・・・次へ 
現在の完成された生命システムから見ると、無機物から生命体を作り出すには最低でも百の機能するタンパク質を作り出し、それぞれにその触媒作用や構造について進化する必然性を用意しなければならない。また、最初の遺伝情報分子がRNAだと仮定すると、タンパク質の情報がRNA分子に書き込まれた必然性を考えなければならない。部品がそろったとしても、それらを混ぜても生命体はできない。
現在の生命の起源に関する研究は生体を構成する分子が無生物的にどのように合成されるかが重要なテーマである。
生物体を造る生体高分子は、炭素、窒素、水素、酸素を主要構成元素とし、硫黄、リンなどを含む。炭素、窒素は生体高分子の骨格を構成する。炭素は共有結合を作る4つの腕を持ち、窒素は3つの腕を持つ。酸素は2つ、水素は1つの腕を持つ。これらの腕を完全につなぎ合う形で分子が構成される。
代表的な生体高分子は糖、タンパク質、核酸である。これらの分子は数種類のユニットが単一の法則で結合した一次元的な構造をしている。糖のユニットは単糖であり、グリコシド結合で結合している。糖はユニットが線上に並び、ときどき枝分かれをするなど、複雑な並び方をする。タンパク質のユニットはアミノ酸で、アミド結合でつながったものである。タンパク質はアミノ酸が一列に並ぶが、アミノ酸の組合せにより、すだれ状（平面になる）、らせん状（棒になる）、ループ状（鎖の折れ曲がり部分）などの中間構造体を経て、アミノ酸配列に依存した特定の3次元構造をとる。核酸のユニットはヌクレオチドであり、結合をリン酸結合と呼ぶ。糖（ペントース）とリン酸が交互に結合したバックボーンと、糖に核酸塩基がひとつ結合した形である。核酸はRNAとDNAに分けられる。RNAは通常一本鎖で、核酸塩基は特定のペア（A:U、G:Cなど）で分子内で結合し、そのためにバックボーンが無理のない形で折れ曲がってくっつき（自転車のチェーンを思い浮かべて欲しい）、全体として折りたたまれた構造をとる。遺伝子の本体としてのDNAは通常2本鎖であり、核酸塩基のペア（A:T、G:C）で2本の鎖が接着し（ファスナーのようなイメージ）、2本のバックボーンは捩れて、らせん構造になる。
生命の起源の研究では、まず、構成単位である糖、アミノ酸、ヌクレオチドのでき方が焦点である。
低分子のアミノ酸や核酸分子ができたところは、おそらく、大気圏の上の方。当時は地球金属核の対流によるバン・アレン帯が存在せず、太陽からやってくる荷電粒子は大気の上部を直接叩いていた。高エネルギー陽子を一酸化炭素・窒素・水からなる原始地球の大気を模した混合物に照射すると、多種類のアミノ酸などの生体分子がよく生成する。また、彗星や隕石などの地球外物質は水蒸気と二酸化炭素の大気の中で摩擦熱で蒸気に変化し、反応性の高い分子を供給したであろう。逆に、高温でアミノ酸や核酸は分解されるので、合成されるだけではなかったはずである。残った大気中の有機分子は雨と共に海に降り注いだであろう。
核酸塩基はシアン化物やホルムアルデヒドが存在し、濃厚な水溶液ができると比較的簡単に合成される。特にシアン化水素は宇宙の至る所に存在し、放電などにより容易に生成する。ただ、ヌクレオチドとしては、核酸塩基にリン酸と糖が結合する必要があるが、この部分は適当な説明がない。
糖類の合成では濃いホルムアルデヒド溶液から簡単な糖類が得られる。ある種の鉱物を加えると触媒として働き、希薄なホルムアルデヒドでも熱することにより糖類が生成する。糖には同じ分子でも多くの構造があるが、なかでも、フルクトース、グルコース、マンノースが安定であり、生命起原時に重要な役割を果たしたであろう。
次に、構成単位がどのようにしてタンパク質や核酸、高分子の糖になったかが問題である。
