ウニ原腸胚にみられる回転運動

顕微鏡でこれらの胚を観察すると、胞胚研究の動機と概要を過ぎて原腸胚に入る頃から必ず原口を後１ 研究の動機ろ側にして泳ぐようになる。このときほぼ２００６年２月に、私は生物の授業でバフンウニを使った受精、発生実験を行った。
２月１０日、実験が終わった日の放課後に、顧問の先生が実験に使われなかったウニを見ながら「ウニの幼生は回転しながらすべての胚で回転しながら遊泳する現象が見られる。

実験の方法と結果
１ ウニ原腸胚の回転方向観察

運動しているんだけど、回転方向がどちら回転方向の観察方法なのか私も知らない。調べてみようか。」とウニの原腸胚を海水と一緒にホールスラおっしゃった。たった１人の部員で研究がイドグラスに垂らして、カバーガラスをかできるものなのか不安ではあったが、興味けずに４０倍～１００倍の倍率で観察した。

もあったことに加えて自分のテーマを探し遺伝的に回転方向が決定するかどうか確ている最中だったので、やるだけやってみ認するためにオスとメスを何個体ずつか用ようと考えた。

意し、それぞれの精子と卵を組み合わせて２ ウニの発生受精する方法をとった。オスをＡＢＣＤとウニは受精後（図１）に示したようなし、メスを１２３４としてそれぞれの交配発生をする。桑実胚までは受精膜におおわをＡ－１、Ｂ－３という形で実験区を表しれていて自分で泳ぐことはできないが、胞た。

胚期に受精膜からふ化して海水中を泳ぎはウニの胚は半透明であるため、光学顕微じめる。この後少しずつ形態が変化してプ鏡で観察するとピント面の違いで回転方向ルテウス幼生を経て稚ウニとなるが、胞胚はどちらにも見える。

期からプルテウス幼生の間は繊毛を動かしこの問題に対応するため泳いでいる原腸て自分の力で泳ぎ回る生活をしている。

胚を見つけると、ステージと接眼レンズの（図１）ウニの発生

２ ウニ原腸胚の繊毛の停止実験

距離を離し必ず接眼レンズ方向の表面を見目的るという方法をとった。

塩化ニッケル水溶液にはゾウリムシの繊毛運動を止める働きがある。ウニもゾウリ

結果
実験は５種類のウニについて行った。

ムシと同様に繊毛で運動しており、ゾウリ

表１に結果をまとめたものを示す。どの種

ムシの繊毛と類似性を持つならばウニの繊でも、ほぼ全ての固体が左回転している。

毛運動も止められる可能性が高い。この実右回転が観測されたのは最初に観察したバ験から間接的にウニ原腸胚の回転運動の仕フンウニが４個体だけであった。

組みを探ろうと考え、実験することにした。

考察

実験方法

バフンウニ右回りの４個体は初期の調査

容器にムラサキウニ原腸胚を海水ごと入で、観察方法の試行錯誤をしていた時期にれ、海水と等量の塩化ニッケル水溶液を濃観察した個体であり、実験方法に不慣れで度を高くしながら加えて、運動が変化するあったため逆回転と計測した可能性が高いかを調べた。最初はゾウリムシの繊毛運動と考えている。

が停止する０.０００４mol／l から始めた。

バフンウニとサンショウウニは他と比べムラサキウニは回転運動の観察後に、比て運動が活発だった。回転運動の活発な種

較的奇形率が低かった３実験区を使用した。

類とそうでない種類がいるようだ。但しこの結果は水温等の条件を考慮したものではないため、今後正確なデータを取りたい。

ウニの種類

回転方向 A-1 A-2 A-3 A-4 B-1 B-2 B-3 B-4 C-1 C-2 C-3 C-4

合計

右回り

000

3000

100004

左回り

6250

48

4752

5948

416155

50

49722

右回り

0000000000000

左回り

3330

31303032293235353031378

右回り

0000000000000

左回り

323030303130303030303030363

バフンウニ

ムラサキウニコシダカウニA-1 A-2 A-3 B-1 B-2 B-3 C-1 C-2 C-3 D-1 D-2 D-3
右回り

00000000000

左回り

30303030303030303030300

サンショウウニ
右回り

キタムラサキウニは１実験区のみ

0

左回り

キタムラサキウニは１実験区のみ

37

キタムラサキウニ（表１）ウニの種類ごとの回転方向観察結果

１実験結果

実験結果

ゾウリムシが停止する０.０００４mol／

１.５V と３.０V のどちらの電圧でもウl 塩化ニッケルでは運動に変化は見られなニの原腸胚に走電性は見られなかった。まかった。０.００１６mol／l を加えた時点でた３.０V の電圧で２度繰り返すと、ウニ原１部のウニの原腸胚で回転運動が鈍るもし腸胚の運動性が全く無くなり、振動刺激をくは停止するといった変化が現れ始め、０．

与えても反応しない現象が見られた。

００４mol／l で２分後ほぼ全ての運動が停止した。

考察
３.０V の電圧では運動性が見られなくな考察るほどのショックになることから、これ以最終的にウニの運動が塩化ニッケル水溶上の電圧で実験しても無意味だと判断した。

液で停止したことから、ゾウリムシとウニ海水に電流を流すと塩素が発生するため、の繊毛には類似性があると推論できる。

運動の停止が塩素によるものである可能性

ウニの運動に変化が現れるのにゾウリムもある。しかし、電極の近くでもそうでな

シの繊毛が止まる４倍の濃度が必要であり、いところでも結果は同じであるため、塩素停止させるには１０倍の濃度が必要だった。の影響はほとんどないだろう。これらのこ結論を出すには更に実験が必要だろう。とから、走電性はないだろうと推論した。

