海綿動物（スポンジ／Porifera）とは — 定義・特徴・生態・進化史
古代から生きる海のろ過者、海綿動物（Porifera）の定義・特徴・生態・進化史を図解とともにわかりやすく解説
海綿は海綿動物門（学名 Porifera）に属する動物で、形や大きさは多様ですが基本的に非常に単純な体制を持ちます。多細胞の真核生物でありながら、一般的な動物が持つような明確な器官—たとえば、口や筋肉、心臓や脳—はありません。海綿はまた、無脊椎動物の一群で、ほとんどの種類が基質に固着して生活し、移動能力はほとんどありません。一見すると植物のように同じ場所に留まって成長しますが、その生態的成功は非常に高く、海洋生態系で重要な役割を果たしています。
体の構造と特徴
海綿の基本的なボディプランは、二層の細胞層（外胚層・内胚層に相当するもの）に挟まれたゼリー状の中間層（メソハイレ）で構成されます。体表や体内には多くの毛穴や水路があり、水の流れを利用して餌や酸素を取り込み、老廃物を排出します。
- 細胞の特殊化：襟鞭毛細胞（襟毛を持つ鞭毛細胞、choanocyte）は水を引き込み微粒子を捕える主要な役割を担います。支持構造としては、骨格の役割を果たす無機質の針状板（スポicule）や有機質の繊維（スピン）を持つものがあります。
- ボディタイプ：体腔と水流の構造により、アスコノイド（単純な管状）、シコノイド（複雑な皺構造）、レウコノイド（もっとも高効率で房状の分枝構造）などの型に分類されます。
- 栄養摂取：ほとんどの種が水中の微粒子を濾し取ることで栄養を得るフィルターフィーダーです（後述）。
給餌と栄養
海綿は、体表の小さな孔から取り入れた水流によって、微生物や有機微粒子を捕らえます。多くはバクテリアや微生物を主食としますが、種類によってはプランクトンや小さな甲殻類を食べるものもあります。水流は襟鞭毛細胞の鞭毛運動によって生み出され、捕らえた餌は他の細胞に渡され消化されます。
繁殖と発生
海綿は有性生殖と無性生殖の両方を行います。多くの種は雌雄同体（両性）で、精子を放出して別個体の体内に取り込まれ受精することがあります。受精卵は幼生となり遊泳して適切な場所に着床すると固着生活に移行します。無性生殖としては、出芽、断片繁殖、淡水種に特有の耐久芽（ジェミュール：休眠芽）などがあります。ジェミュールは厳しい環境を乗り切る働きがあります。
生態・分布
海綿の種類は1万種以上あるとされ、ほとんどは海に生息していますが、淡水に適応した種も存在します。浅海から深海まで幅広く分布し、岩礁や海草床、サンゴ礁、海底泥地などさまざまな基質に定着します。海綿は次のような生態的役割を持ちます。
- 水を濾過して微粒子を捕らえることで水中の栄養循環に寄与する。
- 硬いスポキュールや複雑な体形により他の生物の生息場（隠れ場所）や基盤を提供する。
- 多くの海綿は細菌や藻類と共生し、これらの微生物群集は海綿の栄養や化学防御に寄与する。
進化史と化石記録
海綿動物は、化石が見つかっている最も古い動物群の一つであり、約6億3500万年前からの記録が知られています。エディアカラ紀やカンブリア紀の前後に海綿に類する化石やスポキュールが報告され、初期動物界の多様化に早くから関与していたと考えられています。分子系統学的研究でも、海綿が基底的な動物群の一つである可能性が示唆されていますが、動物系統の初期進化や内在する形態の起源については現在も活発に研究が続いています。
分類
海綿動物は伝統的にいくつかの綱に分けられます。主要なグループとしては、石灰質のスポキュールを持つ石灰海綿綱、ケイ酸質のスポキュールを持つ有孔虫綱やホシシリウス綱（学名の扱いは研究により変わる）などがあり、形態的・分子的特徴に基づいて分類が更新されています。分類学は依然として変動があり、分子系統や形態学の新しい知見が分類体系を修正しています。
人間との関係と利用・保全
歴史的には天然の海綿は入浴用などに利用されてきましたが、現在は海綿由来の天然スポンジの採集は減少し人工スポンジや代替品が用いられることが多くなっています。近年は海綿が産生する独特の二次代謝産物が医薬品候補として注目され、抗がん性や抗菌性を示す化合物の探索が進んでいます。
