12. 生命の誕生と進化 テキスト12,13,14章
無機から有機へ
細胞の形成
種の分化
＜無機から有機へ＞
原始地球の大気：水、二酸化炭素、水素、窒素 ＞（雷、隕石、熱水）による反応 ＞アミノ酸
触媒表面（岩、凝集体？）での化学反応
ペプチド、糖、核酸、脂質・・・の合成
RNAワールド
遺伝物質、酵素作用
細胞の形成
表面から膜へ
脂質の合成＞膜の形成＞細胞膜
38-34億年前 細胞
古細菌、バクテリア（細菌）＞嫌気呼吸：硫黄酸化、硝酸酸化・・・
27億年前 光合成（シアノバクテリア）
酸素蓄積＞好気呼吸（酸素呼吸）
オゾン層発生＞紫外線減少＞陸上生物
18億年前 真核細胞
細胞内の膜構造、コンパートメント、核
細胞内共生（ミトコンドリア、葉緑体）
問題１：27億年以前、酸素がほとんどない時代、生命はどのようにして低エント
ロピーエネルギーを手に入れていたのだろう。
問題2：生命が陸上に上がるためには植物の存在が不可欠だったと考えられる。その理由を述べよ。
種の分化
ウィルス（生物ではないという考え方もある。）
遺伝子はあるが、細胞を持たない。ファージ、植物ウィルス、RNAウィルス
原核細胞
菌類 小型（数ミクロン）で核を持たない
環状DNA
遺伝子の交換（プラスミド）
細胞壁＋莢膜
移動能力：鞭毛、線毛、
アーキア（古細菌） 真核細胞に近い性質
多様な生態：好熱菌、好塩菌、メタン細菌
真核細胞
原生生物 鞭毛虫、有孔虫、繊毛虫・・・
藻類 単細胞：渦鞭毛中、珪藻 ＞＞ 多細胞：褐藻、紅藻、緑藻 ＞＞＞ 植物
真菌 単細胞：酵母、多細胞：カビ、キノコ
アメーバ 細胞性粘菌
襟鞭毛虫 単細胞 ＞＞＞ 動物
多細胞
突然変異と対立遺伝子
方向性選択と進化圧力
動物の進化と系統樹
進化は生物の意志ではなく、突然変異によって偶然起きる。その方向は環境圧力によって決まるが、圧力が少ない場合にはランダムな進化が起こりえる。
＜突然変異と対立遺伝子＞
ヒトの突然変異2.2×10-9/Y（体細胞の平均）=7個の変異/年
致死的突然変異(lethal mutation)＞死
中立的突然変異(neutral mutation)＞蓄積
対立遺伝子：allel＞表現型(phenotype)
二組のゲノムの中の,対応する遺伝子
個体群の遺伝子プール（gene pool)内には、多くの対立遺伝子が異なる割合(allele frequency)
で含まれている。
環境内の遺伝子プール
対立遺伝子群を持つ個体は、環境条件の変数空間内で適応度の分布関数（生き残り確率の分布）を持つ。
中心付近の点の大きさで、個体数を表す。
同じ種内で異なる対立遺伝子を持つ個体は異なる中心を持つ重なり合う分布関数で表される。
分布関数の重なり合いがない集団同士は、異なる種と考えることができる。
温度、日照、水、エサ・・・等々の環境変数が軸
問題１、鳥はどうやって飛べるようになったのだろう
＜方向性選択と進化圧力＞
方向性選択 現状よりずれた一方向に安定点がある。＞進化圧力
安定性選択 中間的安定点がある。＞遺伝的浮動（遺伝子変異の拡散・蓄積）
分断性選択 ２つの安定点がある。＞生殖隔離＞種の分化
独立した種内での浮動の蓄積＞＞大進化
共進化：異なる種が共同する生活形態を進化させる。花粉を運ぶハチドリ・・・
細胞の進化
原核生物は菌とアーキアに分かれ、その後真核細胞はアーキアの祖先から進化し、原核生物を取り込んだ。
問題２、サメとシャチは類似した体の構造を持っている。しかし、サメ
とシャチは異なる動物の分類（綱）に所属している。その根拠は何か。また、なぜ両者は似ているのか。
＜動物の進化と系統樹＞
海綿＞消化管がない＜扁形 環形＞口から消化管ができる＜節足 棘皮＞肛門から消化管ができる
細胞性粘
菌 単細胞＜＞多細胞
センモウヒラムシTrichoplax adhaerens
最も単純な構造の多細胞の
動物
普段、われわれの目につく動物は脊椎動物、節足動物、軟体動物などが主だが、実際には多様な構
造と生活形態をもつ生物種が多く存在している。
脊椎の元になった棒状の軟骨組織がある。平行に神経索
が走る。
その祖先はナメクジウオのような生物であったと推測される。
生命の誕生と進化資料