size〜ICE
point
①藻類一次共生体灰色植物は全ての生命種が辿った道筋。
②灰色種の分裂が幹細胞の始まり。
③アーキア種から所持していたイオン輸送機は光受容体として発展し、
補要素として植物は色素体とし発展させ、生物は視細胞として発展させた。
④全生命種がスノーボールを耐えるためシアノバクテリアを
一時的に取り込む(擬似植物進化)
⑤厚い氷床下で、紫外線を元に暗反応を起こし生き延びる。
⑥スノーボール終了後、
ミトコンドリアを消失させる種(植物)
シアノバクテリアを消失させる種(動物)に別れる。
10億年前から始まった多細胞化の胎動は環境条件が整う以前に多くのコードを作り出し単細胞種などの共生をもとに多くの遺伝コードを作り出していた。しかし、7億年前に起きたスターバーストの影響の元地球には再度全球凍結に見舞われる。スターチアン全球凍結これにより多様化を進める多細胞前駆体らの多くは一掃されたと言われている。しかし次につながる理由としては単純に変異だけで片付くのだろうか、恐らく生命も馬鹿ではない、これだけ繰り返されるのなら、恐らくなんらかの対策を取っているはずだ。
見つかっていない地層
カンブリア期以前、世界各地で見つかっていない地層がある。
しかもその期間は役10億年にも及ぶと言われ、
これまでの研究は全て実物を元に行われる為これは
仕方のないことであるが、そういう意味では、現在の仮説は未完成のままだ、だからといって何を言っても許されるわけではないが、より純粋な自然の流れというものが存在するのだと思う。
藻類
葉緑体
アーキアがミトコンドリアを取り込んで依頼、光合成などを行う生命種を含むバクテリアは完全に別系統の進化を遂げていく。
そして真核生物には藻類と呼ばれる種類が存在する、
これらは無胚葉生物種に海綿と呼ばれる生物がいるが、これらと二杯葉種などに共通するものとして、葉緑体と共生を果たしているという事実がある。
勿論いくつかの高次生物であるウミウシ、アブラムシ、脊椎種にも一部のサンショウオなどにも葉緑体の存在が知られている。
今から書く内容に関してはかなり異説ではあるが、限りなく事実の可能性もある。
『やべ〜、これおもしれー、これはこれであり得る』
そう思った。
色素体の中の葉緑体
プラスチド:
光合成に関するもので、広い意味で色素体と呼ばれるものがあり、葉緑体(緑)は地球上で光合成に用いられる、全色素体の一部でしかなく、赤、青、黄、色々ある。
一次細胞内共生
一次植物
光の波長
灰色植物:単細胞にシアノバクテリアが最初に共生を果たし鞭毛を持つ、さらに『原始的な葉緑体』を持つと言われているが、その後の進化種などは存在しないと言われている。
↑細胞壁はペプチド鎖+糖=ペプチドドグリカン
↓細胞壁に変化、糖+糖=セルロース
紅色植物: 青と緑の光を吸収する、フィコエリスリンと呼ばれる血液中にも存在する色素タンパク質を持つ、酸素欠乏状態で発色は鈍くなる。
緑色植物:クロロフィルを主体としの赤と青色の光を吸収する。
*10億年前には少なくとも、二杯葉生物と一次植物群(恐らく灰色種のみ)が、多細胞種界を作り上げ、 無胚葉種の海綿、二杯用種全てに共通しているのは葉緑体の先駆体(現在では真核単細胞クロレラと共生をしているが当時クロレラはまだ存在していない為シアノバクテリアと共生)を持つ事、つまり、多くの生物群が当時は葉緑体を持っていたことになる。
つまり『全ての種が一旦灰色種に近い状態を経験』している事が考えられる。
(書いてて想うのだが、シアノバクテリアを取り込むという働きは、多細胞化する過程では何ぶん特別なことでも無く、当たり前の生存戦略のように想う。
それ程に栄養を取り入れる環境は乏しく、生存の条件は限られており、氷ついていく世界ではごく当たり前のように、それは選択されていったと感じる。)
明反応と暗反応
詳しくはこのサイトがわかりやすい。
重力という概念もそうだったが、
恐らくは自分も含め多くの人が勘違いしていた可能性があるこの反応。
『教育の簡略化』はまさに生命のなんたるかを教えるには不充分で、この社会にも嫌が応にも納得がいく。
光合成は2つのサイクル反応から成り立っている、
①明反応→色素分子上で酸素と、NAD、ATPを合成
②暗反応→明反応から得られた、ATPを利用し、糖を作り上げる反応、この時に二酸化炭素を吸収する。
*あくまでも酸素発生と、二酸化炭素の吸収は別サイクルである。
*様々な研究者の主張のもと、何処からどこまでカルビンベンソン回路であるかは様々だが、個人的にはどうだっていい、
*またサイクルスピードでは暗反応の糖作成の方が光に関係するという報告もある。
分子発達機構的流れからいけば、受容体の発達は青と緑を起点にし、後続的に赤色が備わる。
*そもそも光受容体とは
細胞膜にはチャネルと呼ばれるαヘリックス状のペプチド鎖が何度も折りたたまれ(アミノ酸三次構造)、タンパク質として詰まっている。
遺伝子のコードが増えるたび集合するチャネルも役割と種類が増え、さまざまなタンパク質として存在していく。
例えばロドプシンと呼ばれる視物質のタンパク質は(下の画像の全体像)
