12. 膜の誕生・・・独立した生命

広大な海洋に島弧火山列島が出現し始めると、海流が堰き止められることになった。今まで表面と海底で独立に循環していた海水が、弧状列島のところで沸きあがり、また、沈みこんだ。この時代で生物が利用できるエネルギ−源は、天空の物理化学反応により合成される低分子有機物(化学エネルギー)、熱水噴出孔から供給される熱エネルギー、そして太陽光エネルギーである。海底熱水噴出口で誕生した原始代謝の塊が、湧昇流にのって海面へ上ってきて、ヘテロ環による光合成系を取り込み、硫黄-鉄クラスター還元反応系とカップリングさせた。宇宙線や紫外線が降り注ぐ危険な浅瀬ではあったが、光エネルギーを利用して有機物を作り出すことができ、また、高温で機能するための硬い分子装置は必要なく、有害な紫外線から体を守る色素(ヘテロ環化合物)は比較的ふんだんに利用できた。(この辺は想像)

この頃の細胞は、不完全な細胞膜の中にわずかの遺伝情報分子を持ち、増殖に必要な代謝過程の一部分だけを担うようなものだった。不完全な細胞が多数類集合することで、必要な代謝産物を作り出し、交換して生存した。原始的な細胞は集団をつくり、共同体としてゆるく結合していたはずである。一つの構成細胞の新発明はその細胞だけでなく、集団全体の能力をアップした。共同体は、それぞれの細胞単位が複製し、適当にちぎれて分裂し、数を増やした。(このような状況はあったと思われるが単なる仮説)

やがて、代謝産物や物質の交換を通じて、遺伝情報分子も統一されることになり、DNAが採用された。すなわち、生物は遺伝情報をRNAより化学的に安定なDNAに記録するようになって安定し、DNA→RNA→タンパク質というセントラルドグマを確立した。同じ物質であれば1つの細胞内に集めて管理することが可能である。生存に必要な遺伝情報を持つDNAをひとつの細胞へ集中し、徐々に生物としての完結し、独立性を高めたと考えられる。細胞膜も必要な物質を選択的に通すしくみに改善されて、徐々に生物としての独立性を高めた。

初期の生物の複製装置は現在の装置より誤りが多かった。大部分の間違いは生物の機能を損ない、生物は死んだが、物質として再利用された。時には間違いはプラスの効果を生み、生命体の機能を高めた。この場合、進化と呼ぶ。

間違いは一方で環境の変化に耐えて生き残る多様性を生み出した。生命体の活動により深海底に蓄えられていた有機物は枯渇しはじめた。独立栄養へ進化する方向へ選択圧が生じた。

+++ タンパク質や核酸を基本とする生物が誕生し、地球上の生命の祖先となった +++

多くの可能な最初の生物のうち、一つの完成度の高い生物が誕生し、他を凌駕して繁栄し、我々の祖先となったと考えるのは理にかなっています。その途中で、複数の始原生物が誕生し、不完全な段階でお互いに助け合い、共生関係を築いたと考えられます。お互いの不利を補い、利便のために生体分子を交換し、そのうちに遺伝子から生体高分子の合成装置などの基本部分まで交換したでしょう。無限に近い種類があるアミノ酸の中で20種類が選ばれた必然性、核酸塩基のうち、4種類が選ばれた必然性を説明することは困難です。生体分子の選択問題は結果として受け入れるしかありません。そして、単一の生物のシステムに由来するという帰納的な推論でもあります。

最初の生物がまず行ったことは、有機物の整理でした。無数の試行錯誤の結果、海底に蓄積された多種多様の有機物を自分に必要なもの、そうでないものとに分け、自身が増えることで自分に必要な分子を生産し、再利用する環境を整えたはずです。残された分子もそれを必要とする変異体が自然に増え、その結果、タンパク質や核酸以外の他の分子を基本生体分子として利用する生物(いたのだろうか?)は消えました。

+++ 生物体は一次元情報から形作られる +++

発生、成長や老化などの時間を含んだ4次元的な生物がどんな風に出来上がるのでしょうか。大きな多細胞生物は複雑すぎて、一次元情報である遺伝子の塩基配列から立体的な三次元構造(From 1D to 3D)までをすべて分子の言葉で記述するのは困難です。原理的には点が並んで線を作り、線が折れ曲がって面を作り、面が曲がって立体となります。また、線が螺旋を造って立体を形作ります。ポリペプチド鎖でも、タンパク質による構造体の形成でも、細胞による組織、臓器の構成も同じような原理を使います。

