シアノバクテリアが歩んだ道．真核光合成生物の進化と多様化－

摘要

真核光合成生物（以後、便宜上、植物と呼ぶ）には9つの植物門が認識されている。 これらは、細胞構造という基本的なレベルで異なり、古くから異なる系統の生物群であることが示唆されていた1）。 そしてこれが、分子系統学の急速な進展によって、より確かなものになった。 真核生物は6つあるいは8つのスーパーグループからなり（図1）、その中で、植物は複数のグループに分散して存在することが明らかになったのである2）。 私たち動物は、海綿からヒトまで、よくまとまった生物群で、菌類とともにオビストコンタというグループを構成している。 これとは対照的に、植物は5つのスーパーグループに存在している。 この結果を普通に解釈すれば、真核生物のそれぞれのスーパーグループで葉緑体という高効率の光エネルギー変換装置が複数の系統で独立に進化したことになるだろう。 　 しかし一方で、葉緑体の基本構造は植物群を問わずよく似ており、また、光合成の仕組みはシアノバクテリアから真核植物のすべてにおいて基本的に同じであり、異なる起源をもつとは考えにくい。 光化学系を構成するタンパク質の相同性からも、葉緑体の単一起源が支持されている3）。 さらに、多くの分子系統樹もすべての植物の葉緑体は単一起源であることを示している3）。 このことは、すべての植物の葉緑体は共通祖先であるシアノバクテリアの1種に起源をもつことを意味している。 つまり、真核生物の系統で見ると植物は複数起源であるが、細胞の構成要素である葉緑体の系統で見ると植物は単一起源ということである。 この矛盾を解決することは、真核生物において植物がどのように多様化を果たしてきたかを理解することにつながっている。