分子古生物学者である著者が、身近な話題も盛り込んだ講義スタイルで、生物学の最新の知見を親切に、ユーモアたっぷりに、ロマンティックに語るロングセラー『若い読者に贈る美しい生物学講義』。養老孟司氏「面白くてためになる。生物学に興味がある人はまず本書を読んだほうがいいと思います。」、竹内薫氏「めっちゃ面白い! こんな本を高校生の頃に読みたかった!!」、山口周氏「変化の時代、“生き残りの秘訣”は生物から学びましょう。」、佐藤優氏「人間について深く知るための必読書。」、ヤンデル先生(@Dr_yandel)「『若い読者に贈る美しい生物学講義』は読む前と読んだあとでぜんぜん印象が違う。印象は「子ども電話相談室が好きな大人が読む本」。科学の子から大人になった人向け! 相談員がどんどん突っ走っていく感じがほほえましい。『こわいもの知らずの病理学講義』が好きな人にもおすすめ。」、長谷川眞理子氏「高校までの生物の授業がつまらなかった大人たちも、今、つまらないと思っている生徒たちも、本書を読めば生命の美しさに感動し、もっと知りたいと思うと、私は確信する。」(朝日新聞書評)と各氏から評価されている。今回は書き下ろし原稿を特別にお届けする。
人類は絶滅するのか
私たちはSRYという遺伝子によって性別が決められている。SRYは、まだ男性と女性に分かれていない未分化な生殖腺を、男性の精巣に分化させる遺伝子だ。いったん精巣ができると、そこから男性ホルモンであるアンドロゲンが分泌されて、さまざまな男性的な特徴が形成されていく。
ところが将来的には、このSRY遺伝子が消滅して男性がいなくなり、人類は絶滅するという説がある。それは、どのくらい確かな説なのだろうか。本当に、人類は絶滅してしまうのだろうか。
私たちの細胞の中には数万個の遺伝子が含まれているが、それらは46本の染色体に分かれて存在している。46本のうち2本は性染色体と呼ばれ、性別を決定している。性染色体にはX染色体とY染色体があり、X染色体が2本だと女性に、X染色体とY染色体が1本ずつだと男性になるのである。さきほど述べたSRY遺伝子はY染色体に乗っており、このSRY遺伝子があると男性になるわけだ。
失われやすい遺伝子
ところで、このY染色体からは、遺伝子が失われやすいことが知られている。X染色体であれば、もし遺伝子が損傷しても、女性はX染色体を2本持っているので、もう一方の遺伝子を使って修復することができる。しかし、Y染色体はつねに1本しかないので、遺伝子が損傷しても修復することができない。そのため、遺伝子が失われやすいと考えられる。
ある研究によれば、哺乳類のY染色体はX染色体から派生したとされ、およそ3億年前には約1500個の遺伝子があったと見積もられている。しかし、その大半は失われて、現在残っているのは約50個にすぎない。平均すると20万年ごとに1個の遺伝子が失われたことになる。このペースでいくと、SRY遺伝子も含めて約1000万年でY染色体の遺伝子がすべて失われてしまうのである。
そして、SRY遺伝子が失われれば、男性がいなくなって人類は絶滅する。この研究は、そう解釈されることもあったのだが、どうやらその心配はなさそうだ。
アマミトゲネズミの場合
サルの仲間である霊長類のY染色体を調べた研究によると、Y染色体から遺伝子が失われていったのは大昔の話であり、現在のY染色体は安定しているという。それが正しければ、Y染色体がなくなることはないだろう。しかし、万一この研究が間違っていて、将来的にY染色体がなくなったとしても、人類は絶滅しなくて済みそうなのだ。
私たちの性染色体の組み合わせは、男性がXYで女性がXXだが、奄美大島に棲むアマミトゲネズミの性染色体の組み合わせは、オスもメスもXOである。
つまり、X染色体が1本あるだけで、Y染色体はない。ところが、ちゃんとオスが生まれて精子も作られる。その仕組みは完全には解明されていないが、Y染色体の遺伝子がX染色体に移動したり、失われた遺伝子については新たな遺伝子がその役割を担ったりしているらしい。
こういう哺乳類はモグラレミングなど他にも知られており、Y染色体やSRY遺伝子の消失は、かならずしもオスの消失には繋がらないようである。
そもそも、オスやメスの歴史は古く、SRY遺伝子が誕生する前から存在していたことは確実である。広く生物界を見渡せば、オスとメスを作る遺伝子はさまざまであり、遺伝子以外の要因、たとえば温度などの環境要因でオスとメスを作り分ける生物も珍しくない。
私たちの仲間も、オスとメスを決定するのに、今はたまたまSRY遺伝子を使っているけれど、SRY遺伝子が誕生する前は別の手段を使っていただろうし、もしSRY遺伝子がなくなれば、また別の方法を使うようになるだろう。諸行無常な時の流れのなかで、さまざまなことが変化しても、オスとメスは存続することができるのだ。
人類の絶滅を心配するのであれば、もっと別の身近な話題に目を向けたほうがよいだろう。
(本原稿は『若い読者に贈る美しい生物学講義』の著者更科功氏による書き下ろし連載です。※隔月掲載予定)
更科 功(さらしな・いさお)
1961年、東京都生まれ。東京大学教養学部基礎科学科卒業。民間企業を経て大学に戻り、東京大学大学院理学系研究科修了。博士(理学)。専門は分子古生物学。武蔵野美術大学教授、東京大学大学院非常勤講師。『化石の分子生物学』(講談社現代新書)で、第29回講談社科学出版賞を受賞。著書に『宇宙からいかにヒトは生まれたか』『進化論はいかに進化したか』(ともに新潮選書)、『爆発的進化論』(新潮新書)、『絶滅の人類史』(NHK出版新書)、共訳書に『進化の教科書・第1~3巻』(講談社ブルーバックス)、6万部突破のロングセラー『
