生命のつくりかた

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生命のつくりかた

2017-09-14

先のエントリーの生命ってなに?でも簡単に触れましたが、生き物がどうやってできたのか?には、色々な説があります。

創造論(インテリジェント・デザイン説)

生き物がどうやってできたのか?には、色々な説がありますが、大きく分けると二つあります。
その一つが、

「知性ある何か」によって生命や宇宙の精妙なシステムが設計された

とする、インテリジェント・デザイン説です。
この説では、「知性ある何か」が、「」の場合と「地球外生命体」の場合が多いです。

神による創造論

例えば、キリスト教の教えでは、世界は神が作ったことになっています。

初めに、神は天と地を創造した。
地は混沌とし、水面は闇に覆われ、聖霊がうごめいていた。
神は光を生み出し、昼と夜とを分けた。
これが世界の始まりの1日目である。
2日目に神は、水を上と下とに分け、天を造った。
3日目には大地と海とを分け、植物を創った。
4日目には日と月と星が創られた。
5日目には水に住む生き物が創られ、
6日目には家畜を含む地の獣・這うものが創られ、海の魚空の鳥地の全ての獣・這うものを治めさせるために人間の男と女が創られた。

日本では、天地開闢・国土創造として、世界の最初に高天原で、別天津神・神世七代という神々が誕生したと伝えられています。
そして、これらの神々の最後に、いざなぎといざなみが出てきて、海から淡路島を作ったり、日本の本土を作ったり、します。

しかしながら、人間とか生き物がいつ、どうやってできたのか?については、日本神話には書かれていないんですね。。。
不思議ですね。。。

その他、神様が天地とか生き物を作ったという神話はたくさんあります。
中でも、卵からいろいろなものが生まれた。という神話が多いようです。

エジプトの神話の卵

でも、そうすると、その卵は誰が産んだの?っていう、

ニワトリが先か、タマゴが先か論争

絵はりんさんのブログより転載

に発展するわけですね。。。
で、結局のところ、その大元はわからない。。。と。。。

まあ、こんなこと言うと怒られそうですが、神話は科学的ではありません。
そもそも、神話は宗教のもとでうまれ、神という存在自体を作り出したのが人間であると私は考えていますので、その神がすべてを創造したというのはちょっと無理があるのかなぁ。。。
というのが私の感想です。

なので、この説は、「あくまでも論理的には」説明がつかないと思います。

地球外生命体が生き物を作った説

宇宙人が生き物を作ったのではないか?という説があります。
宇宙には人類よりも進歩した文明があって、生き物はそこから地球に送り込まれたんだ!というやつですね。
SFチックな説ですね。

有名なのが、虫の卵は宇宙から隕石で運ばれてきた!というものです。
【都市伝説】虫は宇宙から来た生命体だった!?
なんでも、昆虫は宇宙人っぽいからっていうことらしいです。
私にはよくわかりませんが。

まあ、この説を証明するには、人類よりも文明の進んだ宇宙人がいることの証明からしないといけないので、なかなか難しいですね。

自然発生論

自然発生論とは、「生き物は最初は単純なもので自然に生まれてきて、それが進化によって、どんどん変わっていって、今の地球の生き物たちを作った。」
というものですね。
ちなみに私は、この説が「命はどうやって生まれたのか?説」の中では一番「科学的で論理的」な説だと思います。
理由は後述します。

では、この説を詳しく見ていきましょう。

地球の誕生

今から約46億年前のことです。
宇宙のチリが集まって、地球という星が誕生しました。

マグマの海

誕生したばかりの地球上では、たくさんの火山の爆発や地震が起こっています。
当時、地球には大気がなかったため、地表には強い紫外線宇宙線が容赦なく降り注いでおりました。
地表はマグマの海でした。

隕石もガンガン落ちてきていました。
地球の自転軸が公転面に対して23度傾いているのは、ジャイアントインパクトという巨大隕石のせいだと考えられています。

NASAの描いたジャイアントインパクトの想像図

大気ができる

地球が出来てから6億年くらいすると、地球が冷えてきます。
地球が冷えるにしたがって、マグマが固まり、地面ができます。
相変わらず、火山は爆発してるし、地震もたくさんあります。
放射線もガンガン降り注いでいます。
当時の地表の温度は100度以上あったので、降った雨はすぐに水蒸気となるため、激しい対流が起こり、上空はず~っと嵐です。
そうこうするうちに、大気ができます。
原始地球の大気はメタン水素アンモニア二酸化炭素、そして、(水蒸気)です。
大気圧は、今の60倍の60気圧とかあったようです。

