普段、アユのいない川の中流域では‥。 オイカワは、水の流れが速い川の中央部の”瀬”で、主に藻類を食べて暮らしている。 カワムツは、水の流れが緩やかな川岸近くの”淵”で、主に昆虫を食べて暮らしている。 すみ分け＆食い分け 夏になると、上流域に暮らして…

ミツバチは、餌場（花蜜や花粉の豊富な花畑）の位置を“ダンス”で仲間に知らせている。 ８の字ダンス 餌場から巣に帰ってきた働きバチは、“暗闇＆垂直”の巣盤の表面で、巣から見た餌場の“方角＆距離”を、仲間たちに伝えなければならない。 養蜂箱の構造 そこ…

伸長成長＆肥大成長 植物ホルモンの”ジベレリン”や”ブラシノステロイド”、”エチレン”は、細胞膜のすぐ内側にある微小管（繊維状のタンパク質）の配置を決める。 微小管の配置が決まると、細胞壁を作るセルロース（繊維状の多糖類）の配置が決まる。 次いでオ…

細胞分裂＆伸長成長 茎から根に移動してきた“オーキシン”は、根冠で折り返して皮層を遡り、根冠からやや上部の細胞の成長を促進する。 根端でのオーキシンの極性移動 根冠のコルメラ細胞では、重力に従ってアミロプラストが沈降すると、オーキシンを輸送する…

細胞分裂＆伸長成長 植物ホルモン“オーキシン”は、茎の先端で合成され、やや下部の細胞の成長を促進する。 オーキシンの極性移動 オーキシンは、膜タンパク質“AUX”を通って細胞内に取り込まれ、膜タンパク質“PIN”を通って細胞外へ放出されるので、植物体の中…

アメフラシ（軟体動物/腹足綱/ウミウシ類）の“水管“を刺激すると”鰓“を引っ込める。（反射） さらに、”水管”を刺激し続けると、やがて“鰓”を引っ込めなくなる。（慣れ） ところが、“水管”を刺激すると同時に、“尾”も刺激すると、“水管”へ弱い刺激を与えるだ…

アメフラシ（軟体動物/腹足鋼/ウミウシ類）の“水管“を刺激すると”鰓“を引っ込める。 アメフラシの“鰓引っ込め反射” ”鰓引っ込め反射”は、"水管”からの感覚ニューロンと”鰓”に向かう運動ニューロンの間のシナプスを、興奮が”伝達”することで起こる。 シナプス…

ミオグラフ＆キモグラフ “キモグラフ”では記録用の円筒が低速で回転するので、連続して刺激を与えながら、“刺激の頻度”と筋収縮の関係を記録できる。 単収縮 1秒間に1回程度の刺激を与えると、約100ミリ秒（0.1秒）間ほどの短い筋収縮（単収縮）が起こる。 …

ミオグラフ＆神経筋標本 神経から筋肉に興奮が伝達されると、10mS（ミリ秒）程の“潜伏期”の後、50〜100mS（ミリ秒）程かけて筋肉が収縮し、さらに（荷重の大きさによるものの）50〜100mS（ミリ秒）程かけて弛緩する。 “ミオグラフ”では記録用の円筒が高速で…

筋原繊維の構造 興奮収縮連関 筋収縮に関わる物質 ①ミオシン頭部がアクチンに結合できない...。 ②カルシウムイオンがトロポニンに結合すると…。 ミオシン頭部がアクチンフィラメントに結合する。 ④ミオシンがアクチンを手繰り寄せる。 ⑤ミオシン頭部にATPが…

筋肉＞筋繊維（筋細胞）＞筋原繊維 筋繊維（筋細胞）の内部にある”筋原繊維“が収縮すると、筋繊維（筋細胞）が収縮し、筋繊維（筋細胞）の束である筋肉全体も収縮する。 サルコメア（筋節） 筋原繊維は、太い繊維（ミオシンフィラメント）と細い繊維（アクチ…

15秒ごとに“赤リンゴ”→“全面白”→“全面黒”と画像が切り替わります。 まず、“赤リンゴ”を15秒間見つめてください。 15秒後、“全面白”に切り替わると、どのように見えるでしょうか？ 実験1（赤リンゴ） 実験成功のコツは、“視線を固定すること”と“瞬きを我慢す…

耳（外耳＆中耳＆内耳） ”耳”は、音（空気の振動）を伝える”外耳”、骨の振動を伝える”中耳”、リンパ液の波を伝える”内耳”に分けられる。 内耳（前庭＆半規管＆うずまき管） 内耳（前庭＆半規管＆うずまき管）を満たすリンパ液の動きに伴って“感覚毛”が動くこ…

カメラや、イカやタコの眼球では、レンズ（水晶体）の屈折率を変えずに、レンズと撮像素子やフィルム、網膜などとの距離（眼球の奥行き）を変えることで、遠近調節を行なっている。 レンズと焦点距離（イメージ） 一方、ヒトの眼球は直径24mm程で、遠くを見…

屈筋と伸筋 屈筋と伸筋が、交互に“収縮＆弛緩”を繰り返すことで、歩いたり走ったりすることができる。 中枢パターン発生器 同じ周期で興奮を繰り返す信号が、“中枢パターン発生器”を通過すると、交互に興奮を繰り返す信号に変換される。 中枢パターン発生器…

