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なぜ、生物には適正サイズがあるのか

1 :名無しゲノムのクローンさん:02/05/01 11:25
さぁ、みんなで考えよう!

2 :名無しゲノムのクローンさん:02/05/01 11:35
>>1
非常に面白いテーマだと思うんだが、どういう生物を想定している?
細菌か? それとも鳥類とかの脊椎動物か?

3 :名無しゲノムのクローンさん:02/05/01 11:38
生物の大きさは遺伝子により決まる。したがって当該遺伝子に異常があれば、
適正サイズをおおきく上回る突然変異が生じる。
なお、進化の過程で生物のサイズは適正化されたともいえる。



4 :名無しゲノムのクローンさん:02/05/01 11:43
種ごとの繁殖戦略を高効率化し、適応度を高めるため。

この答えじゃダメ?

5 :名無しゲノムのクローンさん:02/05/01 11:44
0.2マイクロメートル以下だと、自分で物質代謝ができません。
ウイルスは宿主に代謝系の一部を任せているので、
ナノメートルスケールで存在可能。


6 :2:02/05/01 11:45
>>3
いや、そういう考え方ではなく、私は細胞であれば内部で酵素化学反応が
継続するためには細胞がべらぼうに大きければ酵素が反応を触媒できない
ので大きくなれない、とか、脂質二重膜の袋の大きさが自己組織化などの
関係で決まっている、あるいは、ヒトはその体重ゆえに今から鳥類へ進化する
道は閉ざされている、言い換えると初期の鳥類はかなり小さな爬虫類から
進化したものでなければならなかっただろう、等のことを考えたいのだが。


7 :2:02/05/01 11:48
>>5の言うことがひとつの事実としてあるわけだな。

8 :2:02/05/01 11:52
たとえばDNAを複製するためにはDNAポリメラーゼなどが距離的にそんなに
離れていては複製できないだろうとかね。

9 :名無しゲノムのクローンさん:02/05/01 12:01
表面積はサイズの2乗、質量は3乗に比例するちうのが重要では?
小さいと表面積の影響が、大きいと質量の影響が優位になる。
鳥類を考えると、小さいと体内の熱産生に対して体表からの放熱が
過大になり体温を保つのが困難。でハチドリが小さい限界。
大きいと翼の揚力(表面積に比例)に対して体重が過大に。で白鳥
くらいより大きくなると飛べない。

10 :2:02/05/01 12:05
>>9
昆虫はどうなるね? ショウジョウバエとか(笑)
あるいは、胸筋が発達し、翼がさらに大きくなれば白鳥より大きくても
飛べるだろう、とか。まぁ、この辺は懸けられるリスクやリソースが関係して
くるだろうが。

11 :名無しゲノムのクローンさん:02/05/01 12:07
>>3,>>4はサイズとの関係についてまったく触れていない。
ダメです。零点あげましょう。

12 :2:02/05/01 12:11
ま、昆虫と鳥類の大きさの違いは代謝系の違いが大きいだろうね。

13 :名無しゲノムのクローンさん:02/05/01 12:17
Scaling : Why Is Animal Size So Important?
by K. Schmidt-Nielson
これでも読め。

14 :2:02/05/01 12:18
別の見方をすると、生物界は大きい方が有利という一般原則に支配されて
いるのかも知れない。また、その裏には大きい方が強いという一般原則が
働いている。


15 :2:02/05/01 12:21
>>13
それの邦訳はない?

16 :名無しゲノムのクローンさん:02/05/01 12:22
>>12
外骨格であることも関係していると思うが?
昆虫は成虫のサイズが大きくなり過ぎると、
脱皮のコストがよけいに掛かる。

また、昆虫は中途半端に大きいと、捕食者に捕らえられやすい。

17 ::02/05/01 12:23
>>10
昆虫は変温動物。体温を保つ必要がない。
ちなみに、あれはあれで気門でガス交換してるから酸素の拡散が
ネックになって大きくなれない。

翼を大きくした場合は、翼の厚さがそのままで済めば問題ないが、
骨などを頑丈にして分厚くしないと強度が足りない。

18 :2:02/05/01 12:23
>>16
ふむふむ。なるほど。それは動物行動学的見方だね。

19 :2:02/05/01 12:25
>>17
同じようなことが魚類と海棲哺乳類についても言えそうだね。

20 :2:02/05/01 12:30
それじゃ、
>私は細胞であれば内部で酵素化学反応が継続するためには細胞がべらぼうに
>大きければ酵素が反応を触媒できないので大きくなれない、とか、脂質二重膜の
>袋の大きさが自己組織化などの関係で決まっている
こちらの見方についてはどう?

