生物にはなぜ寿命があるのか？不死の生き物は何？バクテリア、アメーバ、プラナリア、ヒドラ、酵母

人間の寿命は最近伸びてきたとはいえ、人生100年時代といわれるようにせいぜい100年するかしないで寿命が来ます。がんなど病気にならなかったとしても90歳を過ぎると老衰でこの世をさるのが自然でしょう。

単細胞生物は不死か寿命はあるか

細菌

  • たとえば地球に生命が誕生たんじょうした頃ころからいる大腸菌だいちょうきんなどのバクテリア（＝細菌さいきん）。これらは単細胞たんさいぼう生物といって1つの細胞さいぼうだけでできている生きもので、自分を分裂ぶんれつさせることで増えていくから、「寿命じゅみょう」がないとも言える。
  • そう。寿命じゅみょうのない単細胞たんさいぼう生物から、年を取って死ぬけれどいろいろな機能きのうを備そなえた多細胞たさいぼう生物に進化していったのは、その環境かんきょうではそのほうが有利だったからだと考えられる。

アメーバなどの単細胞生物（真核生物）は分裂により増えるので、不死の生き物と思われる場合が多いと思います。しかし、単細胞生物＝不老不死というのは短絡的です。

「単細胞生物は一般に無限増殖を繰り返す」わけではありません。 池の水の中などに住んでいる単細胞生物、原生動物は、 遺伝子交換＝有性生殖（接合）をしないかぎり、有限回で増殖 がとまります。https://www.sci.osaka-u.ac.jp/ja/wp-content/themes/rigaku_r/qa-pdf/qa25.pdf

無性生殖と有性生殖の両方の様式をもっている生物の場合、無限の命を得るためには「有性生殖」が必須なようです。

ミカヅキモ

命をつなぐ　ミカヅキモの不思議 環境の変化に合わせて細胞分裂と接合子をつくる方法で増殖する。https://www2.nhk.or.jp/school/watch/bangumi/?das_id=D0005100127_00000

ヒメミカヅキモという陸上植物に近縁な単細胞性藻類においては，やはり性別に２型があり異なる型同士でのみ有性生殖が行われるという現象が知られていました。オス・メスと言うのは，精子・卵子という大きさの異なる生殖細胞を作ることに着目して区別しますが，ミカヅキモのように同じ形の細胞が融合し生殖をする生物では，この型のことを接合型と呼びます。https://www.nig.ac.jp/nig/images/research_highlights/PR20221220.pdf

形態的な違いが観察されないために＋型，−型と呼ばれている。通常はそれぞれが細胞分裂による無性生殖を行い増殖するが，窒素源の欠如などのストレス条件下で＋型細胞と−型細胞の間で接合と呼ばれる有性生殖が行われる（図 4 A）。https://bsj.or.jp/jpn/general/bsj-review/BSJ-review_8D1%20175_189.pdf

  1. https://www.try-it.jp/chapters-2146/sections-2161/lessons-2166/

無性生殖と有性生殖の長所と短所

無性生殖種の遺伝的多様性は有性生殖種のそれと比べて低く、劇的な環境変化に対応できずに絶滅しやすいとされる。そこで無性生殖種を、いずれ滅びるものという意味をこめて「進化の袋小路」にはいった種とよぶこともある。しかし無性生殖は必ずしもデメリットばかりではない。有性生殖では交雑相手との出会いに多大な労力を要するが、無性生殖ではその必要がない。短期的には無性生殖種は有性生殖種と比べて多くの子孫を残す可能性が高いといえる。https://www.brh.co.jp/publication/journal/066/research_2

不死の生き物プラナリア

無性生殖では、プラナリアは自身の体を２つに切って殖えます（自切）。自切したプラナリアは片方には頭が、もう片方にはしっぽがない状態です。ところが数日経つと、しっぽはもちろん脳や目などの組織を再生し、完全な２匹のプラナリアになります。プラナリアは未分化な幹細胞が全身に存在しており、体の位置情報に従い幹細胞の遺伝子を目的の組織に分化するよう操作して、失った体を正しく再生することができるのです。https://saiseiiryo.jp/skip_archive/knowledge/basic/planaria/

プラナリアが光を嫌う習性を利用した、こんな実験があります。ライトで照らした場所にかれらの大好物のレバーを置き、そこに誘導して食べさせたあと、頭を切断。新しい頭が生えたプラナリアは、嫌いなはずの明るい場所へ一直線に向かいました。頭とともに記憶も再生したのです。

凄すぎて、もはや怖い。謎の生物「プラナリア」の最強伝説とは？ ブルック・バーカー 服部京子 ライフ・社会 せつない動物図鑑 2017.9.23 4:50

クジラ

  1. 200年以上も生きる「びっくりするほど長寿な動物」の正体とは？Ｍ・Ｒ・オコナー大下英津子　https://diamond.jp/articles/-/308043

