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右手と左手が逆にならない理由
時に心臓が右にある人がいると聞きます。また右脳で言葉を理解する人がいると聞きます。でも、左に右手がつくこと（あるいはその逆）があるというのは聞いたことがありません。どうして、間違いなく右に右手が、左に左手がつくのでしょうか。
- 生物学
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バカなことばかり書いていてもしょうがないのでちょっと調べました. ヒトなどでは nodal, lefty, pitx2 などの遺伝子が左右の決定に関与してるみたいですね. フクロウの耳みたいに, 集団レベルで一方が圧倒的な場合にはこのパターンじゃないかなぁ. ヒラメなんかでは実際にこれらの遺伝子の発現異常による異常個体が見付かっているみたいですし. シオマネキは... なんだろ? 餌の非対称性のせいで非対称になっちゃってるみたいに, 外的要因で非対称になる事例もあるみたいなんだけど.... ついでにいえば, 手だと「中心軸に近いかどうか」と「体の前後」が正しければ自動的に「右に右手がある」状態にならないですかね. つまり, 右手も左手も「掌が甲より中心軸に近い方にあって, かつ親指が前にある」という形ですから.
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- ruehas
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こんにちは。 ANo．４です。 回答にやや説明不足があったようでたいへん申し訳ありません。 遺伝情報にはタンパク質の構造とその発現を制御する情報が書き込まれています。そして、身体骨格の構造とは、そのタンパク質の機能がどのような条件で発現するかによってコントロールされています。ですから、我々の身体構造は遺伝子によって先天的に決定されており、当然、何らかの問題が発生すれば、それは障害となって表れるはずです。 ですが、私が申し上げたいのは、無数の細胞と無数の組織・臓器の協調によって成立する極めて複雑な我々の身体構造の全てが遺伝情報によって整然と定められているのではないということです。こんなことは現実的に不可能です。 では、それが成立するためには、我々の細胞核内の遺伝情報、即ち「内部情報」だけではなく、必ず「環境条件」といった「外部情報」の獲得が必要になります。もとより遺伝情報といいますのは、この環境によって淘汰されたものです。そして、この外部情報による生物の機能発現は「必然性」という要素によって整然と導かれなければなりません。「外部情報」といいますのは、DNA情報以外の情報ということです。これがなければ、遺伝情報たけでは我々の身体は出来上がりません。右手と左手の左右対称といいますのは、遺伝情報ではなく、このような外部情報に導かれ、決定されるものです。 遺伝情報には、右手の構造と左手の構造というふた種類のプログラムがあるわけではありません。間接が三つで指が五本、このようなものは遺伝情報ですが、右手と左手は、このひとつの同じプログラムによって同時に作られます。 「原腸陥入」といいますのが遺伝情報であるならば、これは発現を制御するものだと思います。では、これによって決定されるのは右手と左手の機能ではなく、「左右という環境」です。以後この環境情報に従い、遺伝情報の発現に伴う細胞の機能分化が必然的に導かれてゆきます。 DNAに書き込まれた遺伝情報と既に発現してしまった機能は「内部情報」であり、細胞がまだ分裂する前の「事前情報」に当たり、この情報は分裂後の細胞に引き継がれます。これに対しまして、細胞が分裂した先で、自分に与えられた環境から獲得されるものが「外部情報」であり、こちらは「事後情報」ということになります。我々の細胞の機能分化といいますのは、このような外部情報の獲得によって臨機応変に判断が下されています。さもなくば、DNAの中には人体６０兆に及ぶそれぞれの細胞が何時、どのように機能分化すれば良いのかが全てプログラムされていなければならないことになってしまいます。 このように、身体構造というのはその全てが遺伝子によって決定されているものではなく、発生・機能分化といいますのは、必ず遺伝情報と環境情報の組み合わせてよって成されるものです。 ＞まだ解明されていないんですね。でも、見つかっていないから遺伝ではないというのは少し乱暴な気がします。 我々哺乳類や鳥類など、多くの陸上動物がその進化の過程で左右半球の機能分化と進行させたというのは概ね事実だと思います。ですが、現在のところ、この左右半球の明確な解剖学的違いといいますのは、我々人間の言語中枢以外には何も発見されていません。また、多くの動物における「利き手」や「利き足」といった脳半球の機能分化はほぼ現実ですが、では実際に右脳機能と左脳機能がとのような性質の違いを持つのかということがまだ分かっていません。ちなみに「左脳：論理脳／右脳：感性脳」といった機能分類には、現在のところ全く科学的な根拠はありません。 ですから、紹介して頂いた記事はたいへん興味深いものではありますが、その遺伝子が脳の機能分化における発現に関わるものである可能性があるとしましても、左右の違いというものがはっきり分かっていないのですから、現在の状況では、それがどの脳機能の因子であるかを特定することができません。 