３ ウニ原腸胚の走電性の実験

４ 原腸胚の電子顕微鏡像の比較実験

目的目的

ウニとゾウリムシがどちらも繊毛で移動実験に使った５種類のウニ原腸胚の繊毛していることに注目し、ゾウリムシに見らやその他の体表に回転運動の特徴のヒントれる走電性がウニにも見られないか調べる。となる構造が見られるかどうか調べる。

実験方法

実験方法

ゾウリムシには、培養液に電流を流すとバフンウニ、ムラサキウニ、サンショウどちらかの電極に向かって泳ぐ走電性と言ウニ、コシダカウニでは、１２実験区の中う性質がある。

から奇形の少ない実験区をそれぞれ１つずホールスライドガラスにムラサキウニ原つ選んで固定液（グルタールアルデヒドも腸胚を海水ごとスポイトで取って垂らし、しくはホルムアルデヒド）で固定した。

これに電流を流してウニ原腸胚の行動に何固定後、海水希釈エタノール→純水希釈か変化が見られないか、光学顕微鏡を使用エタノールと標本の溶液を変えて、水を完して調べた。電源には単３電池を使い、全に除去した後、酢酸ペンチルに置換し、１.５V と３.０V の電圧で実験した。

液体二酸化炭素を使って完全乾燥させた。
乾燥後、金粒子を蒸着させて、走査型電子顕微鏡で観察した。電子顕微鏡は県総合教２撮影した電子顕微鏡写真

ムラサキウニ

バフンウニ

キタムラサキウニ

サンショウウニ

コシダカウニ育センターのものを使わせて頂いた。

考察

この後、体表の繊毛構造にちがいがない

回転運動する根拠となるような繊毛の特かどうか、原腸胚の大きさや繊毛の長さに徴は見つけることはできなかったが、胚のちがいがないかどうか検証した。

大きさと繊毛の長さが種類によって異なるという興味深い事実を知ることができた。

実験結果

また、細胞１個につき繊毛が１本生えて３月にバフンウニ原腸胚を観察したが、いることに気がついた。この時期のウニ胚標本の状態が悪く体表構造は観察できなかは盛んに細胞分裂を繰り返すはずだが、分った。掲載した写真は総合教育センターに裂するとすぐ繊毛が生えるのだろうか。新

保存されていた標本を撮影したものである。

しい課題が見つかったように感じた。

１０月にキタムラサキウニ、ムラサキウニ、サンショウウニ、コシダカウニをまと総合的な考察と今後の研究めて撮影した。固定方法を改善したため、

１ ウニの回 転 性 と運 動 性 の比 較

３月のバフンウニに比べてかなり状態は良かった。残念ながら体表の状態から胚の運５種類のウニについてこれまでの結果か動や回転性に対するヒントは得られなかっら、原腸胚はすべて左回転しながら泳ぐとたが、標本の大きさや繊毛の長さについて結論していいだろう。しかし、水温等の条比較したところ、回転方向の観察実験で運件に配慮してないため断言できないが、今動が活発だったサンショウウニは、他の種回の実験ではバフンウニとサンショウウニ類に比べて体が小さく繊毛が短い傾向が見は運動性が高く、種によって回転運動に違られた。

いがあることがわかった。

３

４ 今 後 の研 究

電子顕微鏡を使って大きさを計測したと
ころ、サンショウウニの原腸胚は他種と比２月にバフンウニの実験結果が得られた

べて小さく、繊毛も長いことがわかった。

際に、結果が偏りすぎていたことから研究前述したようにバフンウニとサンショウウの方法が正しいのかどうか疑問を持った。

ニは運動性が高く、回転もはっきりしていこのころ、顧問の先生が静岡大学農学部たことから、サンショウウニは胚の大きさの鳥山先生にバフンウニの実験結果についに比べて繊毛が長いことで運動性を高くして問い合わせをしてくれた。
「ウニの幼生はている可能性があるだろう。

一般的に遊泳方向左回転に泳ぐことが知られている。」ということで、かなりショック２ 繊毛の運動についてを受けた。今回の研究は知られていること回転の向きと繊毛の構造や運動に何らかをなぞっただけだったのかとやる気をなくの関係があるのではないかと、電子顕微鏡したが、「大学の先生だって見落とすことはでの観察や繊毛運動の停止実験・走電性のいくらでもある。やれるだけのことはやっ実験を行った。しかし期待した結果は得らてみよう。」と顧問の先生にいわれ、ここまれず、ウニとゾウリムシとは類似しているで実験を続けてきた。

部分と異なった部分があると予想できるこ

結果を総合すると、鳥山先生に教えていとと、運動性の違いについての仮説が得らただいたことを確認することにしかならなれただけで、回転運動の仕組みについてはいが、ウニの種類により回転性が異なる可全くわからなかった。

能性と、構造の違によって回転性が異なる

これまでの結果を静岡大学の鳥山先生に可能性を見つけたことは成果と言えるだろ

お話ししたところ、「塩化ニッケルで繊毛のう。繊毛の構造からのアプローチも可能性運動を弱めて、透過光でなく反射光で観察は残っている。

するとより繊毛が観察しやすい」というこ

今後、本ウニ目以外のウニ類についてもとを教えていただいた。位相差顕微鏡とい実験しようと考えている。私個人に残されう顕微鏡だとより鮮明に像が見えるというた時間は少ないが、やれるだけのことはやことも顧問の先生から聞いている。ってみたいと思っている。

３ ウニ類の分類との比較
今までの実験から分かった結果をウニの仲間の分類と比較してみた。回転がはっきりわかったバフンウニとサンショウウニは同じホンウニ目ではあるが、今回調べた中ではかなり遠い関係にあり、回転運動の違いは種の違いというより体の大きさと繊毛の長さによる違いである可能性が高いことがわかった。

４