サケが産卵後にすぐ死ぬ理由

産卵後に死亡するサケ科魚類のモデルとしてギンザケOncorhynchus kisutchを,死亡しない方のモデルとしてスチールヘッドトラウトOncorhynchus mykisを用いて,未成熟個体から排卵・排精個体まで定期的に採集し,血中コルチゾル濃度と総白血球数との関係を調べた.その結果,ギンザケの血中コルチゾル濃度は未成熟個体では平均80ng/ml程度であるのに対し,排卵・排精を境に急激に上昇し,特に体表の水生菌浸潤の著しい個体では400〜500ng/mlに達した.また,このような個体では総白血球数が未成熟個体に比べ半減しており,血中immnoglobulin(Ig)M濃度も未成熟個体に比べ有意に低下していた.これに対し,スチールヘッドトラウトでは未成熟個体においても排卵・排精個体においても血中コルチゾル濃度は80〜100ng/mlであり,総白血球数およびIgM濃度もほとんど変化がなかった.また,排卵・排精個体の体表には水生菌浸潤は認められなかった.従って,ギンザケでは視床下部-下垂体-間腎腺系のフィードバック機構に,排卵・排精を境として何らかの異常が生じ,正常な血中コルチゾル濃度を維持できなくなる結果,免疫機能が低下して二次的な水生菌感染などにより死に至るものと推察された.　https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-11660199/

  1. 「産卵と老化」の関係……サケが「ピンピンコロリ」で死ぬ理由 小林 武彦 2023.12.31 なぜ急激に老化するのか、です。遡上中には老化していません。老化していたらとても川を遡ることはできません。つまりサケの老化は、産卵後に起こります。ということは、ほんの数日間で急速に老化して死ぬわけです。

ゾウ

  1. ゾウはなぜ、がんになりにくいのか「Petoのパラドックス」と呼ばれるこの問いに、答えの1つとなり得る発見があった。　「ゾウはなぜ、がんになりにくいのだろうか？」。これは、1970年代にオックスフォード大学（英国）の疫学者Richard Petoが投げ掛けた有名な難問である3。‥　2015年10月初旬に相次いで出された2つの研究チームからの報告　ゾウのゲノムには、がん抑制因子をコードするp53（別名TP53）遺伝子のコピーが20個もあることが分かったのだ。‥　ヒトやその他の哺乳類には1コピーしか存在しない。
  2. 「ゾウはガンにならない」！「大きい生物は長生き」で「小さい生物は早く死ぬ」理由 小林 武彦 2023.06.30 現代メディア　p53の遺伝子の数です。なんと20個もあることがわかりました。加えて、リフシックス（LIF6）というp53の働きをさらに助ける遺伝子もゾウにだけ存在します。　‥　ゾウの長生きの理由は、傷ついたDNAを持つ細胞を修復して生かすのではなく、容赦なく殺して排除する能力に長けているためと考えられます。

人はなぜ老いて死ぬのか

  1. 老いの生き方―人にしかない貴重な時間― 第37回 愛宕薬師フォーラム令和元年9月18日 別院真福寺 　講師：東京工業大学名誉教授 　本川達雄　先生　私たちの心拍は1秒で一回、ハツカネズミは0.1秒、ゾウは3秒、クジラは9秒に一回です。‥　心拍の時間は「体重の四分の一乗」に比例する（体重が10倍になると、時間は約2倍になる）ことが導き出されます。‥　体重あたり（細胞一個のエネルギー消費量＝細胞がどれだけ活発に働いているかの目安）のエネルギー消費量は、「体重の四分の一乗」に反比例します。‥　時間とエネルギーを掛け算しますと一定の値になります。‥　それぞれの動物の時間を「心臓時計」で計った場合、呼吸1回につき4回の心拍、寿命は15億回の心拍と、すべて同じになります。私たち人間も、心臓が15億回打つと死ぬようになっています。

老いて死ぬのは有性生殖のメリットを活かすため

  • 長寿科学総合研究の推進に関わってきた事や大学で加齢人間科学という講義を持った事などが、この分野に興味を持ったきっかけ
  • 生物としての老いとは何かを動物と比べながら客観的に考えてみよう
  • 有性生殖をする動物は、必ず老いて死にます。
  • 有性生殖とは、遺伝的多様性を獲得して、環境に適応するためにとても有効な手段です。
  • 食糧などの資源が限られているところでは、親がいつまでも生きていては、子の遺伝子にせっかく適応的変化が起きても、子が繁殖する余地が無くなってしまう。つまり親が死なないと有性生殖のメリットが生かされないのです。
  • 遺伝子のプログラムとして「老いる」というメカニズムが備わったと考えられています。

https://www.nttcom.co.jp/comzine/no064/wise/index.html

なぜ人間だけが生殖可能な時期を過ぎてから長い年月を生きるのか

「おばあさん」期があるのはヒトのみ。繁殖終了後に40年近く長生きする生物はいない。ゴリラも45歳くらいまでに出産してすぐ死ぬ。https://agora-web.jp/archives/1512064.html

