19億年前に初めての超大陸が出現した。それまでに、浅瀬が発達したり、陸地からの大量の土砂が海に流れ込んだりして、それまでは平穏であった海が大きな環境変化に見舞われることになった。また、シアノバクテリアの絶え間ない努力により、ついに海中から鉄イオンが消え、酸素も蓄積されてきた。
酸素は強い酸化作用があるため、生物にとっては毒である。直接に作用するのは活性酸素であり、紫外線等で酸素分子が分解されて生じる。生物は酸素に対して耐性を持つために、スーパー・オキサイド・ディスムターゼ(SOD)、カタラーゼ、ペルオキシターゼなどの酵素を発達させ、体内に装備することで耐性を獲得した。耐性ができると、逆に、酸素を利用することができる。酸素呼吸によりATPすなわち、化学エネルギーを合成するシステムをつくり上げた。酸素を用いると、無酸素呼吸(醗酵)の約19倍の効率でエネルギーが獲得できるので好気条件では酸素呼吸をする生物が主流となった。
細菌の共生関係は、細胞内寄生へと発展した。
カリオブラステアというソーセージ状の巨大アメーバは、核はあるが(多核;数個〜数百個;球形で直径 5〜18μm)、染色体、小胞体、ゴルジ体、ミトコンドリア、中心粒などの細胞内の小器官をもたない。細胞内には核の周辺に集まるタイプと細胞質に散在するタイプの二種類の共生細菌がいて、ATPを生産していると思われる。この生物が細胞内寄生の原型であろう。
原始真核細胞と、真正細菌類との細胞内共生は、様々な形で起きたと想像される。一つのパターンは酸素呼吸を行う好気性細菌を取り込み、そのATP生産システムを利用する形である。ATP生産の最終段階は膜電位であるが、変化の激しい外界環境との間の膜電位をエネルギーとするより、安定な生体内で膜電位を作り出し、ATPを生産するほうが効率がよい。取り込まれた好気性細菌は細胞内小器官、ミトコンドリアとなった。
また、シアノバクテリアを取り込んだ真核生物はシアノバクテリアから葉緑体を作り出した。運動性の高いスピロヘータなどの細菌を内部共生させるものが現れた。スピロヘータ様の細菌は、やがて、細胞分裂装置などの重要な細胞運動性の器官へと進化した。好気性細菌、光合成細菌、そして運動性細菌の共生によって、真核生物界は、それらの様々な組み合わせからなる多様な生物群を産み出した。なお、現存するユーグレナ類は、真核生物どうしの細胞内共生の結果生じたものと思われ、当時もこうした巨大細胞が多数出現したころであろう。
真核生物の細胞小器官であるリソソームのATPアーゼは古細菌型であるが、ミトコンドリアのATPアーゼは真正細菌型である。したがって、真核生物は古細菌の中に真正細菌が取り込まれたと考えられる。遺伝子時計による推定では約15億年前に真核細胞生物が誕生した。
植物の中で最も原始的な構造を持つ単細胞の藻類はシゾンである。紅藻の一種で、強酸性、高温の環境(温泉)で生息する。シゾンは真核生物の細胞内の構成器官が一通り持つが、ほとんどの器官が1個ずつしかなく、植物としては最も単純な構造である。ゲノムの全塩基配列情報が解読された。細胞核には染色体が20本含まれ、計1652万305塩基対である。遺伝子は5531個あり、すでにゲノムが解読された酵母やマラリア原虫とほぼ同数。ミトコンドリアは3万2211塩基対、葉緑体は14万9987塩基対で、葉緑体のゲノムサイズは植物で最小だった。
真核生物が誕生して、有性生殖の仕組みが整えられた。
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光合成を行う細菌はいろいろな種類があります。光合成細菌という言葉は真正細菌のうち、酸素を発生をしない光合成生物の便宜的な呼び方です。紅色光合成細菌、緑色イオウ細菌、緑色非イオウ細菌、ヘリオ細菌などの全く異なる系統分類群を含んでいます。ただ、伝統的にシアノバクテリアを含まないことになっています。ラン藻(藍藻)はシアノバクテリアと同じですが、専門家は海藻をイメージしやすいラン藻より、シアノバクテリアを用語として用いるようです。