まず、濃縮が起こらなければならない。何度か述べた熱水噴出口や海底火山の付近。海水が岩石に浸み込み、有機物が鉱物の表面や隙間に濃縮された。また、プレート運動により海溝付近に海底の堆積物が集まり、そこに濃縮された。
高分子化は熱水中で、金属イオンなどを触媒として進行した。また、粘土鉱物を触媒として表面に吸着したアミノ酸や、ヌクレオチドが高分子化する研究結果もあり、重要な高分子生成メカニズムの一つであろう。有機物は地下の高温・高圧状態下で不飽和炭素結合を大量に含む石油のような物質に変わる可能性がある。石油は生物由来とされているため、非生物由来の起源はあまり研究されていない。まとまった量の有機物が埋没すれば、地下の高温と圧力で石油状の低分子、すなわち、反応性に富み、容易に高分子化する有機物が生成した可能性もあるだろう。
／ ＼ ／ ＼ ／
化学反応とは分子を形成する原子の間の結合が切れたり形成されたりする原子の配置替えです。化学反応前とは違う物質ができます。生物の活動エネルギーは化学反応によって生み出されます。生物の運動や変形は有機物が司ります。また、生物の体は有機物から構成されます。生命活動の原理も、生命の起源も、有機化学反応を避けて解説することはできません。
+ + + + + +
生体に含まれる有機物は主成分として炭素、窒素、水素、酸素原子を含みます。これらの結合する腕の本体は電子で、結合は電子が2個で1本作られます。それぞれの原子から1個ずつの電子が供給されて（共有されて）、共有結合ができます。片方から2個いっぺんに供給されることもありますが、その場合はイオン結合となります。結合にあずかる電子2個が1個ずつに分かれ、結合が切断されると、分離した両原子はペアになっていない1個の電子をもつ化学種になります。ラジカルとよばれます。ラジカルは化学的に不安定であり、きわめて反応性に富んで、相手を見つけるとすぐに化学反応を起こします。
+ + + + + +
化学反応はまず、反応する分子が接触する必要があります。分子は空間でランダムに運動していますので、たまたまぶつかった分子が十分なエネルギーを持っていると反応が起こります。反応が起きるときにはある一定のエネルギーが必要で、活性化エネルギーと呼びます。活性化エネルギーを得た分子は反応熱を放出して反応生成物になります。活性化エネルギーと反応熱は総量が異なっていて、熱の吸収あるいは発生が起こります。活性化エネルギーを得た状態を活性化状態（もしくは遷移状態）と呼びます。ラジカルは活性化状態の一つの形です。
反応前と反応後のエネルギーレベルの差が化学反応によって起こるエネルギーの放出・吸収に相当します。一般的に、高分子有機物質ほどエネルギーレベルが高く、したがって、合成されるにはより高い活性化エネルギーを必要とします。分解するときの活性化エネルギーが低いので、どちらかと言うと、分解する方が優勢です。言い換えると、生体を作る高分子は、高温環境下では、すぐに活性化エネルギーを得てしまうので、不安定です。現在のところ、生命は高温環境下で発生したとする説が優勢ですが、否定的な意見もあります。
+ + + + + +
化学反応を考えるとき、エネルギーと等価に働くのがエントロピーです。熱力学的な方程式の一つの項として表れるこのエネルギーの概念は定量的に捉えるのが困難です。一般に乱雑さとして表現され、エントロピーが低い場合は秩序だっていて、エントロピーが高い方は乱雑であるとされます。AとBがくっついているとエントロピーが低く、独立に運動しているとエントロピーは高い。イメージしにくいのは、エントロピーを定量的に考えようとすると、その系全体の統計学的な性質が問題とされるところです。
