftheArthropodanEmbryologicalSocietyo
fJapan，June17‑18，2004(Sugadaira，Nagano)
.

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芝郵路島陪

33

れなかった (Fig.1)。鴻胞細胞の細胞質内には発達した小胞体やゴルジ体が観察され、ゴルジ体の周辺には卵黄膜の前駆物質と思われる分泌穎粒が認められた。この時期の卵母細胞の周辺細胞質には、発達した小胞体が認められた (ERinF
ig.1)。また、卵母細胞と i
慮胞細胞の聞の細胞間隙 (1幅約 40nm) には、多数の小額粒が卵母細胞側に偏って蓄積されていた (arrowsinFig.1)。これらの小頼粒は、その偏った分布からおそらく卵母細胞由来で∞あると考えられる。亜成虫の卵母細胞には Ikigameetal.(2000) も示したように、すでに厚さ約 1 nmの卵膜が認められた (Fig.2)。細胞間隙に蓄積された小頼粒は卵膜よりも卵母細胞側のみに認められた。また、この時期の卵膜は、卵膜の卵母細胞側に蓄積された小頼粒が多数認められる部分においては 1層であったが、小穎粒が少量しか認められない部分においては、卵膜の厚さは約 100nmのまま変化することなく約 30nmの内層と約 70nmの外層の 2層からなっていた (arrowheadsinFig.2)。このことは、生亀(1999) が指摘したように、 2層の卵膜のうち、内層は卵母細胞由来であると考えられる小頼粒と j
慮胞細胞由来の卵膜とから形成され、外層は i
慮胞細胞のみに由来することを示唆しているのかもしれない。成虫の卵母細胞では、すでに j慮胞細胞が退化し、上述した細胞間隙に蓄積されていた小頼粒も減少し、厚さ約 100nmで 2層からなる完成した卵膜が認められた。完成された卵膜の外層に粘着層は認められなかった。
このようにフタパカゲロウの卵膜は非常に薄いものの、渡胞細胞と卵母細胞由来の卵黄膜と、もっぱら渡胞細胞のみに由来するコリオンの 2層からなるものと考えられる。

2. シロハラコカゲロウ
老熟幼虫の卵黄形成期の卵母細胞は、フタパカゲロウよりも大量の発達した粗面小胞体を細胞質に含む i
慮胞細胞層にまって覆われており、影山・塘 (2004) が報告したように、v.量胞細胞と卵母細胞の間の細胞間隙には形成途中の卵黄膜がすでに認められた (Fig.3)。卵黄膜の形成されつつある細胞間隙には、 1慮胞細胞と卵母細胞の微紋毛がまだ認められ、微紋毛の周囲には卵黄膜が蓄積されていなかった (arrowheadsinFig.3)。この時期の卵母細胞質における小胞体などの活性は、 i
慮胞細胞におけるそれらの活性と比べると著しく低いものであった。亜成虫の卵黄膜は、厚さ約 500nmとなり、卵母細胞と j慮胞細胞の微紋毛は消失していたが、微繊毛の痕跡としていくつかの小孔が認められた。成虫の卵母細胞では、卵黄膜の外側に電子密度が低く、厚さ約 100‑200nmの内コリオンと電子密度がかなり高く、厚さ約 80nmの外コリオンがすでに認められた (Fig.4)。外コリオンは構造的に均ーであるが、内コリオンは電子密度が極端に低い部分と高い部分を含むなど、構造的に不均一で、あった。成虫の卵母細胞にはフタパカゲロウと同様に j
慮胞細胞が退化して認められなかったので、卵黄膜とコリオンを合わせて約 800nmの卵膜がシロハラコカゲロウの完成した卵膜であると考えられる o
成虫の卵母細胞には、コリオンのさらに外側に電子密度と構造の違いから 2層に区別できる粘着層が認められた (Fig.4)。電子密度の低い粘着層内層は厚さ約 400‑500nmで、内部は繊維状構造で満たされていた。一方、電子密度の高い粘着層外層は厚さ約 100…150nmであった。
シロハラコカゲロウの卵膜については、その形成過程を十分に観察することができなかったため、卵黄膜、コリオン、粘着層の起源を明らかにするためにはさらなる観察が必要である。しかしながら、コリオンと粘着層は卵黄膜がほぼ完成した後に形成されることから、その形成に卵母細胞が深く関わるとは考えにくく、おそらくはもっぱらも慮胞細胞のみに由来するのではないかと思われる。一方、卵黄膜形成には卵母細胞の微繊毛も関与を示
唆する観察結果が得られたが、この時期の溶胞細胞における粗面小胞体やゴルジ体などの細胞小器官の活性が極めて高いのに比べて、卵母細胞には粗面小胞体やゴルジ体などの細胞小器官がほとんど認められないため、シロ
ハラコカゲロウの卵黄膜は漉胞細胞のみに由来するのかもしれない。

Fig.1 V
itellogenicoocyteandfollicularcellsintheolderlarvalstageofC
loeondψteru
m.Arrowsshowt
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rsorinthespacebetweenthev
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FN:nu
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RER:roughendoplasmi
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白日. Eggenvelopeofthisspecieswas
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nthei
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emembrane(VM)，attw
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monolayered，ca.70nm

absentthick(ca.500nm)

twolayered，ca.280nm

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iparousmayfly.
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iparousmay
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Table1はフタパカゲロウとシロハラコカゲロウの卵膜の微細構造的特徴を比較したものである。両種の卵膜は、その厚さと粘着層の有無において大きく異なっていた。これらの違いは、卵膜が妊の保護に重要な役割を果たしていることを考えると (SahI白， 1995)、両種の生殖様式の違いを反映しているものと考えられるが、粘着層の有無については、むしろ両種の幼虫の生息環境の違いを反映しているのであろう。卵生種であるシロハラコカ
ゲロウの幼虫は河川の流水域に生息するため、流水中に産下された卵が川底の基質に付着して流されないようにするために、粘着層が発達したのではなかろうか。また、卵は発生が完了するまで水中に存在するので、物理的な傷害や細菌類などによる感染を防ぐため、比較的厚い卵膜によって保護される必要があるのだろう (GainoandRebora，2001;Gainoetal.，2001)0 一方、卵胎生穫であるフタパカゲロウの幼虫は池や沼など止水域に生息するため、卵が流される心配がなく、粘着層を発達させる必要はなかったものと考えられる。また、卵は発生が完了するまで親の体内に存在するため、厚い卵膜で保護される必要もないと思われる。このように、フタパカゲロ
ウの卵膜が著しく薄いという特徴は、本種の卵形成過程に関する多くの特徴と同様に、卵胎生という生殖様式に起因する特徴である可能性が高いが、粘着層をもたないという特徴はおそらく生殖様式とは無関係な特徴であろうと思われる。
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目