生きるってなに？　生命はどうやってできた？　　生物から考え方を学ぶと腑に落ちる　［生老死―生パート前編―］

ゆにこさんの質問はこうでした。

ゆにこ

『生きてるって、なに？　死んだらどうなるの？』

調べていくうちに分かったのですが、これはゆにこさんに限らず、太古の昔から人類が抱き続けてきた、大きな命題だったのです。正確にはこの2つです。

そうですよ、ゆにこさん。人はずーっと大昔から、ゆにこさんと同じことを考え続け、試行錯誤し続けているのです。

生死をどう捉え、どう考えるか。これを死生観と言います。ヒトの死生観を形成し、ダイレクトにゆにこさんの質問に答えてくれる、生死を考える分野は以下の三つになるでしょう。

そうですね。世界創生は多くの神話で見受けられますし、日本神話の『黄泉の国』、エジプト神話の『死者の審判』、死のストーリーもやはり盛り込まれています。

デカルトですね！

ニーチェですね！ゆにこさん凄いです！

ただ今回、このページでは生物学のお話をしていきます。

発祥の順序だと、1,宗教　2,哲学　3,生物学　となるのですが、今回はこの流れに逆行していきましょう。

これからお話していきますが、その前にこれだけお伝えさせてください。

『なぜ生まれ、なぜ生きて、なぜ死ぬのか』 生死をどう捉えるか、という『死生観』は言わずもがな人生を貫く大きなテーマになるでしょう。

遥さん、桜さん、それにゆにこさん。

みなさんはまだ幼い。これから色んな体験をし、その度に選択を迫られるでしょう。では何を基準に、そのときどきの判断をするのか……。

『世間の価値観や常識』でしょうか？　『親や教師の言うこと』でしょうか？　『本に書いてある立派そうな情報』でしょうか？

違いますね。そのどれもが”判断材料”に過ぎません。どこまでいっても、決めるのはいつだって自分自身です。

しかしながら、土のないところに芽はでないように、なんの知識も考えも持たない人間に、何かを判断する能力は育ちません。一時の感情や欲により、楽な方へ流されるだけです。そうならないために学びましょう。死生観は土壌になります。そこにどんな芽がでるかは、土壌の豊かさに左右されますよ。

かく言う私も、100回の人生を経験し、今が101回目なのですが、これまではあまり充実した人生というものを送っていないように思います。

しかし今回の101回目は、充実した毎日を送りたい。自分はやりきったんだと、胸を張りたい。それが歴史に名を残すような大義じゃなくていい。自分なりにやれることを、やりきって終わりたい。

桜さん遥さん、そしてゆにこさんとの出会いが……―――私にそう思わせてくれました。

今回は生と死、それから間にある老化について、三つの大きなブロックに分けて話したいと思います。まずは『生命』について、一緒に学んでいきましょう。

さっそく質問です。生きてるってどういう状態でしょう？

死んでいない状態が生きている。なるほど。それでしたら、死んでいるのがどんな状態か考えると分かりやすいかもしれませんね。

たくさん出ましたね。その逆で、息をしている、心臓が動いている、食事をとる……土にかえる、は形を保てないということなので、逆は体の形を保つことができる、ということになりますね。

素晴らしいです。生命の定義をすべて言ってくれました。

つまり、どういう区切りで一個の生命体とカウントするのか、その条件のことを定義といいます。生命の定義は、多くはこんなふうに言われます。

まさにその通りです。私たちヒトは、37兆個の細胞で形作られていますが、常に細胞を入れ替えながらこの数を保っているわけです。

私たちを構成する細胞が入れ替わっているのに、はた目にはなにも変わっていないように見える。それが不思議だということですね？

それは、こう考えると分かり易いかもしれません。

このように、”常に変化して動くことで、同じ形を保っている生命特有の原理”を生物学者の福岡伸一さんは『動的平衡』と表現しています。生物は合成や分解を繰り返し、絶えず動きながら均衡を保っているのだと。

