科学機器 №898

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2023.4

産学官との連携

科学の峰々

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東京大学 定量生命科学研究所 ゲノム再生研究分野 教授
こ ば や した け ひ こ小林 武彦 先生 に聞く

老化、加齢、死を最先端の見地から研究
新しい死生観を生物学から探る 上
聞き手 ：梅垣喜通

取材日：2023年2月24日（一社）日本科学機器協会 会議室

日本科学機器協会 広報委員長

夏目知佳子 日本科学機器協会 広報委員
岡田康弘 日本科学機器協会 事務局長		（取材・撮影・編集協力：クリエイティブ・レイ㈱ 安井久雄）

小林 武彦 先生のプロフィール【学歴・職歴】
1987年 3月 九州大学理学部生物学科 卒業
1989年 3月 九州大学院理学研究科 生物科学専攻修士課程修了
1992年 3月 九州大学大学院医学系 研究科博士課程修了 理学博士
1992年 4月 日本学術振興会特別研究員
1993年11月 基礎生物学研究所 助手
1994年 8月 米国ロシュ分子生物学研究所 博士研究員
1996年 1月 米国国立衛生研究所 博士研究員
2005年 4月 基礎生物学研究所 助教授
2006年12月 国立遺伝子学研究所 教授
2015年 4月 東京大学分子細胞生物学研究所 教授
2018年 4月 東京大学定量生命科学研究所 教授
日本遺伝学会 会長
日本分子生物学会 副理事長
生物科学学会連合 代表  日本学術会議 会員  現在に至る【受賞歴】
2002年 4月
2004年 4月
2012年 4月
2013年 4月
2016年 4月
2018年 4月
2022年 4月

HFSP young investigators award
日本遺伝学会 奨励賞
平成24年度文部科学大臣表彰（科学技術分野研究部門）
第29回井上学術賞
日本遺伝学会 木原賞
遠州頌徳会遺伝学大賞 奨励賞
新書大賞『生物はなぜ死ぬのか』第２位【著 書】
寿命はなぜ決まっているのか : 長生き遺伝子のヒミツ 岩波ジュニア新書2016年
DNAの98%は謎 : 生命の鍵を握る「非コードDNA」とは何か 講談社ブルーバックス2017年
生物はなぜ死ぬのか  講談社現代新書2021年（2022年度 灘中学等・国語入試試験に文章題として30校以上で出題）

他、編集歴多数2023.4

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生物が死ぬ意味などを研究
学術界やメディアで話題に生命の誕生を生んだ奇跡「進化」は、 変化と選択れます。今話している最初の状態を、私は「生命の種」と呼んでいて、それがRNAになります。

小林先生は「生物が死ななけれ小林

進化は簡単に言うと「変RNAは、Ａ、Ｇ、Ｃ、Ｕという４ばならない意味」 などを、生物化と選択」 です。変化は、親と種類のブロックがひも状に繋がった学者の見地から研究、新たな死は違う多様な個体ができることで長い分子です。この４つのブロック

生観を紹介されています。まず、す。選択は、色々な多様な個体は塩基と言います。例えば“Ａ-Ｇ-生物の起源や生物そもそもの目のうち、たまたまその時の環境のＣ-Ｇ-Ｕ-Ｇ-Ｕ…”といったように長く繋的とは何なのかを、お聞かせい都合がよくて生き残ったり、死んだがっているわけです。RNAのすごただけますか。

りすることを言います。この変化といところは、自身で配 列、 構 造、選択を、専門的には「変異と適応」長さなどを変える事ができるのです。という言い方もします。

これを自己編集能と言います。

小林

生物の起源を考えるには、「進化」を考える必要があります。

ちなみにこの状態は、まだ生物さらにもう１つ、自分のコピーを作なぜなら、「生物」は進化で作らではありません。生物という語にはることが出来る自己複製能を持っれたからです。

