命の起源

祝日の「みどりの日」も仕事だった。
災害もなく穏やかな天候に恵まれて平和な連休が続いている。
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街路樹はもちろん、山々の木々も新緑が鮮やかだ。
芽吹きに生命力を感じずにはいられない・・・
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生命とは不思議なものだ。
植物の毎年の芽吹きを見ているといつもそ思う。
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あいつら植物はなぜ緑色が多いのか?
色素である葉緑体のためだが、何故、植物に存在するのか?
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植物や動物、菌類、微生物など地球にはたくさんの生物が存在する。
「生命」は何処で生まれ、どこから来たのかは未だに謎である。
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地球以外の惑星や天体で、生物の存在は確認されていない。
かといって、まったく地球のオリジナルだとも言い切れない。
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地球の生物はアミノ酸などの「酵素」と呼ばれる「タンパク質」からできてる。
呼吸、運動、消化、吸収、成長などの生命活動は、全て酵素がコントロールしている。
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ホルモンだの免疫だのアドレナリンだの・・・
生命そのものを操る酵素は何者だ?

【アミノ酸から生命が発生?】
アミノ酸は、炭素や水素、酸素、窒素などが結合した高分子化合物である。
何百万個もの分子が結合した物質がどうしてできたのか?
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原始の地球の海の中でその反応(合成)は起こり、生命の素ができたとされている。
火山や雷での加熱、放電による酸化・還元反応で、海に溶けていた物質が偶然にアミノ酸に合成されたとされる。
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つまり、生物の構成要素である酵素(タンパク質)の原料が原始地球の海中に存在していたということだ。
一応、生命と原始地球の海の成分とは関連性がありそうだ。
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原始の海で、生命(細胞)は「自然現象」として生じたものとされている訳だ。
この仮説は、ソ連のオパーリンという科学者の提唱で、理科や生物の教科書でも紹介されている。

生物の起源は神の手によるものではない・・・という仮説なのである。
原始の海の条件で、単純な化合物が高分子に合成・凝集し、細胞膜構造を構成する現象は確認できている。
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しかし、その物体は個体を増殖(自己複製)する機能がないので生命とは呼ばない。
生命の発生は、合成物質の増殖機能の獲得ということなんだろうか?

40億年の時間があれば、原始の海の中の化合物の反応で自然に細胞が発生する偶然が発生しうるものか?
ごく単純な生命体である大腸菌でさえ、細胞の形成には数十種類の酵素が必要である。
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最初の生命の誕生のためには、数十種類もの酵素が一か所に存在し、一体となって機能する「偶然」が必要だ。
数学的に確率として、可能性がない訳ではないが、その「偶然」の確率は極めて低い。
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隕石が生命の種を運んできたという確率と同じくらいしかない。
そして生命は進化して現在に至るとされている。
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【進化とは・・・?】
進化という現象は、どういう現象を指すのか?
合成物質が「進化」をたどり、生命体にまで機能が発展したのだろうか?
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進化とは伝達される遺伝情報の変化だとするならば、この生命の初期の説明が無理がある。
遺伝子(DNA)という物質だって、早い話、タンパク質であり、DNAが生命体と言えないこともない・・・?
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遺伝子の多様性が、環境による「淘汰」の結果として進化が起きるのか?
遺伝子以外に進化を起こさせるシステムが存在するのだろうか?
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「遺伝」は、親子間でのDNAの継承だとされる。
親から子へと「血」の絆という垂直な遺伝子の複製・移動である。
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自分の息子が、隣の家のおじさんにそっくり、ということになれば、配偶者はおじさんと「絆」があると疑う。
生殖以外で遺伝子が複製されないなら、
何か(生殖行為)があったのでは?
と普通は疑うものだ。
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ところが、ある個体の遺伝子が、他の個体へとウイルスを介して移動される可能性がある。
それが「ウィルス進化論」である。
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個体の子孫でなくとも、別の個体の性質を引き継ぐことがある。
通常の親子間の「垂直遺伝」の他に、ウイルスによる遺伝子の「水平遺伝」がありうるという仮説である。

この仮説のきっかけは、最近問題になっている「薬剤耐性菌」の発現にある。
抗生物質など、細菌を殺す薬剤に対する耐性を持つ菌のことを「薬剤耐性菌」というよね。
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抗生物質で死なない薬剤耐性菌が出現し、結核など治療法が確立した病気でも治療が困難になっている。
日本でも、急激に耐性菌が増殖しており、その原因究明の研究が行われている。

薬剤耐性菌は、耐性遺伝子を、菌から菌へと直接伝達することが解った。
ほとんどの菌が、またたくまに耐性菌に変化した現象は、耐性を持つ菌が生き残り繁殖して増えたのではない。
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細胞の「Rプラスミド」という構造体を介して、菌から菌へと直接伝達しているらしい。
普通の菌が耐性菌から「耐性遺伝子」を受け取って、耐性菌へと変化したというものだ。