それでは、この入れ替わりのサイクルは、私たちヒトだとどれくらいの期間で起こっているでしょうか。

一番長いのが骨で4年なので、4年前と現在では体を形作る細胞はすべて別の細胞ということです。

ただし心臓と脳の神経細胞は生涯同じものが使われます。神経細胞が入れ替わってしまうと、記憶を維持できませんからね。ちなみに神経細胞が一番多いのは幼少期で、あとは減っていくばかりなんだそうです。

ちなみに髪の毛は死んだ細胞です。『女の命』と言われるほど印象的なパーツですが、床に落ちてしまえばただのゴミですもんね。おもしろいですよね。

それでは話を戻しましょう。生命の定義は分かりました。しかしなぜ、生命は自己のコピーを作り、代謝を行い、外界と仕切られているのでしょうか？

ひとつ言えることは、生物は最大限無駄をそぎ落とし、生存に有利な特性は残るよう進化するということです。

ムダ毛と言いますが、今残っている毛には意味があります。

たとえば、テレビの液晶を外して中身を見たとき、そこに無駄な配線と意味のない基盤が置かれてあり、きらきらのビーズで無駄な装飾が施されていることはまずありません。

すべての部品には意味と役割があり、あるべき場所に収まっています。生物も同じです。なんの役割も果たさない臓器が詰めてあったり、血が通っていない空洞の血管が組み込まれていることはないですよね。

その通り、必要だから備わっているわけです。私たちが忌み嫌う『老化』や『死』すらも、生存に有利だから獲得してきた能力だといえます。

逆に死なない細胞って、ガン細胞ですからね。

必要な分だけちゃんとバランスよく細胞が働くからいいのに、ガン細胞はきちんと死なずにところかまわず増え続けるから腫瘍化して、みんなの迷惑なんですよ。

あー、遥さんは怒りっぽいですもんね。ガサツで粗野で怪力だし……まさにメスゴリラといったところですもんね。

感情はヒトを行動させるためのシステムです。怒りは敵に対応するためですね。それにヒトは集団で生き延びてきたので、1人でいると孤独感を感じるようにできています。

そんなこと言って、桜さんもすっかりセンチメンタル思春期ガールですね。

さあ、今まで話してきたように、一見効率が悪いように見えても、生存に必要だからこそ生物はあらゆる能力を獲得してきました。

その根源ともいえる、生物を生物たらしめる源の機能、『境界性、代謝、自己複製』は、どのように獲得されたのでしょうか？　

順を追ってみていきましょうね。

それではまたまた質問です。生き物はどうやって生まれたでしょうか？

キリスト教だと、神様がアダムとイブという最初の人間をつくりましたね。ゆにこさん、よく知ってましたね！

でもよく考えてみると、アダムとイブが居たエデンの園には、すでに植物や果実、蛇など、他の生物も存在していましたね。

生命の基本単位は細胞です。つまり、最初に生まれた生命と呼べるラインは細胞だと考えていいでしょう。

ひとつの細胞から成る単細胞生物のシンプルなつくりと同じように、単純な考え方の人に向けて使われますね。

……自らイメージダウンしていくそのスタイル、嫌いじゃないですよ。

それでは、ここで疑問です。最初の生命と思われる細胞ですが、この細胞というのは、なにでつくられているのでしょうか？

ぶー、時間切れです。答えは『この世界の物質はすべて原子で出来ている』でしたー。

こちらの元素周期表をごらんください。

表恐怖症……初めて聞きました。でも大丈夫です！　なんたって生き物はみんな、赤丸で囲んだ6つの元素しか使わないんです！　覚えるの楽ちんです！

そう言うと思いまして、きっちり説明できるよう調べておきました。

ゆにこさんが一発で分かるように、ゆにこさんの大好きなマインクラフトというゲームを例に説明いたしましょう。

マイクラの世界はすべてがキューブ型のブロックでできています。このブロックにはいろんな種類がありますが、総じて原子と呼びます。そして石ブロック、土ブロックなど、ブロックごとの種類を元素といいます。

