進化のエンジン 2005/12/16 0:03 [ No

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進化のエンジン 2005/12/16 0:03 [ No.5875 / 5960 ]

私は生物学には素人の一技術屋ですが、進化の問題に関して常々以下のような個人的妄想を抱いております。

生命の進化の歴史の上で、有性生殖というシステムの出現は生物の進化の上で画期的なイノベーションであったと私は思います。これによって生物の進化のスピードは無性生殖のときに比べて格段に加速されたと思います。

生物の進化と言うとキリンの首が伸びたり、蛾の羽の色が環境と同じになったりというような，形態や生物の器質に関する変化が考えらる場合が多いように思いますが、私はそのほかに上記の有性生殖システムのような「進化を促進するような遺伝情報の世代間伝達アルゴリズムの改善」も進化に含めて良いのではないかと思います。

企業間の技術開発競争では、たまたま何かの僥倖で優れた技術を開発した企業が一時的に有利になるのは確かですが、長期的に考えた場合にはそのような僥倖よりも、企業が優れた技術開発のシステムや企業文化を持つことの方がはるかに重要になりますが、生物の種の間の競争でも同じことが言えると思います。

そのような「進化を促進するような遺伝情報の世代間伝達アルゴリズムの改善」としては有性生殖の出現がその最初で最後のものであったとは私には到底思えません。
この他にも、それよりもはるかに強力で効率の良い世代間伝達アルゴリズムがいくつも新たに出現していて、それらが現存する高等生物の世代間遺伝情報伝達システムにおいて進化をスピードアップするための言わば「エンジン」としてフル回転していると考える方がはるかに自然だと思います。

このように考えると、現在地球上で繁栄している高等生物は、「優れた器質や形態」を獲得したが故に生き残ったという考え方は誤りではないにしても一面的な見方にすぎず、それよりはむしろより強力な「進化のエンジン」を獲得したが故に進化のスピードが他の種に比べて速くなり、結果的に競争に打ち勝って生き残ったと考える方がより真実に近いのではないかという気がします。
　

極端な言い方をすれば、生物の生存競争は「器質や形態」同士の間で行なわれたのではなく、「遺伝情報の世代間伝達アルゴリズム」と言うエンジン同士の間で行なわれたとさえ言えるのではないかと思います。これは言い換えれば進化のスピードの競争ということでもあります。

最後に、これは私の予想ですが：
生物の有性生殖では父方、母方双方から受け継いだ二つの遺伝子のうちどちらが発現するかを決める優性遺伝、劣性遺伝というメカニズムがありますが、そこには優位、劣位を決定するための（いまだ知られざる）想像を絶するような巧妙なアルゴリズム（即ち進化のエンジン）が潜んでいるような気がします。

Re: 進化のエンジン 2005/12/16 18:12 [ No.5879 / 5960 ]

ah1_whiskycobra

おや、急に投稿が増えていますね。
>私はそのほかに上記の有性生殖システムのような「進化を促進するような遺伝情報の世代間伝達アルゴリズムの改善」も進化に含めて良いのではないかと思います。

改善であれ何であれ、集団中に遺伝子頻度の変化をもたらした場合は進化に含めると思われます。特に分子進化の場合、表現型に発現しないような遺伝子変化（形態も機能も変化していない）も進化と呼んでいます。

>それよりはむしろより強力な「進化のエンジン」を獲得したが故に進化のスピードが他の種に比べて速くなり、結果的に競争に打ち勝って生き残ったと考える方がより真実に近いのではないかという気がします。

すると進化速度はどんどん早くなるかもしれないわけですね。急速に変化する時期と変化の見られない時期があるとする断続平衡説というのはありますが、いわば進化加速説ということになりますか。