熱い海ができる

さらに地球が冷えてくると、水蒸気が冷えてを作り、ができ、が鳴りはじめます。

原始の海は温度が150度あり、二酸化炭素や二酸化硫黄や塩素(塩酸)などが水に溶けていたため、その海は強い酸性でした。

酸の海

酸性の水は、岩を溶かし、その岩に含まれていたナトリウム、カリウム、カルシウムなどが酸と中和していきます。
その結果、反応性の高いナトリウム(Na)と塩素(Cl)が大量の塩(NaCl)を作り出しました。

海の水がしょっぱいのは、昔からなんですね。

原始の海ができる

海水ができ、大気もできた地球は60気圧の二酸化炭素のある高温の星でした。
その二酸化炭素は徐々に海に溶けていきます。
また、石灰岩となって大地となっていきます。

二酸化炭素が海に溶けていくにしたがって、温室効果が無くなり、どんどん地球は冷めていきます。
こうして、原始の海ができ、今の地球に近い状態になったのでした。

そして、この

原始の海のなかで命が生まれた

といういのが、自然発生論となっております。

創造論と自然発生論からの進化論

さて、ここで紹介しました2つの説ですが、世界的に見て一番多く信じられている説が、「自然発生論からの進化論(以下、進化論と言います)」だと思います。

しかしながら、創造論を信じている人も少なくはありません。
アメリカでは、40%しか進化論を信じていませんし、トルコでは50%以上の人が創造論を信じています。

進化論って常識じゃないの?

え?進化論って常識じゃないの???って、日本人なら思いますよね。
だって、日本の学校では普通に進化論を教えてもらっているし、そもそも創造論なんてあることすら知らなかったという。。。

実際に、どこの国がどれだけ進化論を信じているか?を調べたデータがあります。 

Oct 12 2014

https://imgur.com/Zu44z96
グラフの見方:左に国の名前(英語)、その横の数字が調べた人数。青色が、進化論は正しいと思っている人の割合。赤色が、進化論は間違っていると思っている人の割合。黄色がかったグレーは、確信が持てない。と答えた人の割合。

日本(上から5番目のグラフのJapanのとこ)でも約30%の人が進化論を疑っているもしくは間違いだと思っているようです。
カルチャーショックですね。。。

【キリスト教】驚き!進化論を認めないアメリカ人@海外留学カルチャーショック
2015年04月14日
(略)
「ププーッ!進化論!こころ、あんなトンデモ理論信じてんの?!」
「笑ったらかわいそうだろ!こころは日本から来たんだし、何も知らないんだよ
サルから人間になるわけないじゃん(笑)
「日本人は科学者に洗脳されてるの?」
etcetc…
(略)

米国で進化論を信じる人が過半数超え
 堀田 佳男 2015年11月25日(水)

多くの日本人にとって、「エッいまだに?」と驚いてしまうことが米国で続いている。
米市民の10人中4人が、人間が神によって創造されたといまだに信じているのだ。
 いや、ようやく10人中6人が「進化論」を信じるようになったと言い換えた方がいいかもしれない。
米ピュー・リサーチ・センターが2015年11月に明らかにした調査で、ほぼ6割が進化論派になった。
2004年11月に米CBSテレビが行った世論調査では、回答者の55%が「創造論」を信じていると答えていたのだ。
だが過去10年で急速に進化論を信じる人が増え、形勢が逆転したのだ。
変化が起きていると述べて差しつかえないだろう。
(略)

2015年で、こんな状況です。

創造論を信じる理由

創造論を信じている人の多くは、

心臓とか脳とかのものすごく精密なものが進化でできるわけないだろ?
きっとこれを設計した神(知的生命体)がいるんだよ。

というふうに考えています。
クリスチャンの多いアメリカなどでは、進化論と同時に創造論を学校で教えているところも少なくないと聞きます。

進化論を認めるクリスチャンは、「進化論は神の計画の一部であった。」ということで、神と科学を上手く融合してとらえています。

進化論を認めないクリスチャンの主張としては、「人間を含むすべての生物が原核生物から発達してきたという進化論は人間の推測だ。」と考えているようです。

日本の学校では進化論が教えられている

日本の学校では進化論が教えられています。
創造論はほとんど教えられていません。
これは、宗教の問題でもあります。

進化論の強みはなんといっても

進化論を科学的に説明するためのたくさんの状況証拠がある

ということです。
もっとも、進化というのは数万年以上の年月をかけて形になるので、今まで、進化というものを実際に目で確認した人はいないんですけどね。。。
(進化かも?っていうのはあります。それはまた、リクエストがあれば書きます。)

進化論の状況証拠

進化論は、

「原始の海」から生命が誕生し、そこからたくさんの生き物が進化によってできてきた。

というものです。

では、「原始の海」からいったいどうやって生命が誕生したのでしょうか?