このように、脳機能、特に大脳皮質における機能局在を特定する遺伝子はほとんど見付かっていません。ですが、言語、感覚、運動、といった脳の諸機能が生後環境によって形成されるという事実は腐るほど判明しています。 感覚器官や運動機能を司る遺伝子はあります。ですが、それを伝達したり、コントロールしたりするための神経接続は、生後の学習によって形成・強化されるものです。視覚知覚、聴覚知覚、比較的はっきりしているものでは「絶対音感」など、我々の脳機能には「学習臨界期」というものがあり、特定の成長期を過ぎますとその機能を獲得できなくなります。ですから、生後ある一定の視覚学習が成されなければそのための神経接続は形成されず、言語学習がなければ言語機能は獲得されません。取りも直さずこれは、我々の脳機能の獲得は全てが遺伝情報によって決定されているのではなく、そのほとんどが生後環境によって導かれなければならないということです。 我々人間に言語中枢の遺伝子があることは間違いないと思います。ですが、そこには言語を習得するためのプログラムが書き込まれているわけではありません。左脳に言語中枢が獲得されるならば、右脳の方は通常の連合野と同様の機能として働くことになります。 このように、言語中枢の遺伝子といいますのは言語を獲得するために働くのではなく、それは左右両脳にその領野を持つためのものであり、生後の言語学習が成されることによってどちらかが言語野として使用されます。ですから、少なくともこの遺伝子には左右非対称を決定する情報は含まれていないということになります。 では、ご紹介頂いた遺伝子が左右半球の機能分化に関わるものであるとするならば、言語中枢は全く別の遺伝子発現に影響を受けているということになります。ですが、これも飽くまで可能性の問題でしかありませんし、非対称の原因にはなるかも知れませんが、これでは、それが左右どちらに作られるべきかという情報が見付かったということにはならないわけです。 このように、発生といいますのは遺伝情報と環境情報の組み合わせによって行われるものであり、左右対称に始まり、あらゆるものが予め遺伝子に書き込まれているというわけではありません。ですから、何でもかんでも遺伝子発現で片を付けようとする方が乱暴な話なのではないかと思います。
お礼
参考意見大変ありがとうございました。が、なかなか理解しづらく感じました。 ＞ 無数の細胞と無数の組織・臓器の協調によって成立する極めて複雑な我々の身体構造の全てが遺伝情報によって整然と定められているのではないということです。 これは理解できます。全てではなくどうやって効率よく構築情報が遺伝子に組み込まれているのかというのは、免疫系が種々の外敵にどうやって対応できるように仕組まれているかというのに通じるものがるかも知れませんね。 ＞ これによって決定されるのは右手と左手の機能ではなく、「左右という環境」です。以後この環境情報に従い、 すみませんが、ここ、理解できませんでした。 ＞ 「外部情報」といいますのは、DNA情報以外の情報ということです。これがなければ、遺伝情報たけでは我々の身体は出来上がりません。 これも難しかったです。上とのつながりで、「左右という環境」という「外部情報」が必要という意味でしょうか？ ＞ 右手と左手の左右対称といいますのは、遺伝情報ではなく、このような外部情報に導かれ、決定されるものです。 「左右という環境」という外部情報により、左右対称が作られるという意味でしょうか？？？ ＞ 取りも直さずこれは、我々の脳機能の獲得は全てが遺伝情報によって決定されているのではなく、そのほとんどが生後環境によって導かれなければならないということです。 猿ですらいつまでたっても言葉をしゃべってくれません。ヒトには言語獲得できる素質がある、つまりそれを可能とする遺伝子がある、ということでないでしょうか？ ＞ ですから、何でもかんでも遺伝子発現で片を付けようとする方が乱暴な話なのではないかと思います。 全てが遺伝子発現で片付けられるとは私も思ってません。分裂後の細胞＃5396787が右手の親指の付け根に位置するなんてコードされていたらそれこそ驚きです。そのかわりにどういう戦略で、どういう遺伝子が関わって左右対称を作っているのだろうか。それに重力や種々の物理法則がどう関わってくるのか。というのには大変興味があります。 脳機能の左右非対称は遺伝子には関係ない、獲得されたものだという説を強調されておられますが、科学はそれとは逆の道を進もうとしているのではないでしょうか。 http://physiology.jp/exec/page/stopics9/
補足
この場をお借りして。皆様ありがとうございました。いろんな考え方があるのだなと非常にためになりました。私の理解力が足りず、解釈が間違っているということも多分にあるとは思いますが、これ以上は自分で機会を見つけて勉強することにします。
- Tacosan
- ベストアンサー率23% (3656/15482)
右に右手がついているのか, それとも右についているから右手と呼ぶのか, どちらなんでしょうかねぇ. まあ, 完全に内臓の左右が逆になる「完全逆位」あるいは「内臓逆位」という現象があるので, この場合には「右に左手がついている」と考えてもいいかもしれない.
