SIZE〜ARCHAEA
*アルカエア=古細菌アーキア
あらすじ
第一次生命体から第三次生命体まで進化する最中、何度も絶滅の危機に見舞われる、
その度種を保存するも、酸素の爆発的な発生をもたらしたシアノバクテリア
により生命は壊滅的な末路を辿る、
しかし古細菌アーキアの特異な性質により核は造られ、
酸素代謝を克服した生命は進化の為に陸上を目指す。
しかしアーキアらは全代謝経路を網羅する。
それは霊長類が霊長類として存在し得ない未来を示唆するものなのかもしれない。
記事内データ
氷河期、超大陸、ホルモース反応、単糖類、NAD
金属錯体、発光生物、エネルギー準位、原核生物、古細菌の特徴、
光合成、キャンフィールドの海
『見る角度を変えると善悪は反転する』
その良い例の一つが進化の歴史の中にもある。
果たして光合成は?酸素は?
人類にとって恩恵たる事象の一つ酸素という存在は、
果たして生命にとってどのような存在だったのか、
生命にとって必須が生まれた経緯と生命とのスタンスは大きな隔たりが遥か昔存在していた。
ごめんなさい今回も字が多くなり過ぎた🙇
①第一次生命体と地球の環境
爆撃期をきっかけに生命は生まれ発達した。
*基本的にはタイミングタイミングでいろんな物事に関して書いていきますので、物理、化学、量子力学、地質、理工学、哲学、宗教、まぁ色々ですが、勿論現存しない学問としてスピリチュアルも扱いますが、これに関しては広すぎる意味で振動周波の哲学?として扱っていきます。
誤解の無いよう付け加えるなら、精神と哲学を乳化させたようなものです。(普通のやり方では混ざらないので)
地質年表上の話
少し地質学絡みの話になるけど、関係してるのでお付き合いください。
下の3つをあわせ先カンブリア紀というが、この頃の地層はほとんど残っていない。
氷河期について
全球凍結、スノーボールアースとも呼ばれる氷河期は地層を調べる事でその存在を明かしてきたのは言うまでもないが、現在では3度(29億年前、22億年前、7億年前)全球凍結が起きたとされている。
そして更に短周期の氷河期が4万年から10万年。
超大陸について
広く知られている物でパンゲア大陸(3億年前)という言葉を聞いた事があるかもしれない、
かなり多くの概知の一つに大陸は元々一つだったというのは皆知ってると思う
しかしこれは少し違っていて、超大陸と呼ばれる物はある一定の周期で何度も作られているのは知っていただろうか?
因みに現時点では都市伝説の中で出てくる、ムー、アトランティス、レムリアなどは切り離してもらって結構なのですが。
あくまでも実際の地質学上の話で以下の周期の中に大陸衝突をきっかけに超大陸が出来たという話
何故この話をしたのか?
まぁ後半の脱線は完全に別の話なのですが、重要度では遥かにそちらが勝り、それが無いためにこの記事も必要性が存在するのだと思う。
話戻します。
地球上の温度変化と、プレート移動による大陸収束は第一次生命体の発生後に起きていだという話です。
その時代に氷河期という言葉が語られる事はありませんが、当時、大量のガスに覆われ、二酸化炭素も減少し、酸素もなく窒素に覆われ、磁場はこの後に完全なる完成を見ます。
これ等の条件から地球の大半を占める海は凍結していた可能性がある。
大陸も収束と拡散のルールにより活動する。
下降プルームが強くなる時期が収束に位置し、上昇プルームが強くなれば大陸は分断されていきます。
この時熱エネルギーも含め下降と上昇に分かれ寒冷期と温暖期はサイクルしていく、
これは呼吸と同じと考えて貰えばわかりやすく、むしろ全くと言っていいほど同じ現象なのだ。
またこの大陸収束もそれぞれ集まる場所が違い、当然の如く、対数螺旋の1:1.618で移動していきます。
もう別に驚きもしませんし、当然だとも思います。
その始まりの構造侵蝕という収束現象は
第一次生命体の生きる場を奪った。
残された大陸にしがみつき、
海洋の中和も完成されない中でそれでも多様なアミノ酸は合成され何百と種を増やした。
一方糖は、核酸塩基とリン酸を繋ぐ簡易的なもので、太陽のエネルギーを保存出来るなような進化はまだこの時は起こしておらず、
これらを包み込んだ脂肪膜も大量に絶滅の末路をたどる。
そしてその苦節の時代を生き残った種が確実に存在し、それ等が新たな第二次生命体となっていく。
生命の共通祖先について、
・生命の根底が振動と定義するなら、恐らくは全てが生まれた無から有の時点で全てが生命と定義される。
個人的には全ての共通祖先こそが振動(ソマチッド?)と捉える。
