つねぴーblog

元とある研修医の雑記帳。アウトプットが趣味です。医学以外の事も投稿するやもしれません。

38億年生物進化の旅

38億年生物進化の旅

38億年 生物進化の旅

38億年 生物進化の旅

生命が誕生してから38億年を200ページに凝縮した本。最初の単細胞生物が生まれる以前の話から始まり、多細胞生物の祖先の話などを交えながら駆け足で人類が誕生するまでを追っている。時折トリビア的な話が出ているのでページをめくるスピードも落ちないが、分野によっては専門的すぎて訳がわからない。知らない生物群の固有名詞を淡々と挙げられるとさすがに退屈。この本の対象読者は進化を専門にしている人という訳では決してないだろうが一般人にはかなり難解な無いように思われる。進化の全体像をとりあえず掴みたいという人には良いと思う。ただもう少し図が欲しかった。



【最初の生命はどこで誕生したー熱水噴出口】
【RNAワールドと蛋白質ワールド、GADY仮説】
【多細胞生物の誕生とカドヘリン】
【サメ最強説】
【クジラ:陸棲から海棲へ】
【ほ乳類の祖先はは虫類ー耳の穴の起源】
【昆虫の大型化と酸素濃度】



真確生物の出現する以前にシアノバクテリアが誕生している。鉤合成できるシアノバクテリアが地球の環境を大きく変えた。つまり二酸化炭素濃度が減少し、酸素濃度が大幅に上昇した。


10億年ぐらい前に酸素濃度は今と同じぐらいになった。
これとほぼ同時期に多細胞生物は出現した。

5億7千万年前に多様な生物が居た事はエディアガラ生物群の化石からわかっている。これらの生物はほぼ絶滅するが生き残った物が後のカンブリア大爆発につながっていく。

因みに生物の大量絶滅はカンブリア以降5回起きている。命というのは地球環境に翻弄されているのかもしれない。いくら生存競争に勝ち残れる遺伝子を有していても大幅な気候変動の前ではなす術がないのかもしれない。



■最初の生命はどこで誕生した?

アミノ酸はミラーの実験によって試験管の中で簡単に作られる事がわかったが、タンパク質はアミノ酸のように簡単にできる訳ではない。タンパク質というのはアミノ酸分子がペプチド結合によって連結した物であるが、それが太古の地球で自然に起きたのであろうか。

今最も生命誕生の場所として考えられているのが熱水噴出孔付近である。熱水噴出口にはメタンや硫化水素といった分子が豊富にあるし、熱エネルギーもあるのでアミノ酸の重合する環境としては申し分ない訳である。

勿論タンパク質が出来ただけでは生物とはとても言えない。遺伝情報を持つDNAが必要なのである。


別の場所でできたDNAと何処かでマッチングか?



RNA仮説はどのようにしてRNAが自然に海から出来たのか説明できないので弱い。それよりも前にタンパクワールドというものがあったという仮説の方が強い。GADY仮説。

GADY仮説というのはそれぞれアミノ酸の一文字表記の頭文字を取ったものである。
タンパクワールドの場合、外界と細胞を隔てる細胞膜ですら蛋白質で構成されていたという主張が取られている。


地球に磁気のバリアが出来たのが二十八億年前。それまではDNAが傷つくために海上に上がれず、深い熱水噴出孔あたりにいた。シアノバクテリアは太陽の光を必要とするので安全になってから進出した。


生物の初期の進化には遺伝子の水平伝播が大きな役割を。

長い歴史の中においてはシアノバクテリアは5億年近くも勝者で支配者級の生命であった。
多細胞生物ができるまではね。



単細胞があつまってもバラバラになるだけ。まずくっつくことが大事である。カドヘリンという蛋白質が原因。他にもコラーゲンとか。襟鞭毛中という単細胞生物がおそらく起源の一つか。単細胞なのにコラーゲンを持っている。

多細胞生物になってから真核生物になるまでの間が非常に長い。遺伝子の使い方がわからなかったのでは。

カンブリア紀になって始めて眼を持つ生き物が出てきたと言われている。三葉虫など。
また固い外骨格を持つ生き物も多数出現して生き残りをかけた戦いが。

因みにこれに続くオルドビス紀で海の生物の多様性が大幅に増えた。つまり、カンブリア紀もたしかに爆発的に増えたがそれはあくまで門というレベルであり科というレベルではたいした多様性がない。しかしオルドビスでは科のレベルで大幅に増えた。今でも知られる海の生き物もこの頃に多数できた。ヒトデウニなど。

