細胞の進化に関する一考察

 　原始地球にパンスペルミアが起こり、宇宙から多細胞生物が飛来したとする。さらに多細胞は全て同じ種類の細胞で構成されていたとして、それがばらばらになり全て単細胞になったとする。原始地球は、そういった細胞が分裂し代謝が維持できる環境であったと仮定する。ここで細胞死の有無、分裂の有無、変異の有無の３つの仮定の組み合わせで、そういった細胞群の運命を考えてみる。

 

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細胞死　　　分裂　　変異　　　　予想できる事　　　　                                 備考

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　X　　　　X　　　　X　　　　　環境変動による絶滅

　X　　　　◯　　　◯　　　　　　生残　　　　                             バクテリア

　X　　　　◯　　　X　　　　　　過剰増殖と環境変動による絶滅

　X　　　　X　　　　◯　　　　　突然変異よる絶滅

　◯　　　　◯　　　◯　　　　　　生残　　　　　                              　ゾウリムシ

　◯　　　　◯　　　X　　　　　　環境変動による絶滅　

　◯　　　　X　　　X　　　　　　個体数減少による絶滅　　　　

　◯　　　　X　　　◯　　　　　　個体数減少による絶滅

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　全ての組み合わせを考えると全部で8とうり。生残(せいざん）できるのはX◯◯、と◯◯◯の２組のみである。細胞が分裂することと変異があることが生残にとって必須であることが分かる。X◯◯はバクテリア型で◯◯◯はゾウリムシ型である。バクテリア型(無核）には寿命がなく、ゾウリムシ型(有核）は寿命があり”性(sex)"がある。寿命があるので性があるのか、性があるので寿命ができるのか？ 

　進化のメカニズムは環境の変化に対して適応的変異を選択しこれを増やす事と、一方不適な変異を集団から除去することが必要である。バクテリア型では遺伝子は１組なので、不適な変異が起こると、ただちにその細胞は駄目になるが、性のある細胞は相同遺伝子の故に、一本が駄目になっても、もう一本が正常ならば生き残る。すなわち変異遺伝子が生き残る。これは環境の変動が起こったときに有利ではあるが（進化予備軍として）、変異蓄積が過剰になる可能性がある。これを防止するために、古い細胞（変異蓄積が過剰になっている可能性が高い）を死滅させること、すなわち寿命を持たせる事が生物にとって理にかなっている。