一方で、海綿は環境変化（温度上昇、海水汚染、酸性化）や物理的破壊、外来種の侵入によって影響を受けることがあります。サンゴ礁や浅海域での生態系の変化は海綿群集の構成も変えうるため、保全や管理が重要です。
まとめ
海綿は構造的には単純でも、生態的・進化的には非常に重要で多様な動物群です。水を濾過することで生態系の栄養循環に貢献し、微生物と密接に関係することで独自の生態機能を持ちます。化石記録や分子研究から得られる知見は、動物の進化史を理解するうえで欠かせない情報を提供しています。海洋保全やバイオプロスペクティングの観点からも海綿は注目される存在です。
それぞれの特徴
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| スポンジ | 刺胞動物とクテノフォア |
| Nervous system（神経系 | いいえ | はい、簡単です。 |
| 層の細胞が結合している | いや、ホモスクロロモフォープには基底膜があることを除けば。 | あり：細胞間の結合；基底膜 |
| 中間の「ゼリー」層の細胞 | 多くの | 少ない |
| 細胞が移動して機能が変わる | はい。 | いいえ |
海綿動物は単純な動物です。他の動物とは異なる点がいくつかあります。
海綿の種類
海綿には4つの種類があります。それぞれのクラスの違いは、骨格のつくり方にある。
- Demospongesは、海綿動物のほとんどを含むクラスです。このクラスの海綿動物は、スポンギンから骨格を作ります。スポンギンとは特殊なタンパク質のことです。大きな海綿動物はすべてこの順番で並んでいます。
- 骨のある海綿動物は、炭酸カルシウムを使って骨格を作っています。Calcareaとして知られています。通常は非常に小さく、高さは3〜4インチしかない。約15,000種類の海綿が知られていますが、そのうち約400種類がカルカレアです。
- ガラススポンジは二酸化ケイ素で骨格を作っている。Hexactinellidaと呼ばれることもあります。ほとんどが海の奥深くに生息しています。17の科に分類され、約500種類のガラススポンジがあります。これらの海綿は、既知の海綿の約7％を占めています。
- ホモスクロロモorphaは、デモスポングスの一部であったクラスです。実際にはデモスポングスからよく分離されている。
生命機能
ムーブメント
海綿動物は無脊椎動物で、地面に固定された1つの場所で生活する。少数の海綿動物は位置を変えることができ、1日に1mmから4mmの速さで移動することができます。これはアメーバのようなものです。いくつかの種は体全体を収縮させることができる。多くの種は開口部／穴を閉じることができる。
肉食系スポンジ
いくつかの種は、餌がほとんどない水域に住んでいます。そのため、彼らは変化し、捕食者になったのです。小さな甲殻類やその他の小動物を食べます。ほとんどの海綿動物はCladorhizidaeに属していますが、GitarridaeやEsperiopsidaeのいくつかのメンバーも肉食です。ほとんどの場合、実際にどのように獲物を捕らえるのかはほとんど知られていない。いくつかの種では、粘着性のある糸や鉤状の胞子を使っていると考えられている。肉食性カイメンの多くは、水深8,840メートルまでの深海に生息しており、深海探査技術の発達により、さらにいくつかの種が発見されることが期待されている。しかし、地中海の洞窟では、水深17〜23メートルの場所で、通常のフィルターで餌をとる海綿に混じって、ある種の海綿が発見されている。洞窟に住むこの捕食者は、体長1mm以下の甲殻類を細い糸で絡めて捕獲し、数日かけてさらに糸で包み込むように消化し、元の姿に戻る。毒を使うという証拠はない。
現在知られている肉食性海綿動物の多くは、水流システムと鎖状細胞を完全に失っている。しかし、Chondrocladia属では、高度に改良された水流システムを使って風船のような構造物を膨らませ、獲物を捕らえるのに利用している。
海綿動物の生殖
無性生殖