ゆにこさん、ご理解いただけましたか？

分かっていただけたようで良かったです。そして私たち生き物は、さきほどお伝えした6つの元素ブロックでつくられている、というわけです。

本当に不思議なことですが、生き物と物体は元素の組み合わせ方が違うだけなんです。生物は特有の元素組成を持っているんですね。

H2Oですね。

そういうことです。マイクラの世界の生き物はモブと呼ばれますが、世界を構成する素材とまったく違う素材が使われているようには見えませんよね。モブもやっぱりキューブ型のブロックでできています。けれどモブはモブ特有のプログラムをされているため、ワールド内をランダムに動き回っているわけです。これが生き物です。

そして生き物が死ぬと、たとえばタンパク質なんかは分解されるわけですが、このとき生き物に使われていた元素が消えてなくなるわけではありません。組み合わせが変わるだけなんです。

そのとおりです。その証拠に生きている状態と死んだ状態で重さは変わりません。つまり死という現象は、生き物特有の元素組成が解かれるということなんですね。生き物を形作っていたブロックは分解されるわけですが、ブロック本体はなくならず、組み合わせが変わるだけなんです。

それでは、元素はどうやって生き物になっていったのか？　マイクラはPCでつくりますが、生き物は自然がつくりました。とてつもない長い時間をかけて……―――さあ、地球ができた46億年前までさかのぼりましょう。

重要どころか、私たちの体を構成する主成分、タンパク質の材料ですよ。クッキーにおけるバター、ハンバーグにおけるお肉、アニメにおける主人公くらい主要な存在ですよ。

その昔、生命の本質はタンパク質だと考えられていた時代もあったくらいです。

しかし研究が重ねられ、遺伝物質がDNAであることは、みなさんご存知の通りです。

ここまでの話をおさらいしてまとめましょう。

これはたった一度きり生じた大イベントであり、現存するすべての生物はこの自己複製子から分岐した子孫なのです。大腸菌もシイタケもテナガザルも、鷲も人間もG(ゴキブリ)も、元を辿ると、この1個の自己複製子に行きつきます。

みなさん気になるのは、その仕組みですよね。自己複製、と一口にいっても、実際どういう段階を経て複製がなされるのか。ざっくりの流れはこんな感じです。

このとき、生命誕生に重要だったと考えられる条件がもうひとつあります。それは太陽との程よい距離です。

ええ。太陽と近すぎれば、これらの生命の材料となる有機物も、水も、燃えてなくなってしまいます。かといって、遠すぎればすべて凍ってしまう。

違います。この太陽との程よい距離を『ハビタブルゾーン(生存可能領域)』と言います。こういった環境の良さもあって、どんどん化学反応がおこり、液滴の中には最初の遺伝物質と考えられるRNAも登場しています。

リン酸、糖は一緒なんですが、塩基だけは4種類あるんですね。それぞれの塩基の頭文字をとって、A・G・C・Uと表記されます。

それではいよいよ、自己複製の仕組みです。さきほどお伝えした4つの塩基はですね、それぞれ対となるペアが居ます。つまり、決まった相手とくっつきやすい性質があるんですね。

このようにして、同じ塩基配列のRNA分子がどんどん増えます。これが自己複製の仕組みです。

分かれた側もまた型の役割となりくっついて、分かれたらまた型となり……こうして同じ配列がぽこぽこ増えていきます。すごいですよね、こんなやり方。

自己複製の仕組みは分かりましたね。くっつきやすい性質の塩基があるので、その性質を利用することで、もう一方の並びを指定できるんですね。

RNAには遺伝子の基となる3つの特徴があります。ひとつ目はすでにお伝えしましたが、『自己複製能』。ふたつ目は『自己編集能』です。

自分の一部分を切って別の場所につなげたり、部分的に二本鎖の立体構造になったり……ブロックの組み合わせを自在に変えられるということです。そうすることで、パターンの違う配列を生み出せますよね。

