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生命の起源(せいめいのきげん、英:Origin of life)は、地球上の生命の最初の誕生を指す。いかにして生命が誕生したのかという仕組みを科学的に、もしくは非科学的に説明しようとする試みが多く行われてきた(ここでは主に科学的なものを挙げる)。多くの科学的な仮説はチャールズ・ダーウィンの進化論を適用することによって、単純な原始的な生命の中からより複雑な生命が進化することを予想している。われわれヒトの誕生(人間の存在)を分子生物学的に説明するという試みを内含することもある。

◆ 概要

人類は古くから神話、宗教、科学などによって問いかけを行ってきたが、最終的な解答はいまだ得られておらず、ここでは生命の起源に関する簡単な歴史と自然科学における様々な学説を羅列するにとどめる。

自然科学における生命の起源の説明には、生命とは何か(生命の定義)、生命はどこから・どのように誕生したのか(狭義の生命の起源)、生命はどのように多様性を獲得したのか(種の起源)、というテーマがある。

◇ 生命とは何か

生命の起源を論ずるためには、まず生命や生物を定義する必要がある。しかしこれらを明確に定義することは難しい。「生命とは生物に備わっているもの」であり「生物とは生命をもつもの」であるという循環に陥ってしまうためである。

自然科学では経験的に以下の3点の性質から生物を定義し、生物の(生物として自己を維持、増殖、外界と隔離する)活動の総称を生命と定義することが多い。

・ 外界および細胞内を明確に区別する単位膜系を有する。

・ 自己を複製する能力を有する。

・ 外界から物質を取り込み、それを代謝する系を有する。

ウイルスは、他の生物の細胞を利用して増殖するが、細胞を構成単位としないため、非細胞性生物または非生物として位置づけられる。詳しくはウイルスの項を参照のこと。

人類文化における生物と無生物の区別は習慣的、直観的である。生命現象を元素の組み合わせである分子化合の総体として解明しようとする分子生物学の方法では両者の区別を立てられないという意見がある。近代科学を錬金術の時代から区別するのは、任意の法則で物質の振る舞いを予測・説明する、仮説と検証の方法の確立による。この近代科学の方法は、何より研究の対象を決定論的に取り扱うことを前提とするからである。この問題は有機化学の出発点における「生物の体内でしか生成されない」という有機物の定義が、徐々に曖昧化してしまった歴史とも深い関連がある。

◇ 生命はどこからきたのか

最初の生命の誕生(狭義の生命の起源)については、具体的なレベルでは諸説あるものの、原始地球の海において、海水に溶けた有機物の化学進化を通じて生じたというのが、現代科学において最も有力な学説である。

「生命はどこからきたのか」という問いかけは、時代や思想、技術などの背景によって観点が異なっている。例えば古代ギリシアのアリストテレスが記した『動物誌』ではミミズやウナギは泥などの無生物から自然に発生するという説明がなされている。この説は詳細な観察に基づいており、生命現象には物質以外の何かが働いているという生気論的考え方となっている。

近代に入って発展した自然科学では物理学による説明が試みられている。まず顕微鏡の発明により、動植物の細胞や微生物が観察され、すべての生物が細胞からできているという細胞説が確立され、ルイ・パスツールらによる自然発生説の否定により、現在地球上に見られる生物は、生物からしか生まれないことが証明された。これらの知見により「生命はどこから生じたのか」という問いかけが自然科学における命題となる。

生物の原子組成は海水のそれと類似しているため、生命は海中に溶けた有機物の化学進化によって誕生したという説が有力である。この、化学進化により生じた最初の生命は原始生命体とよばれる。ただし、パンスペルミア仮説のように地球外で生じた生物に由来するという説もある。また、化学進化説においても、最初のきっかけとなる物質は何であったか、誕生の場所はどこか、など諸問題に関して複数の説がある。現時点では生命の誕生を再現することが困難であり、また化石標本による検証も難しいため、自然科学における最大の難問の一つと言える。

生物が作り出し利用しているアミノ酸の光学異性体の型は、ほぼすべてが左手型であることが知られている(ホモキラリティー)。これは、その理由が昔から問題提起されていたことである。最近、宇宙には多数のアミノ酸分子があることと、宇宙放射線を浴びたアミノ酸は右手型のアミノ酸が破壊されることから、地球の生命の元になったアミノ酸は宇宙から降り注いだのではないかとする説が有力になっている。アミノ酸などの有機物が、隕石が海に衝突する際の化学反応で合成できるという発表もある。

生命は、進化と多様化を繰り返しており、これは生物進化をさかのぼることで、生命の起源を探るアプローチ()の有効性を示唆している。このことから、最初の生命は単純であり、またあらゆる生命は、共通の祖先をもつということが示唆され、現在の自然科学では最初の生命は単純な共通祖先であったという前提で研究が行われている。現在、古細菌を含めた好熱菌や極限環境微生物の研究から、生命の起源に近いとされる生物群の傾向が明らかになってきている。

◇ 生命はどのように多様性を獲得したのか

ヒトのような複雑な生命がどのようにして生じうるのか(種の起源)という問いかけには、進化と生物多様性の概念によって手がかりが与えられた。この、進化を説明する理論には、ダーウィンの自然選択による進化と、メンデルの遺伝子の理論を統合した、進化の総合説と呼ばれるものがある。

◆ 自然発生説とその否定

生命の起源に関して体系的に述べられた最初の学説は紀元前4世紀にアリストテレスによって唱えられた『自然発生説』である。自然発生説は現在では否定されているが、2000年間に渡って支持されてきた説である。自然発生説の主旨は「生物は無生物から自然に生ずる」というものである。

◇ アリストテレスの自然発生説

アリストテレスが記した『動物誌』や『動物発生論』によると、昆虫やダニなどは、親以外からも露や泥やゴミや汗から自然に発生し、エビやウナギといった動物らも泥から生じるとされる。アリストテレスは解剖や詳細な観察に基づきこの説を立てているが、生気論に依っている点で現在の自然科学とは異なる。

◇ レディの実験

1665年にイタリア人医師フランチェスコ・レディによって、長らく支持されていた自然発生説を否定する実験が行われた。レディは以下のような実験を行った。

# 2つのビンの中に魚の死体を入れる。

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