17. 微生物・・・地球上で最も古い住人でありながら人類には最も新しい知人
細胞が地球上に出現してからずっと存在し続けた一群の生物がバクテリアである。この生物の歴史について語られることはほとんどない。化石による分類が不可能で、地球の絶対年代に当てはめることができないからだ。唯一使える方法は遺伝子の情報の比較による分岐年代の推定である。化石を残すような生物と同様に時には絶滅したバクテリアもあったであろうが、その存在は永遠に解明されることはない。
現代において、おそらく過去においても、最も種類が多く、数が多いのもこの生物群である。
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目に見えないようなサイズの生物を微生物と呼びます。彼らは最も古くから出現した生物ですが、その歴史はまったく分かりません。他の生物に寄生したり、生体の分解を担っている微生物は、その生物と共進化したと考えられます。
微生物を表す言葉は色々です。分類は学術的に一義的に決まっています。しかし、学術的な分類よりすこし身近な分類にしたがって概観してみましょう。紹介するものは大きなものから小さなものへ、体が複雑なものから単純なほうへ、ライフサイクルが複雑なものから、単純なものへ。
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プランクトンとは、自力で泳ぐことのできない水中を漂う生き物の総称です。一般的なイメージでは水中の小さな生物ですが、クラゲの仲間は数メートルもあるのにプランクトンと呼ばれます。プランクトンにはたくさんの種類の生物を含みます。プランクトンは動物と植物に分けることができます。陸上の草や木の役割を果たすのが植物プランクトンで、これを動物プランクトンが食べ、さらに魚や鳥がこれを食べることによって水中の食物連鎖を形作っています。
植物プランクトンの代表は珪藻などの単細胞生物です。動物プランクトンの代表は多細胞生物の甲殻類またはその幼生です。甲殻類は5億年前のカンブリア紀からずっと生き残ってきました(No.11 多細胞生物の発展)。
プランクトンと人間社会の関わりは、食物連鎖です。プランクトンがいないと動物性の海産物は全滅します。PCBなどの有害化学物質の生物濃縮のスタートがプランクトンです。環境汚染による赤潮の発生が養殖に被害を与えます。
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原生生物(原生動物)とは単細胞の真核生物のことです。しかし、真核生物の中には、細胞性粘菌のように生活史の中で単細胞と多細胞の両方の状態をとるものがいたり、緑藻類のように同じグループの中に単細胞と多細胞の両方の種がいたりします。中学校の教科書に出てきた光合成をする動物、鞭毛虫(藻)であるミドリムシ。淡水性のプランクトンです。SF映画やSF小説などに出てくる不定形で、ゼリー状のアメーバ。
アフリカでツェツェハエが媒介するねむり病の病原体トリパノソーマや、蚊が媒介するマラリア。病気を起こす原生生物を医学では原虫と呼びます。原虫は人間に特有な感染病原体ではなく、種々の動物にも感染し、病気を起こします。
原生動物の細胞は多種多様で、細胞内小器官や細胞外小器官を持つ、持たないで分類されます。小器官には、鞭毛(細胞の外にあり、鞭のような運動器官)、繊毛(細胞の外にあり、刷毛のような運動器官)、ミトコンドリア(細胞の中にあり、酸素呼吸を行い、エネルギー分子を作り出す)、葉緑体(細胞の中にあり、光合成を行い、糖を作り出す)、核(遺伝物質を保管し、必要な遺伝情報のコピーを細胞質のタンパク質合成装置に送る)、偽足(アメーバをイメージしてください。細胞質の一部を伸ばし、運動する)、細胞壁もしくは殻などがあります。鞭毛、葉緑体、ミトコンドリアは共生によりできあがった小器官とされています(No.9 生殖)。
さらに、核が2種類あるもの、細胞が細胞の中に共生した二重構造のものなどがあります。ライフサイクルも多様で、胞子を作るもの、オスとメスがあるもの、無性生殖期と有性生殖期があるもの、ないものがあります。
この生物群に比べると動植物の体を作る細胞は、組織によって多少形は違うものの、その基本構造は変わりません。原生生物は単細胞として生きるスペシャリストです。また、進化とは1つの種が2つに分かれるといった分岐形のイメージがありますが、原生生物では共生(融合)による多様性の獲得が重要な進化の原動力です。
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プランクトンを代表とする微生物を発見したのはオランダのレーベンフックというアマチュアの科学者です。小さな穴の空いた2枚真鍮板の間に球形のガラス玉を入れただけの非常にシンプルな単眼の顕微鏡を発明しました。現在の顕微鏡は2枚のレンズを組み合わせて高い倍率を出しますが、レンズの調整が難しく、当時ではなかなか実用的なものができませんでした。レーベンフックの顕微鏡は270倍くらいまで見ることができたそうです。微生物の定義を「操作的」に言い換えると顕微鏡を使わなければ見えない生物です。
顕微鏡の発明により、人類は感染症という恐ろしい病気の本体を発見しました。微生物というとばい菌、病原体、疫病の本体というマイナスイメージがあります。それまでの感染症は疫病として、見えない空気のようなもの(瘴気)として恐れられ、人類には対処療法か、旱魃や洪水のような天災のひとつと考えられていました。
微生物の発見は中国やインド、イスラムでは起こりませんでした。微生物を利用すること(醗酵、醸造など)は微生物の本体を解明することと別に行われていたのです。
