2016年6月5日日曜日

内的死亡率は二義的なもの?

(前回の続き)
ここで更に考えを進めてみたい。
外的要因が生物の最長寿命を決めているのは理解できた。
しかし、内的要因はどこまで重要なのだろうか?

コウモリとネズミが同じ体の大きさならば、体重当たりの呼吸量も同じになり、ミトコンドリアから発生する活性酸素の量も同じになると考えられる。それなのに、ネズミは活性酸素にやられて、コウモリはやられないとすると、その差はどこから生じるのであろうか?

活性酸素がミトコンドリアより発生するや否や、それは通常、酵素もしくは非酵素的に消去される。例えば、O2- (スーパーオキシドアニオンラジカル)はスーパーオキシドディスムターゼ(SOD)によってH2O2(過酸化水素)に代謝される。H2O2は次にパーオキシデースやカタラーゼによってH2Oに還元される。

これらの活性酸素消去系酵素の活性が高ければ、当然、活性酸素による細胞のダメージも少なくなる。

ヒトはサル仲間に比べて、SOD活性は極めて高い。
ヒトはこの高いSOD活性によって細胞は手厚く守られている。


コウモリのSOD活性のデータは知らないが、恐らくはネズミより高いに違いない。

百年住宅というものがあるが、これは100年持つことを前提に作られた家である。
それに比べて、最近の電化製品は壊れやすい。数年での買替えを前提に作られているから、一つ一つの部品を高価なものにしていない。

まず何年持たせたいかという耐久年数のビジョンがあって、その生物個体の細胞も臓器もデザインされていると言ってよい。

2年もてばよいネズミの細胞に大量のSODは必要ないのだ。

では、いかにもな、昨日示したような体の大きい哺乳類ほど寿命が長い、というのはどう説明するのか?という問題。昨日は活性酸素発生量の多寡で説明した。
しかし、これも外的死亡率(大きい動物ほど捕食者に狙われにくくなる)が先にきている可能性が考えられる。

がんに関しても、ヒトと同様に長生きするクジラはがんになりにくい。

ヒトは一体何年持つように設計されているのであろうか?

その設計が200年なら、もっと細胞のSOD活性を高めればよいだけの話だ。
内的死亡率は二義的なもの、ということになる。

捕食者を退け、病気を克服し外的死亡率を限りなく下げてきた人類にとって、その耐久設計が200年になろうが驚きではない。

繰り返しになるが、外的死亡率が下がり長い生が保証されゆっくりと子供を産むようになれば老化が遅くなるように生物はできている。

何千年も生きる植物のように、人類もそうなれる可能性はある。

絶対王者になれば、不老不死も夢じゃない笑

*今後は不定期に、のんびり、ブログをアップします。100年計画で(笑)

2016年6月4日土曜日

コウモリはなぜ長生きか?

久しぶりのアップ。
休載空けの漫画家さんのようでなにか面映い。

先日の授業で体の小さな哺乳類ほど短命である、という話をした。
恒温動物である哺乳類は体温を保つ必要がある。
小さい動物ほど、体積当たりの表面積が大きいため、体積(体重)当たりのエネルギーが必要なため、呼吸量を多くなる。その結果、活性酸素がより発生することによりになり、細胞が老化しやすくなる、という説明をした。

しかし、それでは説明のつかない例、つまり例外として、ヒトに加えてコウモリを挙げた。ハムスターは2年弱しか生きないのに対して、同じくらいの体重のコウモリは10年以上の最長寿命を持つ。




コウモリはなぜネズミほどの小型であるにも関わらず長命なのか?
(ヒトでは、おばあちゃん仮説、を紹介した)

今回は『なぜ老いるのか、なぜ死ぬのか、進化論でわかる』インターシフト社刊、ジョナサン・シルバータウン著(寺町朋子訳)から



生物は一生に残せる子孫の数を最大にしようと進化してきた。
換言すれば、そのような生物個体が成功し勝ち抜いて現在の生物になった。

ここで重要なのが、「外部要因による成体死亡率(外的死亡率)」という概念。
単位時間内(例えば一年間)に外的要因(例えば、捕食者に襲われて命を落とす、とか)により命を落とす確率。