定義があるので、それは後ほど触ています。また壊れやすくもあります。

物理や化学、天文学などは138億年前に宇宙が誕生したビッグバ

生命の種「RNA」の誕生ンが始まりです。しかし、生物は地球ができた38億年前からの話となります。現在の生物は、最初にできた生物が進化を繰り返した結果誕生したものなので、その進化をさかのぼっていくと、生命の起源にたどりつくことができるわけです。
生命の誕生は38億年前、地球の熱水噴出孔のあたりで起こった化学反応で、RNAやアミノ酸などの有機物が合成されたことに始まります。有機物というのは生物の材料です。アミノ酸は、筋肉などのタンパク質を作ることで知られる、あのアミノ酸のことです。まだDNAは登場していませんが、RNAというのは遺伝情報を持っている物質になります。このアミノ酸やRNAが化学反応で勝手にできたわけで、実験室でも作ることができます。
そこから奇跡が起こりました。奇跡というのは進化です。つまり進化のプログラムが開始されたのです。

進化のプログラム科学機器 №898

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自分で増える事が出来るけど、こていると、すごく増えやすいものがれはまだ生物ではないのですね。

できます。それが「生命の種」と2023.4

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逆にRNAは不安定な分、反応性んな中で、自分でエネルギーを作生物が化学反応の集合体である膜に覆われた中に“増えやすい”に富んでおり、自己複製や編集をるようになってきたわけです。とするならば、 条 件さえ揃えば、して生物になっていくことになります。

性質を持った、言わばエリート集して他のRNAやタンパク質などとも小林 はい、生物ではありません。

これが生命の起源で、最初に団がいるとすると、それが隔離さ結合しやすい性質を持っています。

化学反応です。非常に長い時間登場した増えやすいRNAが、私れることになります。ここには大きなこのDNAになる過程でも、先ほをかけるわけですが、逆の言い方たちの“超”ご先祖様と言うことです。

意味があります。増えやすいエリー

RNAのＡ、Ｇ、Ｃ、Ｕの塩基に人間は生物を作れるということにそれはどのようなことなのでしょう。

なるのでしょうか。

ど話したような選択が行われたわ

小林 ある膜に包まれた袋が、自小林 それは少し難しいのですが、ト集団であっても、周りに増えにくけです。今話してきたように最初に分でエネルギーを作るような遺伝子答えとしては作れません。

増えやすい性質で選別されてきい性質のものがあると、なかなかDNAは登場しないわけで、反応を獲得してしまったということだと考まず現在、これだけ科学が進歩たRNAが生命の起源ですね。

マジョリティーになりにくいのです。

性がより高いRNAが仕切っていたえられます。こうなると、もう細胞かしてDNAもタンパク質も作れますが、ですが、たまたま膜に覆われて隔時代が最初にあったと考えられてもしれないというところです。これも生物は作ることができないのです。

離されると、膜の内側だけで完結います。ちなみにRNAはなくなった

やはり「変化と選択」を袋単位でではこの先はどうかというと、ものして増やすことが出来るようになっわけではなく、ワクチンでメッセン繰り返して起こったことなのです。

すごく時間がかかるかもしれません

たわけです。

ジャー RNAという言葉を聞くように、そのようにして、先ずは、“増えが、生物と同じ仕組みのものは作やすいRNAのどれが残るか”というれるでしょう。しかしそれを生物と競い合いだったものが、膜に包ま言えるかというと、おそらく言えないれた袋単位で起きて、その中でいです。無理やり言うならば“生命現わゆる細胞のようなものが進化して、象を行う化学反応体”という人工物最初の生物になったと思われていになるでしょう。

をすると、時間をかければ勝手に進む化学反応です。

が膜に包まれるのです。

ついて補足すると、ＡとＵ、ＧとＣはくっつきやすい性質を持っていま小林す。それを利用して、まるで鋳物“もの”でした。

生き物の起源はRNAというを作るように自己複製します。最初

RNAというのは、Ａ、Ｇ、Ｃ、Ｕは１本の鎖だったものが、元の塩という塩基の配列によるデジタル情

そうすると次の段階では、膜に基が「型」になって鋳物を作る要報です。このデジタル情報をゲノム包まれた袋ごと増えるようになりまし領で2本鎖になるのです。そのうえと言います。そのゲノムが壊され、た。それが「細胞」の起源となるで、並び順を変える自己編集をす作り変えられ、選択されてきたのが、わけです。そうして細胞ができ、まるのです。

