質問

どうして多細胞細胞は単細胞から進化したのでしょうか?これには何かメリットがあったのでしょうか?もちろん生物の目的は遺伝子の保存なわけですが原核生物のような単細胞でもきちんと繁栄してますよね。多細胞生物になって複雑なネットワークを作り上げるといいことあるのですか?単にこれは進化のランダムな方向の一つであるに過ぎないのですか?

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回答 (4件)

限られた地球の資源(太陽エネルギーを含め)を有効に活用するためには、多様な生物がいた方がいい、ということでしょうか。
どっちがメリット、といえば、単細胞のほうがメリットが多いかもしれません。しかし、たとえば、地表の上空何メートルまで使おうとすれば、木のような大型生物が効率的だし、それを食用とする動物なども。それによって、微生物も助かっていることになります。

(ウィルスは代謝をしていないから、「生物」ではないですね。)

おもしろそうな御質問ですので僕にも一口かませて下さいね。
僕はeelsさんの様に生物分野に特別造詣が深く無いのでいつも自分で考えている単純な内容になってしまいますのでお許し下さい。
では私見を一つ。
全ては環境の変化に対して細胞一つ一つがどうすれば適応して生き残る事ができるか?という問いに対して出した結論の違いだと思います。
一つの道としてウイルスのようにより単純な構造となってどんな環境になっても生き延びられるようにと考えた細胞もいるでしょう。これは今でも適応力が凄いですよねー。
また自分の中に小器官をたくさん作って何でも屋の様になれば生き残れると考えた細胞もいると思います。でもこれは何でも自分でやるから大変だし効率があんまり良く無さそうな感じですね。
またみんなで助け合っていけば生き残れると考えた細胞もいると思うのです。これが多細胞生物でしょう。自分の得意な分野だけ生かしてみんなで細胞どうし助け合う・・・。一番楽だし効率よさそうだと思いませんか?
弱い物が助け合って厳しい環境に適応していく・・・。まさに人間という動物が繁栄した理由そのものと言った感じですね。
と言う訳で多細胞生物のメリットは弱い細胞どうしの助け合いによる生き残り戦術では無いかと思います。
やっぱり自然は楽して生きられる方向に流れるように出来ているんじゃーないでしょうか?

おおよそ思いつくことを・・・

メリット
○保険
単細胞の場合、その細胞の死は文字通り個体の死を意味します。多細胞の場合、修復可能、置き換え可能な細胞であれば個体の死を意味しません。また次のメリットにも関わるのですが、一番重要な部分を守る構造を作れます。
○特殊な細分化
単細胞の場合、役割はひとつです。たしかにその役割は幅広いのかもしれませんが、少なくとも本人は生き残らなければならないため、動物の皮膚細胞に見られるような『盾』の役割に徹することはかないません。多細胞であれば目的に応じた細胞組織を作る/獲得することで多様な環境に適応できます。原始スープから陸上に上がり適応していく上で有利であったとはこの理由だと思います。
○個性の出現
遺伝子の多様性は担う情報の量に比例するといえます。
多細胞であればそれぞれの器官・組織に応じて遺伝子の多様性がうまれ、それによって環境の変化などで種を残すのに有利であったろうと考えられます。
デメリット
○統制の難しさ
統御する情報が多ければそれだけエラーも多くなります。そのエラーを見つけてつぶすための機構もあわせて必要となります。
○再生の難しさ
一部の種では再生能力が発揮されていますが、前記制御のためと組織の複雑さから、多くは再生能力が犠牲にされています。また単為生殖なども難しくなっています。

私たちの祖先の細胞は、約40億年前に地球上で生命が誕生して以来、酸素が少ない環境でわずかなエネルギーを生産してひっそり暮らしていました。しかし、約15億年前に酸素を使ってエネルギーを生産できるバクテリアを自らの細胞の中に取り込んだ結果、莫大なエネルギーを手にすることができたのです。このエネルギーを利用して我々は、遺伝情報の蓄積と複雑化、単細胞から多細胞への進化、そして高度な中枢神経系の発達を導きました。しかし、それと引き換えに細胞は常に酸化ストレスにさらされるというリスクを背負ったのです。多細胞であることの利点は、単細胞生物において、細胞内で行われている様々な化学反応が、多細胞生物においては分業可能になったということです。細胞内の反応を分担、特化することによって、より効率よくエネルギーを生み出せたり、反応がスムーズになったりします。また、多細胞であることで、より複雑な生命形態を構成することができるようになり、結果としてそれは、現在の生命の多様性へとつながっているのです。

この回答への補足

返答ありがとうございます。
しかし酸化的リン酸化のない生物も環境に適応して立派に生きてるし単純な構造のウィルス(生命体とは言いがたいが・・)もヒトを脅かす存在です。 
多細胞化することは種を保存することに有益なものだから進化したのでしょうか?
でも染色体が直鎖状分子になって、テロメアなんかはリスクとしてかんがえられますもんねえ。
メリットとデメリットのバランスなのかな。
もしかしたらこれは多様化する生命のある一つの結果であって理由なんてものはないのかも・・・。

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