21 :名無しゲノムのクローンさん:02/05/01 13:11
昆虫って、外骨格の強度がたりなくるため、
あまりでかくなれないという噂を昔聞いたけど。

でまだったの?

22 :2:02/05/01 13:37
>>21
>>16-17で書かれているじゃん。もちろん、これだけではないかも
知れない。少なくとも単一の要因ではないだろうね。

23 :名無しゲノムのクローンさん:02/05/01 14:26
アレも大きすぎると痛いよね

24 :名無しゲノムのクローンさん:02/05/01 14:38
>表面積はサイズの2乗、質量は3乗に比例するちうのが重要では? >>9

じつはこうなってないんですよね。
特に「質量∝L^3」ってのはちがうようです。
ヒトでは「体重∝身長^2」が一般に知られています。
ちなみにこの式↑の比例定数がよく知られたBMIなわけです。

体サイズが違うと、各々の器官への投資が変わりますので
(例えば体がデカイと骨格系の重量割合が増えたりします)、
数学の立体のようにはいかないらしいです。

>>9のレスに関して、大意は同意です。

25 :名無しゲノムのクローンさん:02/05/01 14:54
            ∫    _________
   ∧,,∧     ∬   / 本川達男の本でも読めってこった。
   ミ,,゚Д゚彡っ━~  <  でも実際ヒトの身長と体重の例は
_と~,,  ~,,,ノ_.  ∀   \2.5乗くらいだと思うぞゴルァ>>24
    ミ,,,,/~), │ ┷┳━   ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
 ̄ ̄ ̄ .じ'J ̄ ̄| ┃
 ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄  ┻

26 :名無しゲノムのクローンさん:02/05/01 15:08
ヒトから鳥は無理なら、ヒトからエラ付き哺乳類もしくは海生哺乳類になるのは無理ですか?

27 :名無しゲノムのクローンさん:02/05/01 16:28
ヒトは最初から海生ほ乳類ですがなにか?


28 :名無しゲノムのクローンさん:02/05/01 16:49
>>21
16,17の説明する要因も なるほどですね。
でも、おれも「外骨格は関節が弱いから」って教わった。

29 :名無しゲノムのクローンさん:02/05/01 18:36
何で、巨大なねずみとか、極小の象とかいないんですか?遺伝子?
環境への適性?進化途上の自然淘汰?なぜでしょうか?


30 :名無しゲノムのクローンさん:02/05/01 19:20
>>29
ゾウはともかく、ネズミはでかいのいるぞ。
http://www.geocities.co.jp/AnimalPark/9092/seisoku-chi/seisoku-chi.htm

31 :2:02/05/01 23:36
あのー、
>私は細胞であれば内部で酵素化学反応が継続するためには細胞がべらぼうに
>大きければ酵素が反応を触媒できないので大きくなれない、とか、脂質二重膜の
>袋の大きさが自己組織化などの関係で決まっている
こちらの見方についてはどう思います?


32 :名無しゲノムのクローンさん:02/05/01 23:57
>>29
絶滅したゾウには隔離された島で極端に小型化した例が幾つか知られている
イタリアのマルタ島で見つかるゾウは大人でも肩まで90cmほど、ロバぐらいの大きさしかなかった
これは数万年前まで生息して人間に滅ぼされたと考えられている
日本で200万年前から100万年前にかけて生息していたアカシ象も肩まで2mほどの比較的小型のゾウだったが、これも当時の日本列島が海峡により大陸と分断されたことが大きいと考えられる
ゾウが大きいのは捕食者に対抗する意味あいが大きく、有力な捕食者がいない環境で生活していれば小型化するということだろう

33 :無しゲノムのクローンさん:02/05/01 23:58
>>31
タンパク質の内シグナル経路に関わるものや酵素などには
細胞内の局在がかなり細かく規定されている物がある。
そういった物は局所的に基質と酵素の濃度、あるいは
シグナルの受け渡しの両者の濃度、は高められているので、
大きいからと言って反応が触媒出来ないわけでもない。
ただしその局所局所をさらに有機的に繋ごうとすると、
これは距離が大きな問題になる可能性が高い。そういう意味で
前者の意見は正しいと思う。
後者については特に反対はない。付け加えるならば、細胞骨格に
よる形状や運動の制御もサイズが大きくなると難しくなるだろう
と予想される。

34 :名無しゲノムのクローンさん:02/05/01 23:59
いわゆる「島の規則」ですな。

35 :2:02/05/02 00:16
ふむ。今まで文献を漁ったことはあるが、この点に関する系統的な研究は
あまりないと見た。あと、分裂増殖の速い細胞、たとえば肝細胞などは
小さく、増殖しない細胞、とくに運動神経の細胞は大きい傾向があるね。

それから、生命誕生時には自己組織化による脂質二重膜の>袋の大きさが
効いていたと思うね。

36 :2:02/05/02 00:17
>>35>>33宛てね。

37 :名無しゲノムのクローンさん:02/05/02 00:30
1はどこだ!