そういうことです。初期の自己複製マシーンでは壊しては作り直すを繰り返すことで、安定して増えやすい配列を模索しやすかったのだと想像できます。これは現代で言う多様性です。

多様性とは『とにかく種類がたくさんある』ということ。言ってしまえばファミレス戦略です。

それでは、この最適化はなに対して働いているのでしょうか？

まさにそうですが、需要とはなにで決まるのか。それは環境です。

じっさいにはファミレスは全国チェーンなので、一部の店舗だけであのメニューがない、ということはないですが、つまり多様性とは、とにかくたくさんの種類があるということ。その中で環境に合ったものが生き残り最適化されていくのを自然淘汰と言います。

結果、次のような特徴のRNAが生き残っていったと考えられます。

おもしろいですね。

DNAが出てくるのはもっと後ですが、実はRNAとDNAはほとんど同じつくりをしています。というかいっぱい作られたRNAの中からDNAが生まれました。DNAは２本がしっかり支え合っているため切れにくく壊れにくいです。なのでより長くなることができます。

長い分より多く遺伝情報を持つことが可能になります。

2つの違いはこんな感じですね。初期は変化しやすいRNAがぶいぶい言わせていたのですが、先ほどのように速い！安い！うまい！などの、変化させずに保管しておきたい特徴が出てきます。そうなってくると時代は安定志向へとシフトチェンジして、遺伝情報の保持は安定したDNAが行うように変化していったんですね。

これは確かに、勢いのある攻めの姿勢のRNAが『三高』、とりあえず安定重視のDNAが『三平』というふうに当てはめられますね。

はい、なんでしょう？

そうなります。

というと？

……遥さん……。

実にナイスな疑問です！　ぜひともベストクエスチョンザアワードに選ばせていただきたい！

それではお答えしましょう。話は自己複製子がどんどんコピーを作っているところに戻ります。

はい、安い・速い・うまいです。しかしここで問題にぶち当たります。複製をつくるための材料を確保するのが難しくなるのです。そこで役に立ったのが、RNAの３つ目の特徴『壊れやすさ』です。

作っては壊しを繰り返すわけですね。これは『死』が存在する起源だと考えられています。この頃のRNA分子はまだ生物の前駆体のようなものですが、今の生き物が最終的には死という最後を遂げるのは、このころから始まっているのです。

そういうことです。リサイクルをしているんです。人がペットボトルをリサイクルするのと同じです。

そう、食の始まりとも言えますよね。

私たちが現在行っている食はもっと複雑ですが、自分と同じ構成要素を持つライバルを喰らい、自らのコピーを生み出すというのは、私たちが栄養をとる循環の原型になるでしょう。

その通りです。ゆにこさんも分かりましたか？

分かりづらかったですか。例え話をしますと……ゆにこさんはブロックで法隆寺がつくりたくなりました。しかしその場には数個のブロックしか残されていません。前につくったエッフェル塔があります。エッフェル塔に使っているブロックを使えば、法隆寺をつくれそうです。

さて、ゆにこさんならどうするでしょう？

そうですね、エッフェル塔を壊して法隆寺をつくりますよね。

私たち生物にしても同じことです。必要な材料でつくられたライバルをばらばらに分解し、その構成要素をゲットするというのは、まさに一石二鳥……ライバルを減らすと同時に食物を手に入れているのです。

さあ、次はなにが起こったでしょう。彼らは自己複製を行い、その中でも増えやすい性質のものがよく増えて、材料が足りなくなると前に作ったもの(ライバル)を壊し、その材料をもとに新しくつくり変える、ということができるようになりました。けれどまだ生き物とは呼べず、RNAやタンパク質が混ざったぐしゃぐしゃの液滴です。