>そこには優位、劣位を決定するための（いまだ知られざる）想像を絶するような巧妙なアルゴリズム（即ち進化のエンジン）が潜んでいるような気がします。

すいません、ちょっと質問です。
優性・劣性は（メンデル遺伝から単純に言えば）両親から受け継ぐ１組の遺伝子があって、遺伝子１個でも表現型に出るか、２個揃わないと表現型に出ないかということだと理解しています。
どちらを優性にするか劣性にするかを決めるメカニズムがあるということでしょうか？

それと、進化速度を加速したとして、その結果（すなわち、次世代を残すのに役にたったか）を検証するのはやっぱり「出たとこ勝負」な気がするのです。
すると進化を加速する方法としてはどんなものがあるのでしょう？

今パッと思い付いたのは遺伝子の修復や保護機能をわざと落とし、突然変異を誘発する方法ですが。

進化のエンジンenergy量の増大方向 2005/12/17 9:29 [ No.5882 / 5960]

waya4

>すると進化速度はどんどん早くなるかもしれないわけですね。

進化という意味ですよね。時間軸に対してDNA等の変化するスピードのみを意味するのか、それともそれに付随する何かの物理量が、グラフ上で示されるような正の勾配を持って変化しているのか。生命が進化するということは、若干の環境の変化に対応できるようなenergy量の蓄積する方向ではまずいですか。人間などは、環境の変化に耐える為に、脳を含む肉体の変化以外に化石燃料なども手中に、動き回っている。これもれっきとした生命の営み。

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Re: 進化のエンジンenergy量の増大方向 2005/12/22 20:07 [ No.5890 / 5960 ]

protein_crystal_boy

ちょっとお願いなのですが
エネルギーとかエントロピーとかの熱力学的用語を使う場合は熱力学的定義にそのままに沿って使っているのかそれとも比喩で使っているのか第３者から見てよく判るようにしてもらえないでしょうか？どうもwayaさんは詩的な比喩とかなり拡大された用語法で使われているように感じます。
（これに関しては技術者として話しています）

Re: 進化のエンジンenergy量の増大方向 2005/12/23 11:30 [ No.5891 / 5960 ]

waya4

エンタルピィは拡大して使っています。元来は化合物に含まれる内部energyや結合energyです。そして、スタチックな条件で、free energyの低い化合物に移ろうとします。

　生化学反応の場合は複合反応ですが、トータルの反応として反応定数の大きいものに支配される筈です（非可逆）。　高等生物などは部分～によりそれらの集合体があるような気がするのです。そして、それらの反応はやはりfree energyの低い化合物に移ろうとします。つまり、夫々が祖環境条件に適応しようとするでしょう。その時に放出されるenergyを使用して活動して生きます。

　但し、生化学反応のうち、ATP等を通してenergyを蓄積する反応もあります。燐が高energy材料だからです。生体はそのenergyを蓄積し、環境が変化した時に備えています。ATP化合物を多く取り入れれば、多少の環境変化にもそのenergyを燃やして生きられます。

　進化した生物は生化学反応から得られるenergyばかりでなく、外界からenergyの供給も利用するようになります。

　ある生物は最初のうち、ATP等を燃やして、より良い環境に移動する。ついで他の生物を捕食し、効率よくATP化合物を摂取することを覚え、さらには生命存続のために化石燃料らを使用を行うようになった。

　エンタルピィをこのように拡大解釈して使用しています。人間の一部は莫大なenergyを所有していることになります。

　但し、この流れは自然の流れと逆行しているので、個々の生命で在れ、種であり滅ぶ場合は簡単に滅ぶ。

Re: 進化のエンジンenergy量の増大方向 2005/12/24 21:32 [ No.5893 / 5960 ]

ah1_whiskycobra

横レスですけど
＞ATP化合物を多く取り入れれば、多少の環境変化にもそのenergyを燃やして生きられます。
ATPそのものは体内で合成しているので、取り入れているのは呼吸に用いる基質です。
おわかりの上で話しておられるのかもしれませんが。

