原核細胞から真核細胞、そして多細胞へと生命は進化した


石川 統

生命がほんとうに生命らしくなったのは、膜によって外界からくぎられた細胞という空間では、さまざまな反応が効率よく行われるようになってからであろう。細胞膜がどのようにしてできたかは重要な問いだが、これはまだよくわかっていない。ただ一ついえるのは、最初の細胞膜はごく単純なもので、それに各種の成分がつけ加えられて現在の細胞膜になったということである。

30数億年前になると、DNAを細胞膜で包んだ現在の細菌に近い原核細胞の祖先が出現した。現在でも原核細胞の構造は簡単で、細胞内にはDNAの存在を仕切る膜(核膜)は存在しない。

原核細胞から真核細胞への進化を考えるとき、どのようにして核膜ができたかという事と同時に、細胞小器官のミトコンドリアの起源も重要である。

ミトコンドリアの起源は酸素呼吸を行うある種の原核細胞であり、酸素を使って効率よくエネルギーを生産できた。それが別のタイプの原核細胞の中へ入って共生した結果、ミトコンドリアになったことはほぼ間違いない。

一方、それを受け入れたほうの原核細胞、つまり真核細胞の原型となったものは、現在の古細菌に近い嫌気性の細菌であったと考えられる。嫌気性の細胞にとって、酸素は毒である。

この説が正しいとすると、嫌気性の細胞と好気性の細胞が共存しなければならず、そのために細胞内にしきりが必要となり、このために核膜ができたのではないかと考えられている。

こうしてできた原始真核細胞へ、もう少し後になると、また別の原核細胞である、ある種のラン藻が細胞内共生し、葉緑体(色素体)の祖先となった。

初期の真核細胞はすべて単細胞であったが、そのうち多細胞生物が出現した。単細胞から多細胞への移行は厳密には謎だが、多数の単細胞個体がある程度の有機的連絡をもちつつ集まる群体というものの存在がヒントになるかもしれない。集まって生活する細胞同士が互いに違う役割を分担し、各細胞の有機的つながりが緊密になることによって多細胞生物ができたとする説が有力である。

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