【10】生命の誕生 ( その他自然科学 ) - EARTH, OCEAN, and LIFE

第10話　生命の誕生（その１）　生命ってなんだろう？

　　　　　第１話からずっと「奇跡」を連呼、「奇跡」の安売りをしていますが、
　　　　　数ある奇跡の中で最大級の奇跡は生命の誕生です。

こんな例えがあります。無生物から生物が生み出される確率は、

● サルがでたらめにキーボードを叩いて、シェークスピアの小説を書き上げる確率。
● ゴミ捨て場に竜巻が襲い、竜巻が去ったときに、ボーイング777が完成している確率。

とても起こりえない現象が偶然にも実際に起こった、ということを言いたいのでしょう。
しかも、地球誕生から６億年もかかって、たったの一回だけ起きたのです。
地球上のありとあらゆる生命。それはすべてその一回ぽっきりの奇跡から子孫なのです。

そもそも生命ってなに？

生命の誕生を考える前に、生命についておさらいしましょう。

　　　　　ある有機体を生命と呼ぶには、代謝機能、自己複製能力、細胞膜
　　　　　この３つが備わっていることが条件です。

　　代謝ってなに？：生きている状態を維持するため，外から物質を取り込んで、
　　生きていくためのエネルギーを得たり、自分の体を作ったりすることを代謝と言います。
　　代謝は酵素による生体化学反応です。酵素がなければ代謝はできません

酵素ってなに？：生物が自ら作り出す、生体内の化学反応に必要な物質です。
　　　　　　　　酵素はたんぱく質からなります。

　　　同じ生体反応を化学プラントで再現するためには、高温高圧などの条件が必要になりますが、
　　　酵素のおかげで、はるかに穏やかな条件で反応が進みます。いわゆる触媒です。

たんぱく質ってなに？：核酸（DNA/RNA）、糖質、脂質などとともに生体の主成分。
　　　　　　　　　　　アミノ酸が一列に並んだ鎖からなります。

　　　　タンパク質ごとに、アミノ酸の種類、数、結合順序が異なり、
　　　　それによってさまざまな機能を持つ分子となっています。
　　　　アミノ酸の鎖が折りたたまれてできる立体構造でタンパク質の機能が決まります。

　　自己複製ってなに？：遺伝子情報に基づいてアミノ酸からたんぱく質を合成して
　　自己を複製すること。

　タンパク質を作るアミノ酸の並び方（タンパク質のレシピ）はすべてDNAに遺伝子という暗号で
　記録されています。DNA上の記録（遺伝情報）を解読・翻訳して様々なタンパク質を合成します。

　　細胞膜：生命の単位は細胞。外部－内部を区別し、内部を保護する細胞膜が必要。
　　細胞膜は脂質でできている。

つまり、生命が発生するためには少なくとも、酵素反応を担うたんぱく質、
遺伝情報を記録する核酸 (DNAとRNA)、細胞膜を作る脂質の３つが
用意されていなくてはなりません。

生命誕生：遺伝と代謝のパラドックス

生物を作るためには、DNAの遺伝情報と酵素の両方が必要ですが、
酵素を作るためにはその遺伝情報が書き込んであるDNAが必要だし、
そのDNAを組み立てるには酵素（たんぱく質）が必要です。
DNAも酵素もない初期の地球。これでは生物の誕生は永久に不可能です。

これは例えて言うとこういうことだろうか？

何か「製品（細胞）」を作るためには「部品（アミノ酸）」と「設計図（DNA）」と
「工具（酵素）」が必要だが、「部品」しかない。そもそも「工具」が一つもない。
製品の設計図どころか、工具をつくるための「設計図」もない。
じゃあ最初の製品は誰がどうやって作ったの？

　　　　ちなみに、アミノ酸（部品）は、高温状態で落雷が起きたりすると生成させることが
　　　　実験で確かめられているし、隕石の中にも含まれていることが分かっています。

1980年代に、RNAの中に、遺伝情報を記録し、なおかつ酵素としても機能するものが
あることが発見されました。それに基づいて、「現在のDNA生命よりも前に、RNAが遺伝と代謝を
担うRNA生命が存在した」という仮説が提案されました。これをRNAワールドといいます。

これはいったいどういうことなのか？

「紙（アミノ酸）」を材料に「ハサミやのり（酵素）」を使って精巧な「紙細工（細胞）」
を作りたい。でも「ハサミやのり」はないし、「説明書（DNA）」もない。
これじゃあ紙細工なんて永久に無理。
では「折り紙（RNA）」はどうだろうか。折り紙についている折り目が説明書だ。
広げてもまた折れる。「紙細工」ほどの立派な作品は出来ないが、
「ハサミやのり」「説明書」が無くても、「紙」さえあれば、同じ作品を何枚でも折れる。
RNAワールドはこんな感じだろうか...。
（試行錯誤で複雑な折り目がついていったにしても、最初に折ったのは誰なんだろう？）

そして、RNAは徐々に遺伝情報の保存能力をDNAへ、触媒能力をタンパク質へと
譲り渡していったといわれています。

　　RNAはどうやってDNAと酵素に分かれたのか？　RNAの祖先はなんだったのか？
　　いずれにしても生命の起源にはまだまだ多くの謎があり、まだ推測の域を出ていないようです。
　　言えることは、