お礼
ユニークなご意見ありがとうございます（笑）。 ＃４さんのところのお礼の中に貼ってあるサイトを見ると、少なくともある場合は内蔵だけ逆になっていると考えてもいいと思います。 私の知りたいのは、何故、右に左手の構造物がつかないかというところです。逆にシオマネキのハサミやフクロウの耳みたいなものってどうやって非対称になり得るのだろうと本当に不思議で仕方がありません。
- ruehas
- ベストアンサー率68% (816/1194)
こんにちは。 腕というのはくっ付くものではなく、胎児の両側に生えてくるものです。 身体骨格の左右対称といいますのは、遺伝子に書き込まれているプログラムではありません。それは、受精卵が「２、４、８、１６、３２……」と整数倍で分裂してゆく過程で必然的に整えられるものです。腕というのは細胞分裂によって作られるものであり、胎児の細胞が左右対称に分裂・分化してゆく限り、何もしなくとも右側は右腕、左側は左腕となります。 これが遺伝子のプログラムではないというのはどういうことかと申しますと、仮に何かの間違いで遺伝子が壊れようと、あるいは紛失しようとも、それとは一切関係がないということです。従いまして、何らかの原因による奇形というものはありますが、胎児の左側に右腕ができてしまうということは、これは絶対にあり得ません。そして、このような右手左手といった身体骨格と、「心臓：循環器系」、「内臓：消化器系」、「言語中枢：大脳半球」では、その発生機序がみんな違うと思います。 我々の身体の「左右非対称」というのはたいへん難しい問題であり、まだきちんと解明されていないのではないでしょうか。ですが、少なくとも「内臓：消化器系」が一系統しかないのは、これは個体発生における左右非対称ではなく、消化器系そのものが左右対称で行われる細胞分裂の過程で作られる「中空」であるという解釈で構わないと思います。ならば、詳しくは分かりませんが、「心臓：循環器系」の左右非対称もそれほど特異なものではありません。母親の子宮と繋がり、酸素と栄養の補給を受ける「へその緒」は胎児の生命線でありますから、発生の初期段階で一系統が確実に確保されなければならない必要があるのではないかと思います。では、何故ほとんどのひとの心臓が左に片寄るのかは私にはちょっと分かりません。 「言語中枢」の右左といいますのは、恐らく大脳皮質における生後学習によって決まるものだと思います。何故かと申しますと、それが遺伝的に決定されているという根拠がこれまでに全く見付かっていないからです。 胎児の段階では大脳皮質はほぼ左右対称に発達し、学習記憶も白紙状態です。言語中枢としてその機能を獲得することのできる領野は右脳・左脳両方にあり、生後の言語学習によってそのどちらかが強化されます。右脳に言語中枢のあるひともいますし、ごく少数ですが左右両方を使っているひともいます。では、なぜ人類の９０％以上が左脳に言語中枢を獲得するのかは、まだ全く解明されていません。
お礼
新しいご意見どうもありがとうございます。 ＞身体骨格の左右対称といいますのは、遺伝子に書き込まれているプログラムではありません。それは、受精卵が「２、４、８、１６、３２……」と整数倍で分裂してゆく過程で必然的に整えられるものです。 高校生物での知識しかないですが、受精卵の対称性は原腸陥入（これには遺伝子が関わってきているようですね。）で破れますよね。対称性に関しては遺伝子が関わらず、非対称性に関しては遺伝子が関わるという解釈でよいでしょうか？ > これが遺伝子のプログラムではないというのはどういうことかと申しますと、仮に何かの間違いで遺伝子が壊れようと、あるいは紛失しようとも、それとは一切関係がないということです。 詳しく書いてあるサイトあるいは参考文献がありましたら是非教えてください。 ＞何故ほとんどのひとの心臓が左に片寄るのかは私にはちょっと分かりません。 検索してみました。英語版には劣性遺伝。 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%85%A8%E8%87%93%E5%99%A8%E5%8F%8D%E8%BB%A2%E7%97%87 ＞「言語中枢」の右左といいますのは、恐らく大脳皮質における生後学習によって決まるものだと思います。何故かと申しますと、それが遺伝的に決定されているという根拠がこれまでに全く見付かっていないからです。 まだ解明されていないんですね。でも、見つかっていないから遺伝ではないというのは少し乱暴な気がします。調べてみると胎児脳の左右非対称性は見つかっているようなので、’風が吹けばおけ屋が儲かる’の風が吹くあたりに遺伝子の関わりがあって言語中枢の左右差も出てくるのではといえないかなという気がします。 http://square.umin.ac.jp/matsuoka/JC2005.htm
