なぜ生命は進化してしまうのでしょうか。DNAが進化のL-システムみたいなモノだとしても・・・。生命が発生して、進化しちゃったのはなぜでしょうか。

回答の条件
  • 1人5回まで
  • 登録:2011/08/15 23:10:32
  • 終了:2011/08/17 21:30:02

ベストアンサー

id:ShinRai No.3

ShinRai回答回数488ベストアンサー獲得回数212011/08/16 05:53:00

ポイント106pt

ジョン・フォン・ノイマンも同じことを悩みました。

生命体は、なぜ複雑さが同じ個体を自己複製できるのか、

そして、時間の中で、なぜより複雑な方向に進化できるのか。

答は、デジタル方式だから。

DNAに記録されているゲノム情報と、それをどのように加工して様々な部位を作るかという情報があれば、複雑な生命体は、デジタル情報だけあれば再生産できるようです。

(中央公論社「世界の名著 現代科学II」所収、『人工頭脳と自己増殖』7 複雑さという概念と自己増殖、ちょっと難しいけどお勧めです)

生命体の生きる本能があるから、もちろん進化が起きるわけですが、情報がデジタルであるから、進化がおきやすいということがいえます。

DNAやRNAは、4つの核酸によって表現されているデジタル情報ですから。

このあたりは生物学者できちんとデジタルを理解できている人がほとんどいないので、参考書はありません。また情報理論も、目的を忘れてしまっていて、役に立ちません。

上記の『人工頭脳と自己増殖』がおそらく唯一の参考文献でしょう。

id:tansokuda

きょくせんさんの唸りも含めベストアンサー。

紹介いただいた「人工頭脳と自己増殖」をアマゾンで買いました。


自己複製できるのか、複雑な方向に進化するのか。

それはデジタル方式だから。という答えの本を読んで見ようと思います。

2011/08/17 21:28:19

その他の回答(8件)

id:kyokusen No.1

きょくせん回答回数824ベストアンサー獲得回数862011/08/15 23:58:53

ポイント24pt

 また参りましたよ?

 なぜ進化したかと言う話になると、これもまた非常に難しい話となります。

 例えば、前回のご質問で『有性生殖』が多様性獲得に大きな武器になっていると言うお話はしたかと思います。有性生殖は真核生物(動物・植物・菌類)が行う生殖方法で、特に脊椎動物などはその有性生殖の上に減数分裂という『変異』をより多く起こさせる機構を持っています。また、原核生物である大腸菌は核外遺伝子(プラスミド)と言うものを持っていて、これを個体間でやり取りしたりもしています。

 また、今大問題になっている放射線や紫外線なども遺伝子を変異させる源となりますから、特に遺伝子の変異を起こすシステムを持っていない生命であっても否応無く変異させられたりもします。……もちろんむやみやたらと変異を起こさないよう、ウイルス以外の生物は変異を防ぐ為に一本鎖であるRNAではなく二本鎖を持つDNAを遺伝子としている訳なのですが。話が行きつ戻りつしますが、減数分裂や有性生殖といった機構はこのDNAの堅牢性を打破して変異を起こす為のシステムであるともいえるんですね。

 

*生命の発生において、その初期生命体の遺伝子はRNAだったのかDNAだったたのかという議論はありますが、ここではおいときますね。

 進化と言うものは、詰る所『多様性の獲得』であると前回申し上げたと思います。ですので、現在地球上には様々な種が存在し、新しい種も発見されている訳ですけれども、これは結局『環境の変異』に対応する為に様々な試みがなされているようなものだと申し上げてもよろしいかと思います。仮に……今回は変異と申し上げた方がしっくり来るかもなのですが……進化が起こらなければ生命は未だに海底の熱水域を離れる事は出来なかったでしょうし、些細な環境の変動を受け、失われていたかも知れません。生命が発生した当初は多分地球上の各地で同時発生的に様々な種が生まれ、滅びていったように思えます。そんな中で生息域を広げる事が出来たのは『進化』というシステムがあったればこそだと言えるでしょう。……これはなにもある一つの『種』の進化だけを指すのではなく、例えば光合成生物が生まれたればこそ、大気中に酸素が増え、これによりオゾン層が発生したお陰で動物たちはそれまで有害な紫外線の為に進出できなかった陸上に上がる事が出来るようになり、うっかり肺を持ったために陸の奥地へ進む事が出来るようになり、ウロコが毛になったお陰で寒冷地へ歩を進め、羽根になった連中は空を飛べるようになりました。変わり者はその巨体をもてあまし海に帰っていったのまでいます。昆虫類もそうですよね。ミミズのような生物が外骨格を持ち、その体節が小さくなったり大きくなったり統合したりしたお陰で頭や胸、腹と言った3体節になって、何をどうしたのか羽根まで生やして飛び回ったりしています。