外的死亡率が高い環境に棲む生物は、のんびり子供を1年間に1匹ずつ産んではいられない。さっさと、短期間にたくさんの子供を残さねばならない。
いつ兵隊に取られて戦争で死ぬかもしれない境遇では、早めに結婚した方がいい。

逆に外的死亡率が低い生物はそんなに慌てて無理して子供を短期間に産まずとも、毎年少しずつ無理ない範囲で産んでゆけばよい。

こうもりは、哺乳類で唯一空を飛べるため、捕食者に狙われる命を落とす危険性が少ない。それゆえ、ネズミに比べて外的死亡率が低い。

つまり、こうもりはネズミと違って「生き急ぐ」必要がないのである。

鳥も哺乳類と同様に恒温動物であるが、小型の鳥も同様な理由で同じくらいの大きさの哺乳類よりは最長寿命が長い。

インコの仲間のヨウム(洋鵡)の最長寿命は50年という。




これは環境的要因が生物の最長寿命(老化するスピード)を左右する例と言ってよい。

つまり、最長何年生きるように設計されているか、という最長寿命は活性酸素、テロメアなどの内的要因だけで決まるものでなく、外的要因によっても大いに影響を受けるという、極めて当たり前の帰結。

樹上生物の動物も比較的、外的死亡率が低い。
ヒトは樹上生活を捨てたが、頭脳と武器により他の生物を寄せ付けない不動の地位を築いたため、外的死亡率は極めて低くなった。

人類が長寿に堪えられる設計のボディーになれたのは、外的死亡率の低さが一因と言ってよいだろう。

オッポサムでも、外敵のいない島に暮らすものは、大陸に棲むものよりも老化速度が遅く、寿命が長い。

島国の日本人が長生きも同じ理由?(笑)

言わずと知れた長寿番組



2014年3月8日土曜日

ブログ休載のお知らせ

年度末の残務整理のため、3月いっぱいブログの更新をお休みします(´・ω・`)

新年度になりましたらまた開始します (・∀・)ノ

今後ともよろしくお願い致します m(_ _)m

ハルヒの休載ほどには休みませんw

ポリネシア人はヨーロッパ人の子孫

ミトコンドリアDNAが母系で伝わるのに対して、Y染色体は父系で伝わる。

そのため、母系と父系が違う場合があるときには、その人のミトコンドリアDNAとY染色体(男性だけがもつため男性に限るが)の違いからそれが明らかになる。

ポリネシア人を調べた場合に、母系からは全く検出されなかったヨーロッパ人の遺伝子が父系から1/3も検出された。

その当時、船乗りは男ばかりであった。船乗りはポリネシアで現地の女性との間に子供を残したということだ。

力ずくというより、進んで娘をヨーロッパ人に差し出したという記録もあるようである。

その他にも、ペルーの純血インディアンと自分で信じている人たちの遺伝子の母系の95%は確かにアメリカンインディアンだったのに対して、 父系の50%はヨーロッパ人のものであることが判明している。

さらに、コロンビアでは母系の90%がアメリカンインディアンだったのに対して、父系の94%がヨーロッパ人のものであった。

ヨーロッパ人の男性が力ずくで女性をものにしたか、もしくはモテモテで、ほとんど当時の現地人の男性は自分の遺伝子を残せなかったということだ。

ある時、モテる男性が現れるとこのように子孫の遺伝子が一挙に偏ることになる。

ちなみに、ハーレムをつくるゾウアザラシの場合には4%のオスしか次世代に残せないという。

男の25人に一人しか子供を残せない勘定だ。

シビアな世界…

子孫を残せるか、よりも生き残れるかのシビアな世界
BTOOOM!