海綿は通常、小さな破片が壊れたときに繁殖します。その破片に適切な種類の細胞があれば、それが成長して新しい海綿になります。また、いくつかの海綿動物は、出芽を利用することができます。芽生えでは、小さな海綿が親の上で成長し、成長が終わると簡単に落ちてしまいます。条件が悪い場合、一部の海綿体は特殊な細胞の塊を成長させることもある。これらの細胞は、条件が再び良くなるまで成長しません。その後、新しい海綿を作るか、（死んだ）親海綿の骨組みを利用することができます。
有性生殖
ほとんどの海綿動物は有性生殖を行います。彼らは精子細胞を作ることができ、それを水中に放出します。精子は別の海綿体に捕獲され、親の卵細胞に運ばれていきます。これを「胎生」といいます。両方の細胞が結合して幼生となり、幼生は良い場所を探して泳ぎ去ります。
一方、卵生と呼ばれる方法では、精子細胞と卵細胞の両方が水中に放出されます。これらは海綿体の外で結合します。
ツールとして使う
ドルフィンズ
1997年の報告では、シャークベイのバンドウイルカがスポンジを道具として使っていることが紹介されている。イルカは吻（鼻のような突起）に海綿を付けることがある。イルカは吻（鼻のような突起）に海綿を付けることがあります。海綿は、イルカが砂地の海底で餌を探すときに吻を保護するために使われると考えられていますが、科学者はこれを確認していません。この行動は、この湾でしか見られないもので、ほとんどが雌にしか見られない。2005年の研究では、母親が娘にこの行動を教えていると結論づけられており、スポンジを使う人たちは皆、近親者であるとされている。このことから、この行動はかなり最近になって生まれたものだと考えられます。イルカはスポンジを角質除去剤としても使用しており、古い皮膚や乾燥した皮膚を取り除くために、岩に取り付けられたスポンジに皮膚をこすりつけている。
人々によって
多くの海綿は、炭酸カルシウムやシリカを含んでいるため、ほとんどの用途には適していないが、Hippospongia属とSpongia属の2つの属は、全体が繊維質で柔らかい骨格を持っている。初期のヨーロッパ人は、ヘルメットのパッド、携帯用の飲み道具、自治体の浄水器など、さまざまな用途に軟らかいスポンジを使用していた。また、合成スポンジが発明されるまでは、掃除道具や絵画、避妊具としても使われていました。20世紀に入ってからは、乱獲が問題になっています。これにより、動物だけでなく、その背後にある産業も絶滅の危機に瀕しています。
現在、スポンジのような質感を持つ多くの物体は、多孔質生物由来ではない物質で作られている。合成の「スポンジ」には、個人用および家庭用の掃除用具、乳房インプラント、避妊用スポンジなどがある。
キッチンやお風呂で使うために一般的に販売されている「ヘチマ」とも呼ばれるルファ（Luffa）の「スポンジ」は、動物ではなく、瓜（Cucurbitaceae）の繊維質の「骨格」から作られています。
ギリシャのカリムノス島で販売されている天然海綿のディスプレイ
ギャラリー
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スポンジの図
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海の果てで育つ海綿体
質問と回答
Q:スポンジとは何ですか?
A:スポンジは有孔動物門に属する動物で、多くの細胞を持ちますが、口、筋肉、心臓、脳を持たない単純な動物です。
Q:スポンジはどうやって動くのですか?
A:スポンジは無柄なので、普通の動物のようにあちこちに移動することはできません。
Q:海綿はどうやって餌を食べるの?
A:ほとんどのスポンジはバクテリアなどの微生物を食べますが、中には小さな甲殻類を食べるものもいます。海綿は、体内を通る水から餌を少しずつ濾過（ろか）して取り出します。
Q: ほとんどのカイメンはどこに住んでいるの?
A: ほとんどの海綿動物は海に生息しています。
Q:海綿の体内を水がどのように循環しているのですか?
A:海綿の体には気孔や水路がたくさんあり、その中を水が循環しています。
Q:海綿には何種類くらいいるの?
A:1万種以上います。
Q:スポンジが動物界でユニークなのはなぜですか?
A: 海綿は化石が確認されている最古の動物で、6億3500万年前にさかのぼります。
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