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動物の単純な形と複雑な姿、形の関係について
- 素粒子からは想像もつかない生物の姿、形の謎について考えてみましょう。動物の姿は単純な形をしていませんが、原子や分子と比べて形が複雑な理由について考えられます。
- 動物の体は原子や分子からできていますが、なぜその構成要素である原子や分子に形が似ていないのでしょうか。一つの考えとして、進化の過程で動物の体が複雑になっていく中で形が変化した可能性があります。
- また、動物の姿が複雑な形をしている理由として、環境への適応や生活のための特殊化が挙げられます。狩りをするための特殊な器官や逃げるための特殊な構造など、動物は自身の生存戦略に応じて形が変化してきたと考えられます。
- 科学
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地球上にある物質の中では、鉱物など無機質のものは結晶体などにみられるように単純な形をしています。お好みの球形のものもあります。それぞれなぜその形をとるのかは、わかっているようです。比較的単純な理屈があるわけです。方解石や水晶、雪などは原子の組み合わせで自然に、一方的に出来上がっていくものです。 かたや生物、ことに植物や高等生物には単純な方形とか球形とかいうものはありません。これはなぜかというとその形になるまでの経歴が鉱物とはまったく異なっているからでしょう。多くの人がそのなりたちに神の叡智を見るようですが、つまるところ人間が理性と根気強さで繰り返し繰り返し工夫を重ねて道具や利器を作ってきたように、自然も同じように様々な試行錯誤を重ねて今に見られるような植物や動物を作り上げてきたということです。人間と違うのはその期間と回数がべらぼうに膨大なだけです。その結果として複雑な形になってしまったわけで、まん丸い動物や正方形の植物が今見当たらないのは、それらの形では生き残れなかっただけでしょう。
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- el156
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リチャード・ドーキンスという生物学者の方が、盲目の時計職人(ブラインドウオッチメーカー)という有名な本で、ランダムで微細な変化が世代を経て累積淘汰圧を受けると、如何に複雑で精密な物になり得るか、ということをわかり易く説明しています。 最初のリンク先はこの本に出て来るコンピュータシミュレーションを再現したもののようです。コンピュータがランダムに複数の子世代を提示し、ユーザーがこれを累積選択淘汰して行くことによって複雑な形を発生します。 http://www.phy.syr.edu/courses/mirror/biomorph/ http://www.amazon.co.jp/盲目の時計職人-リチャード・ドーキンス/dp/4152085576
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ご回答ありがとうございました！ 盲目の時計職人という本は知りませんでしたが興味深いですね、ぜひ読みたいと思います、ご紹介ありがとうございました。
- leo-ultra
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昔、物理学者はこう信じていました。 「素粒子の性質を説明できる究極の基礎方程式が存在する。 それがわかれば、全ての素粒子の性質はおろか、その集合体である原子や分子、 さらには細胞や生物の性質も計算できる。」 しかしその後、カオス理論などが明らかとなり、「階層性」が認識されました。 ご存知のようにカオス理論では、認識するのが難しいような非常に小さな初期条件の違いを もつ二つの系は充分時間が経つと、まったく異なる挙動を示すというものです。 つまり素粒子の究極理論が分かっても、それを素粒子が非常にたくさん集まった系に 適用した場合、全てが正しく記述される保証はないのです。 つまり、下の階層の性質が分かっても、上の階層の性質を完璧に理解することは無理なのです。 >動物は、単純な形をした原子から構成されているとはおおよそ想像もつかない複雑な姿、形 つまり原子や分子の性質から、細胞や生物の性質を「完璧に」理解することは無理なのです。
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ご回答ありがとうございました！ 素粒子のことが全て分かったとしても、素粒子により成り立つ生物のことが全て分かることはないのですね。
- tetsumyi