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バクテリアが住む環境はバイオフィルムです。動物の気管や腸の粘液層は積極的に粘液を分泌してねばりつく環境を作り出しています。バイオフィルムや粘液層は単純な運動装置しか持たないバクテリアにとっては泳ぐことが困難です。他の細菌のような細胞外にある鞭毛や繊毛は大して役に立ちません。
らせん状の体を持つスピロヘータは、グリコカリックスや粘液の中を自在に泳ぎ回る技術を開発しました。らせん状の体を回転させ、バイオフィルムを形成する高分子の網目を足場にして前進します。彼らは、内蔵する鞭毛に体をひねる筋肉の役割を持たせ、粘性の海で生き延びてきたのです。
体内の鞭毛は真核細胞の中の運動器官として洗練されました。微小管やアクチンフィラメントのような運動性の構造体です。分泌顆粒を外に向かって運ぶのも、貪食胞を内側に運ぶのも、移動のために擬足を突き出すのも、細胞分裂のときに染色体を分配するのも、この細胞骨格が基本です。
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ゾウリムシは原生生物で最初に性の存在が発見された生物です。異なる接合型の細胞が出会うと、お互いに接着して接合対を作ります。ゾウリムシは小核を減数分裂させ、2つの配偶核を作ります。片方の配偶核を交換し、配偶核どうしを融合(=受精)させます。
受精後のゾウリムシはしばらく、接合しない時期(未熟期)があります。一定の細胞分裂を繰り返すと成熟期となり、ふたたび接合ができるようになります。そのまま接合できずに分裂を続けると、やがて分裂できなくなり、その一族は全滅します(クローン死)。まるで、老化のような変化なので、ゾウリムシを細胞の老化のモデル生物として研究されています。
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原生生物(原生動物)とは単細胞の真核生物のことです。しかし、真核生物の中には、細胞性粘菌のように生活史の中で単細胞と多細胞の両方の状態をとるものがいたり、緑藻類のように同じグループの中に単細胞と多細胞の両方の種がいたりします。中学校の教科書に出てきた光合成をする動物、鞭毛虫(藻)であるミドリムシ。淡水性のプランクトンです。SF映画やSF小説などに出てくる不定形で、ゼリー状のアメーバ。
アフリカでツェツェハエが媒介するねむり病の病原体トリパノソーマや、蚊が媒介するマラリア。病気を起こす原生生物を医学では原虫と呼びます。原虫は人間に特有な感染病原体ではなく、種々の動物にも感染し、病気を起こします。
原生動物の細胞は多種多様で、細胞内小器官や細胞外小器官を持つ、持たないで分類されます。小器官には、鞭毛(細胞の外にあり、鞭のような運動器官)、繊毛(細胞の外にあり、刷毛のような運動器官)、ミトコンドリア(細胞の中にあり、酸素呼吸を行い、エネルギー分子を作り出す)、葉緑体(細胞の中にあり、光合成を行い、糖を作り出す)、核(遺伝物質を保管し、必要な遺伝情報のコピーを細胞質のタンパク質合成装置に送る)、偽足(アメーバをイメージしてください。細胞質の一部を伸ばし、運動する)、細胞壁もしくは殻などがあります。鞭毛、葉緑体、ミトコンドリアは共生によりできあがった小器官とされています。
さらに、核が2種類あるもの、細胞が細胞の中に共生した二重構造のものなどがあります。ライフサイクルも多様で、胞子を作るもの、オスとメスがあるもの、無性生殖期と有性生殖期があるもの、ないものがあります。
この生物群に比べると動植物の体を作る細胞は、組織によって多少形は違うものの、その基本構造は変わりません。原生生物は単細胞として生きるスペシャリストです。また、進化とは1つの種が2つに分かれるといった分岐形のイメージがありますが、原生生物では共生(融合)による多様性の獲得が重要な進化の原動力です。
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単純なバクテリアに対して、複雑な真核細胞生物。細胞内に様々な特殊能力を持つ細胞を取り込むことで真核細胞は高度化しました。それぞれの細胞内小器官は専門化し、分業体制で、より効率的に生命活動を行います。さらに、効率化によって生まれる余剰を利用して多彩な生命活動を行うことができます。
