進化:進化には遺伝的変化が伴っているのは確実である。(真理)
細胞レベルでのランダムな突然変異と自然淘汰だけではとうてい説明できるはずはないことは誰もが承知。
遺伝子や遺伝子頻度が変化することによって進化が起こるのか、または
DNAレベルの変異は進化の原因ではなくて、結果なのか?

(1) 獲得形質の遺伝。体細胞系→生殖細胞系への情報の伝達
(2) 方向的突然変異。意志または環境が特定の遺伝子群の変異を加速させる?
(3) 進化自体がプログラムされている。(1万世代経ると、は虫類の卵から鳥類が生まれる)
(4) (1)の変形で、エピジェネティックな変異が何らかの方法で遺伝子の変化をもたらす
(5) 進化の速度は一定ではなく、大量絶滅の後など、生態学的空間が空いた場所に適応するように一気に進化が進むことが分かっている。
(例:バージェス頁岩、恐竜絶滅後の哺乳類の繁栄など)

俺が生きている間にセントラルドグマを覆す発見があるかな。

問題は研究室にいない個人レベルで、どうやって仮説を確かめるかだ。


現在の進化論では、
  1. 突然変異が起こる
  2. 突然変異の発生が、進化の唯一の源である
  3. この突然変異を持つ個体が生存有利に働く
  4. 突然変異を持つ個体が突然変異を持たない個体を淘汰する
というたった1つの理由(ダーウィニズム)でのみ説明されています。以下、現在の進化論で説明できない事項を挙げていきます。

移行的な化石の欠如

ある以前のグループと次のグループとの間の移行的な、大量に存在していたはずの中間生物が見つからない。
→進化は突然変異が時間と共に蓄積していって徐々に新たな種が生まれるのではなく、非常に短い期間(数世代)の間で化石証拠も残さず新たな種が生まれているよう だ。えらが肺に変わる、ひれが足になり陸上に上がる、といった大きな変化は、きわめて複雑な変化が同時多数で発生しなければならないが、突然変異の蓄積によっては 起こらないし、その化石記録はない。
方向的突然変異または適応的突然変異

これは、1988年にケアンズらの研究[1]によって最初に示された。Lacにフレームシフト突然変異を起こしたE.Coli(大腸菌)を用いた。これを、炭素源 が乳糖のみである培地で培養した。もう一度変異が起こり、乳糖を炭素源として利用できるようになる場合だけ、増殖できる。つまり、ナンセンス突然変異の逆の効果に よって、Lac分解酵素が合成できるようになる場合においてのみ増殖できるということである。この効果が予測を上回って好発し、また、E.Coliの他の遺伝子領 域と比較しても好発していることが示された。
適応的変異の場合は、作為的な変異となる。例えば、生物が飢餓状態におかれた場合、それまで利用できなかったものを栄養物として利用できるようになる。これは「獲 得形質の遺伝」ということができ、ダーウィニズムに対する重大な反証となる可能性があった。
しかしこの結論は、現在では誤りであることがHendrickson Hらによって示されている。導入された遺伝子は、プラスミド上にあり、染色体上ではない。このため、大腸菌は、乳糖がなくて、染色体を増幅出来ないものの、プラスミドを増 幅することが出来る。このため、プラスミド上では、突然変異が高確率で起こる。Lac突然変異は、不安定ではあるものの、Lacを利用できるようになった大腸菌 は、そうでない大腸菌と違い、成長をすることが出来る。この間に、安定した変異が生じ、自然選択的にLac分解能を獲得した大腸菌が高頻度で生じることとなる。 (Wikiより)
育種と品種改良

人間は数千年に渡り、より優良で大型の動物、植物を作り出すために交配と選抜を行い品種改良を行ってきたが、新たな種が生まれることはなかった。苺は甘くなったが 苺のまま、米は味が良くなり、収量も上がったが米のまま。犬には多数の品種が生まれたが、依然として同じ種のままである。それ以上の向上はなく、品種改良には限界 がある。遺伝システムには独自の制約が組み込まれているのだ。

偶然によって機能を持つタンパク質ができる確率

100個のアミノ酸からなるタンパク質を考える。タンパク質の原料となるLアミノ酸は20種類なので、考えられるすべての組み合わせは20100≒10130通 りになる。このうち10万兆種類(=1017)が目的の機能を持つタンパク質であると仮定しても、このタンパク質を得る可能性は10113個 に1個の割合となる。多めに見積もって宇宙には1080個くらいの粒子があり、宇宙が始まって300億年(=1018秒) の間に各粒子が1秒あたり1兆回(1012)反応できるとしたら、これまでに起こった反応の総数は10110回とな る。そして私たち人間の2.5万種類の酵素が偶然だけで生じる確率は102825000回に1回となる。(Jean S. Morton, Impact, Dec. 1980.)