38 :2:02/05/02 00:40
真核生物細胞と原核生物細胞の違いも面白いね。核も共生だという
話があるが、DNAの複製に関わる酵素などを核膜内に閉じこめる
ことによって細胞が大きくなることができた、ということはあるかな?

39 :13:02/05/02 08:48
>2
邦訳あるよ

40 :2:02/05/02 10:12
>>39
だったらその邦訳の書名と出版社を教えてくださいな。こちらで調べても
分からなかったんだよ。

41 :名無しゲノムのクローンさん:02/05/02 19:20
なぜ恐竜はあんなにデカイんだ?



42 :名無しゲノムのクローンさん:02/05/02 23:58
単細胞でも多核体はかなり大きくなる。というより単細胞で大きくなるために必要ということだろうか?
ついでに粘菌の高速かつ方向が交互に変化する原形質流動はそれよりさらに大きくなるための方便か?
シャジクモの原形質流動も早いよな。
詳しく語る知識はないので、どなたか語って下さいな。

43 :名無しゲノムのクローンさん:02/05/03 00:31
>>41
恐竜がでかくなれたのは
1)重い体重を地上で支えるように四肢や脊柱の構造が変化した
2)大きさの割にエサを食べない省エネ型の動物であった
3)中生代は現在よりも高温で季節変化による温度変化が少なかった
などの要素が大きいだろう。

体が大きくなると、外温性の変温動物でも体温の変動が少なくなるというメリットは無視できない。
他にも体が大きくなることでより数多くの卵が産める、つまり子孫を数多く残すチャンスが大きくなるメリットもある。
植物食恐竜、特に竜脚類などのように体重数十トンもあるものは大きくなることそのものが捕食者(肉食恐竜)に対する防御手段だったのだろう。
肉食恐竜の場合は、大きくなることで見つけた死体を食べる優先順位を高くする効果もあっただろう。現生のコモドオオトカゲでは体の大きい個体ほど死体を優先的に食べることができる。

44 :名無しゲノムのクローンさん:02/05/03 06:36
大王イカとかあんだけデカクなるとお腹いっぱいにするのも大変だと思うけどな。

45 :2:02/05/03 15:16
>>43
>1)重い体重を地上で支えるように四肢や脊柱の構造が変化した
>2)大きさの割にエサを食べない省エネ型の動物であった
これはいわば、大きくなったことの結果だよね。43氏の発言、というか現代の
古生物学や進化学、生態学は論理的であるように見えて、原因と結果を混同して
いると感じることがある。
私が思うには、まず動物が地上に進出する前に植物が十分に繁茂していた、つまり
エサにしうる生物が豊富にあった。恐竜に限ると、敏捷な動物がそもそもまだ
いなかった、ということなどが大きいのではないか、と思うのだ。

46 :名無しゲノムのクローンさん:02/05/03 16:26
>>45
43は食物の豊富さとか獲物となるスピードのなさは当然のこととして書いていると思うよ

47 :2:02/05/04 02:09
>>46
正直に答えよう。言われて気がついたんじゃない?
当然のことじゃないよ。>>43で挙げられていることより先に指摘すべき
ことだと思うけどね。

48 :名無しゲノムのクローンさん:02/05/04 04:06
>>47
恐竜の生きていた時代は今より温暖だから生物量が多かったのは当然だろうし、今にくらべて動きの遅い動物が多かったなんてのは恐竜を知っている連中なら常識だと思うけど
これを最初に言わなかったのは素人さんにはまずかったかな

49 :2:02/05/04 05:53
>>48
大事なことは原因と結果を混同していないか?ということなんだが。

50 :2:02/05/04 05:57
つまり、
>1)重い体重を地上で支えるように四肢や脊柱の構造が変化した
これは四肢や脊柱の構造が変化したから体重が重くなったと言っている
ようなものだが、ではなぜ四肢や脊柱の構造が変化したんだろう?

