人生の7つの柱

生命の七つの柱は、生命の普遍的な定義を作成するために、2002年にダニエル・E・コシュランドによって説明された生命の基本的な原則です。 ^{[1]この普遍的な定義の明示された目標の1つは、}人工生命と地球外生命を理解し、識別するのに役立つことです。^[2] 7つの柱は、プログラム、即興、区分化、エネルギー、再生、適応性、隔離です。これらはPICERASと略されます。

コシュランドは「プログラム」を「生命システムが時間とともに存続する中で、成分自体と成分間の相互作用の運動学の両方を記述する組織化された計画」と定義しています。^[2]地球上で知られている自然生命では、プログラムは核酸とアミノ酸のメカニズムを通じて機能しますが、プログラムの概念は他の想像上の、または未発見のメカニズムにも適用できます。

「即興」とは、生物システムが、それが存在するより広い環境に応じてプログラムを変更する能力を指します。地球上の即興の例としては、自然選択が挙げられます。

「区画化」とは、生体システム内の空間を分離して、必要な化学プロセスのための環境を分離することを指します。区画化は、反応の成分の濃度を外部環境から保護するために必要です。

生体システムは化学物質の動きや物体の動きという形で純粋な動きを伴い、それらの動きによってエントロピーを通じてエネルギーを失うため、生体システムが存在するためにはエネルギーが必要である。地球上の主なエネルギー源は太陽であるが、地球上の生命には、化学合成に使用される水素ガスやメタンなど、他のエネルギー源も存在する。

生体システムにおける「再生」とは、システム内のさまざまなコンポーネントとプロセスにおける損失と劣化の一般的な補償を指します。これには、化学反応における熱力学的損失、大きな部品の摩耗、および老化によるシステムコンポーネントの大幅な劣化が含まれます。生体システムは、外部環境から分子を輸入したり、新しい分子やコンポーネントを合成したり、新しい世代を作り出してシステムを最初からやり直したりすることで、これらの損失を補います。

「適応性」とは、生体システムがニーズ、危険、または変化に対応する能力です。適応性は、応答がタイムリーであり、プログラムの変更を伴わないため、即興とは区別されます。適応性は、フィードバックおよびフィードフォワードシステムを通じて、分子レベルから行動レベルまで発生します。たとえば、捕食者を目撃した動物は、ホルモンの変化と逃避行動で危険に対応します。

「隔離」とは、化学経路と分子の効果の特異性を分離し、プロセスが生体システム内で個別に機能できるようにすることです。地球上の生物では、タンパク質は機能に特化した個別の構造を持っているため隔離に役立ち、個々の機能に影響を与えることなく効率的に作用できます。

YN・ジュラヴレフとVA・アヴェティソフは、コシュランドの7つの柱を原始生命の文脈から分析し、その概念を「優雅」と呼びながらも、区分化、プログラム、隔離の柱は分化されていない初期の生命には当てはまらないと指摘している。^[3]

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• サイエンス誌の「生命の7つの柱」
• 「生化学者が生命を定義する『7つの柱』を提案」USA Today