素晴らしい。まさにその通りで、膜の中に入るRNAが現れました。

この膜は油の粒のようなもので、たまたまその中に囲われた液滴(RNAも含まれている)は、自己複製するための材料ごと囲われているので、安定して複製を行うことができます。

しかし一番の利点は、遺伝物質を隔離できることです。

はい、遺伝情報を守れるのは重要なメリットでした。

ええ、ようやくです。けれど終わりではありません。

私たちは遺伝子を保管するための動く機関のひとつであり、40憶年が経過した今もなお、この試行錯誤は続いている―――……そういうお話でした。

どうでしょう？最初の生命、細胞ができるまでの流れはだいたい掴んでいただけたのではないでしょうか？

言ってみればヒトというのは、皮膚というひとつなぎの大袋の中で、絶えず化学反応を起こし変化を繰り返す……繰り返すことで大袋を維持している細胞のコロニーなんですね。

これははっきり分かっています。同じシステムを持っているからです。

そして『死』も、最初の生命が持っていたから、生き物全員が持っている性質なんですね。

ようやく最初の細胞ができましたね。そしてこの細胞が進化していき、一番最初の枝分かれが訪れることになります。細菌と古細菌に分かれるんですね。

Last Universal Common Ancestor　略してLUCA(ルカ)。”全生物に共通する最終祖先”という意味の言葉です。

…………

そうですか、かっこいいですか。言うかどうかちょっと迷ったんですが……これ私です。

ほら、さっき言ったじゃないですか。今の人生は101回目だって。LUCAが私の１回目です。

そんなそんな、すごいだなんて。まあすべては私あってのみなさん？っていう感じには……なり、ますかね。あはは。そう考えるとまあ確かに？けっこうすごい……ってこと、なのかなあ。

んーなんか海の中を漂ってて、浮かんでるなあ、あったかいなあ、って感じですね。あーいける気がするーって思ったら、いつのまにか自分が分裂してた感じですね。

え？

へ？

………………………。

私の特殊な記憶構造については長くなるため割愛させていただきまして、生命誕生の話をまとめますね。

まとめます。

さあ。全生物に共通する仕組みを持つ祖先、私ことLUCAから、細菌と古細菌、というまず始めの分岐が訪れます。

まずはDNAを核の中にしまい込む『真核生物』が現れました。画像の真ん中の原生生物ですね。細胞1個で成り立っているけど、核があるよーという生き物です。

そうですね。『単細胞で核がない』と『多細胞で核がある』の2種類なら分かり易いですよね。

ゆにこさん？　どうされましたか？

……あ、もしかして、細胞はぽこんと2つに分かれて増えるのに、なんでゆにこさんは分裂して２人のゆにこさんにならないのか、ということですか？

これは良い質問をいただきました。私たちヒトが死ぬと、37兆個の細胞も一蓮托生で死んでしまうので、細胞内に住んでいる遺伝子からするとたまったもんじゃないはずです。では、私たちはいずれ死ぬのに、遺伝子だけがどうやって生き残るのでしょう？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

そう、有性生殖の登場です。生物の増え方は、分裂によって増える無性生殖と、子供を作ることで増え、自分の遺伝子を託すという有性生殖があります。しかし、なぜ分裂で増える無性生殖だけではダメだったのでしょうか？　性別の起源はどこにあるのでしょうか？　

ではひとつ、クイズを出しておきます。『オスとメスの一番の違いは何でしょうか？』　次の生老死の『生パート後編』で、有性生殖のお話と、最終的に生き物というのはこの宇宙にとってどういう存在かお伝えしたいと思います！

なんでしょうか？

カエルはオスもメスもペニスないので、とりあえず性器の形が雌雄の判別基準でないことは先に伝えておきますね。では次回！