>2)大きさの割にエサを食べない省エネ型の動物であった
省エネ型になったのは、これは明らかに、大きくなったことの結果だよね。
これが原因で大きくなったわけでは決してないだろう?

51 :名無しゲノムのクローンさん:02/05/04 07:33
哺乳類も恐竜に負けず劣らず巨大だと思いますが。
確かに陸棲の肉食動物には10トンを越えるような大物はいないですけれど、
シロナガスクジラより大きな生き物も当時いなかったわけだし。


52 :名無しゲノムのクローンさん:02/05/04 07:40
復元には推定が付きまとう以上、この議論に深入りするのはやめた方がいいよ。
野生生物板の”恐竜最強”論議と同じになっちゃうよ。


53 :5:02/05/04 09:22
参考文献
Maniloff, J., Nealson, K. H., Psenner, R., Loferer, M., Folk, R. L., 1997.
Nanobacteria: size limits and evidence. Science 276, 1773-1776.


54 :名無しゲノムのクローンさん:02/05/04 22:11
なぜ恐竜が大きいのかという質問に対しては、恐竜にとって大きいことが適正規模であり、彼らが生存する上で有利であったとしか答えようがない。
恐竜に限らず、多細胞生物が大きくなることで得られる一般的なメリットとして
1)体の大きさ当りのエネルギー効率がよくなる。例えば、体重5トンのゾウなら体重500キログラムのウマの5頭分程度の食事量で済む。
2)体が大きくなることで捕食者に対する単純だが効果的な防御手段となる
3)エネルギー効率が上がる(細胞当りの代謝が落ちる、呼吸回数が落ちる)ことで細胞の酸化の度合が落ち、よって老化が遅くなり、個体の寿命が伸びる。成熟年齢に達した個体の寿命が伸びることで、1個体が残す子孫の数を増やすことが可能である。
といったことが考えられる。
ならば、あらゆる生物が大型化してよさそうなものだが、現実に大型化するのは一部の生物でしかない。その原因として、大きくなった体を効果的に支える構造にはそれぞれの生物に特有の物理的限界がある。
恐竜はいずれも陸生動物だが、現在の陸生哺乳類と比べて、なぜ大きくなれたかについては43が答えたような哺乳類にはない特質が決め手になったということだろう。
1)重い体重を地上で支えられるように四肢や脊柱の構造が変化した
こうした体構造は、恐竜の祖先段階で獲得されており、巨大化してから現れた形質ではない。
2)大きさの割にエサを食べない省エネ型の動物であった
恐竜に限らず爬虫類などの外温動物は哺乳類や鳥類にくらべると必要なエサの量が10分の1以下で足りる。つまりこの特質は恐竜に限らず、爬虫類全般に共通した特徴である。
爬虫類の一部(哺乳類型爬虫類)がエネルギー浪費型の方向に進化した結果、哺乳類が登場したのである。
3)中生代は現在よりも高温で季節による温度変化が少なかった
 この条件では生物生産量は現在より大きかったと考えられる。
 哺乳類は恐竜とほぼ同時期に出現するが、共存していた1億5000万年もの間、大半は現在のハムスターサイズであり、最大でも家ネコ(体重5キログラム程度)ほどの大きさであった。
中生代の哺乳類は恐竜と同じくいずれも陸上の堆積物から発見されており、恐竜と同様の環境下で生活していたと思われる。
現在でも哺乳類(4100の現生種)の大半(約3500種類)は家ネコと同じかそれより小さなネズミ大であり、一般的な大きさとしては中生代と大差ないという見方もできる。
一方、知られている恐竜の成体の大きさは、一部の肉食恐竜のようにニワトリサイズのものもあるが、大半が人間より大きく、ゾウ(体重3〜5トン)ほどの大きさが一般的であった。
陸生哺乳類では、2500万年前に絶滅したサイ(インドリコテリウムなど)で推定体重15ないし20トンのものが最大であるが、特に多かったわけではなく、生存期間も1000万年ほどであった。
恐竜でも最大級(体重10トン以上)の竜脚類が白亜紀末まで1億年以上も存続したのとは対照的である。
哺乳類や鳥類のような恒温動物は、大型恐竜などの爬虫類にくらべると、生存に必要なエネルギー摂取量が10倍以上にもなるため、特に体重を支えながらより多く動き回らなくてはならない陸上で体を大きくすることに大きな制約があるのは当然だろう。