つまり、偶然に、特殊なタンパク質(自分と同じものを複製するタンパク質)を生み出すために必要な時間 または原料はこの宇宙には存在していない。
可能性は3つ


突然変異

進化の唯一の原動力は突然変異である。(真理)
しかし、突然変異はほとんどの場合有害(生存能力低下、遺伝病、奇形)であり、変種個体は生存に不利となる。

いやいや、進化の背後には生存にとって有利でも不利でもない「中立」な突然変異があり、それが蓄積されて新種が生まれるのだ。

物を見ることのできない完成前の目にどんな存在価値があった?中途半端な羽、足、肺はどうだろう。そんな不要な器官を備えた生物は自然淘汰によって除去され てしまうだろう。




眼が正しく機能するためには、 が必要であるし、どれか1つ欠けても、眼として機能できない。
現在の進化の教科書によれば、これらの都合のよい(そしてすべて生存に有利に働く)突然変異が偶然に重なり、すべて同時に進化したとされている。
本当にあり得るのだろうか?
ヘッピリムシ

外敵からの攻撃を受けると、過酸化水素とヒドロキノンの反応によって生成した、主として水蒸気とベンゾキノンから成る100℃以上の気体を爆発的に噴射する。この 昆虫は過酸化水素を体内に貯蔵する器官と、ヒドロキノンを体内に貯蔵する器官を突然変異の蓄積によって独自に進化させ、その液を尻から噴出させる瞬間に混合する仕組みをこれまた突然変異の蓄積によって獲得した。もし、進化の途中で過酸化水素とヒドロキノンの混合の方法を間違っていたら、自爆していたはずだ。
擬態

適応するのに成功した個体群に更なる変異が蓄積され、それらが積もり積もって完全な擬態へと移行していくことになったと説明されている。本当だろうか?

コノハムシ








突然変異と自然選択だけで、こんな仕組みが生まれるかよ、ばーか。

ヘビ

ヘビがは虫類から進化したのは間違いない。4本の足を持つは虫類の祖先から、足のないヘビが生まれた。
ヘビが体をくねらせて前に進む独自の、非は虫類的な移動方法のためには、足の消失の他に、脊椎の数の増加が必要である。
突然変異の蓄積によって足の消失と脊椎の増加が同時に起こり新種が生まれたとする以外ない。
なぜなら脊椎だけが増加したは虫類や、足だけ消えたトカゲなど存在していないからだ。

カッコーの托卵

カッコーが生殖するには、宿主の鳥に外来者であるカッコーの卵を受け入れてもらわなければならない。そのため、カッコーは巣の持ち主の卵に似せた卵を生むことで生 き残ってきた。(よそ者とみなされた卵は、押し出されたり、壊されたり、中身を食べられてしまう)。カッコーは特定の種に寄生するため、卵の色彩を驚くべきレベル まで似せてきた。
卵をそっくりに似せ、托卵が成功するようになるまで、突然変異によって卵の色彩が変わるのを待ち、自分で温めていたのだろうか?托卵が成功する以前にも托卵を行な い、卵を犠牲にしてきたのだろうか?

・托卵するという行動についての遺伝子
・卵を似せるための遺伝子

この両方が都合よく同時に起こらなければ、種は絶滅してしまう。

飛翔

羽のある昆虫(有翅昆虫)は約3億年前の石炭紀の化石中に、無翅昆虫と一緒に突然出現した。これ以前には羽がある・なしにかかわらず、昆虫は全く存在していない。
飛ぶことのできる恐竜(プテラノドンなど)はたくさん存在していた。翼竜の場合も、最初の化石のときに、既に完全に飛べたことが分かっている。中間段階の翼竜は今 のところ見つかっていない。
鳥は6千万年前の化石に出現している。そのとき既に羽毛や中空の骨といった鳥の特徴をすべて備えていた。

ミツオシエ

ミツオシエという鳥は、人間を蜂蜜に誘導するように進化している。この鳥とヒトとの共生はいつから始まったかは不明であるが、この行動は学習ではなく、行動の進化として神経系に組み込まれている。どのようにアミノ酸配列を変化させれば、このような行動を本能として脳神経系に組み込むことができるのだろうか?