+++ 生命体には内と外がある +++

細胞は生物体の単位です。細胞は細胞膜により外界から隔離されています。細胞膜は細胞と外部環境との境目です。細胞にとって外部環境は所属する生物体の体内であったり、外側であったりします。細胞膜は物質の出入りを制御し、外界の情報を得て、細胞内の状態を調節する役割を果たします。最初の生物にとって、細胞膜は自分の体を保持するための装置として欠くべからざるものでしたが、栄養分のとり込み、老廃物の廃棄、成長や分裂の時にはちょっと厄介な代物でした。

連続していて内側と外側を分ける閉じた膜系は、細胞の生命活動の特徴となる性質です。まず、膜は、細胞内部と外部環境を隔てる障壁です。外からの侵入を防ぎ、内側の物質が流出することを防ぎます。真核生物では、細胞内部を機能の異なる区画に分けています。区画ごとに機能を集中して効率のよい化学反応を行います。ゲノム配列解読計画の結果、大半の生物で遺伝子産物の約3分の1が膜タンパク質であると判りました。膜がかかわる細胞過程は生命活動にとって、大きな部分を占めています。

+++ 細胞の内と外を分けるのは脂質の膜である +++

細胞膜はタンパク質と脂質から作られています。タンパク質だけだと硬い膜ですが、脂質が入っていることで膜に柔軟性が生まれます。使われている脂質はリン脂質で、長い疎水性の尻尾(油部分)を2本もち、リン酸基を含む親水性の頭部を持ちます。このような分子を多数、水の中に入れると、尻尾の部分を中心に集合します。量が少ないと、球状になり、表面に親水性の頭部の並んだ鞠になります。もう少し多いと、柱(はしら)状になります。十分な量があると、シート状に並び、シートの表と裏に親水性の頭部が並びます。脂質二重層構造と呼びます。シートの内部は油部分の疎水性基の液晶状態です。いわば、2次元の液体状態になります。

液体ですから、箸を突っ込んで回せば、あまり抵抗を受けません。が、層は乱れません。水面に浮いた油の層のようなイメージです。押せばへこみ、強く押せば、ちぎれて中空のボールになります。ボールを押し付けると、また、もとのシートに融合して戻ります。

細胞膜のイメージはシート状に並んだリン脂質の液体にタンパク質の島(といっても、重量の半分を占める)が浮いている様子になります。疎水性の膜は半透膜の性質を持ち、厚さ7.5nmです。地球上の生物はこの膜を外界と仕切るのに利用することになりました。その理由は機能的に優れていたためか、材料がふんだんに存在したためか解りません。リン脂質は天然には合成されないもので、すべて生物由来とされています。リン脂質の基の脂肪酸は呼吸回路であるTCA回路と同じ反応基質を利用して作られます。ちょうど逆回転になります。脂肪酸がエネルギーとして使われるときはTCA回路を利用して脂肪酸が分解されます。酸素呼吸が盛んになると同時に脂質合成反応が盛んになったのでしょうか。脂質は細胞膜の構成成分として重要ですが、過剰に作られると体内のエネルギー貯蔵物質としても利用されます。

+++ 細胞膜の通行許可はタンパク質が与える +++

細胞膜は外界との境界です。物質の輸送は細胞膜に浮かぶタンパク質が行います。イオンや低分子の場合はポンプと呼ばれます。イオンは電荷を持っていますから、膜を隔てて輸送されるとバランスが崩れて電圧が発生します。電位差と呼びます。神経インパルスは電位差の乱れが細胞のチューブ(神経線維)を伝わったものです。タンパク質のポンプの脱分極状態が隣へと伝わり、インパルスが通り過ぎると、ポンプは働きを取り戻して分極状態を作り出します。電位差(水素イオンの差)は呼吸や光合成のときにエネルギー通貨であるATP分子を作るエネルギーを供給します(化学浸透圧説)。電位差やイオン濃度の勾配を利用して、分子を取り込むポンプもあります。