補足
今思いついたのですが、遺伝子に組み込まれた前後と上下の非対称性が右手と左手をほぼ対称にしているという解釈もなりたつかと。
- subaru361
- ベストアンサー率19% (55/283)
比較している３事例は単に右－左という対応関係において、比較されうるだけで、その発生学的意味合いが全く異なるから、AがあるのにBがないのは何故かという設問は無意味に近い、ということでしょう。 心臓が右にあるというものの発生学的なメカニズムは知りませんし、極めて稀なものですから、解明も進んでいないでしょう。そのため推測の域を出ませんが、しかし胸像変換をしているというなら、それは右手が左につくというのとは全く異なります。（鏡の中の人が出てきたと仮定してください。そのひとは心臓は右にあります。左に「右手」はついています。しかし右手は胸像変換されているので、右手は左手の形になっています。）
お礼
調べてみましたが、右胸心は極めてまれではないかも知れませんね（笑）。 http://health.goo.ne.jp/medical/search/10151800.html http://www.nurs.or.jp/~academy/igaku/s4/s44321.htm 鏡像変換怖いですね。出てきたとたん大爆発（？）するんじゃないかと心配してしまいます（汗）。 遺伝子がどうやって手足の左右を決めるかとても不思議です。 回答ありがとうございます。
同じような疑問で「顔が背中を向いている人はなぜいないのか」というようなものもあります。 答は「そのような人もいますが奇形の度合いが強いので生きていけない（流産や死産となる）」です。 心臓が右についているのは内臓逆位という先天奇形の一つです。人間も動物も生まれてくる過程でいろいろな奇形が生じます。生命を維持できる範囲の奇形は生まれてきますが、そうではない奇形は母体内で大きくなる前に淘汰されます。 右手が左側についているような奇形も存在しますが、その場合内臓や脳も同様な奇形を伴い、生命を維持できないのです。結果死産となり、そのような人は世に出ることはありません。 実際に、死産や流産の胎児を調べてみると考え付く限りの奇形が存在するくらい多くの奇形があります。「間違いなく右に右手がつく、左に左手がつく」のではなくて、マチガイがあった場合いは生きていけないのです。 右手が左につくだけなら生きていけるじゃないか、と思われるかもしれません。けれども、手だけが単独で奇形を生じるのではなく、右手が左に付くためには、他のいろいろな奇形を合併しなければならないのです。その合併する奇形が重大なために結局は生命を維持できないのです。 「車のハンドルだけを左側につける」ことはできませんよね。ステアリングや制御系全てを変えなければなりません。ただハンドルを左にくっつけた車が動かないことと似ています。
お礼
回答ありがとうございます。専門家の方の回答に感謝します。 平たく言うと心臓と脳と手（足）の左右の差というのがどこで遺伝子レベルでどこで起こるかというのが違うんですね。心臓は一個しかないから左右を決める遺伝子が（あったとしても）かかわらずに済みそうです。その点、手足の左右差は虫で言えば節を決める遺伝子のようなものが関わってきそうで、虫より複雑な構造をしている動物ではもっと根本的に異常を生じさせて生きていけなくなるということでしょうか。こうしてみると脳の左右差はあまり遺伝子が関わっているのかどうか微妙に思えてきました。
補足
この場をお借りしてお礼の部分の訂正をさせてください。 「こうしてみると脳の左右差はあまり遺伝子が関わっているのかどうか微妙に思えてきました。」と書いてしまいましたが、遺伝子の関わり方が違うだけなのかも知れませんね。変なこと書いてしまってすみませんでした。
お礼
回答ありがとうございます。 私が欲しかったのはまさしくこういう情報でした。「他の左右決定因子が正中線を越えて拡散することを防ぐためのバリア－として働く」なんて予想外の役割があったりして、遺伝子の戦略って私の想像を超えています。手足の左右の決定も「中心軸に近いかどうか」と「体の前後」などで制御されているのかも知れませんね。とすると、＃１さんの言われる、左右が逆になるときには生きていけない奇形を伴うというのも納得できます。 まだまだ分からないことも多いでしょうけど、これからもっといろんなことが解明されていくのが楽しみです。