地球上のすべての生物の共通の祖先である LUCA は、遺伝子の形で生存特性を子孫に伝えました。彼の子孫の一部は（おそらくは大きかったと思われるが）生き残れなかった。しかし、あるグループはそうしました。細菌は 35 億年前に出現し、現在地球上で最も数の多い種類の生物です。
細菌細胞は、裏庭に生息しているか、熱海や北極圏に生息しているか、シルト質の池や砂漠に生息しているか、グランドセントラル駅の男子トイレに生息しているか、あるいは大腸内の毒素やプロバイオティクスとして生息しているかにかかわらず、多くの役割を果たさなければなりません。これは人間が生きて健康を維持するために行うのと同じ重要な仕事です。つまり、危険を回避し、栄養素とエネルギー源を検出して吸収し、適切な体液と電解質のレベルを維持します。
そして、彼らの種が生き残るためには、繁殖しなければなりません。私たちと同じように、彼らは行動において環境と相互作用することなど、多くの生存ニーズを満たしています。
1 つはすべてのために
細菌の全身は単一の細胞に含まれているため、感覚活動と運動活動を調整するための個別の感覚器官、筋肉、または神経系を構成する余分な細胞はありません。一つの細胞は単独で働きます。
多くの細菌は移動性であり、日常の生存において絶え間なく混沌とした動きを利用します。それらは、鞭毛と呼ばれる繊維状の突起を制御する分子モーターのおかげで動きます。 「泳ぐ」と「タンブリング」の2種類の動きを使って移動します。すべての鞭毛が反時計回りに回転すると細菌は一定の方向に流れ、鞭毛が時計回りに回転すると細菌は転倒します。
モビリティには利点とコストの両方があります。それには鞭毛が必要で、 鞭毛の動きは細菌の毎日のエネルギー供給の大部分を消費します。プラスの面としては、移動性があれば、食べ物を手に入れたり、危険を回避したりする機会が増えます。 先ほど述べたように、バクテリアの原始的な動きはタクシーと呼ばれ、有益な物質への配向反応、有害な物質への反対方向への配向反応です。有用な物質は誘引剤と呼ばれ、有害な物質は忌避剤と呼ばれます。タクシアは移動する生物にのみ見られるため、静止した植物の茎、葉、根の向性とは異なります。タクシーの場合、生物全体が空間内での位置を変更します。
タクシーは、受容体による誘引物質または忌避物質の検出の結果として開始されます。受容体には、環境中の化学物質の濃度に敏感な受容体 (化学受容体) もあれば、光に敏感な受容体 (光受容体) もあります。化合物の影響下での挙動は走化性と呼ばれ、光の影響下での挙動は走光性と呼ばれます。
タンブリング動作はバクテリアの瞬間的な状況に依存します。誘引物質が検出されると、転倒が減少し、バクテリアがその物質に向かって流れるようになります。一方、忌避剤の存在によりロールオーバーが増加し、移動方向や撤退方向の変化が生じます。タンブリングや水泳の発生は、細菌の受容体から送られる分子シグナルに依存します。これらの反応の強さは、刺激（化学物質または光）の濃度によって異なります。
暖かい、暖かい、燃える！
細菌細胞も健康を維持するために適切な量の体液を維持する必要があります。水が多すぎると細胞は爆発し、水が少なすぎると爆縮します。 このプロセスには、電解質 (ナトリウムやカリウムなどの塩) と水の間の一連の複雑な相互作用が含まれます。塩濃度が細胞の内側よりも外側の方が高い場合、水分が除去され、液体と塩のバランスが保たれ、細胞の破裂が防止されます。内部の塩分濃度が高すぎると、細胞の崩壊を防ぐために水が引き込まれます。
動物の体内のさまざまな細胞の体液バランスの維持にも同じことが当てはまります。
私たちの細胞に塩分が多すぎると、細胞から塩分を引き出してバランスを回復するために水分を摂取します。嘔吐、下痢、または激しい運動によって水分が失われると、電解質の量が減少し、細胞のバランスが崩れます。その後、例えば電解質が豊富な飲み物（ゲータレードなど）を飲んだり、重度の場合は点滴によって電解質と水分を補給する必要があります。