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全くその通りです。 動物の形が単に偶然にこうなったと言うのはあまりも乱暴です。 その配置、形、構造全てがまるで考え抜かれた設計のようです。 どの動物の作りも、どれ程優れた機械設計ができる人でも、同等の設計が可能な人は存在しません。 人にできることは、その優れた設計の一部分を研究して、それに少しだけ近い物を作り出すことだけです。 まさに全ての物質の特性を知り尽くした、完全な英知を持った者の設計としか言い様がありません。 そうして、その動物は自分と同じ複雑な構造の動物を生み出すことができるのです。 この方こそ神様という結論が最もふさわしい結論です。
お礼
ご回答ありがとうございました！ 原因あって生物が複雑な姿になったとしても、やはり生物という存在を不思議に思うことに変わりありませんね、やはり神は居るのでしょうか。
そりゃ地球上には上下がありますから… 当然動植物にも上下が出来ます。 もし無重力下で数世代を経れば徐々に球形に近づいてゆくかも知れません。 重力に逆らって体を支える必要もないし、表面積をできるだけ小さくしようと思えば理想は球形です。 （大型になると放熱の関係があるので表面積が狭いのは問題がありますが…） なぜ地上の動物が色々な形をするのかといえば生息する環境がまちまちだからです。 人工環境下で育てれば多分皆同じ形になってゆくでしょう。 生物の形状を決定するのは環境ですからねぇ。
お礼
ご回答ありがとうございました！ 素粒子は別として、惑星は力の働かない無重力下で形作られるから対称的な球形になるが、生物は重力の影響の働く場所で誕生するから体に上下が作られ、また生物は環境に影響されやすいということも考えるとこのような対称的でない複雑な姿になるということなのですね、生物は無機物と違い体温を調整する必要もあり、大型の動物では表面積の小さな球形では体温調整も難しくなるということなのですね、理由あっての複雑な姿ということなのですね。
生物が生きているというような、一見熱力学第２法則に逆らうようなことを可能にするための構造は不安定であるのではないかと思います。
お礼
ご回答ありがとうございました！ 惑星や素粒子が死ぬことはありませんが、生物には代謝があり短い期間で寿命を終える不安定な存在ですね、丸い形の惑星や素粒子に比べ、生物の姿、形は不安定な形なのかもしれません。
- 雪中庵（@psytex）
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量子力学的世界像において、有限な存在的性質は、不完全な 認識により本質的原理性まで把握せず、階層現象的な表面性を 経験的に定性的に捉える事で派生している、とされる。 超弦理論において、あらゆる物理定数は、ただ１つの物理定数 （プランク定数）から導かれ、還元すれば全ての素粒子は量子に 還元される時、その階層現象性＝量子＞クォーク＞素粒子＞ 原子＞分子＞細胞＞個体（脳）こそが現象的多様性を生み、 それによる有機的な相互作用に於て意識（絶対無=不確定性 無限の潜在としての認識可能性）を可能にし、「その感受表面 (現在=光速)からの自我仮説（記憶=過去=時間的流れ）と時空 仮説（予測=未来=空間的広がり）の相補分化」を導くのだ。 つまり、認識のための必要としての補完的な環境認識（宇宙） に於て、その多様性や非対象性を可能にする、無からの過程が、 量子から原子、分子、細胞といった階層的な現象化であり、 そこには137億年の進化（物質進化～化学進化～生物進化）の プロセスが折りたたまれて内包されていると言える。
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ご回答ありがとうございます! ご説明の内容が難しいのでなかなか理解するのが大変ですが、ありがとうございました。
- anene0000
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その内容を研究されている方々がいます。 「化学進化」という言葉で文献などを探してみてください。 有機化学、生物学、物理学が統合して、解を探そうと しています。 ちなみに、突然変異などの原因として有力とされている のは、クロマチンに蓄積した変異が、生物の繁殖に有意に 働くことで起こるというものとかですかね（仮説の段階ですが） ＲＮＡワールドや、ＤＮＡワールド、ヒストンコードなども 参考に調査されてはどうでしょうか？
お礼
ご回答ありがとうございます！ 有機化学、生物学、物理学が統合してこのような解を探しているということなのですね、化学進化を調べてみたいと思います。
お礼
ご回答ありがとうございました！ 宇宙の実験の歴史は人間の実験の歴史よりとてつもなく遥かに長いということですね、だから人知を越えて複雑な姿へと進化できたということですね、また、単純な姿、形の生物は単に生存競争や環境に適応出来ないということですね。