セレノシステイン

通常はストップコドンとして働くUGAコドンは、ある特殊な仕組みによって第21番目のアミノ酸であるセレノシステインに翻訳される。詳細は省くが、この合成にはセレノシステイン専用のtRNA(tRNASec)に対して3種類の酵素が順に作用することで合成される。セレンは有毒である。有毒でありながら、毒性を発揮しないような形で取り込み、酸化還元反応で有効に利用できることをどのように知ったのだろうか?誰がその戦略を考えたのだろうか?当然、生合成に必要なこの3種類の酵素は突然変異によって生まれた。

免疫寛容性の獲得および次世代への遺伝

ノーベル賞受賞者ピーター・メダワーが1950年代に行った実験。
A系統のハツカネズミに、B系統の体細胞を注入し、免疫寛容を獲得。このオスにA系統のメスを掛け合わすと、B系統の細胞に寛容性を示す個体が生まれた。
免疫寛容は脾臓の体細胞で行われるので、子孫には伝わらないはずだが、この形質は1世代で進化が起こった。
批判:他の学者が追試験を行っても上手く再現できない。遺伝子レベルで変化が起きているのか?

エピジェネティック(DNA塩基配列の変化を伴わない細胞分裂後も継承される遺伝子発現あるいは細胞表現型の変化)な遺伝

マウスの足に電気ショックを与えることで、サクラの花に似た匂いを恐れるように訓練し、その後、このマウスの子孫が同じ匂いを嗅がされた時にどの程度おびえた反応を示すかを調べた。子孫のマウスたちは、元のマウスの訓練時にはまだ母親マウスの胎内にもおらず、また今回の実験前に同じ匂いを嗅いだ経験は一度もなかった。しかし特定の匂いを恐れるように訓練された雄の実験用マウスは、精子内のあるメカニズムを介して、その匂いに関連して受けた衝撃を後に生まれる雄の子孫に伝えることができる。訓練を受けたマウスの子孫は「はるかに少量の匂いでも感知して反応することができた」「M71」は鼻の中でサクラの花の匂いに特に反応する嗅覚受容体の機能を制御する遺伝子だが、子孫マウスの「M71」においてDNAの塩基配列には何も変化はなかった。ただし、この遺伝子にはエピジェネティクス的な修飾を受けた痕跡があった。
Fearful memories haunt mouse descendants, Ewen Callaway, 01 December 2013

セントラルドグマ

DNA→mRNA→アミノ酸
この一方通行のことを遺伝子のセントラルドグマという。つまりアミノ酸があっても、それをコードするDNAは自然界では作られない。
唯一の例外が、逆転写でありRNA→DNAが、例えばレトロウィルスの逆転写酵素によって行われている。

ただし、だからといって、このウィルスから逆転写されたDNAが生殖系列に組み込まれたり、タンパク質からそれをコードするRNAが合成されたりする証拠は 見つかっていない(というか、ない)。 


AMPの生合成

1961年のJoan Oróによる実験では、水溶液中でのアンモニアとシアン化水素(HCN)の重合反応によって大量のアデニンが生成されることが示された。「生命が原始大気の下の海中で産まれた」証拠とされている。しかしAMPの生合成ではシアン化水素やアンモニアは使われていない。AMPの生合成は、(どの物質を開始とカウントするかにも寄るが)12種類の酵素によって13段階を経て行われる。1→2→3→4→5→6→7→8→9→10→11→12→13。この生合成経路が徐々にランダム突然変異によって同時に生まれることはありえない。また、酵素反応が段階的に進化したという主張も、1〜12までの前駆物質が他に使い道がないのであれば、こんな無駄なエネルギーを消費する反応は淘汰される。

原始のプールから13が足りなくなったので12→13の酵素が生まれた。12が足りなくなったから11→12の酵素が生まれた。・・・という説明も、最適な酵素や合成経路が偶然見つからなければ生命は死に絶えてしまうはずで、そんな戦略を生物が取ったとは考えにくい。(実際、代謝に欠陥があると、遺伝病と呼ばれ病気や死に繋がる)。