細菌細胞も健康を維持するために適切な体液量を維持する必要があります。水が多すぎるとセルが爆発し、少なすぎると内部が破裂します。
温度の変動は細胞の生存に必要な生理学的プロセスや化学反応を混乱させる可能性があるため、多くの動物は外気温の変化にもかかわらず内部温度を一定に維持する生理学的メカニズムを備えています。動物も行動を利用して体温調節を行います。私たちは服を脱いだり、日陰を探したりします。暑すぎると、寒すぎると新しい服を重ね着します。一部の哺乳類は定期的に毛を抜けます。鳥は渡りをします。
一方、細菌は内部温度を設定値付近に維持する代わりに、自らの生理機能を外部温度に適応させるために特定の生化学プロセスを再構成します。おそらく、初期の単細胞生命体がさまざまな気候で生き残る能力を決定したのはこの特性だったのでしょう。しかし、それを超えて、細菌は外部の温度を感知し、外部環境に適応するために行動を使用します。
グループでもっと楽しく
細菌は、他の生物と同様に、時間が経っても生き残るために繁殖しなければなりません。人間や他の多くの動物の場合、生殖には通常、別の生物の参加が必要です。しかし、細菌の場合、それは単に細胞分裂の問題です。性は単細胞原生生物の細胞分裂の変化として出現し、細菌が何十億年も使用してきた無性生殖形式がなければ存在しなかっただろう。
バクテリアの生殖自体は社会的活動ではありませんが、バクテリアはある意味で社会的生物であり、表面上で凝集することがよくあります。 そして文字通り個々の細胞をくっつける化学物質を分泌します。このようなクラスターはバイオフィルムと呼ばれます。
シャワーの壁についた歯垢、べたべた、電動歯ブラシ、自然界の多くのぬるぬるしたものなどがバイオフィルムの例です。最近の研究では、これらの細胞は受動的に互いに付着しているだけでなく、食物の摂取と生殖を調整する電気信号を生成することによって通信し、新しいメンバーをグループに引き付けることが示されています。
より複雑な生物において、特定の場所や物に引き寄せられる、または匂いに基づいてそれらを避けるなど、対人的または社会的相互作用に属する行動の多くは、実際には同様の単純な要因で説明できます。
細菌は何について言及していますか?
バクテリアは自分たちの世界に関する情報を吸収し、それを将来の行動の指針として使用することもできます。たとえば、環境条件 (温度、酸素レベル) の内部分子表現を作成し、それを使用して後で環境条件を予測し、適切に対応できるようにするという証拠があります。つまり先ほども言ったように、彼らは学んで覚えているのかもしれません。細菌の学習の証拠は主に理論モデルに基づいていますが、単細胞原生生物の学習と記憶については確かな証拠があります。 学習と記憶には神経系は必要ありません。
私たちはしばしば記憶について人間中心的な見方を採用し、それを意識的に過去を思い出す能力と定義します。しかし、記憶は主に細胞の機能であり、単細胞生物であろうと多細胞生物であろうと、過去を使用して細胞の将来の機能を変更することを可能にします。同じことが、私たちの精神生活の多くと、私たちの意識におけるその現れについても言えます。
上記の文章は、コペルニクス センター プレスから出版されたばかりのジョセフ ルドゥーの最新著書『私たちの意識の歴史』からの抜粋です。
意識は、後ほど説明しますが、多くの点で人間にとって役立ちますが、特に数十億年前に遡る生存メカニズムに関しては、行動を能動的に制御するというよりも、行動を受動的に観察することが多いです。
この脳自身の活動を認識する能力によって、 望むときに確実に生存できるようになるのです。 恐怖、喜び、その他の感情を経験し、自由意志を使って次に何をするかを決定することさえできます。
出典:
上の文章は、コペルニクス センター プレスから出版されたばかりのジョセフ ルドゥーの最新著書『私たちの意識の歴史』からの抜粋です。