進化のプログラムです。

た変化と選択によって増えやすい今もDNAと共存状態です。

地球に生命が誕生するのは０ではない奇跡的な確率細胞が残り、さらに変化と選択の小林

中で、細胞が集まった多細胞生率を表すのに、こんな例えがありま物ができ、細胞が増えて多機能とす。「25メートルプールにバラバラ

人間も含めた生命も化学や物理的に地球上で共通の１個の細胞なっていきます。そうしたことを繰りに分解した腕時計の部品を沈め、の現象になるのでしょうか。

から進化したものであるということ今話したようなことを繰り返返して今に繋がっていくことになりまぐるぐるかき混ぜていたら自然に腕かりやすくＡ・Ｂ・Ｃ・Ｄ・Ｅと5種類し、やがてRNAは周りにあるアミノす。話してきた変化と選択は、原

時計が完成し、しかも動き出す確小林のRNAができたとします。その中酸を繋げる性質を持つものが現れ理として今でもずっと続いています。

率に等しい」。そのくらい低い確率

命現象は化学反応になります。

でＡが最も増えやすい、自分のコます。アミノ酸が繋がるとタンパクまとめると、生き物の起源であるですが、ゼロではなかったというこピーを作りやすい性質があるとする質になります。そして、RNAとタンゲノムつまりデジタル情報は、壊さと、やがてＡだけになるのです。

パク質は、ドロドロとした塊を作るよれ、作り変えられ、選択されて進他のＢからＥも増える性質はあるうになります。これを液滴（えきてき）化をしました。現在でもこのプログゼロではなかったといえ、奇跡的のですが、Ａに比べると増え方がと言います。こうして、材料と密着ラムが続いています。と言える確率ですね。どこから生

そして、化学物質で集合体が遅いために、Aに材料を取られてしたより生産効率の良い自己複製物と呼んでいいのでしょうか。

できるとエントロピーが増えるので、しまうのです。なので、5種類あっマシーンになったわけです。タンパ

ゲノムのデジタル情報で、RNAたものが、Ａだけになるわけです。

ク質は化学反応をさらに促進させまという言葉が出ましたが、それが小林 生物の三要件（必要条件）や生物の場合には、エントロピーそしてＡだけが自分をコピーしてす。おかげで「作っては分解して私たちがよく耳にするDNAになっというのがあります。自己複製をすが壊れていく速度と集合する速度増えていくようになりますが、その中作り変えるリサイクル」が加速します。ていくのでしょうか。

ること、膜に包まれていること、自が並行状態にあります。だから生分 でエネルギーを作ることです。

命体の形を保って見えます。その小林先生の著書のタイトルであるですので、先程、“増えやすい体の中では、いつも代謝が起こっ「生物はなぜ死ぬのか？」という

DNAは２本鎖のらせん構造をとエリート集団”が膜に包まれるようにていて、物を壊す・作るを繰り返しことについて、お考えをお聞かせりやすく、RNAよりも安定していてなると言いましたが、それでもまだていて、それが並行状態にあるのいただけますか。

分解されにくい性質を持っています。

厳密には生物ではありません。そが我々の体ということになります。

またヌクレオチドが20個連なったRNAがあるとすると、4の20乗の違った配列ができます。つまり約１増えやすいエリート集団が膜に囲われて生命へ兆種類ものRNAを作れるのです。
すると面白いことが起ります。分

小林

で“ちょっと違う”コピーが変異により登場します。これをＡ’とします。Ａ

そうして、一気に進化が加速しがＡ’よりも増えやすい場合、先程とたわけでしょうか。

同じように、次第にＡ’ばかりになります。このような事を延々と繰り返し

小林 もう１つ段階があり、それら小林 そういうことです。

生命が地球に誕生する確とです。

ます。

なぜかというと、先ほど進化のことを話してきましたが、生物は基本があります。ですので、生物のよう言い方としては、全ての生生物の個体として見た場合、そなロボットがいても、人工的に生成細胞を作ったとしてもそれは生物とは言わないと思います。の内部で起きていることをバラバラ

