じじぃの「細胞壁・植物が移動運動をしないわけ!生き物の40億年」

Plant Cell Wall: Function, Structure & Composition

動画 YouTube
https://www.youtube.com/watch?v=3P6Ycqf9bqI

THE FOOD CHAIN

高等学校生物/生物I/環境と植物の反応

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植物は一ヵ所に固定して暮らすため、 外部環境の変化に大きな影響を受ける。 植物は外部環境の変化に対して、 自身の成長などを調節することで対応する。 このページでは、 植物と水分・光の関係、 植物の発芽・成長・花芽形成の調節、 などを扱う。
水分子は互いに引き合う凝集力をもっている。 この凝集力によって水は導管で途切れることなく続いている。
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『脚・ひれ・翼はなぜ進化したのか――生き物の「動き」と「形」の40億年』

マット・ウィルキンソン/著、神奈川夏子/訳 草思社 2019年発行

移動しない生物が進化した理由 より

陸上に進出する以前、植物は長いあいだ標準的な水生固着生物の戦略を用いていた。つまり成体は地面から動かない固着性だが、精子か胚に分散を担ってもらうのだ。海藻や原始的な淡水植物は今でもこのような方法で分散している。陸上ではまったく非効率的に思えるかもしれないが、これらの作戦はある程度まで期待できる。卵子が近くにないときに、少しの雨が精細胞を助けてくれる。しかし、そのあとはどうなる? 受精の前も後も、胚はその誕生地から動くことはできない。うまくいっても、数世代もの植物が自分たちの親世代の上に成長するだけなのだ。
蘚類、コケ類、シダ類などの原始的な陸生植物を見ると、ある意味でまさにこのような世代積層が起きている。意外かもしれないが、これらはみな運動性のある精子を発生する。この精子は卵細胞(造卵器と呼ばれる専用の部屋の中にある)へたどり着く道を自分で見つかなければならない。そして結果としてできた胚は、自分たちの親の上に成長する。
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ハエトリグサのメカニズムは、動物には決して使えない。動物の細胞膜は脆く、ここまでの圧力に耐えられないからだ。動物の細胞を空気で膨らませようとしたら破裂してしまう(頑丈な被膜に守られている脊索の細胞は例外だ)。植物はこの程度もことには耐えられる。なぜなら植物の細胞はセルロースで強化された壁に守られているので、内部と外部の大きな圧力差に耐えられるからだ。これが細胞が水を吸収することによって起こる、いわゆる膨圧で、非木材植物の構造的完全性の基盤になっている。草木に水が与えられないと萎れるのはそのせいだ。しかし膨圧には機械的作用を発生する力もある。膨らんでいる細胞の細胞壁の中にある化学結合物質が破壊されると、細胞内外の圧力差によってその細胞は膨脹するからだ。そのうえ、細胞壁の中のセルロース繊維の方向が精密に整っているため、膨脹のベクトルが決められる。ハエトリグサの表皮細胞が蝶番に対して垂直方向にのみ膨脹するのは、このような仕掛けがあるからだ。少し複雑なのは、その動きの大部分が、表皮自体に内在する膨圧ではなく、その奥にある葉肉の膨張によって発生する点だ。
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問いへの答えがついに見つかった。植物がここまでかたくなに移動運動を拒んだ理由は、植物が高く成長して陸生になるよりもずっと前に、自然選択によって細胞の周囲に壁ができたからなのだ。細胞壁が太古から存在していたことは知られている。陸生植物の近縁である単細胞の水生藻類も同様の壁を持っているからだ。

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どうでもいい、じじぃの日記。
植物が移動運動をしないのはどうしてか?
形から見れば、動物はプランクトンから、クラゲ、ヘビ、ゾウなどいろいろだが、植物は1つのところに留まることで同じように見える。
「問いへの答えがついに見つかった」
植物の細胞には細胞膜の外側に細胞壁セルロース繊維)という構造体がある。
単純にいえば、水を吸い上げる際に膨らんだ細胞を守るために、移動運動よりも頑丈な細胞壁を選んだのが植物なんだそうです。
ただ、それだと子孫を作れないで生殖器官は動物と似た形態(精子卵子)をとっているのだとか。
何となく、食物連鎖で最下位にあるのが植物で、彼らが動物を支えているような感じです。