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2015年5月10日 (日)

5/10のNHKスペシャルは”生命大躍進 第1集 そして"目"が生まれた”でした。

目がどうやってできたのかは非常に興味があるところで、楽しみにしてました。

http://www.nhk.or.jp/special/detail/2015/0510/index.html

今からおよそ5億年前、突如として目を持つように進化した。DNAに記されていた驚きのドラマとは?・・・

新垣結衣ちゃんがナビゲータ。古代生物のアーティストのお姉さんと2役。いのちの樹を作るお姉さん。その枝に触れるとその時代の生物が出てくる。音楽は横山克さん。

ただ、進化の大きな謎がある。目がどうして出来たのか?だんだん進化して出来たのでは?そうじゃない。5億年くらい前に、祖先にいろんな目がうじゃうじゃ現れた。

カナダ ロッキー山脈 3000mの峰々が続く。この一角から地球で最初に目を持った生物の化石が発見された。ジャン・ベルナール・キャロンさんたちが見つけた。この現場、マーブル・キャニオンはNHKが最初に映像に出来た。カンブリア紀の地層から化石が次々と現れる。

うわ、気持ち悪い化石が次々。大きな目がある。奇妙な生き物がさっそく。新種らしい。

オパビニアという生物には、、、なんと5つの目がある。ネクトカリスも目を持っている。

30種類もの目を持つ生き物が見つかっている。もっとも進んだものは?

アノマロカリスというもの。頭から左右に飛び出した目。カンブリア紀最大の動物で、目の構造がはっきりわかる化石も見つかっている。トンボの目そっくり。昆虫と同じ複眼だ。

アノマロカリスをCGで再現する。肉食動物で50cmにも達する。目は左右にあり、上手に獲物をとることができただろう。

さて、5億年前の地球をさらにCGで。5億500万年前。海の中。とげとげのハルキゲニア。ウィワクシアは刀をはやしたような。。。奇妙な生き物だらけだった。マーレラ、三葉虫、、、

突如、この時期に複雑な生物に進化していった。アノマロカリスが王者として君臨していた。1度に360°見渡せる。アラルコメネウスという3cmほどの小さな動物はひょうたんのような目だが、背後は見えない。オパビニアにたべられちゃった。5つの目を持っている。そのオパビニアもフルディアに襲われる。

あるものは目で獲物をとらえ、あるものは敵を見つけて防御を図った。多種多様な目が生まれてきた。

でもあんなに突然なんで目が生まれた?運命の分かれ目はくらげのような生き物?

最初に目を持ったのはクラゲのような生き物。でクラゲを調べた。かさのふちのあたり、白い点が目。ウォルター・ゲーリングさんと五條堀 孝さんが研究した。

ゲーリングさんはスイスで目の起源に迫っていた。クラゲの原始的な目の形に注目。拡大すると、三日月形の黒い部分で明るい・暗いを感じている。どうやってこれを持つようになった?

これを調べていると、静岡県の沼津にいた生き物が同じ構造を持っていた。五條堀孝さんが調査にあたる。それは、ウズベンモウソウ。小さなプランクトン。中に三日月型の黒い部分がある。葉緑体もある。植物の仲間である。より効率よく光合成をおこなうための光センサを持っている。植物のウズベンモウソウと動物のクラゲの目がそっくり?普通はこんなことはない。これは同じものなのか、似ているだけのものなのか?

DNAを調べてみた。すると極めて重要な遺伝子を発見した。PLOS ONEにロドプシン遺伝子の論文を投稿した。動物の目のタンパク質とウズベンモウソウのタンパク質がそっくり。

これは我々の目にかかすことができない。網膜にある。光が当たると花が開くように形がかわり、目で見ることができる。

そう簡単にこういう複雑なものができるわけではない。植物から動物の目のもととなるものが移った?でもどうやって?種の壁を越えて移動する?

アメリカ・マサチューセッツ州で、実例が見つかった。ボストン近郊の動物、ウミウシの一種。餌を食べなくても葉緑体を持っていて生きられる。DNAを調べたところ、海藻の遺伝子が見つかった。もともと海藻が持っていた遺伝子を自分のDNAに組み込んでいる。

ほんとかな?余りにも常識とかけ離れてる。

でもこのストーリーにそってCG。クラゲのような生き物がいっぱい。植物プランクトンをえさとして食べていた。ある日、その一つは生殖細胞に偶然はいりこむ。そして植物のDNAがまき散らされていた。そこにロドプシン遺伝子があった。光センサ遺伝子。

そして植物のロドプシン遺伝子が動物の遺伝子と結合。我々の祖先が眼を手に入れた。

まだ続きがある。植物から受け継いだのは明るい暗いという原始的な遺伝子。もっと複雑になったのはいつ?

節足動物と脊椎動物に分かれた時代、、、最も古い脊椎動物はひもみたいなもの。

ピカイアという。3cmほどの小さな動物。その眼はクラゲとほとんど同じ。おおチンアナゴ見たいに動いてる。

突如節足動物の王者アノマロカリスがやってきた。しかし影しかわからない。影もなく接近されると捕食される。

3億6000万年前に、脊椎動物は劇的に姿を変えていた。ダンクルオステウス。10cmの大きな目玉を持っていた。

体長は最大10m。海の王者。一方、節足動物の末裔は、2mのウミサソリ。巨大なハサミを持っている。巨大な複眼をもち、硬い殻で全身を守っている。

この2匹が戦ったら?

ダンクルオステウスが圧倒的な勝利だっただろう。勝敗を分けたのは目。

ダンクルオステウスは人間と同じ作りでカメラ眼。構造はレンズがあり、光を集める。奥には網膜が。遠くからでも敵を見つけられた。

複眼は一度に広範囲は見渡せるが視力は低い。スコット・マッケンジーさんが説明する。

ではどうやってカメラ眼を手に入れたのか?

アメリカ・フロリダ。ここで浅瀬の海底で見つかったのは?

ナメクジウオ。このナメクジウオに光を当てると反応した。頭部の小さな黒い点が眼。暗い・明るいを感じられる程度。ピカイアの生き残りといえるくらいDNAは似ている。

そこでDNAの全情報を解読したところ、人間と比較してみると、、、

ナメクジウオでは1つしかないものは人では4つに増えている例が多く見つかった。

HOX13遺伝子、EYA遺伝子など。なぜ4個ずつあるのか?

持っている遺伝子のセットが丸ごと4倍に増える事件があったと考えられる。遺伝子が増えたことで新しい器官を作ることができるようになった。

でもそんなことでレンズまでができるのかどうか、私にはわからんな。

光を感じる細胞が1億個以上ある網膜、レンズなどが増えた遺伝子を使って作られたって、そんなさらっと言われても。1800種類以上の遺伝子がレンズ眼には使われている。

それは4倍に増えた事件で生み出された。でもこれはなんで起きたのか?

カンブリア紀の初め、当時の脊椎動物の祖先。海底に産み落とされた卵にオスが精子をかける。精子は父親の半分、卵子は母親の半分を持っているが、何らかのミスで丸ごと親の遺伝子を持つものが作られた。親の2倍の量のDNAを持つ受精卵が出来た。

普通はうまく育たない。しかしこのときは2倍の子供が誕生した。そして世代を重ねるうちにこの奇跡がまた起きる。

2倍の親どおしから4倍の子孫が!

(ってこれなら8倍になっても16倍になってもいいんでは、、、)

これじゃ遺伝子の数が多ければ多いほどすごい動物になる、ってことですが、なんかひっかかるよね。

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