2014年3月6日木曜日

生き残るのは片方だけ

遺伝子は、子孫に「多様性」というプレゼントを贈るために、面倒な有性生殖を行って遺伝子をシャッフリングし、また染色体同士も減数分裂時に組換えを行う。

しかし、有性生殖で得をするのは常に核にある遺伝子だ。

細胞中には核の他にもミトコンドリアがもつ遺伝子がある。
(植物の場合には、葉緑体の遺伝子も存在する)

ミトコンドリア遺伝子は配偶子(精子や卵子)が接合した後にも、別々のミトコンドリアの中に存在するDNA同士は寄り添うこともなければ、組換わることもない。

むしろ、配偶子が接合した後、ミトコンドリアのDNA同士が相手を殺し始める(DNA分解酵素を相手のDNAに浴びせかける)。

以前このブログで取り上げたが、核DNAはつきあうミトコンドリアDNAを一人と決めている。

つまり、ミトコンドリアDNAは核DNAのパートナーとなるために、生き残りをかけて戦うのである。

まるで、女性を巡って決闘する男性のように。

昨日のクラミドモナスでは、戦いで95%のミトコンドリアDNAが分解されてしまう。

もし、双方のミトコンドリアDNAの力が五分五分なら、相打ちになってしまうかもしれない。

これでは、ミトコンドリアDNA自身のためにもならないばかりか、核DNAにとっても困った事態なのである。

核はそうならないために、どちらかのミトコンドリアDNAが有利になるように肩入れする(例えば、最初から接合時に持ち込まれるミトコンドリアDNA量をアンバランスにするとかで)。

それが「性」だ。

つまり、核に味方してもらってミトコンドリアDNAを残す方の性が「メス」、ミトコンドリアDNAを残せない方の性が「オス」と呼ばれている。

異型配偶子をつくるヒトでは、精子は受精時にミトコンドリアDNAを卵子に持ち込めない。

入るのを許可されるのは核のDNAだけだ。

これをみても、現在の細胞のシステムは核DNAの「オレ様」状態なのだ。

オレ様、千秋さま
のだめ
なつかしいw

なぜ2つの性があるのか?

精子をつくるのがオス、卵子をつくるのがメス。

このように受精するもの同士を配偶子という。

配偶子の中には精子と卵子のように形の大きく異なる「異型配偶子」がある一方で、見た目、同形の「同形配偶子」もある。

コナミドリムシ(クラミドモナス)は同形配偶子をつくり、さらに配偶子の形で細胞増殖することができる。


しかし、栄養が少なくなると異なる性の個体と接合して、胞子をつくろうとする。

同形なのに、なぜ色がついているのか?

同形ならば、どの個体と接合しても同じじゃね?

確かに「核の染色体の遺伝子」に関しては、性別が必要な要素はない。

わざわざ「核の染色体の遺伝子」と言ったのは、そうでない遺伝子に関しては、実は性別が必要だと考えられている。
(つづく)

同じ性で結ばれるBL
コードギアス

2014年3月4日火曜日

双子の一人はいなかったことに

バー小体、カナダの研究者マーリー・バーが発見した。



1949年、彼はネコの神経細胞を観察していたところ、細胞核内に黒い斑点が見られることに気がついた。それもメスネコの細胞だけに。

その後、ヒトでも女性の細胞だけにそのバー小体が見つかった。

女性細胞のバー小体

後年、そのバー小体は不活性化したX染色体であることが分かった。

http://altair.sci.hokudai.ac.jp/infgen/nsmb2013/


女性の細胞にはX染色体が2本ある。

そのうちの1本が不活性化することで、X染色体は1本しか使われないことになる。

このため女性の細胞中でも、もともとX染色体を1本しかもたない男性の細胞と同じく、細胞で使われるX染色体は1本になる。

染色体の数が1本多いだけで致命的になることは、ダウン症候群をみれば分かる。

つまり、X染色体の数合わせのために女性細胞のX染色体は眠らされるのである。

さらにマーリー・バーは、興味深いことを見つけた。

クラインフェルター症候群のヒトの核にもバー小体を見つけた。

クラインフェルター症候群の患者さんは、XXYの性染色体を持つ。

異常なXXをもつ卵子にY染色体をもつ精子が受精したためだ。

その場合には、Y染色体をもつが男性になるが、XXのうちの1つが不活性化する。


ただ、クラインフェルター症候群の男性は、女性的な特徴が第二次性徴時に現れることもある。

見崎鳴と藤岡未咲
Another