ヨーロッパ社会では微生物の発見に象徴されるように自然科学が成立しました。自然科学は、自然には絶対的な真理や法則があることを前提としなければ成立しません。自然を、ただ、ありのまま観察し、因果関係や現象を整理し、解釈するだけでは不足です。ここまでの研究は中国やインド、イスラムでもたくさん行われてきました。
ニュートンはリンゴが木から落ちるのを見て万有引力を発見したと言われます。リンゴが木から落ちるという現象は、当然、イギリス以外でもありましたし、人類が出現してから人類によって観察されていました。落ちることを万有引力で説明することは科学的な考え方です。自然と一体となって暮らさざるを得なかった時代、自然と接することから生まれる自然観と大きく異なります。
自然には絶対的な真理や法則がある。この考え方は西ヨーロッパで発展したキリスト教の考え方です。聖書は神の言葉として重要です。さらに、神の造った世界を理解することも神の意図を読みとる行為です。そして、神の意図とは法則・真理です。以上がキリスト教の考え方でした。
イギリスの科学者ロバート・フックは、2枚の凸レンズを付けた現代的な顕微鏡を作り、ノミ、シラミ、ハエなどの小さな生物を正確に観察して、1665年に「ミクログラフィア」を出版しました。ミクログラフィア以後、はヨーロッパの王侯貴族や富裕階級の娯楽の対象として顕微鏡は大いに流行しました。レーベンフックの発見もイギリスの王立科学アカデミーに報告されています。「神の御業をありのままに観察すること」は有力者、知識人たちの常識だったのです。
日本に顕微鏡が渡来したのは18世紀の中頃です。日本でも顕微鏡は大流行し、大名、医者、本草学者などに珍重されたばかりでなく、一般の人々も出版物などを通じてその日常性を越えた新奇な世界に魅せられました。
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自然科学的な考え方による観察は徹底していました。人体を解剖して内部を詳細に調べることはヨーロッパ以外ではそれほど重要視されていませんでした。ヨーロッパでは人体を特別視することなく、その内部をひとつの対象物として観察したのです。医学には大きな貢献をしました。
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自然科学の考え方にはもうひとつ特徴があります。実験です。実験は、仮説に基づいて、人工的な環境を作り出し、その中で発生する現象を観察します。観察結果と人工的な操作とを関連付け、仮説を検証します。同じ操作を行えば、人、場所、時間が違っても同じ関連事象が繰り返されること(再現性)が確認されると、仮説は法則、真理として解釈されます。
キリスト教では神と人間との関係は神が人間に対して絶対的支配者ですが、自然はあくまで人間にとっての客体であり、支配の対象である、と考えます。仏教の無常観や、人間は自然の流れの一部であるという世界観からは程遠い考え方です。近代のヨーロッパではキリスト教の世界観の影響下、自然の産物に対して、徹底した実験が行われました。自然な対象物が動物である場合、それは動物実験となります。近代ヨーロッパでは生きたまま(もちろん、麻酔はありません)動物を解剖し、臓器の運動を観察したことにより、動物(人間)の体の仕組みが明らかにされました。また、大学の講義でこのような実験が教育のために繰り返し行われました。山内 一也著、「異種移植―21世紀の驚異の医療」 河出書房新社の動物倫理の章が参考になりました。
人体を対象とした実験はないでしょうか。製薬会社はボランティアを募集して薬物の投与試験を行います。投与される薬物は動物試験をたくさん行って、安全性が高いものを使う仕組み(行政)になっています。戦争時にはナチスや石井部隊による人体実験が行われました。そのデータはアメリカ合衆国やソビエト連邦が持ち去り、両国の医学の発展に利用されたそうです。このような機会、実験は通常時ではほとんど不可能であるからです。原子力を利用するための安全ガイドラインは広島・長崎の被爆者の追跡調査により策定されました。数年後にはその基礎データにチェルノブイリ事故の被害者が加わるはずです。
大学時代、病気は自然の行う人体実験とおっしゃった医学部の先生の講義を受けました。真意は「病気がなければ人間の体の仕組みは理解不能であった」ということです。すなわち、異常という状態がないと正常な状態は理解できない。何かの異常による不具合がきっかけとなり、その原因を追究する。正常な状態と異常な状態を比較することで、正常なときの体の仕組み、調整能力が明らかにされる。特に、細胞レベル、分子レベルでの体の働きについては、その細胞、分子が機能不全になる病気がないと、働きが正確には理解できません。
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医学が発展したおかげで、人間があまり死ななくなりました。特に、乳幼児の死亡率は圧倒的に下がりました。医学の発展の歴史には多くの動物の、患者の、患者でもなかった人の犠牲があります。動物愛護の観点から、動物実験を禁止しようという動きがあります。いろいろな議論がありますが、私には全く必要ないわけではないとボケた結論しかありません。問題提起で終わりたいと思います。現在の日米欧の医療水準が十分なのか。もし、不足ならまだまだ動物実験は人間にとって必要です。過分な水準なら、あまり必要ありません。人間社会にとって必要な化学物質などの安全性を確認するだけの試験で十分です。医療水準や生活必需品の化学物質が十分か否かを判断するものさしが必要で、それは1種類とは限らないでしょう。
つづく