薬剤耐性細菌

種を越えて、抗生物質に対する耐性を獲得する。これは本体の遺伝子とは別に、プラスミドという小型の環状DNAを交換することで、抗生物質に対する耐性を速やかに 拡散する仕組みであり、動物細胞はプラスミドを持たず、結局のところ進化ではない。
RNAワールド
RNAに一部触媒機能を持つRNAが発見された。(RNA)
それならばRNAを自己複製するRNAがあったかもしれない。(仮説)
自己複製するRNAはこれまで見つかっていない。(事実)
問題点:RNAがどんどん自己複製すれば生命と言えるの?原始のプールで不安定なRNAがどんどん増えたとは思えないしねぇ。
そもそも、RNAがRNAを自己複製するのと、最低でも1000種類の酵素が必要な生命との間には隔たりが大きすぎて、お話しにならん。

最初の生命の誕生
最初に誕生した生命は、これまで存在してきた細胞の中で最小の遺伝子セットから始まったことは間違いない。この自己複製と細胞内代謝を行う、最古・最小の細胞の遺伝数は研究者によっていろいろな考え方があるが100-300遺伝子と推定される。


生命になる前の時代に、上記の生命に必要な100-300個の遺伝子セット(およびタンパク質)が独自に偶然によって進化し、濃縮され、突然生命として出現したらしい。
進化が起こった以上にこんなことがありうるとは全く信じがたい。

複雑系
カオスの縁で反応がボーンw


では突然変異以外で、進化の原動力になる可能性はあるのか?

・人間は胎児の段階で生殖細胞と体細胞は分かれている。
・細胞分裂時の相同組み換えでは、外来の遺伝子を染色体に導入することは不可能ではない。
・アミノ酸→DNAというものはなさそうだ。
・人間の行動や知性を直接司る遺伝子は見つかっていない。すべてアミノ酸から制御されている。
・進化しようという強い意志によって遺伝子が方向的に突然変異している?→していない。 なぜなら、進化できず環境の変化に適応できなかった種は絶滅するし、意志を持たない細菌類ですら進化しているから。
・エピジェネティックなDNAへの修飾が何世代も繰り返されることで、最終的に遺伝子本体が変化する可能性はあるのか?→エピジェネティックな修飾は遺伝子の発現のON/OFFなど、発現を調節するものであり、新たな機能をもたらしたりするものではないし、またエピジェネティックな変異が最終的にDNAを変異させるというような報告もない。
・知的な造物主によって操作された?→ジャン・ピエール・プチ博士のユミット星人の話では、細胞内には未発見のクリプトンが存在し、それがDNAと結合しているために、宇宙環境に合わせた生物進化が起こると言う。(゚Д゚)ハァ?

結局、今のところは突然変異以外の進化の原動力が見つかっていない。
しかしセントラルドグマを外れた、環境からのフィードバックを元に遺伝情報を書き換える、未発見の仕組みが存在する可能性がある。


インテリジェントデザインと「単純化できない複雑さ」

リーハイ大学の生化学者Michael Beheは「単純化できない複雑さ」について、次のように定義している。基本機能に貢献する複数の相互作用する部品から構成された単一のシステムで、部品のどの1つでも除去すると、システムの機能が失われるもの。

細胞は分子から構成された機械である。例えば細菌には鞭毛を持つものがあり、これを使って水の中を泳ぐ。鞭毛は30種類以上のコンポーネントによって構成されるが、そのどれか一つでも除去すると、システム全体が機能しなくなる。ダーウィニズムの根本は漸進的進化であるが、このようなコンポーネントは1つずつ進化することは不可能である。

結論として、ランダムプロセス(突然変異のみに頼る進化)と漸進主義では、現在のような生命は生まれない。ランダムにかき回されても、混乱が広がるだけだ。

ホメオボックス遺伝子の進化

結局進化とは形の変化である。ただし、ホメオティック遺伝子群の不正確な発現は、アンテナペディア遺伝子の突然変異がハエの頭部に触角ではなく脚を生じさせる例など、有害なだけである。
プロモーターの関与

結局進化とは形の変化であり、遺伝子がどのように変化しようとも、それを制御する仕組みが進化しなければ機能しないはず。

CRISPRによるゲノム編集

私が現役のころは、標的の場所に、目標の遺伝子を運ぶには、マーカー遺伝子と組み合わせた相同組み換えという非効率な方法しかありませんでした。
ここ数年、CRISPRベースでゲノム改変が楽に実行できるようになったようです。
仮説ですが、自然界でも例えばよく使う遺伝子がエピジェネティクス修飾され、それを標的にCRISPRに類似するゲノム改変が行われているならば、ラマルクの用不用説が復活したらいいなーなんて。
シェルドレイクの形態形成場の仮説

遺伝子の変化が必要→遺伝子を制御するプロモーターの制御が必要→では形を作るための遺伝子がその場で働くために必要なプロモーターのON/OFFは何が制御しているのか?