若い読者に贈る美しい生物学講義』(ダイヤモンド社)などがある。
くつろいで受けられる生物学講義――著者より
ある農家に怠け者の男がいた。男は働くのが面倒でたまらないので、自分の代わりに田畑で働いてくれるロボットを作った。
ところが、ひと月経つと、ロボットは壊れてしまった。仕方なく、男はまたロボットを作った。ところが、そのロボットも、ひと月経つと壊れてしまった。
そこで男は、新型のロボットを作った。新型のロボットは、田畑で働くだけでなく、ひと月経つと新しいロボットを作って、それから壊れた。だから、男は、一日中家で寝ていられた。
そんな折、男は作られるロボットが、少しずつ違うことに気がついた。
たとえば、性能が1のロボットが作ったロボットの性能は、1.1になることも0.9になることもあった。しかしロボットの性能が、急激に変化することはなかった。
そのうちに、たまたまロボットを2体作るロボットができてしまった。ところが、男の家には、ロボットを動かす燃料は1体分しかない。
ロボットは、毎日農作業が終わって家に戻ると、燃料タンクから自分で燃料を入れることになっていた。そのため、農作業が早く終わったロボットが、先に家に戻って燃料を入れてしまう。すると、もう1体のロボットは燃料を入れることができない。そのため、燃料切れになったロボットは、家の隅に転がったままになった。
そんなことが繰り返されていくうちに、ロボットの農作業はものすごく速くなった。生き残るのは、いつも性能が高いロボットだけだからだ。仮に、毎月性能が1.1倍になったとすれば、4年で、ほぼ100倍になる。ロボットは、急速に変化していき、もはや怠け者の男にはコントロールできないものになってしまった。
ついにロボットは、自分で燃料を採掘するようになり、とうとう地球を支配するにいたった。もはや人間の姿は、どこにも見当たらなかった。
以上の話は『若い読者に贈る美しい生物学講義』の中に書いた話(の一部)である。ロボットが2体ずつ作られて、そのうちの1体だけが生き残るなら、そのときの状況に適応している方が生き残ることになる。これは自然選択と呼ばれる現象で、ダーウィンが進化のメカニズムとして見つけたものだ。
この話では、自然選択が働き始めたときに、ロボットの急速な変化が始まった。それは、もう元には戻れないような、根本的な変化であった。この瞬間にロボットは生物になったのだと、私は思う。
これまでは、生物とはどういうものかを考えるときに、物質的な側面から考えることが多かった。たとえば、地球の生物の体のなかでは、いつも物質やエネルギーが流れている。この流れを代謝というが、これを生物の定義の一つとすることが多い。
しかし、宇宙にはどんな生物がいるかわからない。たとえば、ロボットの体の中には、いつも物質やエネルギーが流れているわけではない。スイッチを切って寝ていれば、物質もエネルギーも流れない。それでも、宇宙のどこかに、さっきの話のようなロボットがいたら、それは生物と言ってもよいかもしれない。地球の常識から言えば、金属でできたロボットは生物ではないけれど、それは宇宙の常識とは違うのではないだろうか。
もしも、宇宙全体で生物を定義できるものがあるかどうかわからないが、もしあるとすれば、それは「自然選択」だろう。どんな形をしていようが、どんな物質でできていようが、どんな振る舞いをしようが、とにかく自然選択によって作られたものが生物なのではないだろうか。生物は自然選択によって、周囲の環境に適するようになったものだ。つまり、その環境の中で、なかなか消滅しないようになったものだ。つまり、生き続けるようになったものなのだ。
だから、本来生物は、生きるために生きているのであって、生きる以上の目的はないのだろう。生きるために大切なことはあっても、生きるよりも大切なことはないのだろう。まあ、生きていれば、それだけで立派なものなのだ。
『若い読者に贈る美しい生物学講義』では、従来の生物の見方に収まらない話も盛り込んでみた。
内容を簡単に紹介すると、まず生物とは何かについて考える。その中で、科学とは何かについても考えていく。生物学も科学なので、その限界を理解しておくことが大切だからだ。それから実際の生物、たとえば動物や植物などの話をしてから、生物に共通する性質、たとえば進化や多様性について述べる。最後に身近な話題、たとえばがんやお酒を飲むとどうなるかについて話をする。「講義」という言葉が入っているが、くつろいで受けられる講義にしたつもりである。
楽しんでもらえると、よいのだけれど。
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きっと、どんなことにも美しさはある。そして美しさを見つけられれば、そのことに興味を持つようになり、その人が見る世界は前より美しくなるはずだ。きっと生物学だって、(もちろん他の分野だって)美しい学問だ。そして、この本は生物学の本だ。もしも、この本を読んでいるあいだだけでも(できれば読んだあとも)、生物学を美しいと思い、生物学に興味を持ち、そしてあなたの人生がほんの少しでも豊かになれば、それに勝る喜びはない。(本書の「おわりに」より)