アポタンパク質と呼ばれるペプチド鎖で作られたタンパク質の部位とレチナール(紫色発色分子)で出来ている。
レチナール の部位は錯体構造を持ち光を受ける事で電子れっきを起こしチャネル部位に構造変化を起こす。
その結果チャネル全体像はGタンパク質(細胞外シグナル物質)へと形を変化させ、電子伝達を引き起こす。
光受容体は一つの中に赤、緑、青の発色分子を複数持つ物も一つしか持たない物もあるが、
その時光の吸収色と対応した色素体が使用され、
物の色という物はその時の残された色として発色する。
実際使用された色で世界を見たら恐らく、相当に違った色となる。
最も原始的な光受容体と言えば、アーキア種が水素イオン輸送に使っていた、ジゾロドプシン
全生命は光受容体としてロドプシン系統を有する。
錐体、桿体についてはその後の派生細胞なのでまた後にはなるが、オプシンファミリーは早い段階で現れる。
第3の光受容体
これに関しては時代を飛び越し、視細胞の話になるが、恐らく10億年ほど前からその兆しが考えられる為、書いておきます。
メラノプシン:
人体には錐体細胞と桿体細胞の光受容体を持つ。
近年第3の光受容体としてメラノプシンが認められた。
メラノプシンとは視細胞以外に、光を感知する光受容体、その存在部位が松果体に存在する可能性、または松果体の神経経路と深くつながっている可能性がある。
例:錐体と桿体が機能しなくなった、高齢者が光を感知する報告などあるが、それに関係するようだ。
また眼球自体を失った患者も光を感知する事例がある事から目以外にも光を感知する器官が存在する事が考えられ、マウスなどの実験体からも概日リズムとの関係性があるとされている。
*世界中には多くの不思議な症例があり、臓器移植による記憶転移、脳幹以外の脳を失ったまま当たり前に大学に行き当たり前に暮らす人がいたりと、これまでの概念を覆すような物がある。
*一つの問題点
スノーボールアースの氷床は光を遮断する。
厚さ1〜3キロを超えると言われる氷の壁、地質学的にも見てその時期には酸素の発生は停止している。
しかしシアノバクテリアは死滅していたわけでは無く、光合成の明反応をやめ、暗反応を行い糖を生成し、動かずじっとしていた(暗反応時活動停止)、数億年も。
そんな状況なら尚更全ての生命に必要だった事はシアノバクテリアを取り込む事だったかに思う。
氷の厚さは30センチを超えると赤い光は完全に遮断され、
100mを超えると緑もほとんど通らない
青色光でも500メートルで透過率は半分まで落ち、、流石に1000メートルともなれば届かない。
そもそもそんな環境でシアノバクテリア自体が生息できたかという問題がある。
光は完全に途絶えている。
しかし、そんな中唯一届く光が存在した、それはもはや可視光線の領域では無い紫外線。
驚くべきことにシアノバクテリアは紫外線に対する制御機構を持ち、クリプトクロムなどの光受容体は紫外線などにも働き、この時アントシアニンが合成され、細胞破壊を阻止する機構が備わっている
簡単にいうなら↓
『青色光を使用できる環境で無かった
→紫外線による暗反応で糖を合成し生きながらえる
→この高機能性の生物種を全ての細胞が取り込む
→スノーボールを耐える。』となる
これまでの定説と 『本当の経緯』
本当のというと言い過ぎかとも思うが、しかし定説と比べるとこれは限りなく信憑性の高い物だと思う、正確には『事実と思しき物』。
10億年前後の恐らくの経緯
アーキアがプロテオバクテリアをミトコンドリアとして摂取する(好気進化)
10億年前、単細胞分裂の過程で癌に悩まされ、多細胞化を始める
→肥大化する過程で、多細胞組織の維持の為一時的に、シアノバクテリアと共生(全種が灰色植物化)
→動力源を基盤に幾つかの他細胞を生成
(灰色分裂的不等分裂+(プラスミド+新規タンパク質)=海綿類)
→核内に遺伝子をコードする事で自ら光受容体を生成し、神経細胞を作り上げる(二杯葉)
*バクテリアのオプシン系コードが捕食細胞主の持つ核内コードに侵入し、視物質の祖となる物を作り電気伝達機能を果たす細胞を作り上げる。
→実際にはカンブリア期(6億年前)まで酸素濃度は現在の1%程度、続く大量隕石落下とスノーボールなどの苛烈な状況から遺伝子の変異は起きた。
タンパク質を合成するコードは作られても、肝心のタンパク質が生成される元素的栄養源が規定量には達さない。
土も草も無く、岩石物に覆われた大地と、未だ乏しい栄養塩からなる海洋には、新たな種が生まれるだけの準備はまだ出来ておらず、生命だけがその準備を進め、環境が作られるのを待っていたとも言える。
8億年前〜6億年前、シアノバクテリアを多くの種が取り込みスノーボールを耐える。
*紫外線による暗反応
→5.8億年前、エディアカラ生物群の発生と共に温暖化が始まり、タンパク質爆発が起きる。
その後生存圏の違いから、
ミトコンドリアを消失させた緑色植物、赤色植物が発生。
更に葉緑体を消失させ(正確にはゲノムコードのスプライジングにより、光受容細胞の祖を作り上げる)軟体類へと進化する種が現れていく。
光合成の真髄
まとめ
SIZE〜11部 ICE
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