＞進化した生物は生化学反応から得られるenergyばかりでなく、外界からenergyの供給も利用するようになります。

揚げ足とりみたいだけど、外温性（いわゆる変温動物）は外界からのenergyの供給に頼っていますね。外部でアクティブにエネルギーを生産するのはヒトくらいでしょうけれど。
（ツカツクリみたいに地熱や醗酵熱を利用して卵を温める動物もありますが）

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Re: 進化のエンジンenergy量の増大方向　　　2005/12/25 11:00 [ No.5896 / 5960]

waya4

＞ATPそのものは体内で合成しているので

　そうそう、クレブス回路だ。燐という高energy塊を体内に取り入れるには自然界に分散する燐化合物よりは、生物を捕食した方が効率がいい。

　クレブス回路の完成は複合生化学反応系（生命）の進化を飛躍させた出来事の一つだろう。　

　そのような飛躍を掲げれば、例えば、　RNA化合物への飛躍、DNA化合物への飛躍、人間らに芽生えた学習による子孫への継承、次世代は論理的考察を持つ生命？

　今後、環境の変化に対応して生化学反応を維持する為に、クオリア的なものと物理的な変化とが相まって進んでいく。　地球上で滅びるかもしれないし、宇宙に飛躍するかはわからない。

＞外温性（いわゆる変温動物）は外界からのenergyの供給に頼っていますね

　進化の軸が生化学反応系（生命）のenergyの蓄積と考えれば、彼らは進化軸から外れた生物だ。その環境で順応した準安定生物だ。でも単細胞生物から見ればかなりのenergy量を使用しているので、反応系の維持の為、適した環境を目指して動ける。勿論自然界は変化するので、溢れたものは、おわんの底（準安定場）から次の準安定を捜さねばならない辛い時期にさしかかる。

　時間軸に対し、進化軸を何らかの物理量で定義すれば、アバウトであれ傾向が出る。ひょっとして進化軸はenergyの蓄積という二次元でなく、他の軸もあって、球のような多次元的に広がっていくのかもしれない。
　専門家ではないwaya4の想い。

日経サイエンス　2003年11月号　　　　　　2006/ 1/ 8 13:20 [ No.5937 / 5960 ]

　anicahansen

http://www.nikkei-bookdirect.com/science/page/magazine/0311/hologram.html
J. D. ベッケンスタイン
近年の理論研究によって，宇宙をホログラフィックととらえる考え方は定着したように思える。これに伴い，物理現象を記述するには場の理論が最上であるという過去50年にわたる基本的な信念を放棄せざるを得ない，と考えられるようになってきた。

これってまじなの？
物理の世界ではもう勝負あったってわけ？
我々が知らなかっただけなの？
じゃあもう一度言ってやる。　まったく唯物論などくそくらえなんだよ！！

Re: ホログラフィック宇宙論　　　　　　　2006/ 1/14 10:08 [ No.5955 / 5960 ]

　　　　waya4

僕も同感だ。
　　我々の進化論とは階層の違う話のようだ。現在存在する基本理論をもう少し大きな概念で精度良く説明できる仮説を提起する場合の話のようだ。

　この宇宙、は少なくとも大きな構造の中にある熱力学、量子統計力学・・の法則で成り立っていることは間違いない。
そして、その流れの一部に生命の進化と退化の問題がある。

　数式による予測と、数々の実験、観察、そして追試による実証がそれを示している。新たな理論でも、この現象を説明できなければならない。

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　　宇宙論的ダーウィニズム　　　　　　　　2006/ 1/14 12:13 [ No.5956 / 5960 ]

protein_crystal_boy

>僕も同感だ。
>我々の進化論とは階層の違う話のようだ。
ウダ氏と同感と意味ですよね？
進化生物学（狭い意味の進化論、進化学）とは関係ないでしょうね。

ただし、D.デネットの言う「万能酸」とかユニヴァーサル・ダーウィニズムといった話とは
関係があると思いますよ。
要するに「変異と淘汰」という、素材に依存しない（広義の）アルゴリズムとしてのダーウィニズムにはね。