栄養分などの大き目の分子はポンプ(輸送タンパク質)で細胞内にとり込みます。逆に老廃物の分子もポンプで細胞外に捨てます。エネルギー通貨であるATPが使われます。老廃物ではなのですが、代謝産物などをくみ出すポンプがあります。とくにベンゼン環を持つような物質をくみ出す能力を持つので、がん細胞が抗がん剤などを細胞外に排泄するのに利用します。

+++ 可塑性の高い脂質の膜は内側に膨らんで大型の物質を飲み込む +++

大き目の分子や構造体は膜が変形して細胞内にとり込みます。食作用と呼びます。取り込まれた物質は膜に包まれた状態になります。膜の内部には水素イオンがポンプによって注ぎ込まれ、酸性になります。取り込まれたタンパク質は変性し、活性(働き)を失います。やがて、タンパク分解酵素をたくさん含む、胃袋のようなリソゾームと融合します。リソゾームも膜でできた袋です。内容物が消化すると、栄養分として吸収され、残った膜の袋は細胞膜と融合して、中身を外に捨てます。

鉄はトランスフェリンというタンパク質に結合して体液中に含まれています。細胞はトランスフェリンレセプターを細胞膜の表面に持っています。トランスフェリンは鉄と結合したまま、レセプターに結合します。トランスフェリンを結合したレセプターは形が変わって細胞膜上で集合しやすくなります。トランスフェリンとレセプターの集合体は食作用により、細胞の中に取り込まれます。酸性になると、トランスフェリンは鉄イオンと離れ、また、レセプターと離れます。その状態で鉄イオンが栄養分として細胞内に取り込まれます。レセプターと空のトランスフェリンの入った袋は細胞膜と融合し、中身を外に放出します。レセプターはまた細胞膜上に戻り、トランスフェリンは体液中に戻って鉄イオンと結合することになります。

+++ 細胞の内側では分泌する物質を膜で包んで準備する +++

細胞が生産したものを外に分泌するときは膜の袋を利用します。

ホルモンや消化酵素は大量に膜の袋に蓄えられています。分泌細胞は、刺激に応じて膜の袋を一気に細胞膜と融合させます。大量のタンパク質が一度に放出され、迅速な制御、食物の消化に使われます。

+++ 生物体の外側も膜である +++

我々のような多細胞生物の外側は細胞でできています。人間の場合は皮膚ですが、表皮は細胞が変形したケラチン質のもので覆われています。内側ですが、外側に相当する部分があります。消化器系です。口から始まって肛門まで、一本の管になっていますが、管の表面は人間にとって外側です。こちらの外側は粘膜細胞で覆われています。ムコ多糖と呼ばれる粘液を分泌する細胞があり、そこから常に粘液が分泌され、粘膜細胞を保護し、乾燥しないようにしています。粘膜細胞は外界の様々な物質の侵入経路です。栄養分や酸素などが吸収されます。菌やウイルスの侵入経路もここです。

+++ 人間社会でも内と外を作る +++

個々の人を見る限りにおいて、能力、興味、性格に明確な区分を作ることはできません。しかし、人間は集団を作ります。血縁は当然のことながら、地縁に始まり、職業、教育などの機会、大きくは、国や文化の違いによります。それが生き方の違いになります。意外なことに、人々は慣れ親しんだものに執着し、身の回りの基本的なことをあるがままに維持しようという傾向があります。多少の不満があっても集団を維持する方が優先します。

集団の内と外という目に見えないが、しっかりした境界が人々を複雑に包含し、行動を規制しています。集団内では総意を探ることが優先することが多い。現実的な対応策を創出するより優先されます。あらかたの合意があると、不満を持っていても自分の考えを口に出すのが難しくなります。集団力学とか集団思考と呼ばれます。集団の中では意見が一致しないと心理的に不愉快になります。

集団とは人々が共同体として暮らすことが個々で暮らすよりずっと効率的であったことから生まれました。個人では解決できない問題を解決するための作業母体です。集団ができると、集団の中の個人の対立、そして、集団と集団の対立の問題の2つが発生します。両方とも困難な問題ですが、解決するために集団は大なり、小なり、統治機構を持ちます。わかり易い例は政府で、民主社会でも、王国でも、政府とはもともと、統治を国民に任された機関です。