おばあさん仮説

「おばあさん仮説」とはクリスティン・ホークスをはじめとする何人かの人類学者が提唱しているものです。https://www.1101.com/kasoken/2004-10-22.html

女性については閉経によって出産の年齢を制限し，その後長く生きて子の成長を助けるとともに孫の出産の介助にも貢献するという，いわゆるおばあさん仮説 [5] があるが，批判もあり，長い後生殖期を持つに至った主要な要因だとは考え難い．https://www.jstage.jst.go.jp/article/ieiceissjournal/16/1/16_20/_pdf

  1. https://ja.wikipedia.org/wiki/おばあさん仮説
  2. https://gendai.media/articles/-/113699?

文化継承のため

  • 文化の継承においては長生きのメリットは非常に大きい

https://www.nttcom.co.jp/comzine/no064/wise/index.html

  • サケは産卵や放精の後、急激に体の代謝が低下して死にます。
  • ゾウは老化で傷ついた細胞を排除し、老いの症状がありません。
  • 老いることにメリットがなく、「ピンピンコロリ」の状態で死ぬので、老いた野生動物はほとんどいません。
  • Q:なぜ人間だけに老いがあるのでしょうか。A:老いた人がいた方が集団として進化に有利だったから。大きな集団で生き残るのは結束力があり、戦略的に優れているグループ。果物や魚が捕れる時期と場所の知識などが重要になり、その点でもシニアがいた方が有利でした。

https://www.tokyo-np.co.jp/article/281775

「人間の3世代モデル」という興味深い考察がある。京都大学こころの未来研究センター教授の広井良典さんが提言するもの

老人の時期が長いのは、もともと人間社会の中で、次世代にさまざまな生きる術を教える役割を老人が担っていたからでしょう。それは必ずしも実用的な知識や技能だけではなく、伝統や経験、つまり人が長い時間をかけて蓄積してきた知恵や想像力を含むことが重要。https://www.news-postseven.com/archives/20191105_1476939.html

 

チンパンジー

  1. チンパンジーも閉経する、ヒト以外の霊長類で初の報告「おばあちゃん」の役割は不明、ウガンダ、キバレ国立公園の群れ　2023.10.27　少なくとも1つのチンパンジーの集団が「おばあちゃんクラブ」のメンバーであることが、10月27日付けの学術誌「サイエンス」に発表された。‥　研究チームはンゴゴの集団のおとなに達した14～67歳までの66頭のメスのチンパンジーの尿を調べ、50歳に近づく頃からホルモンレベルが変化し、閉経していることを確認した。
  2. チンパンジーの平均寿命　チンパンジーで大人の成長段階になる12歳まで生きた個体だけを見てみることにした。そうすると，平均で40.4歳，男性が41.5歳，女性が39.2歳となった。無事に大人になったチンパンジーが亡くなるのは平均40歳前後だ，という結果である。‥　いたって健康な40歳のチンパンジーはたくさんいる。だから平均寿命がすなわち「年老いて寿命をまっとうする年齢」というわけではない。国内の最高齢は68歳で，50歳を超えて生きた個体も少なくない。

犬の生殖年齢

発情周期は犬の場合完全に終わるということはありません。 それにより、出産が可能な状態が持続すると言えます。 ただ、獣医師である筆者も１０歳で元気に赤ちゃんを産んだ犬は見たことがありません。https://www.hikarigaoka.net/staffblog/post-3592/

永遠の命

  • 地球上に生命が誕生たんじょうしたのはたった一度だけだと考えられているんだ。約38億年前に生まれた最初の生命が進化を続け、さまざまな姿すがたをした生きものに変化してきた。
  • 今、地球上で生きている生きものはみんな、体のどこかに最初の生命の遺伝子いでんしを持っている「直系ちょっけいの子孫」であるはず。その遺伝子いでんしが一度も途絶とだえていないんだ。そういう意味でぼくらは一度も滅ほろびたことがないと言える。

https://www.honda.co.jp/kids/explore/life-span/

上の説明は、手塚治虫の火の鳥を思い起こさせるような説明だと思いました。

参考

  1. ブルック・バーカー　せつない動物図鑑 2017/7/20 ダイヤモンド社  服部 京子 訳