タンパク質の折りたたみ

あなたが一枚の紙をくしゃくしゃに丸めたときの形が無限にあるように、アミノ酸の一次配列から取り得ることのできる立体構造は無数にある。ただし生体内ではアミノ酸配列が決まれば、(プリオンタンパク質や、アルツハイマーの原因となるタンパク質など、異常な立体構造によって病気の原因となる例外はあるが)必ず1種類の立体構造が決まる。
100残基からなるタンパク質でも、折りたたまれた時に取りうる立体構造の数は1060という莫大な数になるが、実際にはそのうちただ一つの立体構造しか選択されない。 遺伝子変異による進化を考えるときは、必ず翻訳後のタンパク質の問題も考慮しなければならない。


エントロピー増大の法則に逆らう性質が宇宙を支配している?

物質は通常、秩序あるものから乱雑なものへ移行するが、生命に関する物質については、(当然エネルギーのインプットは必要であるが)ミラーの実験(水素、メタン、アンモニアからアミノ酸が合成される)、金属イオン触媒/粘土鉱物触媒によって、多くの糖類(リボースなど)が生成可能なことが分かっている。この宇宙は放置しておいても、どんどん生命の素となる複雑な有機化合物を作るように方向付けられているようだ。

ウイルスが代表例であるように、実は生命と非生命の間には断裂はなく、連続している。無機物から生命の素となる有機物が自然に合成され、生命が生まれた。
非生命の物質が複雑性を増大させ、生命を生じる力が、進化の原動力ではないだろうか?


究極的には

進化を解明することは、
1. なぜ物質から生命が誕生したのか
2. 単純な生命から知性を持つ生命体に進化したのか
という2つの重大な側面があります。

科学で解明されていないことを論じることは宗教の範疇です。その上で、

1. 宇宙の造物主は非生物の物質が、だんだんと複雑な性質を持ち、生命が生じるように世界の法則を定めた。
2. 生じた生命体もだんだんと複雑に進化し、宇宙の存在を内部から認識できるような生命体が生じるように法則を定めた。
宇宙が創造されても、その存在を認識する知性がなければ、存在していないのと同じだから。世界を作った神様は自分一人では寂しいと思い、自分の姿に似せて人類を作ったのかもしれませんね。

追求すればするほど、研究者が創造の内に神様を見てしまうのは仕方ないと思いますよ。

私の信仰:
数学は人間が発明した道具ではなく、何かの抽象的世界に実在しています。私たちはそれを発見してるだけです。
有名なオイラーの公式、eix = cos(x) + i sin(x) から、e=-1が導けますが、このような美しい構造を作ったのと同じ人が、生命を作ったと私は信じています。
つまりID論者であることを認めます。


私は生物学を学ぶ学生でした。ほとんどの生物学者は進化に興味を持っていると思います。しかし、現状は研究室ごとにある特 定の遺伝子の機能を調べることが主流になっています。(木を見て森を見ずみたいで、私はそれにはちっとも興味が持てなかった)。基本的にはダーウィニズムが教えられますが、これだけで説明できるとは考えてはいない。しかし、進化をみたことがある人間もいないし、どうやって調べて良いやら分からない。進化生物学を掲 げる研究室はいくつかあると思いますが、ここで挙げた原動力としての進化を研究している人は余りいないのではないでしょうか。

私は早々に研究者の道を諦めてしまったのですが、食うに困らない財産があったら、この研究をやってみたかったですね。
ちゅうか、やる気も夢もないポスドク量産するよりも、σ(゚∀゚ )オレみたいのが研究者向いてるだろw
テーマが主流から離れているので、ぜんぜん駄目でしょうな。


参考文献:
キリンの首、フランシス・ヒッチング
ブラインド・ウォッチメイカー、リチャード・ドーキンス
ダーウィンのブラックボックス、マイケル・ベーエ
日経サイエンス
Wikiペディア
など