あくまでも地球上の生物は、地に分解してみれば、化学反応の球でできた１個の細 胞が起 源で、集合体ということになります。

私達も皆、遡ると最後には１個の普通は分解してしまいますが、人細胞に行き着くわけです。その子孫が私達ということですね。

死とは、 進化が作った生物の仕組みの一部

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小林 ここまでのおさらいになりますが、生物は進化の結果できまし

人間以外の多数の生物には実は「老い」がない！
？

た。その進化というのは作って・2023.4

産学官との連携り出産ができるのです。それに対してヒトは特殊で「老後」はヒトになってからできた期間なのです。

ヒトだけに見られる長寿のけん引役は年配者その役割とは？

重要な役割があり、年配者がいる確保のために遺伝情報をミックスし集団が有利になったということになた方がいろんな子どもができ、それります。

が圧倒的に生き残る確率を上げた壊す、ということを繰り返しながら、

小林変化と選択が行われることでした。

考える時の面白いデータがあります。

お話した“壊す”あるいは“壊れる”

哺乳動物の寿命と閉経後何年生ということは生命の死にあたります。

存したのかということを調べたもの

小林 ここが不思議です。霊長なので、生物とは「死ぬようにできです。人の場合は50歳前後で閉類でも「老後」はヒトになってから小林 はい。おばあちゃんが元気ている」ということです。

経をして、国や個人差で寿命はできたものです。ではヒトとサルのだと、子だくさんになるという説です。

小林 そう考えられます。ヒトがこ孫も弱くて、環境の変化に弱いわ違いますが80歳前後くらいまで30違いはなんだろう？と思うわけです。

先程、閉経後も寿命が長い陸

こまで長寿になったことをけん引しけです。

死ぬようにできているからこそ生年ほど生きます。しかし、他の哺ここからは私の見解で、体毛が上動物の稀な形としてヒトが存在してきたのは年長者なのです。そう物なのだということでしょうか。

乳動物は、閉経後の寿命がほと関 係しているように思っています。ていると言いましたが、つまりヒトのでないと説明がつきません。

んどないのです。あるのは、ゴンド

人はサルのような体毛がなく、人と場合は、“閉経後の女性に大切なまた、補足すると、なぜ年長者が日々刻々と変わってきました。私が集団をまとめる力があったかとい達が生きているすごく短い時間でもうと、 老 いていたからなのです。

色々な天変地異があるのですが、若い時と違い、利己的な目標がな

もっと長い目で見ると、壊滅的な変人間と生物一般の老化をということです。単細胞で分裂して人はどうしてそうなったのでしょう。

栄えるというのは、子孫がたくさ年長者が大切な役割を持ったか増えている場合は、子孫といってんできて育つということですね。

ら、ヒトという集団が永らえてきたも自分と同じクローンができることにということでしょうか。

なり、同じ性質を持っています。そうすると、自分が弱い性質には子

地球環境は長い目で見ると、気温や酸素の組成など、色々なこと小林 そう言えるでしょう。生物がウクジラとシャチくらいなのです。ラチンパンジーの違いは、老後の有役割があった”ということになり、母なぜ死ぬのかではなく、死ぬもの

イオンもウマもサルもゾウも、閉経後無以外は、体毛の有無になります。

親を介助するという役割などです。

だけが進化できて、今存在していは長く生きません。要するに生涯これは結構なポイントで、体毛がなるという考え方が正しいと思います。

現役なのです。老後があるのは、

いと母親はいつも赤ちゃんを抱っこおばあちゃんに重要な役割があっくなり、利他的になっていって、そ化と言えるものがあったわけです。

壊れていく過程が老化ということに陸上の生物ではヒトだけと言っても、していないといけないのです。

た一方で、おじいちゃんはどうなれがリーダーになるわけです。そうそうした中でわずかな生き物だけなります。

言いすぎではないのです。のでしょうか。

いうことで、利己から利他への意が生き残る大量絶滅を繰り返して識の変化に多分「老い」というのいます。大量絶滅の中で生き残っ小林 おじいちゃんにも、ちゃんとが重要だったのであろうというのが、てこられたのは多様性のおかげな意味があります。