わからないことがあれば、とりあえずやってみよう!っていうのが科学者です。

原始の還元的な大気と海を再現してみた

とりあえず、原始の地球の状態を再現してみよう!って思い立って、それを実際にやった科学者がいます。
シカゴ大学の大学院生のミラーさんと、その先生のユーリーさんです。

ミラーさんは、「惑星形成は低温でおこるので、原始地球の大気には水素が一定量残っている還元的な大気である」と、なんか難しいことを言ったユーリー先生の言葉通りの原始地球の大気を、フラスコの中に再現します。
1953年の事でした。

ミラーさんは、還元的な大気の組成として、メタン水素アンモニア、そしてを、完全に無菌化したフラスコに入れました。
そして、水を熱して水蒸気を作りだします。
そこに、火花で放電させ、雷を再現しました。
まさにミニ始原の海ですね。

そして1週間後、ミラーさんは、フラスコに溜まった水を解析しました。
すると、水の中には生命の基となるアミノ酸のグリシンやアラニンをはじめ、いくつかの有機化合物(炭素を含む化合物)ができていました。

この発見は衝撃的でした。
生物学の教科書には必ずと言っていいほど載ってます。

そして、ミラーさんとユーリーさんの使った「還元的な大気」の組成をちょっとずつ変えながら、色々な科学者が実験し、最終的にはアミノ酸だけじゃなく、DNAとかRNAとか糖とかまでもが還元的な大気と原始の海から作られることがわかりました。

還元的な大気原始の海から生命の基となるいろいろなものが作られたわけです!

めでたしめでたし

原始の地球の大気は酸化的な大気だった

ところがどっこい!!!大どんでん返しが起こります。

地球のことがだんだんわかってくると、原始の地球の大気は、還元的なものじゃなく、酸化的な大気だったんじゃないか?っていうことがわかってきました。
酸化と還元ってのは、中学くらいで習ったと思いますが、簡単にいったら、「酸化は、電子を失うこと」「還元は、電子を得ること」です。
・・・全く簡単じゃないですね。。。
まあ、知りたい人はググってください!
とりあえず、酸化と還元では全く正反対の事が起こるってことです。

そして、ユーリーさんとミラーさんの実験を「酸化的大気」でやってみたら、アミノ酸とかはできませんでした・・・

原始の酸化的な大気と原始の海からでは生き物の基になる物質ができない。。。
話はふりだしに戻りました。。。

生き物の基は隕石が運んできた?

さて、話がふりだしに戻ったところで、科学者さんはいろいろ考えます。
生き物の基になるアミノ酸とかはどこから来たんだろうか。。。
そういえば、原始の地球は大気がなかったから、隕石が燃えずにどんどん落ちてきてたよなぁ。。。。
地球外の知的生命体が隕石に生き物の基を入れて地球に落としてたりしてwwwまさかなぁwww
ドラゴンボールじゃあるまいしwww

生き物の基を隕石が運んできた証拠が見つかる

2010年、国立天文台が、「生き物の体の中に左型のアミノ酸ばかりがあるのは隕石にのってきたからでは?」という証拠を発見

生命の起源、宇宙から飛来か…国立天文台など
読売新聞 2010年04月06日

国立天文台などの国際研究チームは6日、地球上の生命の素材となるアミノ酸が宇宙から飛来したとする説を裏付ける有力な証拠を発見したと発表した。

アミノ酸には「右型」と「左型」があるが、人類を含む地球の生物は左型のアミノ酸でできている。
しかし、通常の化学反応では左右ほぼ等量ずつできるため、なぜ地球の生物にアミノ酸の偏りがあるのかは大きな謎となっていた。

研究チームは、南アフリカにある近赤外線望遠鏡を使って、地球から1500光年離れたオリオン大星雲の中心部を観測。
アミノ酸をどちらか一方に偏らせてしまう「円偏光(えんへんこう)」という特殊な光が、太陽系の400倍という広大な範囲を照らしていることを初めて突き止めた。

この領域には、右型のアミノ酸を壊して地球のように左型ばかりにする円偏光と、右型ばかりにする円偏光の2種類があることも分かった。
アミノ酸は地球上で落雷などによって作られたとする説もあるが、これでは両方の型が作られる可能性がある。

国立天文台の福江翼研究員は、「太陽系はごく初期に円偏光に照らされた結果、左型のアミノ酸ばかりが残り、隕石(いんせき)に付着して地球に飛来したのではないか」と話している。

そして、2011年4月25日

隕石の中に生き物の基を発見

マジっすか!!!つい最近やないですか!東日本大震災の裏でこんな衝撃的なことが!!!