進化学（進化生物学）に関係しないでしょうけれどホログラフィック原理とダーウィニズムが必ずしも対立するものではないことが確認できれば自分としては十分です。

三浦俊彦は「ニュートン・アインシュタインをダーウィン化する」なんていう文章も書いているので紹介しておきます。
http://members.jcom.home.ne.jp/miurat/Darwinize.htm

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しかし、まどろっこしいな 　　 2006/ 1/15 12:55 [ No.5959 / 5960 ]

　　　anicahansen

ベッケンスタインが宇宙をどのようにイメージしているのかわからないが、宇宙をホログラムだとする物理の流れはもはや後戻りしないだろうと思う。

このトピがいつまで続くかわからないが、今回の私の考えをまとめておきます。

突然変異は唯物論という土台の上で成り立つ。
ようはセントラルドグマとの関係で変化の仕方としてはそれくらいしかないだろうというアイデアだと思う。
ただし宇宙がホログラムになった場合、突然変異はその正当性をはたして主張できるのだろうか？というのが今回の私の主張です。

①確率の問題
②中間種の問題
③突然変異で生まれるものは生存に適さないものが多い。

突然変異には以上のような問題が指摘される（まだあるかも知れないが）それと人間は１世代中にカラダの構造変化を行なうことが可能（例：筋肉の発達）。

以上のような観点から、進化がもし起こったとするならば、ホログラム宇宙論の対場に立った場合、変化の仕方としては突然変異のようなまどろっこしいものよりも今西が説く「種は変わるべきときがきたら変わる」の考えのほうが、より真実に近いのではないだろうか？というのが私の考えです。

Re: しかし、まどろっこしいな　　　　2006/ 1/16 10:34 [ No.5960 / 5960]　　　

　waya4

＞突然変異は唯物論という土台の上で成り立つ。

進化と退化は突然変異のみではない。外部環境条件と固体の反応系とがバランスを取れれば、突然変異、ウイルス説、自然淘汰・・・、どんな経路（工程）を通ってもかまわない。確率の度合いの話だ。
環境の変化に対応して「種は変わるべきときがきたら変わる」。

　人間は変わらずに、逆に服を着たりして防戦する。魚類レベルでも適した環境に逃げようとか、その傾向はある。進化はそうした軸だ。そのためにenergyを蓄積する系だ。エンタルピィ増大に向かって。

　　進化論＝ＳＦ的ヒトツの考え方　　　　　　　2006/ 7/30 17:25 [ No.29776 / 29804 ]

　　　temporal

＞進化（しんか、evolution）とは、ある生物の種が何世代にもわたる変化の蓄積の結果、異なる種に分岐、あるいは変化する現象。
http://ja.wikipedia.org/wiki/進化

・・・において、原初から分岐、あるいは変化しない生命体がおると思いマッカ？
もし、いるのであれば、なぜ、その生命体は「進化」しないんでッかね？
-------------------------------------------------------

http://ja.wikipedia.org/wiki/生きている化石

古代魚ならば、１～４億年程度は変化しておらんでッしゃろ。
環境は激変しておるはずでおますがね。
これらの古代から変化のほとんどない種は、特定の環境に依存して生きておるか、かなりの環境変化でも耐えられるタフな生命体であるかのいずれかでンがな。
免疫系は、地球上に存在しておらんタンパク質にも反応できるシステムでおます。
セッソーは生命にそういうシステム性を感じるわけでおますが、それを「進化」と言うには幾許か違う気がせんこともおまへン。
なぜなら、適応によって新しい生命体が誕生するのではなく、もともと生命自体になンにでもなれる可能性が原初からあったと言うことになりまンがな。
「生命」の本質的な部分は何も変わっておらんように思われマンネン。
「ある生物の種が何世代にもわたる変化の蓄積の結果、異なる種に分岐、あるいは変化する現象。」は、あってもなくてもエ～と言うことでおます。
上記、定義を「進化」とする以上、定義からはずれる概念が生じれば異なる名称をつけるべきであり、「進化」と言う概念に統合しようと言うのは、科学的ではないと思いまンがね。