尚、始めて陸に上がった海の生き物は海サソリと言われている。これがのちの陸性のサソリやクモになったとか。

魚の出現もオルドビス紀。

因みにオルドビスの終わりに氷河期があり種の八割が絶滅。




シルル期

最古の陸生の植物の化石。それまでは藻類しかいなかった。

デボン期になると維管束を発達させた植物群が。また形成層が発達して木になる植物も生まれてきた。そして森林が出来た。これは大きな意味がある。



また海の脊椎動物で顎をもつものが誕生した!これは大事件であり、のちの脊椎動物はほぼ全て顎を持っている。

サメは幾多の困難を全部乗り越えてきた動物である。デボン期に現れ、デボン期末の絶滅もペルム紀末の絶滅も三畳紀のも白亜紀の絶滅もすべてを生き延びてきた。いつの時代にも強敵がいたにもかかわらずすべてにおいて勝ってきた。中生代になるとより恐ろしい海棲爬虫類ーイクチオサウルスやプレシオサウルスが現れたにも関わらず生き残った。人類が滅んでもサメは滅びないだろう。

適応拡散ーオーストラリアのコアラやカンガルーが良い例。


クジラは陸棲から海棲になった。

石炭紀になると羽根のある昆虫が誕生してくる。ただ面白い点は羽根が三つあったということ。これらはもともと飛ぶためにあったというのではなく温度調整など別の役割を果たしていたと考えられる。それがのちにさらに変化して飛行能力につながった。進化はいつも構造の変化があり、次に機能としての変化に結びつく。

石炭紀後期になると寒冷化に耐えられなかったシダ植物に変わって原子的な裸子植物が繁栄する。その結果この時代の酸素濃度は三十パーセントほどに上昇。昆虫の大型化。体の奥まで酸素が行き届かないから大きくなれない、今の酸素濃度では。


白亜紀に花を咲かせる植物が誕生する。それから花と昆虫の共進化が始まる。

両生類から爬虫類に進化できた原因は卵に羊膜ができて羊水で保護されるので陸上に卵を埋めるようになったこと。さらに哺乳類は自分の体内にいれておくようにしたので変わった進化の仕方と言えるのかもしれない。
爬虫類の側頭部にある開口部を側頭窓というが、これが二つあるのを双弓類、一つのを単弓類、ないものを無弓類という。人はこの単弓類から進化したと言われている。人間の耳の孔の起源はこの単弓類のものなのである。


隕石の衝突というよりも超大陸パンゲアの形成による気候変動が大絶滅を起こした可能性。
スーパーアノキシア

ジュラシックパークのジュラはジュラ紀のジュラ

恐竜巨大化の原因。共進化
相手が出かければ自分もでかくなる必要がある。戦国時代というか軍拡競争というか。

石炭紀になると羽根のある昆虫が誕生してくる。ただ面白いてんは羽根が三つあったということ。これらはもともと飛ぶためにあったというのではなく温度調整など別の役割を果たしていたと考えられる。それがのちにさらに変化して飛行能力につながった。
進化はいつも構造の変化があり、次に機能としての変化に結びつく。

石炭紀後期になると寒冷化に耐えられなかったシダ植物に変わって原子的な裸子植物が繁栄する。その結果この時代の酸素濃度は三十パーセントほどに上昇。昆虫の大型化。体の奥まで酸素が行き届かないから大きくなれない、今は


奇蹄目は名前の通り蹄が奇数のもの。馬の祖先は五本の指を持っていたが退化して三本になった。

偶蹄類は遅れて進化してきた。牛やラクダ系

反芻亜目は食いだめをできるてんが優れている。必要な時に栄養を摂取して敵がきたら逃げて後で反芻して摂取することが出来る。牛のような反芻胃も持っているので草食系のなかではかなり強い。

実はクジラは有蹄目の仲間でカバに最も近縁。クジラの五千万年前の化石は水陸両用である。蹄もあった。その後足が退化した。

DNA解析でヒトの近縁と考えられているのはオラウータン、ゴリラ、チンパンジー、ボノボである。最初に分岐したのがオラウータン千四百万年前。次に千万年前にゴリラが分かれ、チンパンジーと人が分かれたのが七百万年前、人とチンパンジーはDNAの塩基配列が98.77パーセントが同じ。

類人猿は森で生活していたが二足歩行出来るような種が現れ、彼らが草原へ出た。二足歩行になったから頭が大きくなってもバランスを保てるようになった。脳容量の増大。

ネアンデルタール人はホモサピエンスよりも脳容量が大きかったが二万年ほど前に絶滅。前頭葉が発達していなかったために知性はそこまででもなかった。

ヒトの体毛はなぜ減ったか。脳も毛も外胚葉。遺伝子のトレードオフ的なもので。。真相はわからない。