 と、またツラツラ書いてしまいましたが、生命の進化と言うものは放射線や紫外線と言った受動的(否応なし)な要素と、有性生殖などの能動的(積極的)な要素が重なり合って出来た一つのシステムで、これにより我々が生み出されて来た訳で、逆に言えば進化が無ければ我々はこんな事を考える事も無かったでしょう。

 最初はイヤでも変わらざるを得なかったのが、それを機構的に取り入れた事で多様性を獲得し、そういう種だけが今この地球に生き残っている。

 ですんで、まぁ、なんといいますか、嫌々やってたのがうまい事いったんで積極的にやっちゃった、と言うのが筋でしょうか? もちろん『生きる化石』と呼ばれるような、一見お前さんらは進化したくなかったんか? という種も多く存在していますから、どうもそこにはやはりせめぎ合いがあるように思えてなりません。


 結論としては、イヤでもなんでも進化せざるを得なかったから、という辺りに落としておきましょうか?

id:tansokuda

変異を防ぐ二本鎖のDNAや、有性生殖という機構を見ると、生命は意図した進化もしくは方向性のある進化が好ましかったようにも見えますね。

2011/08/17 18:11:30
id:suppadv No.2

suppadv回答回数3552ベストアンサー獲得回数2682011/08/16 00:04:13

ポイント10pt

生物は、色々な原因によって変化します。

単純に変化を進化と言うこともありますが、よく言われるのが、

生き残る可能性の高い方向への変化が進化、絶滅する可能性が高い方向の変化が退化。

進化も退化もせず同じでいる場合には、環境が変化するので生き残るのが難しい。


なかなか同じでいられないために、進化し続ける運命にあるようです。

id:tansokuda

カンブリア爆発(約5億前)を調べると、面白いです。カンブリア爆発以前は、ゆったりノンビリした形状の生物が多く。目を持つ生物の登場で、ゆったりノンビリできなくなり、生物は爆発的に多様化し、カンブリア爆発が起こったようです。


カンブリア爆発で、現在のほぼすべての、動物の体のつくり(ボディプラン)を持つ生物が出てきた訳ですが、そのボディプランの設計図(DNA)は、カンブリア爆発より約3億年前から存在していたそうです。


日々進化のはずが、カンブリア爆発の約3億も前から準備万端だったなんて・・。でもwikiを見ると、カンブリア爆発は化石で見られる現象で、その時代に硬組織化で、前からいたんじゃないかともありますけども。


言葉的な進化は、生き残るためですが、進化し続ける運命を実行できる仕組みがなんとも不可解です。生命が誕生して、進化し続ける方へ向かった仕組みが、気になります。

2011/08/17 14:36:49
id:ShinRai No.3

ShinRai回答回数488ベストアンサー獲得回数212011/08/16 05:53:00ここでベストアンサー

ポイント106pt

ジョン・フォン・ノイマンも同じことを悩みました。

生命体は、なぜ複雑さが同じ個体を自己複製できるのか、

そして、時間の中で、なぜより複雑な方向に進化できるのか。

答は、デジタル方式だから。

DNAに記録されているゲノム情報と、それをどのように加工して様々な部位を作るかという情報があれば、複雑な生命体は、デジタル情報だけあれば再生産できるようです。

(中央公論社「世界の名著 現代科学II」所収、『人工頭脳と自己増殖』7 複雑さという概念と自己増殖、ちょっと難しいけどお勧めです)

