生命の系統樹:分類を捉え直す

長いあいだ、生き物を分類するのは単純だと思われてきました。植物は植物、動物は動物。ところが科学が進むほど、生命の姿は予想以上に奇妙で複雑だと分かってきます。菌類は植物ではなかった。肉眼では見えない微生物が、生命の地図そのものを書き換えた。ウイルスに至っては、「そもそも生きていると言えるのか」という境界線上にいまも居座っています。

現代の分類は、単なるきれいな整理棚ではありません。誰と誰が共通の祖先を持つのか、膨大な生物多様性がどうつながっているのかという「進化の関係」を写し取ろうとする試みです。

最初の体系的な分類はアリストテレスにさかのぼると言われます。彼は主に「動けるかどうか」に着目し、生き物を植物と動物に大きく分けました。さらに、血のある動物と血のない動物に分け、それぞれを細かく分割していきました。

この仕組みは千年以上にわたって大きな影響力を持ちました。人が肉眼で直接見られる、大きくて目立つ生き物を分類するには、それなりにうまく機能していたのです。しかしそこには大きな問題がありました。生命は、見た目や動く・動かないといった違いだけではとても整理しきれないほど、多様だったのです。

顕微鏡などの科学的な道具が発達すると、まったく新しいタイプの生き物が次々に見えてきました。細胞や微生物の世界は、従来の「植物か動物か」という二界説には到底おさまりませんでした。

菌類がひっくり返した常識

アリストテレスから「ドメイン」へ

分類史の中でも、とりわけ大きな驚きのひとつが「菌類は植物よりも動物に近い」という事実です。

言われてみると不思議に聞こえます。菌類は一見すると植物的です。動物のように自分で動き回るわけではなく、多くは地面から生えているように見えます。そのため長いあいだ、菌類は植物として扱われてきました。18世紀に分類学を大きく変えたリンネでさえ、いったん別に置いたあと最終的には菌類を植物界(Plantae)の中に入れています。

その後の分類体系でも、菌類をどこに置くかは長く悩みの種でした。ハーバート・コープランドは、菌類が植物にはしっくり収まらないことを認め、しばらくのあいだ原生生物界(Protoctista)の一部として扱いました。やがてウィテカーが五界説を提案し、その中で菌界を独立させます。

この違いが重要なのは、現代の分類が「進化の歴史」を反映しようとしているからです。生き物は、見た目が似ているからといって、必ずしも近い仲間とは限りません。同じような生活様式や環境に適応した結果、離れたグループ同士が似て見えることもあるのです。菌類の場合、進化の系統をたどると、植物よりも動物のほうに近い位置にいることが分かりました。

リンネと命名革命

見えない「多数派」

近代的な分類が生まれる前、生き物の名前はやたらと長く、扱いにくいものでした。カール・フォン・リンネは、各種に二つの要素からなる学名を与える「二名法(属名+種小名)」を導入します。彼の狙いは、名前を短く、明確で、精度の高いものにすることでした。

これは大きな前進でした。標準化された命名法のおかげで、生物同士を比較したり、情報をやりとりしたりすることがはるかに容易になったのです。ただし、リンネの時代にはまだDNAの知識も、進化に関する現代理解もありませんでした。彼のシステムは生命を整理するうえで役立ちましたが、「進化の深い構造」が見えてくるのはずっと後のことです。

界から三ドメインへ

分類しきれない存在

生物学が進むにつれて、分類は単純化されるどころか、ますます複雑になっていきました。

細胞や微生物を詳しく調べることで、新しい大きなグループが次々と認識されます。かつては「植物っぽいか動物っぽいか」で無理やりどちらかに入れられていた生物たちが、別の枠組みに再編成されました。エルンスト・ヘッケルは、こうした微小な生物の一部をまとめて原生生物界(Protista)としました。その後、原核生物がモネラ界(Monera)として区別され、最終的にはバクテリアとアーキアの二つのグループに分けられます。

これが現在の三ドメイン系統(バクテリア、アーキア、真核生物)につながっていきました。

ドメインは、界よりも上位にある非常に大きな分類階級です。三ドメイン系統は進化的な関係に基づいています。つまり、外見ではなく「深い祖先関係」によって生き物をまとめようとするものです。

真核生物(Eukarya)は、はっきりした細胞核と、膜で囲まれた細胞小器官を持つ生物のグループです。動物、植物、菌類、多くの原生生物が真核生物に当たります。バクテリアとアーキアは原核生物で、細胞核を持ちません。

この転換は、いのちの系統樹を大きく描き直す出来事でした。見た目から出発するのではなく、細胞構造、さらにその後は遺伝情報を手がかりに分類が行われるようになったのです。

DNAが描き直した生命地図

えっ?きのこと動物は親戚だった

DNAは、既知のあらゆる生物と多くのウイルスにおいて、成長・発生・機能・繁殖に関わる遺伝情報を担う分子です。この情報が保存されているからこそ、DNAは生物同士を比較する強力な道具にもなります。

DNAにもとづいて分類を行うと、形態だけからは見えてこない関係が浮かび上がります。三ドメイン系統が重要視されるようになったのも、このDNAに支えられた進化系統に基づいているからです。

