主な違い – 通性型と義務型
生態学では、各生物がエネルギーを得るメカニズムに基づいて生物を表現するために、「通性」と「義務性」の2つの用語を使用します。
一般に、生物は細胞呼吸によってエネルギーを生産している。
細胞呼吸には、大きく分けて、好気性呼吸、発酵、嫌気性呼吸の3種類があります。
呼吸を行う生物には、細菌、真菌、原生動物やミミズなどの寄生虫がいる。
好気性生物と偏性生物の主な違いは、好気性生物は好気呼吸、嫌気呼吸、発酵からエネルギーを得るのに対し、偏性生物は好気呼吸、嫌気呼吸、発酵からエネルギーを得る点です。
ファカルティとは
複数の環境条件下で生活する能力を指す。
細菌、真菌、原生動物や線虫などの寄生虫の3種類があります。
通性嫌気性菌（Facultative Anaerobes)
通性嫌気性細菌は、通性嫌気性菌として知られています。
通性嫌気性菌は、酸素がなくても生育できる。
しかし、培地中に酸素があればそれを使って、通常の嫌気性呼吸よりも多くのエネルギーを発生させることができる。
その点、好気性嫌気性菌は、好気性呼吸、嫌気性呼吸、発酵の3つの細胞内呼吸法すべてを使うことができる。
通性嫌気性菌の重要な3つの科は、腸内細菌科、ビブリオナ科、パスツレラ科です。
腸内細菌科は、土壌、水、植生に生息し、日和見菌（大腸菌、肺炎桿菌、プロテウス菌）、病原菌（赤痢菌、サルモネラ菌、エルシニア・ペスティス菌）として存在する細菌です。
Vibrionaceaeは、酸素を無毒化するカタラーゼとオキシダーゼ酵素で構成されています。
外部環境だけでなく、動物の腸管内にも存在する。
Vibrio、Aeromonas、PhotobacteriumなどがVibrionaceaeに含まれる。
PasteurellaとHaemophilusは、Pasteurellaceaeの2つのタイプです。
Pasteurellaは家畜を病原体とし、Haemophilusは動物の粘膜に生息している。
図1に、ヒト好中球と相互作用するクレブシエラ肺炎を示す。
図1: クレブシエラ・ニューモニア
好気性真菌
一般に真菌は、死んだり腐ったりした有機物を食べて生きている腐生菌です。
しかし、一部の菌は生体の中に入り込み、宿主に病気を引き起こすことができる。
リンゴ病、モモ病、黒点病、パナマ葉斑病などは、植物に侵入した好気性菌が引き起こす病気の一例です。
また、カンジダなどの通性真菌は、ヒトの膣カンジダ症や水虫の原因となる。
: 図2: アルミラリアメレア
寄生虫（Facultative Parasites
一般に、寄生虫は宿主から独立して生きている。
しかし、時折、寄生することがあります。
アメーバ様原生動物やStrongyloides属などの一部の線虫は、通性寄生虫です。
オブリガードとは
義務とは、特定の性質に制限されることを意味します。
細菌、真菌、藻類、寄生虫などの生物は、自然界で確認することができる。
ほとんどの藻類は、義務的好気性生物です。
義務菌（義務好気性菌、義務嫌気性菌）
義務菌は、エネルギーを得るために行う細胞呼吸の種類によって、2つのグループに分類される。
それらは、偏性好気性細菌と偏性嫌気性細菌です。
偏性好気性細菌は、細胞呼吸の際に酸素を使って糖や脂肪を酸化し、エネルギーを得る。
そのため、好気性呼吸を行う。
好気性細菌は、酸素が得られる外界に生息している。
逆に、偏性嫌気性菌は、酸素を無毒化することができない。
そのため、酸素のない環境で、発酵や嫌気性呼吸を利用してエネルギーを生産して生活しています。
偏性好気性菌の例として結核菌やノカルジア・アステロイデス、偏性細菌の例として放線菌やクロストリジウムが挙げられる。
図3は、液体培地における偏性好気性菌と偏性嫌気性菌の増殖の様子を示している。
図3：液体培地における細菌の挙動
1-偏性好気性菌、2-偏性嫌気性菌、3-通性好気性菌、4-微好気性菌、5-耐好気性菌
義務菌類
義務菌は、偏性好気性菌と偏性嫌気性菌に分類されることもあります。
酵母のような偏性好気性菌が大半を占める。
反芻動物の消化器官内に生息するNeocallimastix、Piromonas、Sphaeromonasなどの菌類は偏性嫌気性菌類です。
図4に偏性好気性真菌を示す。
図4: モノトロパ・ユニフロラ（Monotropa uniflora
オブリガードパラサイト
寄生虫は宿主の体内でしか生きられない。
したがって、そのライフサイクルは、宿主から別の宿主への移動に関わる。
ほとんどの寄生虫は、定住宿主と中間宿主と呼ばれる2つの宿主を利用する。
扁形動物、回虫、蟯虫は、消化管、血液、リンパ系に寄生する義務寄生虫です。
また、原虫（Plasmodium）なども嫌気性寄生虫です。
ファカルティとオブリゲートの類似性
- エネルギーを得るために行う細胞呼吸の種類によって分類される生物。
- 好気性、嫌気性、発酵の3種類の細胞呼吸があり、好気性、嫌気性、発酵の3種類の細胞呼吸は、好気性、嫌気性、発酵の3種類の細胞呼吸があります。
- 好気性、偏性ともに、細菌、真菌、寄生虫のいずれかです。
ファカルティとオブリゲートの違い
定義
Facultative（通性）。
複数の環境条件下で生活する能力を指す。
義務的。
特定の性質に制限されることを意味する。
細胞呼吸の種類
好気性。
好気性呼吸、嫌気性呼吸、発酵からエネルギーを得ている。
義務的。
好気性呼吸、嫌気性呼吸、発酵からエネルギーを得る。
タイプ
通性嫌気性。
通性嫌気性菌：通性嫌気性菌は1種類で識別できる。
義務的。
偏性：偏性好気性菌と偏性嫌気性菌の2種類に分類される。
酸素の有無
好気性。
酸素の有無に関係なく生存できる。
義務的。
好気性生物は酸素の存在下で、嫌気性生物は酸素のない状態で生存することができる。
ハビタット
好気性。
宿主の体内だけでなく、外部環境にも生息する生物。
義務的。
嫌気性菌が宿主の体内でしか生きられないのに対し、好気性菌は外部環境でのみ生きる。
寄生虫
通性寄生虫。
宿主に寄生しないと生きていけない寄生虫。
義務的。
宿主の存在下でしか生きられない寄生虫。
液体媒体中
好気性。
好気性生物は、培地全体に存在するが、ほとんどが表面付近に存在する。
義務的。
好気性菌は、培地の表面付近で確認できる。
嫌気性菌は、培地の底で確認することができる。
エネルギー生産の効率化
好気性。
通性生物は、エネルギー生産の効率が高い。
義務的。
義務的な生物におけるエネルギー生産の効率は低い。
結論
細胞呼吸の種類によって異なる生物には、「門戸開放型」と「義務型」の2種類があります。
細胞呼吸には、好気性呼吸、嫌気性呼吸、発酵の3種類があります。
好気性生物は3種類の細胞呼吸法のどれでも使えるが、義務性生物は3種類の細胞呼吸法のうち1つしか使えない。
従って、義務的生物は好気性生物と嫌気性生物に分類される。
好気性生物と偏性生物の主な違いは、それぞれの生物がどのような細胞呼吸機構を用いるかです。