私の最近の説です。のです。

チンパンジー や サ ル の 母 親 は、つまり「老化や死があるものだけが進化できて現存している」わ

これは驚きです。つまり他の生物けで、これが「生物が老化、そしは、死ぬ直前まで子孫を増やせて死が存在する理由」です。生る体なのですね。

小林 そうです。チンパンジーもゴそもそも私達ヒトであるホモサピ物は、そのようなデザインで最初か

小林 そういうことで、チンパンジー

リラも、赤ちゃんは生まれたその日

エンスが進化したのは、集団が大なぜヒトに、いわゆる老いの期間性が雌雄の２つだけでなく３つやらできているということです。

でもゴリラでも、死ぬまで生理があから母親が何もしなくてもしがみつきくまとまっていたからと言われていができたのか、老いの期間にな４つ以上あってもいいような気もしいていてくれます。母親に何も行ます。その時に恐らく、“おじいちゃるヒトがどんな役割を持ってきたますが、ほとんどの生物で性別動制限かからず、母親は、くっつん”が活躍していたのではないかとのか、現代にも通じる考えで興は雌雄２種類なのは、どういうこいている赤ちゃんと一緒にそのままいう考察がされます。

味をそそられます。とからなのでしょうか。

多くの生き物の「性」が雌雄２種類であるのは？

小林老いる哺乳動物はほとんどいない？

抱っこする必要がないのですか。

木に登ることができます。それは体どう活躍したかというと食糧の確毛があるからです。一方でヒトはそ保が生存につながるわけですが、うはいかず、赤ちゃんを抱っこしな

年 長 者は経 験・知 識 が 豊 富 で、いといけないので、誰か他の介助また私欲が少ないとも推察されます。

者がいないと、１人で育てることがそうして年長者がいる集団が栄えほとんどの生物に性がありますよ

性が3つ以上あり、それが交配とても困難なのです。ていきます。集団が豊かになると、ね。子孫をより多く増やすなら交して生まれる子どもは、多種類にな

その特性を踏まえて「長寿化の年長者の知識はますます求められ、配せずに１つの性で良かったのります。しかしその場合、せっかくおばあちゃん仮説」というのがあり地 位も高くなり、 元 気になります。

ではないかと思いますが、それ親が獲得した、生存に有利な遺ます。
これは私の説というわけでなく、このようにして、寿命延長の正のはなぜでしょうか。

伝情報が子どもに受け継がれなく有名な説で「おばあちゃんが元気スパイラルが生まれていきます。

で長生きの家庭は栄える」というものです。

少しまとめると、女 性も男性も、年配者には家庭、社会、集団でいくつかの意見があります

が、種類を増やしすぎるとマイナスが多かったことが考えられます。

なることも多くなります。そう考えると、
小林

多くの生物学者が唱えていプラスマイナスで考えると、3種類る１つの観点としては、多様性の以上の性を持つことは、マイナス

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産学官との連携の方が多かったのではないかといがしやすいと思います。

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老化と死、それはDNAが壊れること

表1 早期老化症の原因遺伝子はゲノムの修復遺伝子

これはヒトだけでなく生物全般に言えることなのでしょうか。

う考察ができます。つまり、ある程例えばキリンの首が長くなったこ

度生物の形ができた時点になってとが 有 名ですが、キリンの首は、からは、色々な種類同士が交配高いものを食べようと努力して長く老化や死は、生命があらかじめ

小林 最近の論文で『Nature』や生殖をおこなってフルモデルチェなったわけでなく、たまたま突然変そのようにデザインされたものだとに色々な動物の寿命とDNAの壊ンジするよりも、マイナーチェンジの異で首が長い個体が出てきたら、いうことでした。DNAにそういうれやすさを調べた論文が掲載され方が良かったというのは、生存にその時の環境がたまたまマッチしてことが刻まれていると言えるのでました。これはDNAが壊れやすい適してきたということなのではないか生き残ったということです。普通は、すか。

生物が短命で、壊れにくい生物ほと考えることができます。

首が長いなんて絶対不利なのでど長寿であるということを明確に示

また、子どもを作る相手探しにしす。バランスも悪いですし、キリン

小林 そのあたりを、進化の過程したものなのです。グラフにすると、ても、3つ以上の相手がいると探しを見ると分かりますが、水を飲むのに立ち戻ってお話します。

寿命の長さとDNAの壊れやすさがにくかったのかもしれません。多くも大変飲みにくく不便極まりません。

生物は自己複製をしながら次世代きれいに反比例します。の生物が雌雄の2種類なのですが、でも、たまたま首が長い生き物がでに生きていきます。それはDNAを昆虫などを見ても、その2種類のき、たまたまその首が長い生き物に複製するということですが、DNAなくなって死んでしまうというようなこ