同時に、分類がいまも「作業中」であり続ける理由もここにあります。より多くのゲノムが解読・比較されるほど、生命の系統樹は修正されていきます。おなじみと思われていたグループが、実は自然なまとまりではないと判明することもあるのです。

たとえば、真核生物を少数の界にきれいに分けようとする試みは、いまや強く疑問視されています。特に原生生物の分類には多くの議論があり、現代のツールをもってしても、すべての枝分かれがすっきり解決したわけではありません。

メタゲノミクスと「隠れた多数派」

私たちの生命観を劇的に変えたもののひとつが、メタゲノミクスです。

メタゲノミクスとは、環境から直接得られた遺伝物質を解析する研究手法です。生き物をまず実験室で培養してから調べるのではなく、環境サンプルに含まれるDNAをそのまま読み取ります。これは、多くの微生物が実験室ではうまく培養できないという事情を踏まえた方法です。

大量のゲノム配列を解読し、このメタゲノミクス的な視点で世界を見直してみると、生物学者たちは驚くべき事実に気づきました。生き物の大半はバクテリアであり、すべての生物は共通の起源を分かち合っている、ということです。

つまり、私たちが日常的に目にする森の木々、鳥、キノコ、昆虫、哺乳類といった世界は、地球上の生命多様性のごく一部に過ぎません。地球史のほとんどの期間、居住可能な環境を支配していたのは微生物でした。彼らの代謝と進化は地球そのものを変えてきました。光合成を行うシアノバクテリアが副産物として酸素を放出し、地球環境を大きく変化させ、新たな進化上の課題を生み出した例はその象徴です。

そういう意味で、私たちの目に見える「大きな生物の世界」は、はるかに深い微生物の土台の上に築かれているのです。

微生物が分類の再編を迫った理由

細胞についての理解が深まるほど、「すべての生命の細胞が同じつくりをしているわけではない」ことがますますはっきりしました。

細胞は生命の構造的・機能的な基本単位です。すべての細胞は既存の細胞が分裂することで生まれますが、その基本タイプは大きく二つに分かれます。原核細胞と真核細胞です。

原核生物の細胞には核や膜で囲まれた細胞小器官がありません。バクテリアとアーキアがこれに含まれます。一方、真核生物ははっきりした核を持ち、ミトコンドリアや、ものによっては葉緑体などの細胞小器官を備えています。動物、植物、菌類、多くの微生物は真核生物です。

これらの違いは、単なる細かい分類上の区別ではありません。進化史の深い分岐を反映しています。細胞や遺伝物質を詳しく比較できるようになると、形や行動だけを基準にした古い分類法は、あまりにも不十分であることが見えてきました。

ウイルス:生命の「ファイル整理」で残る緩い端っこ

分類でもっとも厄介な存在のひとつがウイルスです。

ウイルスは遺伝子を持ち、自然選択によって進化し、自らのコピーを多数つくることで増殖します。この意味で、ウイルスは「生命の縁に立つ存在」とも形容されてきました。

しかしウイルスには、生命を定義する際によく挙げられる特徴がいくつも欠けています。細胞を持たず、自分で代謝も行いません。新しい粒子をつくるには、宿主の細胞を利用する必要があります。

そのため、ウイルスを「生きている」と見なすべきかどうかはいまも議論の的です。遺伝情報にもとづいて種へと分類する試みはあるものの、その多くはなお争われています。

これは単なる分類学上の技術的な問題ではありません。分類が目指しているものの核心に関わる論点です。進化するものをすべて分類すべきなのか。遺伝子を持つものを対象にするのか。細胞を持つことを条件にするのか。自律的な代謝能力を求めるのか。ウイルスは、「生物」と「非生物」の間にきれいな線を引くことがいかに難しいかを浮き彫りにします。

分類の本質は「祖先」をたどること

現代の生物分類は、「共通の起源を共有する関係」を描いた地図と考えると分かりやすくなります。地球上の生命は、普遍的な共通祖先から枝分かれしてきたと考えられています。途方もない時間の中で、進化はあらゆるレベルの生物多様性を生み出してきました。

分類がたびたび見直されるのはこのためです。おなじみのグループだと思っていたものが、実は共通の祖先を反映していないと分かれば、その地図は描き直さなければなりません。

菌類が植物よりも動物に近いと分かったこと。バクテリア・アーキア・真核生物という分岐が明らかになったこと。メタゲノミクスによって、圧倒的多数を占めるのがバクテリアだと分かったこと。どれも、「いのちの系統樹は人間にとって直感的かどうかではなく、系統分岐と深い進化史によって構成されている」ことを示しています。

いのちの系統樹はまだ描きかけ

いまでも、分類のいくつかの部分は決着していません。真核生物の分類、特に原生生物をどう扱うかをめぐっては、なお激しい議論があります。ウイルスの位置づけも依然として難問です。そしてゲノム解析がさらに進めば、生命の系統樹はこれからも描き直されていくでしょう。

大きく変わったのは、ラベルそのものだけではありません。生命観そのものの視点です。分類はもはや、見た目の似ている生き物どうしを並べ替える作業ではなく、「生命史の復元」へと変わりました。

そして詳しく調べれば調べるほど、微生物が支配する世界、意外な親戚関係、そして地球上のあらゆる生物をつなぐ共通の起源が、いっそうはっきりと浮かび上がってくるのです。

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