 現生哺乳類ではいうまでもなくクジラ類、特にヒゲクジラの仲間が最大であり、体重150トンのシロナガスクジラのようなものもいるが、これは恐竜が滅びて哺乳類が海中に進出(最古のクジラは5500万年前に出現)してから出現したものである。
海中では移動に要するコストが小さくて済むほか、ヒゲクジラ類はクジラひげを使ってオキアミなどのプランクトン生物を短時間に大量に摂取することができる。
似たようなプランクトン食の巨大生物としてジンベイザメやウバザメがいるが、これらでは鰓をフィルターに変化させており、最大の現生魚類となっている。
中生代の海生爬虫類(鰭竜類や魚竜、モササウルス類、それにウミガメなど)はいずれも肉食であったと考えられるが、最大のものでも体重20トン程度と推定されており、ヒゲクジラほど巨大ではない。
これは爬虫類にプランクトン食だったものがいなかったことと関係があるかも知れない。
オキアミなどのプランクトンは、南極大陸に氷床が発達した3000万年前から海流が変化することで大量発生するようになったという見解があり、最古のヒゲクジラやジンベイザメ、ウバザメが出現するのもこの時代である。
中生代の海洋では(生物生産量は別として)オキアミのように大量発生するプランクトンは存在しなかったのかも知れない。

55 :名無しゲノムのクローンさん:02/07/30 03:18


56 : ◆xSK1SiC5MI :02/10/05 15:28
(・∀・)

57 :名無しゲノムのクローンさん:02/12/05 21:35
外骨格(昆虫など)の生物は、それ以上大きくなってしまうと体の状態を維持することが物理的に不可能になるそうです。
内骨格(哺乳類など)の生物は、多少大きくなってもその重量を支えることができるため、大型の生物が存在できるそうです。
天下のN○Kだか放○大学だかの番組で逝ってました。

58 :名無しゲノムのクローンさん:02/12/05 21:58
俺のは適正サイズじゃない・・・

59 :名無しゲノムのクローンさん:02/12/05 21:59
>>57
昔の東大の入試問題だよね。
「芋虫が巨大化しないのはなぜか」

60 :名無しゲノムのクローンさん:02/12/06 02:09
>32

マルタはマルタ共和国でし。

61 :山崎渉:03/01/11 13:46
(^^)

62 :山崎渉:03/01/18 13:22
(^^)

63 :名無しゲノムのクローンさん:03/03/05 08:00
とりあえず人間がどこまで小さくなれるか考えて

64 :山崎渉:03/03/13 14:32
(^^)

65 :山崎渉:03/03/13 14:42
(^^)

66 :名無しゲノムのクローンさん:03/03/26 07:17
態度が?

67 :山崎渉:03/04/17 09:22
(^^)

68 :山崎渉:03/04/20 04:20
   ∧_∧
  (  ^^ )< ぬるぽ(^^)

69 :山崎渉:03/05/22 00:22
━―━―━―━―━―━―━―━―━[JR山崎駅(^^)]━―━―━―━―━―━―━―━―━―

70 :山崎渉:03/05/28 14:30
     ∧_∧
ピュ.ー (  ^^ ) <これからも僕を応援して下さいね(^^)。
  =〔~∪ ̄ ̄〕
  = ◎――◎                      山崎渉

71 :なまえをいれてください:03/07/24 18:12
ハッキリ言ってアメリカなどの多民族国家では黒人の方がアジア人よりもずっと立場は上だよ。
貧弱で弱弱しく、アグレッシブさに欠け、醜いアジア人は黒人のストレス解消のいい的。
黒人は有名スポーツ選手、ミュージシャンを多数輩出してるし、アジア人はかなり彼らに見下されている。
(黒人は白人には頭があがらないため日系料理天などの日本人店員相手に威張り散らしてストレス解消する。
また、日本女はすぐヤラせてくれる肉便器としてとおっている。
「○ドルでどうだ?(俺を買え)」と逆売春を持ちかける黒人男性も多い。)
彼らの見ていないところでこそこそ陰口しか叩けない日本人は滑稽。

72 :名無しゲノムのクローンさん:03/09/06 02:04
オレの顔を適性サイズにしてくれ(小さく)
オレのアソコを適性サイズにしてくれ(大きく)
オレの身長を適性サイズにしてくれ(高く)
オレの髪の毛の本数も適性にしてくれ(多く)
このままじゃあ、子孫を残せない。

73 :名無しゲノムのクローンさん:03/09/06 04:03
実は割りと面白い問題。
細胞の大きさ、数の制御は実際よくわからん。

74 :名無しゲノムのクローンさん:03/12/20 10:08
snRNAと言ってみるtest


75 :あぼーん:あぼーん
あぼーん

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