ニューロンに生じる活動電位の大きさ（ナトリウムイオンとカリウムイオンの濃度差）は毎回ほぼ一定で、活動電位は”発生する”か”発生しない”かの二通りしかない。 全か無かの法則 外部（他のニューロンや感覚細胞など）から加えられる刺激が一定の大きさ（閾…

中枢神経の興奮性シナプスでは、①"グルタミン酸（興奮性の神経伝達物質）"などの神経伝達物質がシナプス後細胞のリガンド依存性ナトリウムチャネルに結合し、②リガンド依存性ナトリウムイオンチャネルが開いて、④シナプス後細胞にナトリウムイオン（陽イオン…

興奮の伝達 ニューロンの軸索を興奮が“伝導”し、ニューロンとニューロンの間を興奮が“伝達”する。 シナプス シナプス小胞は、軸索内の微小管とモータータンパク質によって、神経終末まで運ばれている。 興奮が神経終末まで“伝導”してくると、神経終末の電位…

有髄神経 脊椎動物のニューロン（神経細胞）には様々な種類の“グリア細胞”が付着していて、血管からの栄養分を供給したり、興奮の伝導を補助したりしている。 オリゴデンドロサイト （中枢神経のグリア細胞） シュワン細胞 （体性神経のグリア細胞） グリア…

普段、細胞外に対する細胞内の電圧（膜電位）は−70〜−60mVに保たれている。 ニューロン（神経細胞）の細胞膜が活動電流などの刺激を受けると、刺激された部分の膜電位が瞬間的に逆転する。 膜電位の記録 細胞膜の内外で電位差が生じること（分極）の原因は、…

神経は、複数のニューロン（神経細胞）の軸索（神経繊維）が集まってできている。 ニューロンの構造 ニューロンの膜電位（細胞膜内外の電位差）が変化した状態（興奮）がニューロンの間を伝わることで、神経は情報を処理する。 興奮の伝導と伝達 ニューロン…

頂端分裂組織と伸長成長 植物は、“芽”の中心にある未分化な細胞（茎頂分裂組織）が盛んに分裂を繰り返すことで、より高く（長く）成長する。 花の構造とABCモデル 分裂組織の各部分が、“葉”、“がく”、“花弁”、“雄しべ”、“雌しべ”…何に分化するかは、各部で発…

花の構造 “花”では、雄しべの先端の“葯”には“花粉”が、雌しべの根元の“胚珠”には“胚のう”が、それぞれ作られる。 被子植物の配偶子形成 雌しべの柱頭に花粉が付着（受粉）すると、花粉から花粉管が伸び始める。花粉の内部では、雄原細胞が分裂して２つの“精…

“花”では、雄しべの先端にある“葯”で“花粉”が、雌しべの根元にある“胚珠”で“胚のう”が、それぞれ作られている。 被子植物の“花” 多くの動物では、減数分裂で作られた単相（n）の”卵細胞（雌性配偶子）”や”精細胞（雄性配偶子）”が、受精（接合）をして複相（…

心黄卵と表割 ショウジョウバエなど昆虫の卵は、中心部に卵黄が蓄積する「心黄卵」で、「表割」と呼ばれる卵割を行う。 表割では、受精直後に核分裂を繰り返して多核細胞（多核性胞胚）となった後、胚の表面で細胞質分裂が進んで胞胚（細胞性胞胚）となる。 …

イモリの未受精卵には、卵黄の他、母親の細胞が合成した様々なmRNAやタンパク質（母性効果因子）が蓄えられている。 細胞質決定因子 ①卵に精子が進入すると、表層が回転し、精子進入点の反対側に灰色三日月（環）が現れる。 この時、微小管とモータータンパ…

イモリやカエルの胚に、中性赤、ナイル青、ビスマルクブラウン、ヤヌス緑などの色素を染み込ませた小さな寒天片を押しつけておくと、寒天片が接した部分だけを着色できる。 局所生体染色① 着色部を追跡することで、胚のどの部分が、どんな組織や器官に分化す…

“眼”の「網膜＆視神経」と「水晶体（レンズ）」と「角膜」は、“誘導の連鎖”によって段階的に造られる。 眼の形成 ①「原口背唇部」（背側の中胚葉）が陥入すると、「原口背唇部」自体は「脊索」に分化する一方で、背側の外胚葉から「神経管」を誘導する。 ②「…

カエルやイモリ（両生類）は、ヒト（哺乳類）と同じ脊椎動物ということもあり、発生の仕組みがよく研究されてきた。 カエルの発生 哺乳類は体内受精、鳥類や爬虫類は硬い卵殻の中で発生が進むため、発生の様子を観察し難い。 一方、両生類は体外受精で、卵外…

ウニの卵は、ヒトの卵と同じように卵黄が均等に分布する等黄卵で、卵割の進み方もヒトとよく似ている。 ウニの発生 受精卵を地球に見立てると、北極&南極が動物極&植物極、経線に沿った卵割を“経割”、緯線に沿っ卵割を“緯割”という。 経割＆緯割 卵割の進み…