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ケイシー・ラスキン
2024/1/31 14:05
『Universe Today』の素晴らしい記事が、「The Improbable Origins of Life on Earth」について報じています。その記事は、生命がどのように生じたのかについて私たちが無知であるという印象的な告白で始まります。
生命が最初にどのようにして、どこで、なぜ我々の惑星に出現したのか、我々はまだ知らない。その難しさの一因は、「生命」に厳密で普遍的に合意された定義がないことにある。
筆者はオハイオ州立大学の天体物理学者ポール・サッターです。そして彼の言うことはまったく正しく、現在のところ、生命の起源についての自然な説明はありません。
生命とは何か？
サッターは、彼が「単純な記述」と呼ぶものから始めて、いくつかの有用な生命の定義を規定しています。
生命とはダーウィン的進化に従うものである。つまり、生命は自然選択、つまり生存可能性という単純な長所を通して、新しい世代に受け継がれる形質や特徴を選び出す絶え間ない圧力を経験する。
この定義を額面通りに受け入れるなら、生命は高度に複雑でなければなりません。ダーウィン的進化には生存と複製の両方が要求されるからです。生存には、周囲の環境から物質を代謝して生命の化学反応に必要なエネルギーにする能力が必要で、複製には、何らかの最小限のレベルの忠実度で自分のコピーを作る能力が必要です。この2つの要求はどちらも高度に複雑なシステムを必要とします。
2021年に出版された『The Comprehensive Guide to Science and Faith』の「Did Life First Arise by Purely Natural Means?」という章で、生命の最小限の複雑性について、ウォルター・ブラッドリーと私はこのように説明しました。
すべての生命システムは、(1) エネルギーを処理し、(2) 情報を格納し、(3) 複製する。自然界では、これらの過程は主に、大きな3種類の生体高分子の分子によって行われる。すなわち、タンパク質、DNA、RNAである。生命がどのようにして始まったのかという謎は、本質的には、これら3種類の生体高分子がどのようにして形成され、自己複製システムとして脂質でできた障壁を持つ細胞内に集まったのかということである。
サッターは無意識のうちに、この生命の描写に同意しているようです。というのも、彼はその後、ダーウィン的進化を可能にするために何が必要かを詳しく述べ、まったく同じ生命の3つの要件に (リストの順番は違いますが) 行き着いたからです。
進化を成功させ、単なる化学反応から分離するためには、生命は3つのことをしなければならない。第1に、さまざまな過程、形質、特性のコード化したものなどの情報を、何らかの方法で格納しなければならない。こうすることで、成功した形質を世代間で受け継ぐことができる。
第2に、生命は自己複製しなければならない。自らの分子構造の適度に正確なコピーを作れなければならず、そうすることで、自身の中に含まれる情報が、生存能力に基づいて変化、変更された新しい世代となる機会を得ることができる。
最後に、生命は反応を触媒しなければならない。移動のため、エネルギーの獲得や格納のため、新しい構造の成長のためであれ、生命が日常的に行っている多くの素晴らしい活動のため、生命は自らの環境に影響を及ぼさなければならない。
繰り返しになりますが、これはまさにその通りです。そして、これらの「3つのこと」 — 「情報を格納する」「自己複製する」「反応を触媒する」— を行うことは単純ではありません。その過程全体に、複雑なDNAとRNAの分子および分子機械が必要とされます。サッターはこの事実を認識しており、生命の複雑さについて適切な概略を述べています。
地球上の生命は自身の繁殖のために、あまりにも複雑で相互に連結しているため未だに完全には理解できていないほどの多種多様な、目まぐるしいほど数々の化学的・分子的機械を進化させてきた。しかし、基本的な描像は浮かび上がってきている。極めて単純に言えば (私が生物学者だと勘違いされたくないので)、生命は3つ組の分子ツールを使ってこれらの作業を遂行している。
サッターは正しく、生命は分子機械に満ちており、私たちは今もその複雑さを解き明かしているところです。そして、彼の言う3つ組の分子は、DNA、RNA、タンパク質で構成されています。
生命の3つ組の分子
DNAについて、彼が「大量の情報を格納するDNAの素の能力は、奇跡に他ならない」と言っているのは印象的です。
RNAについては、「情報を格納するが、再度一般論を言うなら、DNAに格納された化学的指示を読み取り、それを使って3つ組の最後のメンバーであるタンパク質を製造するのが主な仕事である」とサッターは言います。もちろん、RNAがタンパク質の製造に使われる情報を格納 (および輸送) していることは正しいのですが、私が思うに、彼はRNAの他の重要な機能を過小評価しているようです。最近議論したように、私たちは今や、多くの重要な細胞機能を実行するRNAの生産自体を目的とする「RNA遺伝子」を識別しています。
タンパク質に関しては、サッターはその重要性と多様性の見事な要約を提供しています。
「タンパク質」は、ほぼ数え切れないほどの種類の、何かをする分子機械の総称である。それらは、分子を切り離したり、結合させたり、新しい分子を製造したり、構造体をつなぎ合わせたり、構造体そのものになったり、重要な分子をある場所から別の場所へ移動させたり、エネルギーをある形から別の形へ変換したり、などを行う。
しかし、そこにわながあります。タンパク質はDNAを複製するためにも必要なのです。サッターが説明している通りです。「DNAは情報を格納し、RNAはその情報を使ってタンパク質を製造し、タンパク質は環境と相互作用してDNAの自己複製を行う」。
生命の還元不能な複雑性
しかしそれから、この3つ組の「相互に連結した」性質は、生命が機能するためにはシステムのすべての側面が存在しなければならないことを意味する、という強力な結論でサッターは締めくくっています。
DNA、RNA、タンパク質の相互に連結した性質は、生命が最初に原初の泥から存在するようになることはありえないということを意味している。なぜなら、構成要素が1つでも欠落していれば、システム全体が崩壊するからである。脚が1本欠落した3本脚のテーブルを立てることはできない。
もし「構成要素が1つ欠落していれば、システム全体が崩壊する」— これは、ほぼ「還元不能な複雑性」の説明のように聞こえます。そしてこれについても、彼はまったく正しいでしょう。私たちが知っているように、生命が機能するにはDNA、RNA、タンパク質が必要であり、初期の地球で段階的な仕方で生じることはできません。
化学進化への強力な挑戦
生命の「相互に連結した性質」は、「最初に原初の泥から存在するようになることはありえない」という彼のコメントについてはどうでしょうか？それは化学進化への強力な挑戦のように聞こえます。
さて、間違えないでほしいのですが、サッターは記事の複数の箇所で明らかに進化論を支持しており、彼がインテリジェントデザインについてどう考えているのか、私には分かりません。また、彼は生命が「最初に原初の泥から存在するようになることはありえない」と考えていますが、この言い回しが、生命の自然な起源についての他の、種類を特定しないモデルにも門戸を開いたままにすることを意図しているのか、まったく不明です。それでも、化学進化の段階的説明への障害についての彼の論議は、生命の基礎的生体分子の還元不能な複雑性をほのめかしてさえいますが、まさしく正しいのです。
インテリジェントデザインとのつながりが何もなくても、この論点をこれほど明確に捉えている科学者をまた1人見つけたのは喜ばしいことです。