・水が進化したと定義するなら恐らくはアモルフォス形成に遡り、一つの進化形態の場が地球ということになる。
ある種の概念を付属していく過程の中で、生命のスタンスは変わる、しかし、水が多くの構造を持ってしまっている以上、これは分岐進化の可能性と捉えることもできる。
・そして、生命の定義をもっと狭く扱う現代では、おそらく、この第一次生命体こそが原初の生命なのだろう。
そしてこれは更に限定的な概念を加え、
原核生物と真核生物に分かれていく。
しかしこの分類は核を持つか否かで分かれるため、
核を獲得するまでの流れを汲む第三次生命体までは、原核生物として扱って差し障りないのだろうと思う。
point
1.地球は呼吸し大陸と温度は拡散と収束を繰り返す
2.第一次生命体は脂質膜、RNA、リボース核酸塩基
②第二次生命体と生命のエネルギー
第一次生命体などはエネルギーの供給源からエネルギーを受ける事で内部に電子伝達を起こしていた。大半の放射性物資はマントル深くに沈み、磁場を形成するエネルギーとなっていた為大量絶滅が起きていた。
しかしそのおかげもあって地球は強固な磁場を形成していく。
やがて空気中からはガスなどが取り除かれることで、太陽の光が差し込む環境となっていった。
しかしエネルギー源から引き離された生命体は光が当たらない時間には代謝が行えず、死滅していく。生命体は、それから逃れる為突然変異を起こし、単糖類などを生成し、取り込み、太陽エネルギーを利用する機能を備えていった。
これはある意味光合成ではあるが始まりは酸素を生み出さない反応で始まる。
それがホルモース反応。
単糖類の生成
全ての生命の素である有機物の中に、糖や塩基などのある種の骨格を持つ物がある。
それらはアンモニアからアミノ基が作られた事に始まり、鎖状骨格CnH2n+(0〜2)から派生する。
単糖類の構造は広い意味でCnH2nOnで記され、勿論これに属さないものもいくつかはあるが源流はこれになる。
n≧3であるが最低でも炭素を3つ必要とし、10炭糖のデコースまでが現在見つかっている。
1個目:アルドース(ホルミニ基)又はケトース(カルボニル基)が付属した物、これは環状構造を作る為の置換用具として使用されたり、リン酸と結合する事で脂肪膜から飛び出す事を防いだり、ATPサイクルの中で38種類の糖に解凍分岐する際の重要な置換部分でもある。
2個目:これはHとOHに分岐し、10炭糖まで存在し肋骨のような物で、分解された際配座と呼ばれるイス型、逆イス型、船形などの構造を作り、酵素にはまり込む構造を作る為重要な役割を担う。
また、解糖系の分解部位はここにあたる。
3個目:CH2OHで主に表記され、これもATPのサイクルの中で置換していく。
また環状構造を持つ糖などは個別で合成された物で無く、全てが鎖状から派生した物でありこの部位が、一個目の炭素から分岐する酸素と水素を介して結合し独立する。
配座について:
例えば同じ分子式を持つ6炭糖と言えど、種類はいくつか存在し、これはそのうちのいくつかだが、アノマーと呼ばれる中間部位の違いで分かれる。
これが鎖状の状態ではキラルとして存在している
(D体、L体両方ありますよという意味)
糖は高次構造を持ち組み上がる、その為最終的にはD体のみになるのだが、糖は基本的には解糖経路を経てばらされる、その際にDもLも存在していた方が効率が良く、多様に分子内でHとOHを入れ替えて、配座を作り替え、対応する酵素にはまり込める様にできていて、この様相は鍵と鍵穴によく例えられる。
原始糖とホルモース反応
原始生命の利用した糖については、当時まだ酸素が無かった為、嫌気性(酸素を使用しない)回路である発酵を元にエネルギー蓄積を行なう。
この時の発酵酵素はアルコールと言われている。
この時代に起きた糖生成はホルモース反応と呼ばれるホルムアルデヒドから糖を発生させる反応。
条件は水酸化カルシウム水溶液内で起こる(塩基触媒)当時の条件は一致し、重合反応を起こし、そのまま三炭糖から6炭糖まで発展する。
6炭糖はフルクトース、グルコース、ガラクトースなどがあるが、この反応により得られる物にはガラクトースは含まれない。
ガラクトースは好気性(酸素を使用)回路であるTCAサイクル(クエン酸回路)を使用する為、光合成反応を持つシアノバクテリアの時代まで存在しなかったと考えられる。
解糖系の流れの中でまず必ず起きるのはリン酸との結合、そしてピルビン酸に分解され、好気状態ではATPを生成し、嫌気状態では乳酸になる。
嫌気にしても好気にしても生命はこれらの糖のエネルギーを解凍する際にNADと呼ばれる、物質を介して回路を機能させる。
このNADとは何か?
