生物とは、個体として機能するあらゆる生物のことである。[ 1 ]このような定義は、解決する問題よりも多くの問題を引き起こす。特に、個体という概念自体が難しいためである。生物を構成するものを定義するために、いくつかの基準が提案されてきたが、広く受け入れられているものは少ない。最も一般的な基準の一つは、生物は自律的な生殖、成長、代謝を持つというものである。これは、生物のように進化するウイルスを除外することになる。
その他の問題のある事例としては、群体生物が挙げられます。真社会性昆虫の群体は適応的に組織化されており、生殖細胞と体細胞の分化が見られます。つまり、一部の昆虫は繁殖し、他の昆虫は繁殖しません。これは動物の体内の細胞に似ています。ゼリー状の海洋生物である管クラゲの体は、生物のような個虫で構成されていますが、全体の構造はクラゲなどの動物によく似ており、各部分が連携して群体生物としての機能を果たせます。
進化生物学者のデイビッド・クエラーとジョーン・ストラスマンは、「生物性」、つまりある存在を生物として定義する性質や属性は、より単純な単位(細胞から始まる)の集団が衝突することなく協力するようになったことで社会的に進化してきたと提唱している。彼らは、協力こそが生物の「定義的特性」として用いられるべきだと主張している。この考え方によれば、地衣類における異なる種の菌類と藻類の共生関係や、アンコウの永続的な性的パートナーシップなど、多くの種類の協力関係が生物として扱われることになる。
「organism」(古代ギリシャ語のὀργανισμός 、 órganonに由来し、「道具、器具、道具」、「感覚器官」 、「把握」を意味する)[ 2 ] [ 3 ]という用語が英語に初めて登場したのは1660年代で、当時は有機的な構造や組織という意味だったが、現在は廃れてしまった。[ 3 ]これは動詞「organize」と関連している。[ 3 ]イマヌエル・カントは1790年の『判断力批判』で、有機体を「組織化された存在であり、かつ自己組織化する存在」と定義した。[ 4 ] [ 5 ]

生物であることの基準として提案されているものには、以下のようなものがある。
他の科学者たちは、生物学において生物の概念は不十分であると考えており[ 13 ] 、個体の概念は問題があると考えており[ 14 ] 、哲学的観点から、そのような定義が必要かどうか疑問視している[ 15 ] [ 16 ] [ 8 ] 。
問題となるケースとしては、コロニーを形成する生物が挙げられる。例えば、真社会性昆虫のコロニーは、適応的な組織化や生殖細胞と体細胞の分化といった基準を満たしている。[ 17 ]そうであれば、同じ議論、あるいは高い協力と低い対立という基準によって、一部の相利共生関係(例えば地衣類)や性的パートナーシップ(例えばアンコウ)も生物として含まれることになる。[ 18 ]集団選択が起こる場合、集団は集団適応によって最適化された超個体とみなすことができる。[ 19 ]
別の見解としては、自律性、遺伝的均一性、遺伝的独自性といった属性は、生物がそれらすべてを備えていることを要求するのではなく、個別に検討されるべきであるというものがある。この見解では、生物学的個性には複数の側面があり、その結果、いくつかのタイプの生物が存在することになる。[ 20 ]

生物組織のレベルが異なると、生物の性質についての理解も異なる可能性があります。単細胞生物は、原生生物、細菌、または古細菌などの微生物で、単一の細胞から構成され、オルガネラと呼ばれる機能構造を含む場合があります。[ 22 ]動物、植物、菌類、または藻類などの多細胞生物は、多くの場合特殊化した多数の細胞から構成されています。[ 22 ]管クラゲなどの群体生物は、個体として機能するが、コミュニケーションをとる個体から構成される生物です。[ 8 ]超個体は、アリなどのコロニーで、単一の機能的または社会的単位として協力して働く多数の個体から構成されています。[ 23 ] [ 17 ]相利共生は、2 種以上の種が互いにニーズの一部を提供するパートナーシップです。地衣類は、菌類と藻類またはシアノバクテリア、および細菌マイクロバイオームから構成されています。両者が協力することで、それぞれ異なる機能を持つ構成要素が、単独では生育できない乾燥した岩場などの生息地で、一種の生物として繁栄することができる。[ 18 ] [ 21 ]進化生物学者のデイビッド・クエラーとジョーン・ストラスマンは、「生物性」は、より単純な単位(細胞以上)のグループが対立なく協力するようになったことで社会的に進化してきたと述べている。彼らは、協力を生物の「定義特性」として用いるべきだと提唱している。[ 18 ]
サミュエル・ディアス=ムニョスとその同僚(2016)は、生物性は協力と対立の度合いによって完全に測定できるというクエラーとストラスマンの見解を受け入れている。彼らは、これにより生物は進化の時間の中に位置づけられ、生物性は文脈依存的であると述べている。彼らは、文脈に依存しない高度に統合された生命形態は、完全な統一に向けて文脈依存的な段階を経て進化する可能性があると示唆している。[ 24 ]