生命体の生きる本能があるから、もちろん進化が起きるわけですが、情報がデジタルであるから、進化がおきやすいということがいえます。

DNAやRNAは、4つの核酸によって表現されているデジタル情報ですから。

このあたりは生物学者できちんとデジタルを理解できている人がほとんどいないので、参考書はありません。また情報理論も、目的を忘れてしまっていて、役に立ちません。

上記の『人工頭脳と自己増殖』がおそらく唯一の参考文献でしょう。

id:tansokuda

きょくせんさんの唸りも含めベストアンサー。

紹介いただいた「人工頭脳と自己増殖」をアマゾンで買いました。


自己複製できるのか、複雑な方向に進化するのか。

それはデジタル方式だから。という答えの本を読んで見ようと思います。

2011/08/17 21:28:19
id:ryotakamisato No.4

ryotakami回答回数58ベストアンサー獲得回数22011/08/16 07:52:21

ポイント10pt

生命は偶然ですが、進化はその生命が変化する環境に対応するためになされてきたものです。

id:tansokuda

そうですね。進化=生命が変化する環境に対応すること。

トートロジー的ですね。

でもなんで生命が変化に対応できちゃったのかなと。

また「生命の発生」と同じ偶然で、生き残った生命が進化

と見ても良いかと思いました。

2011/08/17 14:31:41
id:yodaminami No.5

yoda回答回数161ベストアンサー獲得回数32011/08/16 08:22:57スマートフォンから投稿

ポイント10pt

生命は変わっていく環境によって今まで変化してきたのです。

id:tansokuda

そう思います。


環境にあわせて変化できる生命はすごいですね。


系統樹の大元っぽい、真正細菌や古細菌は、動物よりも丈夫で、

環境変化にも、きっと強いと思います。


でもそこから、環境変化を受けやすい生物に進化も不思議です。

多様性なんだろうと思いますけども。

2011/08/17 14:49:04
id:TAK_TAK No.6

tak回答回数1003ベストアンサー獲得回数852011/08/16 10:10:44

ポイント10pt

ネオダーウィニズム

進化しなくても生き残れるなら進化は起こりません。

進化しないほうが環境に適応している場合の方が

普通は多いです。

id:tansokuda

自然選択説的に無目的に変異が起きるなら「進化しなくても生き残れる状態」

でも、無目的に起きる変異が、とても低い確率で、従来より優れた個体で

ある可能性も、ありそうな気もします。


また厳しい環境だと、一定方向の進化が起きやすいと思いますが、ぬるーい

環境でも不特定の変化が起きるんじゃないでしょうか。太ったり。遅くなったり。


進化変化退化などニュアンスの問題もあると思いますけども

2011/08/17 15:14:47
id:kyokusen No.7

きょくせん回答回数824ベストアンサー獲得回数862011/08/16 10:11:11

ポイント10pt

 L-システムというのはフラクタル図形なんかを描くものなんですね。知りませんでした。

 学生時代はLogoでフラクタルを描こうという事でプログラムを組んだものの、メモリ不足でどうにもならなかった団塊ジュニア世代としては不勉強を恥じるべき所なのでしょう。


 今回、皆さんの回答を眺めていて、特にShinRaiさんの着眼点が面白く読ませていただいています。suppadyさんの回答も端的に的を射ているとも思うのですが、こんな事書くとお前何様と言われそうですね(^^;;;


 Twitterへのリンク貼りの中でも触れましたが、現在地球上の生命……我々が知覚し認識している生命体は全て核酸を遺伝子として用いています。もちろんこれはそれのみで働く訳ではなく、セントラルドグマに規定される転写~翻訳システムを有している為にそれが為し得ている訳なのですけれども、この4種の核酸(ATCG/AUCG)と3つのコドン単位という組み合わせから作り出されたタンパク質合成系というのはものすごく精密なものだよなぁ、と思って眺めています。まるで誰かが意図して作ったような(^^;;; >この辺りはID/創造論vs進化論という問答になるのでまた別の話になってしまうのですけれど。


 suppadvさんや私が生物と言うシステムが環境などの影響を受けて進化が起きるのだとしているのに対し、ShinRaiさんはこの遺伝システムそのものの仕組みが進化を引き起こしやすいものなのだとしている所が非常に興味深く感じております。悔し紛れに呟くのですが、私も核酸情報の脆弱性を指摘しているんですけど、そこまでは思い至らなかったんですよねぇ。なるほどフォン・ノイマンならしかたない。遺伝的アルゴリズムは自己進化するアルゴリズムだったと記憶しているのですが、もう唸るしかないなぁ、と言う気分です。

 ……私もドーキンスは利己的遺伝子論しか読んでないので盲目の時計職人を早く読まなきゃです。


 目が覚めて、質問を見返しているうちにtansokuさんが『生命の生まれた理由』についてもご質問されている点に気がついた訳ですが、これも偶然論と必然論が入り混じっていてもはや哲学の探究分野となってますよね。……私は隕石やら彗星やら地球環境上での有機物生成によって、それが複雑化して生命が生まれたんだろうなぁ、とぼんやり考えております。理論的な解釈なしにエントロピー則を持ち出すのはこの辺り常套句となって来ている様な気もしますが、物事と言うのは放っておけばどんどんややこしくなっていくように思えます。可能性が生まれればそれが生まれただけ物事は分岐していって系統図のような複雑さを生み出してきます。……それが必然なのか、偶然なのかはやはり現時点では結論付ける出来ませんが、生物進化と同様に化学進化(生命誕生過程における化学物質の複雑化をこういいます)も否応なしだったのかなぁ、と言う感覚を持ちます。宇宙は生命、観測者を生み出すために生まれたのだという議論さえありますから、この辺りの考察は途方も無く、哲学的で、ひょっともすると宗教じみて来てしまうような気もします。