系のエントロピーは不可逆的に時間と共に増大する。これは有名な熱力学の第二法則です。一般に、多くの分子が固定されているとエントロピーが低い状態です。生物の体は分子が集合した多くの構造物から成り立ちますから、エントロピーは低い状態です。エントロピーを低く保つために、よりエントロピーの低い物質を取り込み、エントロピーの高い物質を排出します。また、化学エネルギーを使って、系のエントロピーを低い状態に保ちます。言い換えると、構造物を常に作り、壊し続けます。
+ + + + + +
「活性化」とは社会的によく使われる言葉です。沈滞していた機能が活発に働くようになる、生き生きとしたイメージがあります。しかし、その場の雰囲気で「活性化」が乱用されているような気がします。
人間社会は理想的な秩序を持った社会から完全な無政府状態のカオスまで考えることができます。こじつければ、エントロピーの低い秩序社会方から、エントロピーの高いカオス社会です。その中間に「カオスの縁｣社会があります。カオスの縁とはS.A.カウフマンが提唱したやや規則的なカオス状態です。私自身は詳細を理解していません。具体的な例としては、パラメータの変化に沿ってカオスと秩序が発生するセル･オートマトンを調べます。カオスから秩序へ切り替わるところの狭いパラメータ値域で特徴的な構造が発生します。このパラメータ域の存在をカオスの縁（at the edge of chaos）と表現しました。
高エントロピーのカオス社会は無法社会です。人・物・金といったエネルギーを供給し、法律や規則、階級や序列など低エントロピー状態の構造を作り出すと、縁社会にシフトします。しかし、エネルギーを供給し続けると秩序社会にシフトします。極端な秩序社会では、要素たる市民は規則や階級によりがんじがらめに縛られた集団となり、自律性は失われます。かつてのソビエト連邦を思い起こします。
+ + + + + +
経済社会の活性化とは、通常、新規参入を増やし、将来性のない赤字企業は市場から撤退させることを意味します。新しく参入する者と、退場する者が常に存在する。活性化している業界とは、常にチャンスがあり、事業に対する夢が描け、若者が参入しやすい業界としています。
ところが、活性化させるために行政が乗り出すと、どうしても創業する起業家のための様々な優遇措置を考えることになります。税制優遇、オフィスの提供、資金援助、教育やコンサルティングサービス等。しかし、たしかに新しくたくさんの企業が参入するでしょうが、それらの企業は援助を打ち切られたときにやっていけるのでしょうか。
活性化と共に出てくるのは住民、消費者の全員参加論です。あらゆる場面にチェック機関を作ってしまうと、かえって問題がこじれ、迅速な対応ができなくなります。その中に行政が入り込むと、行政は秩序社会の組織ですから、逆に不活性化するのではないでしょうか。活性化のキーワードでインターネットをサーチすると、こうした行政側の美句麗文が並ぶ実行不可能で、実際的でない施策が並んでいるような気がします。
そもそも、活性化していることがよい状況なのでしょうか。活性化とは常に状況が流動的であることを意味します。参加者は競争のプレッシャーにさらされ続けることであり、息を抜けない状態でもあります。このようなプレッシャーの下で活動するのが得意な人も居るとは思いますが、ほとんどの人は参ってしまうのではないでしょうか。常に組織が活性化している必要があると考えるのは、評論家、傍観者の論理です。化学反応のように活性化状態は状態を変化させるときに導入する程度が適当と思います。
+ + + + + +
炭素質コンドライト隕石の成分を考えると、大量の炭素が含まれていたはずです。その炭素は炭酸塩です。高温状態で炭酸塩から二酸化炭素が遊離して原始大気が作られました。有機物を作るには酸素が邪魔です。酸素を奪うには鉄。隕石にはたくさんの鉄が含まれています。これは私の仮説ですが、隕石が大気を通過して鉄が高温になるとき、水や二酸化炭素から酸素を奪ってたくさんの有機物を作り出したのではないでしょうか。
つづく