ウイルスは、自律的な複製、成長、代謝、恒常性を維持できないため、通常は生物とはみなされません。ウイルスは生物と同様の酵素や分子をいくつか持っていますが、独自の代謝は持っていません。つまり、ウイルスは自身を構成する有機化合物を合成できません。この点で、ウイルスは無生物に似ています。[ 7 ]ウイルスは独自の遺伝子を持ち、進化します。したがって、ウイルスを生物として分類すべきだという議論は、ウイルスが進化し、自己組織化によって複製する能力に基づいています。しかし、一部の科学者は、ウイルスは進化も自己複製もしないと主張しています。代わりに、ウイルスは宿主細胞によって進化しており、ウイルスと宿主細胞の共進化があったことを意味します。宿主細胞が存在しなければ、ウイルスの進化は不可能でしょう。複製に関しては、ウイルスは宿主の機構に依存して複製します。エネルギー代謝とタンパク質合成をコードする遺伝子を持つウイルスの発見は、ウイルスが生物であるかどうかについての議論を巻き起こしたが、これらの遺伝子は細胞由来である。おそらく、ウイルス宿主からの水平遺伝子伝達によって獲得されたのだろう。[ 7 ]
RNAワールドは、地球上の生命の進化史における仮説上の段階であり、DNAやタンパク質の進化以前に自己複製するRNA分子が複製していた。[ 25 ]この仮説によれば、RNA鎖が自己複製を開始し、遺伝性、型の変異、および生殖出力の差異というダーウィン選択の3つのメカニズムを開始したときに「生物」が出現した。RNA複製体の適応度(個体あたりの増加率)は、おそらくヌクレオチド配列によって決定される固有の適応能力と外部資源の利用可能性の関数であったと考えられる。[ 26 ] [ 27 ]これらの初期の「生物」の 3 つの主要な適応能力は、(1) 適度な忠実度での複製により、遺伝性を生み出し、同時にタイプの変異を可能にすること、(2) 腐敗に対する耐性、(3) 資源の獲得と処理であったと考えられます。[ 26 ] [ 27 ]これらの「生物」の能力は、ヌクレオチド配列から生じる RNA 複製子の折り畳まれた構造によって機能したと考えられます。

哲学者ジャック・A・ウィルソンは、いくつかの境界事例を検証し、生物の概念が明確に定義されていないことを実証している。[ 8 ]彼の見解では、海綿動物、地衣類、管クラゲ類、粘菌類、アリやハダカデバネズミなどの真社会性コロニーはすべて、明確なコロニーと明確な生物(または超生物)の間の境界領域に位置する。[ 8 ]

科学者やバイオエンジニアは、 2種以上の細胞から構成されるキメラ、電気機械式の四肢を含むサイボーグ、電子要素と生物要素の両方を含むハイブロット、その他、さまざまな進化を遂げ設計されてきたシステムの組み合わせなど、さまざまな種類の合成生物を実験している。[ 28 ]
進化した生物は、進化発生生物学の部分的にしか理解されていないメカニズムによってその形態を獲得する。このメカニズムでは、ゲノムが精巧な一連の相互作用を指示し、より精巧な構造を次々と生み出す。キメラやハイブリッドの存在は、これらのメカニズムが分子レベルから個体レベルまであらゆるレベルで根本的に変化した状況に対して「知的に」頑健であることを示している。[ 28 ]
合成生物はすでに多様な形態をとっており、その多様性は今後さらに増大するだろう。それらすべてに共通するのは、目的論的または目標追求的な行動であり、それによって設計された結果を達成するために、あらゆる種類の誤りを修正することができる。このような行動は生物の知的な行動を彷彿とさせる。知能は具現化された認知の一形態と見なされている。[ 28 ]