 私も物心ついて以来、不思議でしょうがなくて38になった現在においても考え込んだり本を読んだりしている状況ですので、なかなかです。

id:tansokuda

質問前の自分の答えとしては、

進化とは遺伝子の複製に、ミスコピーやエラーが出る「ほぼ同じ複製」による仕様結果だと考え、たまたま優れた子孫(もしくは環境に最適な)が増えた結果論的なイメージです。


でも、できが悪い子孫は、自然淘汰されるとしても、エラーによるデタラメな進化で、こんなに上手にも進化するのかなーと思っていました。不自然で、何か面白さも足りないと。


簡単な数式で、同じことの繰り返しで、植物をシュミレートできるL-システムのように、遺伝子にも簡単で優れた事例があるかなと考えました。


また9億年前に現在の動物の体のつくり(ボディプラン)ができていたことや、今もその時代の設計と大きな変化がないこと、6億年前のカンブリア大爆発を見ると、生きるために「一歩一歩の進化」という考えが、なんだか合いません。


生命の発生になると、創造論も含めて不確かで不明ですが、遺伝子はずいぶん解明されて、進化の一歩目と仕組みは、わかるんじゃないかと思い質問しました。


そしてこのあたりに、創造論や宗教や哲学へ入る、境界線があるのかなと感じ、質問はどちらにも取れるようにしました。いろんな考えを見れるように。


(雑学の遊び程度ですが)もし進化の根本が見れれば、生命や宇宙誕生の考えも、よりおもしろい形で見えるかと思っている次第です。生命宇宙はおもしろいですねぇ~。

2011/08/17 20:39:53
id:chinchin-kozou No.8

chinchin-kozou回答回数198ベストアンサー獲得回数72011/08/16 16:02:18

ポイント10pt

エントロピーは増大の方向に向かうのに

なぜ組織化するのかと同じ理由だと思われます。

「なぜ」という問いにもいろいろな意味があり

こういう構造だから、こういう仕組みだからという説明を求めてるのか

それとももっと根本的に、なぜという意味なのかによります。

前者は科学で説明できますが、後者はできません。

自己組織化と進化の論理―宇宙を貫く複雑系の法則 (ちくま学芸文庫)
スチュアート カウフマン Stuart Kauffman
4480091246

組織化(複雑化)する原理はある程度解明されておりこのような本にも詳しく書かれています。また、複雑系という概念でよく説明されます。

id:tansokuda

前者で科学で説明できる範囲で、


例えば「生命とは非平衡開放系における散逸構造である」


見たいな話しを、簡単に面白く説明を頂けるとうれしいです。

2011/08/17 17:40:01
id:Tournesol71 No.9

トル回答回数13ベストアンサー獲得回数02011/08/16 23:54:32

ポイント10pt

DNAをたどっていくと

ある一人の女の人になるんですってwww

あっポイントは付けなくて結構です。

id:tansokuda

ミトコンドリアイブですね。

先祖が1人の女性というロマンティクがありますね。

女性であれば、誰もが未来のミトコンドリアイブになれる可能性がこともロマンティックです。

2011/08/17 13:20:14
  • id:kyokusen
     カンブリア爆発と進化の話でしたら『グールド』を、遺伝子の進化に関する話でしたら『ドーキンス』という事になりますね。グールドは『断続平衡説』を唱えておられますから、そちらをお調べになるとよいかもしれません。ドーキンスの主著は『利己的遺伝子とは何か』という事になりそうですが、この『断続平衡説』に対して『盲目の時計職人』の中で反論されているとの事ですのでご参考に。私、後者はまだ未読なのです。
     なお、このあたりの論争については『グールドvsドーキンス』という本にまとめられているそうです。はい、未読です(^^;