老いなき世界という面白い書籍がある。
この書籍で語られるのは、NADの先駆体NMNについて。
NAD正式名称ニコチンアミド・アデニンジヌクレオチド
先駆体NMN正式名称βニコチンアミドモノヌクレオチド
まとめるなら、原始的細胞膜は、その過酷な環境から擬似的ヌクレオチドを変性せざるを得なかった
そして、その意思はRNAの進化情報自体を書き換え、膜内に侵入する、ホルモース反応から生成されたグルコースをリン酸化し閉じ込める事で、初めて解糖経路を生み出しピルビン酸を生成した。
そして嫌気状態における生命最初の発酵が行われ、それは乳酸と呼ばれるC3H6O3を生成し、光の当たらない環境下でも代謝サイクルを維持する生命体になった。
NADは補酵素であり、電子伝達体であり、水素をやりとりする事で循環する
H+の有無は、経験値と経験論の循環という意識状態に近いのかもしれない。
やはり分子は科学を超える何かを有する、そんな気がしてならない
point
1.第二次生命体から太陽と相互作用を起こす糖の生成が始まる
2.NMNという反復型遺伝子が存在し、体に負荷を加える事で活性化する。
3.2を駆使する事で体組織の細胞劣化をコントロールする事ができ
身体の老化という現象、年齢という概念は大きく変化する可能性がある
③第三次生命体と光る金属エネルギー
この時生命の場は地上、
海洋は未だ多くの金属元素が溶け込んでいた為猛毒だった。
海水にさらされた生命はさらに死滅を余儀なくされた。
第三次生命体進化の場は、海水と金属鉱物の接する場にあった。
触媒として働く金属鉱物、海中の金属酵素
生命は金属イオンから身を守る為の機能として海中に存在していた金属酵素を細胞膜内に取り込んでいった。
それによりアミノ酸らは金属イオンと配位結合で結ばれる。
生体内に金属錯体と呼ばれる化合物を作る事で生物内に新たな代謝をもたらした。
後にそれは金属タンパク質として発展していく。
そして、この金属錯体と呼ばれる分子は特殊な分子構造を持ち、アミノ酸がどの金属と配位結合をもつかでその水溶液は綺麗な色を放つ。
そしてこの時期から少しずつ酸素を取り出す機能が併走することになる。
が微量である為、大きな影響をもたらすほどではなかった。
空気中に存在する一酸化炭素と、金属は配位し、それが接具となりアミノ酸とまた結合し、結果的にこの不思議な構造が作られ、その副産物として酸素を生み出すという機能はどこか不思議な感じがする。
この金属錯体はすごく綺麗な色を放つ、
自然界には光る物質として様々な、有機化合物、無機化合物が存在し、発光の強さは錯体の構造が関係し、それが複雑化することで、光量や、効率が変わってくる。
例えば蛍が光るのも、クラゲが光るのも、蛍光鉱物も、全て金属錯体の構造度合いに由来する。
この複雑な分子構造は金属イオンが、その周辺の電子にエネルギーを与える事で励起状態を作る。
例えばレーザー光線や、ブラックライト、蛍光ペンなども含み、発光物質などが何故発光するのか?
そしてその光には何故特定の色だけがスペクトルから取り出され流現象が起こるのか?
