単為生殖（パルテノジェネシス）とは｜定義・仕組み・種類と動植物の事例

単為生殖（パルテノジェネシス）の定義・仕組み・種類を動植物の具体例とともにわかりやすく解説。処女出産や周期的発生のメカニズムを図解で紹介。

Parthenogenesisは生物学の用語で、処女出産（雌の未受精卵から胚が発生すること）を意味します。これは無性生殖の一形式で、雌が雄の受精を受けずに卵を産み、そこから個体が発生します。胚の発生にあたっては、胚の成長と発達に必要な遺伝情報が母親から供給され、結果として子は母と近い遺伝的構成を持つ場合が多くなります（ただし仕組みによっては遺伝的多様性が部分的に保たれることもあります）。

仕組み（基本的な分類）

単為生殖には大きく分けて次のような機構があります。

• アポミクシス（apomixis）／胞子・種子形成の無減数分裂的発生：主に植物で見られる。減数分裂を伴わず、卵細胞や胚珠が mitosis（体細胞分裂）に類似した過程で発生し、母とほぼ同一の遺伝子セットを持つ子ができる。
• オートミクシス（automixis）／減数分裂後の核融合などによる復元：動物で多く見られる。減数分裂（meiosis）は起こるが、その後に第一・第二分裂の産物が融合する（端融合、中央融合など）ことで二倍体性が回復し、部分的に遺伝的多様性が失われる場合がある。
• アロモクシス／他の特殊な機構：例えばハチ・アリ・スズメバチなどの一部の膜翅類で見られるように、未受精卵から雄が生じる「arrhenotoky（雄性発生）」のような系もあり、系統や生殖様式によって分類されます。

単為生殖の種類（生物学的区別）

• 常時単為生殖（obligate parthenogenesis）：その種全体が基本的に単為生殖のみで繁殖する。例えば一部のヤモリやトカゲなど。
• 随時単為生殖（facultative parthenogenesis）：通常は有性生殖を行うが、雄がいない場合や特定条件下で単為生殖に切り替える。動物園や水族館で捕食・隔離された個体に観察されることがある。
• 周期的単為生殖（cyclical parthenogenesis）：無性と有性を季節や環境に応じて交互に行う。典型例がアブラムシなどで、好条件期は単為生殖で繁殖し、季節末や環境が悪化すると有性生殖に切り替えて越冬卵を作る。

動植物の具体例

単為生殖は植物・無脊椎動物・脊椎動物の双方で観察されますが、出現頻度は群によって大きく異なります。一般的に有性生殖よりも稀ですが、いくつかの系統では主要な繁殖様式になっています。

一例として、アブラムシ（例：として知られる系統）は夏季に高頻度で単為生殖を行い、短期間で多数の雌を生み増殖します。文章の通り、季節末には有性生殖へと切り替わります。実際にアブラムシは生きたまま幼虫を産むことが多く、また状況によっては卵を産むこともあります（すること）。このように、アブラムシは「周期的なparthenogenesis（周期的単為生殖）」を示します。

分類学的に興味深い例として、腐虫類（原文中の記述を踏まえるとブデロイド系統に該当するグループ）全体が雄を知らないまま繁殖する順序が存在する、という報告があります。これは完全に単為生殖によって繁殖する大きな分類群の例です（順序があるという点や分類学上の意義についてはさらなる研究が続いています 学上の）。

脊椎動物でも単為生殖の報告があります。例えば、一部のトカゲ類（アメリカのアスペドスセリス属など）の雌だけで構成される種は自然に単為生殖で繁殖します。また、コモドオオトカゲやいくつかのサメ、ヘビでも捕食環境下での随時単為生殖の報告があります。

他の無性生殖との比較

クローンは多くの水生動物（例えば、多くのサンゴ）によって生産されます。これらでは個体が分裂や出芽で新個体を形成し、遺伝的に同一のクローン集団を作ります。サンゴやイソギンチャクの一部、その他の群ではコロニーが新個体を出芽して増えることがあり、卵を用いない点で単為生殖とは区別されます。

また、棘皮動物や海綿などの一些の動物群では、体の分裂によって新個体が生じるケースがあります（これは系統によって一般的な繁殖法です）。このような分裂による生殖は卵産による単為生殖とは異なり、元の個体から直接新個体が形成されるため、原理が異なります（分裂による生殖）。

遺伝的・進化的意味

単為生殖には短期的な利点と長期的な欠点があります。利点としては、雌1個体だけで新しい個体群を作り出せるため、単独での移入・定着（コロニー形成や新天地での拡散）に有利です。また繁殖速度が速く、良適な遺伝型をそのまま維持できる利点もあります。

一方で欠点としては、遺伝的多様性の低下、Muller's ratchet（有害変異の蓄積）や環境変化への適応能力の低下が挙げられます。オートミクシスの場合でも遺伝的組成は母に近いまま（ホモ接合度が増す）になるため、長期的な進化的柔軟性は制限されやすいです。そのため、単為生殖が主流の系統は短期的には成功しても、進化的に新しいニッチへの適応や病原体への抵抗力の面で不利になることがあります。しかしながら、単為生殖を長期間維持している例（例：一部のロティフェラ類など）もあり、この現象は進化生物学における重要な研究テーマです。

まとめと研究上の注目点

単為生殖（パルテノジェネシス）は、生物学で重要なテーマであり、発生学、遺伝学、進化学、生態学の交差点に位置します。植物ではアポミクシス、動物ではオートミクシスやarrhenotokyなど多様な機構が存在し、それぞれが種の生態や環境適応と深く結びついています。今後も分子レベルでの発生機構の解明や、単為生殖が種の多様性や分布に及ぼす影響に関する研究が進むことで、より正確な理解が得られるでしょう。

質問と回答

Q:「parthenogenesis（単為生殖）」とはどういう意味ですか?

Q: 単為生殖は植物でも動物でもあるのでしょうか?

Q: 脊椎動物で単為生殖を行う例はありますか?

Q: 植物や動物の中には、有性生殖や無性生殖ができるものがありますか?

Q: 単為生殖だけで繁殖するワムシの仲間はいるのでしょうか?

Q: 無性生殖は単為生殖以外にもあるのですか?

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