     
     あ、ShinRaiさんに一つ反論。
     多分、生物学側の情報云々というのはゲノム解析に用いられるバイオインフォマティクスの話だと思うのですが、真核生物の遺伝子発現については原核生物のそれに対して話がややこしすぎて……翻訳の後に編集や修飾が起きるので、ゲノムを見たところでそれがどういう意味なのか皆目見当がつかないという結論に達して今はにっちもさっちも行かなくなっている所があるはずです。90年代、ゲノム解析が推進されていた頃はこれさえ出来ればもう人間はヒトをいくらでも弄る事が出来るという風潮があり、それに警鐘を鳴らし続けた某政治家の汚職取材で有名になった記者さんなんかもあったのですが、蓋を開けてみるとそれはパンドラの箱で、それを何とかする為に立ち上がったのがバイオインフォマティクスですので、これは多分脳科学と同様、今世紀一杯かかる話なんじゃないかな、とも思います。
     あと、コドン暗号表解読は第二次大戦後まもなくというか、DNAの二重らせん構造が決定されたのがその頃で、生物学側へ広まったのはおそらく50~60年代という事になりましょうか? その頃には分子遺伝学という学問が立ち上がり、現在も主に分子的な遺伝発現の機序についての研究が行われています。私がいた学校でも90年代でしたがDNAシンセサイザーぐらいはあったんですよ? 最もこれは生理活性物質関連の方が持っている装備で、私らの分子遺伝学研究室ではDNAを制限酵素でぶった切ってその断片を電気泳動でふるいにかけて~という辺りまでしかやってませんでしたが。ですんで、生物学でデジタルに強い人は凡そ実学的な分野に集中していきますんで、進化論のような分野には進んでいきにくい環境があったように思えます。……DNAを扱うには結構な予算が必要ですが、それを投資するなら医薬品などの開発に回した方がよかろう、という事になってたんですね。だって、進化論自体は面白くて興味深い話ではあるのですけれども、それで飯は食っていけませんから。

     進化論は主に集団遺伝学や古生物学で扱われている事が多く、分子遺伝でこれを研究しておられた方というと木村資生先生と大野乾先生くらいしか思いつきません。で、現在研究を行っている機関としても東北大の河田雅圭先生とJT生命誌博物館ぐらいしか思い当たらないのです。系統研究なんかは広く行われていると思うんですけれどもねぇ。
    http://meme.biology.tohoku.ac.jp/ECOLEVOL/ANIMECO/kawata/Welcome.html
     『進化論の見方』は集団遺伝学の目から見た進化論、という気がします。PDF版が読めますので、もしまだお読みでなければ目を通されるとよろしいかも知れません。……うちには本があったはずなので紹介する前に流し読みしようと思ったのですがど子かに行ってしまって見つかりませんでした。これもPDFで公開されていますが、『はじめての進化論』よりは『進化論の見方』の方が興味深いかと。
     
     あと、大野乾先生の『生命の誕生と進化』は生命の化学進化と遺伝子の話がわんさと出てきますので面白いかと思います。多分古本でも中々手に入らないように思えますので図書館にあれば。……Amazonにあるかな? 


     うん、もしこの分野で飯が食えたんなら私研究者目指してたよ。
  • id:takejin
    グールドVSドーキンスだと、軍配はドーキンスだな。
    神は存在するかの論争も、ドーキンスの勝ちに見える。
  • id:tansokuda
    グールドvsドーキンス525円
    http://www.amazon.co.jp/gp/offer-listing/4480088784/ref=sr_1_1_olp?ie=UTF8&qid=1313675559&sr=8-1&condition=used


    大野乾 未完 先祖物語―遺伝子と人類誕生の謎 (単行本)184円
    http://www.amazon.co.jp/gp/offer-listing/4897066573/ref=sr_1_6_olp?s=books&ie=UTF8&qid=1313675598&sr=1-6&condition=used


    これ買いました。AMAZONE安い。いい時代に生まれたものです。


    しかしカートで間違って、


    ワンダフル・ライフ―バージェス頁岩と生物進化の物語158円
    http://www.amazon.co.jp/gp/offer-listing/4150502366/ref=dp_olp_all_mbc?ie=UTF8&qid=1313675778&sr=1-3&condition=all

    大野乾 未完 先祖物語―遺伝子と人類誕生の謎 (単行本)184円


    を買ってしまった。まあ何でも良いんです。


  • id:takejin
    ワンダフルライフ、大好きな本です。その後のバージェス頁岩研究の成果と比べるのも一興です。やっぱり、アロマロカリスが好き。

この質問への反応(ブックマークコメント)

「あの人に答えてほしい」「この質問はあの人が答えられそう」というときに、回答リクエストを送ってみてましょう。

これ以上回答リクエストを送信することはできません。制限について

絞り込み :
はてなココの「ともだち」を表示します。
回答リクエストを送信したユーザーはいません