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Re: 進化論＝ＳＦ的ヒトツの考え方よこ　　　　　　　2006/ 7/30 21:41 [ No.29779 / 29804 ]

waya4

>定義を「進化」とする以上、定義からはずれる概念が生じれば異なる名称をつけるべきであり、「進化」と言う概念に統合しようと言うのは、科学的ではないと思いまンがね。
多細胞生命体であるゴキブリなど、３億年程度は進化してオランのでッしゃろ。

進化の話となると好きだ。

　ゴキブリなど、外部環境に対し準安定な状態のものは変化が遅いだろうね。短い尺度ではほとんど変わらない。　ゴキブリの内でも数が増えて、外部環境に適さなくなった部分が多くの犠牲を強いられながら、形質を変え別の環境に適応する（別の準安定場）。種の亜種化だ。勿論、環境に適応される別の安定場は沢山用意されている。

　進化軸というものは、外部環境の変化に対し、ある種、生命の準安定場からはみ出された固体達の別の準安定状態までDNA長さを増加する（エンタルピィの低下）ことと、生体の生化学反応系のenergyを蓄えていく軸だ。

　　したがって、進化の軸とは外部環境に対し不安定に置かれた種の軸。特に人間という不安定な種を頂点とすると一般にいわれる進化軸となる。

　　人類のうちでも詳細を見よう。　
人間でも外部自然環境から見れば、原住民ほど外界との適応性は好く安定だ。　文明人はあらゆる形でenergyを集めないと外部自然環境に適応できない不安定なものだ。

　したがって、進化軸にある物は系としては不安定なものだ。

http://messages.yahoo.co.jp/bbs?action=m&board=1835217&tid=bf7a1a6bfj2bd oc0a4r8a1beza47a4dea47a4ga4a6&sid=1835217&mid=8277

　uranuzmanze　　　　　　　　　　　　2006/ 7/30 22:22 [ No.29781 / 29804 ]

＞人類のうちでも詳細を見よう。　
人間でも外部自然環境から見れば、原住民ほど外界との適応性は好く安定だ。　文明人はあらゆる形でenergyを集めないと外部自然環境に適応できない不安定なものだ。

確かに
文明人は核を制御できるに至った。かなり不安定だ。
しかしこれを原住民から進化したとともとれる表現は極めて疑問だ。

分子進化の中立性は既に受け入れられてると聞く。

貴殿はほぼ常にenergyにこだわる。
もちろん手法としては悪く無い。

しかしenergyとてインフラに過ぎない。

＞進化軸というものは、外部環境の変化に対し、ある種、生命の準安定場からはみ出された固体達の別の準安定状態までDNA長さを増加する（エンタルピィの低下）ことと、生体の生化学反応系のenergyを蓄えていく軸だ。

ヒトの遺伝子数は約3万でショウジョウバエで約1万強だ。
3倍の開きしか無い。
しかもこのうち、ジャンクDNAは95%を超える。
DNAの長さをもってエントロピー低下云々は、否定はしないが無理がある。

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temporal　　　　　　　　　　　　2006/ 7/31 7:26 [ No.29784 / 29804 ]

＞ゴキブリなど、外部環境に対し準安定な状態のものは変化が遅いだろうね。短い尺度ではほとんど変わらない。

ようするに、エコロジーでエネルギーを必要としないで環境の変動に耐えられると言うことでッかね～。
（ =´∇｀=)y─┛~~

＞種の亜種化だ。勿論、環境に適応される別の安定場は沢山用意されている。

亜種化と言うのは、遺伝子の表現型の違い程度でッしゃろ。
もともと、作り付けで、環境変動で出やすい、もともと持っている形質が出現したと言うだけのことではおまへンかね。
単純なものほど、環境的応力は高いでッしゃろね。
で、結局、「進化しない生命体」はオランと言うことでッか？
可能性としても考えられんと言うわけでッかね～～～～。