電子には軌道があり、受けたエネルギーの大きさにより、軌道を飛び越える性質がある。
エネルギー準位とは:
電子はエネルギーの大きさによりとりうる軌道が決まっている。
例えば光を浴びるなどを含む、他からのエネルギーを受ける事でそのエネルギーをプラスし外円に存在する、更にエネルギーの高い軌道へと移る、この移動距離をエネルギー準位という。
励起とは、このエネルギーの上昇により軌道を外部に移すことをいう。
しかし電子はこの励起状態を保つことができない、それは元々いた軌道の電子が開いてしまうから不安定の状態になる為で、又その軌道に戻ろうとする。
その戻る時に受けたエネルギーをそのまま放出しやっと戻ることが出来る。
この時放出される物が光として排出される。
私たちが見る世界に色が存在するのは勿論網膜の錐体細胞と、桿体細胞による物だが、そもそも物質に光が当たり、励起状態から戻った時の、電子が吐き出したエネルギーが由来している。
しかし各元素は電子を持つ量も存在する軌道も違う為励起幅の大きくなるため水素原子が最も放出するエネルギーが大きくなる。
可視光線はパルマー系列内の振れ幅で起こる光エネルギーである為、より外殻移動間の移動により放出されるプント系列などのエネルギーは目視できない赤外線領域となる。
金属錯体という物はその構造から光のエネルギー効率と、発光指数が高くなる構造を持つ為、光として感知できる。
何はともあれ、私たち生命が少量の金属元素を持ち、それを代謝サイクルとして利用する原点には、この第三次生命体が生存を勝ち取る為に起こした変異がそもそも由来し、有害な金属イオンを取り込む選択の恩恵なのだとおもう。
脂肪膜は、リン脂質対によって出来ている、その表面を転移しながら動き回る各種の分子らは膜を触媒とするかのように、新たな機能を備えていった。
外部より取り入れられる情報は内膜に浸透し、
細胞膜内の環境は劇的に発展を遂げる、金属イオンを取り込むこんだ恩恵は大きく、細胞膜内に多くのエネルギーを作り出し、アミノ酸は更なる多様性を持ち増殖した、その環境は原子RNAにも進化を与える、塩基その物も発達し、アミノ酸を抱き込む形態のグアニンなどもこの時作られた。
そして、新たな配列を組み上げやがてDNAを生み出す。
しかしこの時はまだ螺旋状ではなく、円を束ねたような乱雑なものだった。
第三次生命体とは俗に言う原初の原核生物と言える
point
1.第三次生命体は金属イオンを取り込む進化を起こす
2.発光生物は金属錯体の構造が励起状態をもたらすため起こる
3.DNA構造は第三次生命体からだがこの時はまだ円状DNA
*代謝進化基盤群アーキア*
まず分類の話、広い意味では
①原核生物;核を持たない生物
→真正細菌と古細菌に分類、違いは古細菌の突出した生態系による物だが、多くの謎に包まれている。
②真核生物:核を持つ生物
そして特徴的に三分類に分けると
細菌という核を持たないまま発展してきた分類と、
真核生物という核を持ち、発展してきた分類と、
古細菌と呼ばれる独自の進化経路を示す分類にわかれる。
しかしこれは少し違う、個人的見解を当たり前のように、『真実として展開させるなら』という前提で話します
このアーキア確かに訳の分からない量子的生物という印象を受ける。
結論を先に言うなら、この生物は元素代謝を目的としてきた生物ジャンル
勿論極限環境で生きる突出した生命体であるのは間違い無いのだが、そういった種が260種、それに属さない種が270種、幅広い環境で生息する以上定義は変わる。
その特徴は類を見ない。
①細胞膜もエーテル脂質(アーキアだけがエステルではない)という超耐熱性の独自の物
②膜外に鞭毛触手を持ち、細長く機能する
③ゲノムパターンはどの生物よりも異常値を叩き出す
④DNAデータに修復箇所が通常よりはるかに多い⑤RNAは異常発達、原核なのに3パターンを持つ
⑥どのpHにもどの温度にも適応力を持つ
⑦代謝のパターンが限られることはなく、メタンを輩出するものもあれば硫黄を排出するもの様々
⑧固定する元素も環境でバラバラ。(6元素固定各種)
その他にも、シアノバクテリアとの相互作用、どの時点で古細菌として分岐せざるを得ないタイミングが存在したのか。
