生命に酸素は必須？初期状態が違えば他の可能性も？

質問

人間に酸素は必須です。
しかし、バクテリアや細菌類は酸素を必要としません。

１．なぜ酸素は人間にとって必要なのでしょうか？
ヘモグロビン？実はヘモグロビンと結合して体内のあらゆる
ところへ運ばれる。ということ、までしか知りません。
どうして、酸素じゃなければだめなのか。

２．また、もし、生命の初期状態が違ったら、酸素を必要としない高騰
生物が生まれた可能性はありますか？

ちょっとした好奇心から質問してみました。
回答よろしくお願いします。

回答No.6

fujishiro

>⇒植物はミトコンドリアを含む？
>[ここがちょっとわかりにくかったです]

>微生物→植物（酸素を生産）⇒ミトコンドリア

この順番は間違いです。
最も最初に酸素を生産する反応を行った生物はシアノバクテリアの一種で、（生物の歴史全体から見れば）最初に生物が生まれてからほどなくして産まれたと考えられています。この生物はCO2から炭素を取り出すために、O2という、当時は汚染物質を垂れ流しにして増えていました。しかし、その当時は海中に多量にFe+があったと考えられ、それが酸化鉄となることでしばらくは嫌気性生物の天下でした。しかしやがて海中のFe+が枯渇すると海中、空気中に爆発的にO2がふえたのではないか？と考えられています。好気性生物はそれと同時期に爆発的に増えた、と考えられています。この爆発的な生物の増加と共にいろいろな種類の生物が生まれたのでしょう。そのなかには真核生物という当時としては革命的な生物が出てきたわけです。
高等生物（植物も含む）は基本的に真核生物ですから、ミトコンドリアをとりこんだ後、進化してきた生物なのです。

生命の歴史が必然的な流れかどうか…というのはわかりません。たとえばもっと海中にFe+が多かったら？
もっともミトコンドリアを手に入れ、多量のエネルギーを手に入れることができた生物が高等化したというのは必然の流れかもしれませんね。

お礼

回答ありがとうございます。
この星の生命の鍵はどうも、ミトコンドリアが握ってそうですね。

回答No.5

nozomi500

>ミトコンドリアを持つか持たないかで、動物か植物かの
>境界ができたんですよね？

いや、植物細胞にもミトコンドリアはあります。

地球上に酸素原子が存在し、それを利用すれば効率的であるなら、利用する生物が進化しますね。

駅があれば電車に乗るでしょう。あるいて通勤できないことはないけど。

お礼

わかりやすい回答ありがとうございました。

回答No.4

fujishiro

現在のほとんどの生物はATPという物質をエネルギーに使ってます。
生物は酸素を使わなくても一応はこのエネルギーを生み出すことはできますが…。
ミトコンドリアは酸素がある状態だとこの何倍も効率よくこのエネルギーを生み出すことができます。

はじめは両者は別々の生物だったのでしょうが…片方はもっとエネルギーがほしい、片方はもっと安全な場所がほしいということで”合体”してしまったのでしょうね。進化上でおそらくそうなったであろう、ということはミトコンドリアを含まない系統の生物がいる(エネルギー生産に酸素を必要としない）ことから類推されています。

酸素がない状態だったら…ミトコンドリアを含まない生物は微生物ばっかりですから…いまだに微生物ばっかりだっだのではないでしょうか？

お礼

回答ありがとうございます。

生物の基礎知識を忘れてしまったのですが、（しかも手元に資料がない…）

ミトコンドリアを含まない生物は微生物ばかり。
⇒植物はミトコンドリアを含む？
[ここがちょっとわかりにくかったです]

微生物→植物（酸素を生産）⇒ミトコンドリア

ですよね？ミトコンドリアは酸素がたくさんあるという条件の
もと生まれたと考えるのが合理的だと思うのですが…。

＞酸素がない状態だったら…ミトコンドリアを含まない生物は微生物ばっかりですから…いまだに微生物ばっかりだっだのではないでしょうか？

しかし、必然として酸素が大量発生するような仕組みが地球上には
発生していて、それをうまく利用した生物（ミトコンドリア）
が生まれたとは考えられないでしょうか。
つまり、この地球上の初期条件ではすべてが必然的に起こったと。

僕は生物の基礎知識がかけているので、うまく表現ができて
いないかもしれませんが、できれば引き続き回答ください。
よろしくお願いします。

回答No.3

arikui

生命活動にはエネルギーが必要です。
そのエネルギーは、化学物質の結合により蓄積し、分解によって取り出します。
その化学反応が強ければ強いほど、エネルギーの出し入れも大きくなるのです。
（その出し入れをしているのが、地球の動物ではミトコンドリアです）

化学反応をする物質は多数ありますが、酸素が使われるのは、化学反応しやすく、かつ、手軽に利用できるほど多量にあるからです。

今も酸素が無かったとしたら、生命が使えるエネルギー量はかなり少なくなってしまいますので、最終的には知性を持った生物にいたるとしても、進化にはかなりの時間がかかると思われます。

回答No.2

Largo_sp

1.は#1の言われていることで問題ないと思います。
2.は、もし酸素が発生しない環境上での有機物の生物進化があったとすれば、
そこには殆ど水が存在しないはずです。となると、必要物質の循環が、
難しくなります。そうなると、生命進化は難しいと考えられ、有機生命体の場合
酸素消費型が一番効率よく進化できそうだということです。
ただ、無機生命体が存在する可能性は否定できません、コンピューターのような
生命体がないとも言い切れませんから...

回答No.1

kawakawa

1.ヒトの体を構成している細胞はミトコンドリアと共生している（実際にはミトコンドリアを飼っている）酸素依存型のものだから酸素が必要なのですネ。
運搬方法としては赤血球中のヘモグロビンが使われるということで，ご質問に書かれているとおりです。
ヒトの進化が酸素依存型生物から始まっているために，酸素でなければならないのですネ。
2.地球の生命の歴史を振り返ってみますと，光合成をする植物性の生命体が現れるまでは酸素に依存しない生命体ばかりでしたネ。
そして，初めて酸素が増え始めたとき，酸素は地球上のほとんどの生物に対する「猛毒」だったのですネ。
その「猛毒」を有効利用することができる微生物が現れ，そして，その微生物を細胞内に取り込んだ生命体が現在の地球上の多くの生物のルーツとなっているのです。
もし，地球の生命の歴史が少し違っていて，酸素の発生がごく僅かであるといった状態であったとしたら，酸素依存型でない生命体が地球の主役となっていたかもしれません。
ということは，地球型生命体ではない地球外生命がいてもおかしくはないでしょうネ。
以上kawakawaでした

お礼

おおお、とてもわかりやすく説明していただきありがとうございました。

ミトコンドリアが酸素依存型なのですかね。好気呼吸をする
からでしょうか。
ミトコンドリアを持つか持たないかで、動物か植物かの
境界ができたんですよね？

どうして生命はミトコンドリアを体内に取り込んだのでしょう。
教えてください。