カプラ・コース vol.2

 

カプラ・コースの2回目のテーマは、「生命とは何か?(ただし、生物学の観点から)」。

つまり、「生物学的観点から見る生命現象の特徴とは何か?」を考察。

 

オンライン講義を見ながら気に成る部分を記録したメモは、A4で9ページ。

読む方も書く方も飽きてしまいそうなので、その概略と特に興味深い点のみを紹介。

それでも長いので、今回の講義は二段構成です。

もうちょっと詳しいことを知りたい方は、雑記の該当記事もご覧ください。

 

鉱物と植物の違いとは?:

「生命とは何か?」を考察するのに、まず鉱物(生きていないもの)と植物(生きたもの)を比べると分かりやすい。ということで、まずはその違いから。

博士いわく、両者の決定的な違いは「細胞」があるかないか。

生物は「生きた細胞」からできているのに対し、鉱物は「秩序だった原子の構造」からできているのだそう。(写真)

 

 

そして、バクテリアのような単細胞生物から人間のように多くの細胞から成る生きものまで、すべての生き物は共通して「細胞」から出来ている。

 

「細胞」の基本構造と仕組みとは?:

なので「細胞」を理解すれば、生命なるものの生物学的特徴が見えてくるはず。

そこで、まずは「細胞」を深く観ていくことに。

ただしこれは、「要素還元的なアプローチなので要注意」と博士。

物ごとを理解するのにとても効果的なアプローチではあるけれど、要素を理解すれば(生物のような)複雑なシステムの全体像を理解できると思っちゃダメですよ〜と注意喚起。

・・・おっしゃる通りです。

 

さて、では細胞とはどんな風にできているのか?

 

図で紹介しているのは植物細胞。だけど、細胞としての基本構造は動物細胞も同じ。

大きな違いは、細胞壁があるかないか。そして細胞は、細胞小器官から構成されている。

 

典型的植物細胞の図(ウィキペディアの図をカプラ・コースで編集したものに日本語を追加)

 

この細胞小器官は、かつて独立したバクテリアだったものが、より大きなバクテリアの体内に侵入し共に生き進化してきたものだという(細胞内共生説)。

例えば、(細胞内でのエネルギー生産を行う)ミトコンドリアは独自のDNAを持ち、それが存在する細胞とは違うタイミングで増殖する。ただ、代謝を細胞に依存しているため細胞から独立して存在することはできない。

 

すげ〜!

もう一度言う、すげ〜!

 

だって、私の体をつくっている細胞。その中にある細胞小器官たち。それが元々は独立したバクテリアだったなんて!!

それが寄り集まって共に生きて進化して、今のわたしになっているってことでしょ?!

おぉ〜!

しかも、その中のミトコンドリアに至っては、独自の遺伝子を持っていて、みんなと違うタイミングで増殖してるって言ってるわけでしょ?

わたしの知らないうちに、わたしの体内でこんなことが起きてるなんて。すごすぎる!

なんか自分の全てが、すごく奇跡的に思えてきた。

いや、多分それはほんとうに奇跡なことで、気づいていなかっただけなんだろうなぁ。

 

次に、単細胞生物の中でも最も構造の単純なバクテリア。

 

その中でも最もシンプルなマイコプラズマの細胞。大きさは大腸菌の十分の1程度。その構造は、細胞膜に包まれた液体の中に二重らせんの遺伝子が一本浮いているシンンプルなもの。

 

 

では、シンプルなバクテリアのように構造の単純な生物はどのように機能しているのか?

彼らの体(細胞)は、タンパク質とDNAとRNAでできている。そして、この三つはあらゆる生物の細胞に共通して存在する高分子(https://ja.wikipedia.org/w/index.php?title=高分子)。

シンプルな生物の体内には、二種類のタンパク質が存在する。それが、酵素と構造タンパク質。酵素は、自分自身は変化せずに触媒となって代謝のプロセスを助け、構造タンパク質は細胞の構造を物理的に支えるもの。

そして、どんな酵素が作られるかはDNAの持つ遺伝情報で決まる。

なので、生物の代謝は、作られる酵素を通じて遺伝情報で決められている。

で、三つ目の高分子であるRNAは基本的にタンパク質の合成を担当している。

言葉だけだとわかりにくいので、図にしてみました。おそらくこんな感じの関係。

 

 

これが、博士による2分でわかる生化学講座でした〜。ぱちぱち(拍手)

 

ここから見えてくる細胞の基本構造 = 境界/boundary(細胞膜)+ その中で起こる化学反応(代謝)

 

そして境界である細胞膜の基本構造は、どんな生物であっても共通なもの。

細胞膜は、高校の教科書の図解での印象のように固定的なものではなく、とてもダイナミックで動きのある境界。細胞に出入りする化学物質をコントロールするなど、代謝活動に積極的に関わっている。また細胞に出入りする物質をコントロールすることで、細胞の分子的個性を決定している。(図)

 

 

「細胞膜というのは、個性を決める境界であり、分断するためのものではない。それは周りの環境と常に関わり合い、やり取りをしている。」と博士。

 

「境界とは個性を決めるもの、分断するものではない。」なんだか、ハッとさせられますね。

 

そして、もう一つの基本構造である代謝は次のように定義される:

 

「網目のような化学反応のネットワークを通じて巡る淀みないエネルギーと物質の流れであり、その流れが、生物が自分自身を生み出し、修復し、存続し続けることを可能にするもの」

 

前述の「細胞内共生説」を唱えたリン・マーギュリス博士によれば、代謝こそが生物の生命現象の核となる特徴だと述べ、以下のような言葉を残している。

 

「代謝していれば、それは生きている。していなければ、死んでいる。」

“If it metabolizes, it is alive; if it doesn’t metabolize, it is not.”

 

代謝の二大要素:

生命現象の核となる「代謝」。代謝には大きく二つの側面がある。

1)エネルギーと物質が止まらずに流れていること、それにより排泄物が出ること

2)食べものを消化し、生物の体(物理的構造)、機能、行動の生化学的基盤を作り出す化学反応のネットワーク

 

生きたシステムとネットワーク:

ネットワークは、あらゆる生きたシステムに共通して見られる基本的な組織化のパターン。生命のあるところには、ネットワークがある(例:生態系、生物、細胞など)。また社会システムは、コミュニケーションのネットワークと理解できる。

 

ここでいうネットワークとは、様々なプロセスの間の関係性の集まりのこと。物理的な構造ではなく機能上のネットワークなので、写真などには写らない。

 

ネットワークとは、非物質的な関係性のパターンのこと!

 

ただし、ネットワークであればすべて生きているわけではなく、以下の特徴が見られる時に「生きたネットワーク」(living network)と呼ばれる。

  • 外界から栄養を取り入れる
  • 化学反応のネットワークを通して自己を維持する
  • その境界を含め、自分をつくるあらゆる要素を自らつくる
  • ネットワークの各要素は、そのほかの要素を変化させ交換するために機能している

 

こうした特徴は、チリの生物学者ウンベルト・マトゥラーナとフランシスコ・バレーラが提唱したオートポイエーシス(autopoiesis)説による生命の重要な特徴、継続的に自己をつくり続けること(continuous self-generation)の要素である。

 

さて、ここから話はさらに込み入ってきますよ〜。脳細胞フル回転です 笑

カプラ・コース vol.2

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