この存在に関するデータはあらかた頭に入ったものの全容が見えてこなかった…
数日アーキアの目的のみを考えていた、
彼らは何をしたかったのか、何を準備しているのか、現状の科学ではわからない、アーキアの本質とは何なのか。
そして、例の如く朝方、個人のいう変性状態で答えと思しきものに繋がる。
僕の感じた真実はこうだ。
生命進化第一ステージ
シアノバクテリアの発生 32億年前
核を持たない原核生物はある種資源を食い潰すように進化を果たす。(まるで人間じゃん)
空気中に存在する二酸化炭素を代謝に使用し、
そして複製される酸素。
当時地上に生息する反応に酸素を代謝利用する媒体はなかった。
二酸化炭素と水から糖と酸素を生成する生命、シアノバクテリアは、全生命の過半数を占めていった。
その他の生命にとっては酸素は猛毒でしかなかった為淘汰された。
それ程までに光合成という、エネルギー代謝は当時から圧倒的な効率を誇っていた。
それはあまりにも単純な図式化だった。
CO2+H2O=CH2O(単糖類)+O2
太陽のエネルギーを利用し、直接的に糖エネルギーに変える。
27億年前、これまでの有害物を代謝に取り込むのとは訳が違い、圧倒的に増え続けるこの酸素に進化は追いつかなかった。
勿論せめぎ合いはあったのだろう、その証拠に、海洋では太陽の光が届く範囲に多くのシアノバクテリアが蔓延し、光の届かない領域には硫黄を利用する生命が発展していた。
その為、海の層に、硫化水素が蔓延する赤い海の層ができていた。(キャンフィールドの海と言われている)
バクテリアとアーキアの戦場跡地みたいなもの。
25億年前
実際この時代に硫化物の大量発生が起きる。
シアノバクテリアの強みはこの後にあった、
細菌類が光合成を行う機関には、二酸化炭素と水というセットよりも、二酸化炭素と硫黄であったりする場合が現在では多い、
おそらく光を奪い合い、酸素を吐き出す生物と、硫化水素を吐き出す生物に二分された時代が、酸素爆発の前に存在する。
その生態系の最中、バクテリア類は、硫化水素までをも代謝に利用しだした。
酸素の増殖と、硫化水素と二酸化炭素の劇的な減少を前に、生存競争に敗れたシアノバクテリア以外の生命の種達。
次第に硫化水素は失われ、酸素増殖が進むこととなった。
最終的には地球の酸素濃度はほぼゼロから現在の半分まで跳ね上がる。
これがどれ程恐ろしい事か、私たちの環境に置き換えて考えるだけでもゾッとする。
温室効果をもたらしていた二酸化炭素は、激減し、地球は急激に温度低下を引き起こし、氷の星となった。
このようにして生命はシアノバクテリアも含め絶滅の道をまた辿ることとなる。
全球凍結スノーボールアース 24億年前
ヒューロニアン氷河期
史実上2度目の極氷河期が生命を襲った。
勿論の事、シアノバクテリアも、大打撃を受け、圧倒的にその数を減らしていた。
嫌気性生命体の生き残りをかけた戦いはアーキアと呼ばれる種がやがて強い反応を示していく。
その前に地球では微かな変化が訪れていた。
全球凍結の終わりは、海中の酸素が紫外線と反応する事で訪れた、
それはオゾンの生成と繋がっていくものであった為、それにより地球はまた徐々に暖められていく。
前述した流れの中で、アーキアは酸素を克服し、
ミトコンドリアを取り込むことで、真核生物へとつながる経路を手に入れる。
これまでの生命の形は、現在のそれと大きく違っていた、
1番の違いはDNA構造。
そのコードの始まり方も、ホルミルからメチルに切り替わり、扱う糖も正式にリボースからデオキシリボースに切り替わる。
DNA構造は環状から螺旋状に変化し、細胞膜自体も巨大化し、多くの機関を細胞膜に取り込む事で、一つの完結した組織となった。
全てアーキアが自発的に取り込んだ器官が真核の細胞には含まれる。
エーテル脂質を用いた脂肪膜はその役割を終え。
強固な細胞壁を作るべく、またエステル脂質に切り替える。
point
1.酸素、光合成はかつて生命の敵だった
2.バクテリアの無責任な生存本能が生態系を破壊
アーキアの選択的生存本能が生命を活性化
3.生命の多様性の為のその他の代謝準備は既に完結
人類がいつ淘汰されても問題ないよう秩序は常に流れる
後書き
SIZE〜6部ARCHAEA
この記事が気に入ったらサポートをしてみませんか?