生き物の基は隕石の衝突でもできる

そして、2015年10月9日

隕石衝突模擬実験で生命の「素」ができた

今回の研究では、原始海洋に鉄を含む隕石が衝突する過程を模擬した衝突実験を行なった。
原始大気には二酸化炭素が高い割合で存在しており、海洋に二酸化炭素が溶け出して重炭酸が豊富にあったと考えられる。
また地殻活動などによって窒素ガスが還元され、アンモニアも存在すると想定できる。
そこで、炭酸水素アンモニウム水溶液を原始海洋水、窒素ガスを原始大気、鉄とニッケルと2種類の鉱物を隕石物質と見なし、秒速0.82∼0.89キロメートル(時速2,952∼3,204キロメートル)の速度で衝突実験を行なった。

その結果、DNA、RNAの核酸塩基であるシトシン、ウラシルの他、グリシン、アラニンなど13種類のアミノ酸の生成が確認された。(一部転載)

なんと、隕石に乗って生き物の基が地球に来ただけでなく、その時の衝突によりさらに多くの生き物の基ができるという!!!

この発見、二年前の話なんですね。。。

もしこれが本当なら、この論争にもようやく決着がつくかもしれませんね。。。

生き物の基から生き物へ

生命ってなに?

でご紹介しましたように、生き物の3つの条件は、

1.代謝する
2.外界と自分を区別する境界を持つ
3.自己を複製できる

です。
シャア大佐と、ATフィールドと、マリオの無限アップですね。
覚えていましたか?

膜ができる

長い長い年月をかけて、原始の海の中で、生き物の基はくっついたり離れたりしながら、だんだんと膜を作っていきます。
外界と自分を隔てるための膜です。
最初にできた膜は、「ミセル」だと言われています。

石鹸水を水にどんどん入れていったら、つぶつぶができますよね?
あれがミセルです。
水に親和性のある方を外側に、油に親和性のある方を内にして、粒子を作るんです。

http://pecodrive.net/?p=2819より転載

これが、最初の膜を持った物質だと言われています。
外界と自分とを分ける膜ができました!
生き物の材料が一つそろいました。

代謝する

原始の海でできた生き物の基アミノ酸はくっつくと、タンパク質となります。
このたんぱく質が、膜のミセルで覆われていきます。
タンパク質は、タンパク質同士をくっつけたり、離したり、ミセルの外に出したり、ミセルの中に取り込んだりといろいろな機能を持てます。
こういったタンパク質の活性の事を酵素活性って言います。
よく宣伝で、酵素のパワー!とか言ってるやつです。
ミセルの中のものを出したり、吸収したりできる酵素があると「代謝」が生まれるわけです。
外界からエネルギーを吸収して、使用し、要らなくなった廃棄物を身体の外に出します。
こういうふうにして、代謝が始まりました。

生物を作るための材料がまた一つそろいました。
膜があって、代謝できる。

ここまでで数億年かかってると思います。
でも、まだこれじゃあ生き物じゃありません。

自己を複製できる

あとは、自己複製するメカニズム必要なんです。
そう、遺伝子ですね。

原始の海には、アミノ酸だけじゃなく、猛毒のシアン化水素(青酸ガス)やホルムアルデヒド、火山から放出されるリン酸などもたくさんありました。

それらは、遺伝子の元となる物質です。
酵素が、青酸ガスやホルムアルデヒドからできる糖と、塩基と、リン酸をくっつけていきます。
するとそれは、タンパク質よりも安定した、なかなか壊れにくいものとなりました。

DNAの誕生です。

DNAは二本鎖でできているためになかなか分解されません。頑丈です。
タンパク質なんかはすぐに壊れてしまいますし、壊れたらもう元には戻せません。
なので、タンパク質をいつでも作れるように、タンパク質の設計図をDNAに保存しました。
そして、その設計図であるDNAを複製し、子供にも分け与えれるようになりました。
設計図があれば、みんな同じようなタンパク質が作れるので、同じたんぱく質とDNAと膜をもったものが増えていきます。

自己複製の完成です。

膜でおおわれると、その中身は外に拡散せずに密度が上がります。
その膜の中で、DNAどうしがつながったり、タンパク質と相互作用したりしながら、何億年もかけて、最初の生命ができあがったのです。

まとめ

地球上に大量にあった水と、光り輝く太陽。そして隕石。
これらが生命を作るために役立ちました。

太陽は、エネルギーを与えてくれます。
海は宇宙線とかを適度に遮蔽してくれるので、厳しい地球の環境から生命を守ってくれたのです。
そして、海や隕石は生き物の基を提供してくれたのです。
だから最初の生き物は、海の中で生まれました。
海が、「母なる海」といわれる所以ですね。

しかし、この物語、実際には起きてないかもしれません。
誰も見たことが無いですから。
今の科学で考える一番有力であろうとされる説です。
本当は、創造論のように神様が創ったのかもしれません。
宇宙人が卵を置いていったのかもしれません。

まだまだわからないことだらけなんですよね。

最初の生命が産まれてから、今の地球上にいる生き物がどうやって生まれてきたのか?
は、また別の機会にでも。

(このエントリーは、2013.5.31発行のメルマガno.4の「生命のつくりかた」を加筆修正して書きました。)


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