じじぃの「ウイルスと細菌・ミトコンドリア・複雑な生命はどうやってできたのか?起源図鑑」

カンブリア!~生命進化のうた~「かっきー&アッシュポテト」

動画 YouTube
https://www.youtube.com/watch?v=STARQpHyilw

カンブリア紀の我らの祖先たち

カンブリア紀の生命大爆発

カンブリア紀はまだ恐竜も生まれていない時代で,海の中だけに生き物が住んでいました。
大きさは,ほとんどが2cmから10cmくらいでした。その中で,しょうらい恐竜や人間になるもとになるものも出てきました。その生き物とは,どんなすがたをしていたのでしょうか。図鑑で想像図を見ていると,とてもきょうみがわいてきました。そこで模型を作って,大きさやや形などを調べてみようと思いました。
http://www1.cncm.ne.jp/~itoyama/cambrian/cambrian.html

『New Scientist 起源図鑑』

レアム・ロートン、ジェニファー・ダニエル/著、佐藤やえ/訳 ディスカヴァー・トゥエンティワン 2017年発行

複雑な生命はどうやってできたのか? より

生物学者たちはかなり長い間、複雑な生命の出現は進化の必然だと考えていた。単純な生命がひとたび姿を現すと、それが徐々に進化してより複雑なものになり、最終的に動物や植物になった、という考え方だ。しかし、現実はこれとは少し違っていた。単純な細胞が初めて現れた後には、途方もなく長い停滞期があって(地球誕生後の期間のほぼ半分にあたる長さだ)、それからようやく複雑な細胞が現れた。つまり、単純な細胞が複雑な細胞になったのは、40億年に及ぶ時間経過の中でたった一度の偶然の機会だったということ。それは突然のアクシデントのようなものと考えられる。

複雑な多細胞生物を生んだミッシング・リンク

原核生物は、化学物質が入った小さな袋といった程度のもの。確かに複雑な袋には違いないが、真核生物の細胞の複雑さとは比べものにならない。真核生物の細胞には、細胞小器官という微細な器官や、さまざまな細胞内膜、細胞骨格、輸送系などが備わっている。真核生物に対する原核生物の位置づけは、人間に対するアメーバのようなものだ。
さらに、細菌が作る複雑な形態は、せいぜい同じ細胞が鎖状やコロニー状に集まるくらいのものだが、真核細胞は塊になって協力し合い、あらゆる生物を作り出す。海藻からセコイアまで、あるいはアフリカアリクイからシマウマまですべての複雑な多細胞生物――つまり、あなたが身の回りで目にするほぼすべての生物と、そのほかの多数――は真核生物である。

すべての真核生物は共通の祖先から進化した。あの1回限りの出来事がなければ、生命はいまだに微生物の枠を抜け出ていなかっただろう。細菌と古細菌の細胞は、複雑なタイプに進化するのに必要な能力を、まったくもっていないのだ。

それでは、何がおきたのだろう? 決定的な出来事が発生したのは今から20億年ほど前とみられる。その時、一つの単純な細胞が、どういうわけか別の細胞の中に入ったのだ。宿主細胞(受け入れた側)の種類などはわかっていないが、その細胞が1個の細菌を飲み込むと、その細菌はまるで不正入居者のようになって、そこで生き続け、分裂するようになった。2つの細胞は、どうにかして友好的に共存する方法を見つけたのだ。そうこうするうちに、「内部共生」と呼ばれる共生関係が成立した。

それから数え切れないほどの世代にわたる共進化を経て、この内部共生体は最終的にミトコンドリアと呼ばれる細胞小器官になった。

かつての細菌そのものから余分なものがそぎ落されたこの小器官は、進化して、一つの重要な機能をもつようになった。それは、細胞にエネルギーを供給するという役割である。この重大なステップによって、生命は微生物という制約から解放され、「きわめて美しい無限の形態」へと進化したのだ。

生命の進化を可能にしたターボチャージ

エネルギーを量産するミトコンドリア部隊をたくさん持つことで、初期の真核生物は自由に増殖し、より大きく、より複雑なゲノムを蓄えることができた。そのようにして拡大したゲノムが遺伝子という原材料提供することで、より一層複雑な生命の進化を可能にしたのだ。

最初の大型多細胞生物が誕生するまで

話はまだ終わらない。また別の内部共生が起こり、葉緑体が生まれたと考えられている。植物と藻類が太陽光を糖類に変える光合成というプロセスをもつのは、この葉緑体という細胞小器官のおかげだ。葉緑体を内部共生体にもつ光合成細菌は、約28億年前に初めて地球に現れた。さらには、真核細胞が自らのDNAの大部分を保存しておく細胞核をもったことも、もう一つの重大な進展である。それはまた別の内部共生体(おそらくウイルス)によってできたものだ。真核生物の細胞は、ほかにも、小胞体(ここでタンパク質が作られる)やゴルジ装置(産生されたタンパク質をそれぞれの目的地へと送り出す)といった細胞小器官を獲得したが、それらは細胞膜を折り畳むことでできたのかもしれない。
これらすべてによって、複雑な多細胞生物が登場する下地が整った。ただ実を言えば、それからしばらくの時間を要する。最初の大型多細胞生物は、今から約7億年前に現れた海洋生物のエディアカラ生物群だ。しかしそれは今から5億4000万年前のいわゆるカンブリア爆発の頃にはいなくなった。私たちになじみのある動物種の多くは、このカンブリア爆発の時期に初めて姿を現したのだ。
とはいえ、エディアカラ生物群の起源をたどれば、ミトコンドリアの登場にまでさかのぼることができる。そしてそれは、1回限りの偶然の出来事、つまり1個の単純な細胞が別の細胞に取り込まれたというアクシデントがなければ起こらなかった。そこで結論はこうだ。

単純な生命はほぼ必然的に誕生したものと思われるが、あなたとあなたの周りの人たちを含む複雑な生命の誕生は、信じがたいことだが、必然というわけではない。それはまさに、地球上の生命の奇跡なのである。

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どうでもいい、じじぃの日記。
9月24日、テレビ東京 「ウソかホントかわからない やりすぎ都市伝説 2021秋」を観た。
Mr.都市伝説 関暁夫は言う。
  「宇宙ウイルスは人為的に持ち込まれる。人体にとって新たな外敵である宇宙ウイルスに適応するため新・原核生物を細胞に取り込み本来毒であった宇宙ウイルスをエネルギーへ変換する機能を持った細胞小器官に成長するのだ」
人間はさらに宇宙ウイルスを体内に取り込むことで新たな進化を遂げるのだ、と言う。
信じるか信じないかはあなた次第です!
前もこんなことを書いたなあ。 (^^;;