修復に関わる遺伝子の働きが普トです。やはり、最もDNAが壊れ雌雄が出会うだけでも相当大変なとっていい場 所に食 べ 物 があり、は複製する時に切れたり、間違えとが起こります。この過程が老化通の人に比べて弱いのです。そしにくく、日本人の場合は、ヒトの寿のだということは観察できます。フェそれら偶然が重なって、生き残ったりすることが起こるわけです。そであり、その結果が死です。て寿命が短いという症状がありま命が80数歳です。

ロモンを出したり、植物にしても一たのです。そうでないと、もし首がれに対しては、DNAの修復酵素DNAの情報というのはゲノムです。今、ウェルナー症候群を例に寿命がもっとも短いグループの気に花を咲かせてみたりして子ども長いだけが良いことだったら、多くというものがあって、間違いがあっす。そうすると「生物はなぜ老い、あげましたが、ゲノムが壊れやすい

哺乳類ハツカネズミは、ヒトの10倍を作る手段を獲得していますが、2の生物は首が長いはずなのですても直しながら生きていくのです。

そして死ぬのか」。その分子レベために早期に老化が見られる、ま以 上DNAが 壊れやすいのです。

種類の性でそこまで大変な形があが、キリン以外にはそんな生き物

基本として、DNAが壊れていくこ

ルでの１つの答えは「ゲノムつまりた寿命が短くなるという症例の病気その他、イヌ、ネコ、ウサギ、トラ、りながら、それが3種類以上だとまはないのです。結果として、そうなっとは今も昔も変わらないわけです。

遺伝情報であるDNAが壊れるかはいくつか見られています。表1

ウシ、ライオン、キリン、ウマ、サすます困難であるという想像はできたということです。

そ のようなDNAの 間 違 いをら」ということになります。これがそして生物学的見地から、今もルなど様々な生物のDNAの壊れ“DNAの傷”という呼び方をします

最新の私の研究でもあります。

大昔も、RNAが壊れると死ぬといやすさと寿命をまとめているのです

うことは、変わっていないのです。

が、長く生きる動物ほどDNAが壊ます。そして、ここもやはり“選択”最も長寿な生物（哺乳類）がヒがはたらき、たまたま進化の過程

進化は“たまたま”で、目的はないが、段々傷が治しきれなくなってくで性別は大きく2種類というのが残のだというのは、驚きです。

るとDNAは壊れて死んでしまいま

老化と死という現象は何なのかと生物は進化を続けていますが、これにくいということも明確で非常にす。要するにベースの機能が保ていうことに、新しい理解が生まれこからは逃れられないですし、“作っ分かりやすい報告になっています。

ました。て・壊 す”が 進 化なの です の で、りやすく、生き残ってしまったということでしょう。

進化には目的はない！

その証とも言えることです。

ゲノムが壊れて老化するのは現在も同じ

小林 単純なようで、実は、こうい

次号「科学の峰々」
では、引き続き先生にお話を伺います。
小林 武彦

うことを明確に言った人はあまりい“たまたま”ということの連続で今ません。の生物があるという感じを受けま

その「ゲノムが壊れることが老すが、そういうことでしょうか。

いであり死である」ということなのですが、例えば、ゲノムが壊れや

小林 はい、そういうことなのです。

すい病気というのがあります。ウェ

進化には目的がないのです。こうルナー症候群など、ヒト早期老化した方が効率いいのにという考え症です。これは老化速度が速くな方が実は成り立たなくて、結果的る潜性の遺伝病で、思春期を過に生き残ったものがこうなっているとぎてから急 速に老 化が現れます。

いう結果論から考えるのが、理解

その方のゲノムを見ると、ゲノムの生命は１つの細胞がご先祖様。
死や老化は、そこからの進化を受け継ぐものなのです