真核細胞は大企業や巨大な組織とよく似ています。組織が巨大になると、経済活動、社会活動に多くの知識が必要になり、その結果、高度な技術に基づいた生産活動を行うことができます。仕事を分けて(分業化)、一人の人間の管理する範囲を限定する(専門化)ことで、より高度な知識や技術を持つ専門家を育てます。最適化された分業・専門家集団は、新しいアイデアを実現する能力が高く、アイデアを新製品に結びつける能力が高く、新製品を市場で普及させる能力が高い。さらに、資金をうまくコントロールし、リスクを分散させ、構成員の管理も十分にできます。競争社会では大きな力となりました。
共生関係を人間社会に写してみると、そこには協力、同盟、提携などの言葉が出てきます。共同作業をすることで、1+1=3の利益を生むのが目的です。
共同事業を長続きさせる重要なポイントは共通の利益ではありません。相互の違いです。お互い独立した組織(個人のこともある)ですから、境界をはっきりさせ、どの点で力をあわせ、どこまでを依存し、残りは相互の行動の自由を許すようにコミュニケーションをとるかが重要です。この線引きは厳しすぎるとマイナスですし、緩々だと、優勢なほうがもう一方を吸収する恐れがあります。吸収合併で3の利益が保たれれば良いのですが、2に戻ってしまうことがほとんどではないでしょうか。ただ、吸収合併では2つの組織であったときより時間・コストで効率的になります。
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細胞では細胞内小器官はもともと持っていた独立した生物として必要な遺伝子を失いました。本体の核の遺伝子を利用することになりました。自身の生存能力を委譲するようになりました。さらに、ミトコンドリアや葉緑体は自分自身の遺伝子だけではそれぞれの能力、酸素呼吸によるATP生産、光合成をすることができません。いくつかの機能性遺伝子は本体の核の遺伝子として存在しています。機能が重複するので、小器官からは失われ、細胞内にあった似た機能の遺伝子が優先的に使うようになったのでしょう。
小器官は親会社と子会社の関係でしょうか。子会社とは、議決権のある株式の51%以上を保有されている会社をいいます。ただし、50%以下であっても40%以上の株式を保有され、方針の決定権、役員の派遣状況、資金面等から判断して実質的に支配されていると判断される場合も子会社に含めます。株式保有率や、上場によって親会社の支配権(子会社の独立性)が影響を受けます。
さらに独立性の低い子会社は100%子会社です。多くの細胞内小器官が100%の遺伝子機能を本体の核に依存しています。こうなってくると、それぞれの小器官は社内事業部あるいは社内カンパニーなのか、独立した生物を吸収合併したのかよくわからなくなります。もっとも、生物を無理矢理人間社会に例えることもありませんが。
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アメリカ合衆国と日本を代表とする同盟国が導入した市場主義、自由主義のもとでのグローバリゼーションにより、日本の企業社会は大きな構造変化をしたようです。政財界が主導する構造改革の動きは労働の自由化、低コスト体制の実現というスローガンに結びつき、構造改革やコストダウンを良いこととして進めました。その結果、短期的には国際競争力が高まりましたが、過度な競争、コストダウンは急増した子会社にしわ寄せが来ました。
子会社では従業員を低賃金で長時間労働を強い、それでいて、親会社の意向ひとつで仕事を失うおそれがあります。親会社でもリストラ策に子会社への出向・転籍という手段を用います。この構造は、多くの企業不祥事、事件、事故が子会社を巡って発生している現状と深く結びついているでしょう。
極端に考えれば、働く人々の生活と人生に大きな影響を及ぼしているといえるでしょう。親会社と子会社で広がる所得格差は、社会的な階層分化にも直結しています。当然のことながら、大企業に比べて子会社の社員数は圧倒的に多く、企業問題を超えて、国民生活の安全と安定にも悪影響を与えはじめているでしょう。将来は子会社の社員になるしかないと計算している若者が自由な生き方を求めるのも無理はないでしょうか。
つづく