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　　　　waya4　　　　　　　　　　2006/ 7/31 8:08 [ No.29785～No.29787 / 29804 ]

＞DNAの長さをもってエントロピー低下云々は

　エントロピィではなくエンタルピィ値の低下を言っています。
　例えば　BH4,　C2H6・・・　パラフィン系炭化水素など　結合energyを放出して重合化する。内部nergyの低下、エンタルピィ値が下がる。

　変化するのに大きなバリアはあるものの、長い鎖ほど安定なはずだ。重合が1万と3万では大きな違いがある。　ゴムとポリエチレンほど？

それとジャンクも鎖の一部分ですから安定化に寄与しているし、RNAなど遺伝情報にも寄与している。

http://homepage3.nifty.com/seimeinosinkaron/waya-16.htm

＞Ａと言う種の生物が、何世代にもわたる変化の蓄積の結果、Ｂと言う種に分岐したとしまンね。
それがまた、何世代にもわたる変化の蓄積の結果、Ａと言う生物にもどる可能性はおまッしゃろ。

　　これは無いように思いますね。

　DNAが外部環境に対し平衡状態にあることになる。
　DNAが長くなったり短くなったりするよりも、長くなった種は滅亡を選択するだろう。

　DNAの短い種のDNAが長くなってAと類似の生物種にはなれそう。　　　　

temporal 氏のおっしゃる通り

　空間には物質の準安定場と基底状態がセットされており、パチンコ球がその面を転がるようなものだ。
異なるのは夫々の準安定場でパチンコ球が増加していることか。

　熱力学の法則ですな。　

　　temporal　　　　　　　　　　2006/ 7/31 9:06 [ No.29788 / 29804 ]

＞DNAが長くなったり短くなったりするよりも、長くなった種は滅亡を選択するだろう。

ＤＮＡ内のジャンクとやらが、ジャンクでなくなったり、ジャンクになったりすると言うことでおます。
例えば、大腸菌などで耐性菌ができた場合、彼らはその環境が無くなると死滅するしかおまへンかね？
元に戻る可能性は万に一つもおまへンか？
そういう断言は科学的ではおまへンやロ。
(　・ω・)y─┛~~

正法無常宗祖師　転法（／＼）南無一切無常絶対超越真理

waya4　　2006/ 7/31 13:36 [ No.29789 / 29804 ]

>元に戻る可能性は万に一つもおまへンか？

　戻るのはDNA鎖のことですよね。そのあたりを進化論学者に聞きたいのだけれど、誰も答えない。

　　DNAの一部をとってみれば、視力のオプシン遺伝子など復活するものもあるが、熱力学的には非可逆な流れの中でDNAが短くなることは逆の流れとなる。

進化軸と称する生物を比較してDNA長の短くなるのはあるかと。

　　temporal　　　　　　　　　　　　　　　　　　2006/ 7/31 14:06 [ No.29790 / 29804 ]

セッソーには「進化論概念は、いわば古典物理学レベルでとどまっている」・・・と思われまンねン。
量子力学的転回があっても不思議はおまへンやロ。
つまり、生物の有様は「我々の常識では計り知れないものである。」・・・・と言うヨ～なことでおますが。
脳科学の進歩も我々にそういう新たな視点を与えてきましたでッしゃろ。
「生物の進化」と言うものも、ボチボチひっくり返されたホーがエ～ンデはおまへンかね。
単に納得できるだけの知見の集積などおもしろくもおまへン。
(=￣ω￣)y─┛~~ 　
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