遺伝子の伝達が「遺伝」であるから、親子関係でなくても、これは「遺伝(水平遺伝)」である。
生物間の「水平遺伝」が確認されたが、原始的な生物に限った話。
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息子が誰に似たかは水平遺伝ではないので「疑い」は晴れない・・・
でも、実は遺伝子操作や遺伝子治療も「水平遺伝」ということになるので「倫理」上の問題を含んでいる。 

注目したいのは、倫理の問題ではなく、遺伝子のベクター(運び屋)である。
ウイルスやプラスミドがベクターとして機能している事実である。
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【ウィルス進化論】
提唱されてから30年近く経った「ウイルス進化論」。
現在では、ウィルスを使った遺伝子操作は、ほ乳類でも普通に行われている。
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さすがに人間には、まだ治療目的でない「遺伝子改良」は行われていない。
バイオテクノロジーで残されたハードルは「倫理」だけだ。
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すべての生物で、ウイルスを介して遺伝子を操作することができる。
ならば、ウイルスは生物が進化するための「器官」として機能していることになる。
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最初に発生した原始生命から考えれば、地球の生物は進化で「成功」したことになる。
進化という現象は生き物にとってプラスに評価できることだから・・・。
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ふ~ん、ウィルスとプラスミドは生命活動と深く関わりがありそうだ。
「プラスミド」は、「核外遺伝子」ともいい、細胞内で染色体とは別に独立して増殖できる物質だ。

生物の遺伝情報は、遺伝子(DNA)という染色体と呼ばれる物質を複製して伝達される。
染色体はDNAの成分であるヌクレオチドの数が、最も小さな細菌でも何億個にもの数になる。
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だけど、ほとんどの生物が染色体の他に独立した小さなDNAを持っている。
その一つが、「ミトコンドリア」と呼ばれる呼吸からエネルギーを作る器官である。

生物の授業では印象的な名前なので記憶があるよね?
ミトコンドリアの機能を伝える遺伝子は、染色体ではなく、ミトコンドリア自身の持っているDNAが伝えている。
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また、植物は太陽の光から自分の体を作る「光合成」という機能がある。
それは「葉緑体」と呼ばれる器官が持つ機能だが、葉緑体の機能の遺伝子も、葉緑体の中のDNAが伝えている。
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ミトコンドリアや葉緑体など、生物が細胞内に持っている小さなDNA分子をプラスミドという。
プラスミドの中には薬剤耐性の働きを示すたんぱく質の遺伝子(薬剤耐性プラスミド)がある。

実際にはどのような働きをしているのか解っていないものがほとんどだ。
何をしているのか解っていないプラスミドを「クリプティック・プラスミド」と呼んでいる。

つまり、生物の細胞の中には、生物自身の遺伝とは独立したもうひとつの遺伝する生命体?が共生している。
自己増殖ができることを生物と定義するなら、「プラスミド」も生物であるはずだが・・・

大腸菌のプラスミドの一種「F因子」と呼ばれるものは、接合という働きを持っている。
なんと、他の菌に管を伸ばして遺伝情報を移動させる「形質転換」で他の細菌に移っていく。
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ウイルスは、自身のDNAをタンパク質の殻が覆っており、細胞外にも出ることができる。
感染した宿主の遺伝子を変化させることもある。

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インフルエンザウィルスなんて、細胞外に出て空気中を漂い、再び他の生物に侵入し増殖できる。
ウイルス性のガンは、宿主の遺伝子に異常を発生させ、細胞がガン化して増殖している。

細菌、植物、昆虫、脊椎動物、すべての生物は、それぞれを宿主とするウイルスを持っている。
ウイルスの宿主とならないただ一つの存在が「ウイルス」である。
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あたかも、意思をもって生きているように見えるけどねぇ・・・
「生命」とか「生物」の定義は、実はまだ確立していない。
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我々の知る生物とは、プラスミドやウィルスの宿主として進化させられた「乗り物(宿主)」でしかないのかも?
存在数からして彼らの方が圧倒的に大きいし・・・

【形質転換が進化の姿か?】
ウイルスによる水平遺伝があるとすると「進化論」は劇的に変わる可能性がある。
生物の一個体に突然変異が起こり、それが強力な感染力を持つウイルスによって伝達されたとしたらどうか。

その個体が生きている最中に、しかも極めて多数の個体が同時期に、形質転換ができてしまう。
地質学的に見れば一瞬の間に、一つの種が消滅し、新たな種が発生したように見える。
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進化の中間の化石も残らない・・・という訳だ。
進化が、飛び飛びの痕跡しか残さないのは、「ウィルス進化」が進化のシステムだからかも知れない。

新緑の緑を見ていると、命の輝きを感じる。
緑の葉をつける木々は成長し、また来年、緑の葉をつける。
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森の中の木、木の中の細胞、細胞の中のプラスミド。
たった1個の細胞の中にも「宇宙」が拡がっている。
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「共生」というシステム抜きに生命は語れない。
我々の健康とは、共生する微生物たちの生存に快適な環境を体内に整えることに他ならない。

緑の日。
植物の「みどり」には深い深い生命の謎がかくされている。
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