集団内の人々が信頼、親近感、思いやりをもつと、その集団は、容易に、また、効率的に協働する能力が高い。これは精神的な社会資本です。集団の構成員が集団として自律的に自ら進んで仕事をする力であり、拘束力のある規則によって無理矢理参加させる努力が不要です。規則や規制がたくさん必要なこと自体が、精神的な社会資本が欠如している表れです。

+++ 境界を作るとトラブルも発生する +++

ヨーロッパの中世は悲惨な宗教戦争の連続です。それが、民主主義時代にも受け継がれ、民族という単位で多くのトラブルを発生しました。国教制定は文明に逆行する制度に思われます。日本は多様な宗教と宗派が共存してきました。政府と宗教団体の間の問題はありましたが、宗教間の大規模なトラブルはありません。ヨーロッパで誕生した信教の自由は文明の成果の一つですが、日本は、宗教自体に寛容(いい加減?)だったためでしょうか。宗教が生存を左右する社会的な必須事項ではないためでしょう。

世界各国での独立紛争は基本は境界を巡るトラブルです。対民間人テロがやむを得ない最後の手段として容認され、世界中を震撼させています。一旦対民間人テロに手を染めると、テロに歯止めがきかなくなりがちです。統治側からの対テロや強圧的弾圧を誘発し、一層大規模な対民間人テロを呼び起こす悪循環です。南アフリカにおける黒人解放武力闘争の勝利(アパルトヘイト体制打倒)では、対民間人テロが最小限に抑えられました。ネルソン・マンデラが率いたアフリカ民族会議は、後の南アフリカ共和国の運営で民主主義の確立と平和の維持に成功しました。ジャーナリズムが報道することによる煽動がなかったためかそれともアラブの宗教、気質との違いでしょうか。

+++ イギリスと日本の植民地統治の違いは植民地が内側か外側かにあったようだ +++

日本人は、併合地を内地と同等視し、インフラを整備し、学校を造り、人材を育て、産業を興しました。その結果、日本が統治した台湾や韓国は、独立後、近代的な工業国家になることができました。

これに対して、イギリスをはじめとするヨーロッパ諸国は、愚民政策で植民地を統治をしました。教育の機会を奪って被支配者をできるだけ無知蒙昧な状態に置き、支配者階級の言いなりになるようにしました。また、被支配者内部の対立を煽って、植民地統治への叛乱が起きないようにコントロールしました。ヨーロッパが統治した国々のほとんどが、近代的な工業国家になることができませんでした。ヨーロッパ諸国は人種差別意識から、アジアやアフリカの植民地の人々を外の人間と見なしたからでしょう。

+++ 限られた資源を囲い込む +++

大学や高校を卒業すると就職するのが当たり前、所得は右肩上がりでしかも終身雇用という、高度成長時代のライフプラン。もう高度成長が終わって10年以上過ぎたのに、このパターンから抜け出せません。円高で相対的な人件費が上がったために、単純労働に対する人的コストが高くなりすぎました。企業では一人当たりの生産性が高くないとやっていけません。企業側は人員削減を推進し、そのため一人当たりの労働量が増えています。また、仕事を大量にこなせる人材でないと、儲けがないとばかり、即戦力第一主義です。新人に対する教育コストを惜しむあまり、新人に対する要求水準がどんどん上がります。学生も高度成長パターンの生涯を思い描いて、安定したサラリーマンを希望します。学生側は思い通りに就職できないため、就職活動を諦めフリーターになったり、就職しても希望の職種でないためにすぐ辞めてしまうのではないでしょうか。現会社の基本構造ですが、限られた収入源を囲い込んでいるように思えます。こぼれた人は格差社会の底辺へ行きます。

息子のやっていた通信教育では努力賞を配布します。最近の通信教育はおまけ付か。そのため、子供はおまけがないと勉強しなくなります。この前まで通っていた近所のプリント授業の大手の塾もポイントを貯めると何やら貰えていました。勉強はおまけのためにするのではなく、知識や知恵を身につけるためにするはず。おんなじことですが、買い物をすると、おまけがつくのが当たり前のような世界。カードを作らせて、何度も買うとおまけがもらえます。これも囲い込み。

江戸時代でも商家の奉公人は、年功序列と内部昇進によって給料が決まっていました。驚くことに、江戸時代の後期には、雇用人が商家の中に囲い込まれる傾向を強め、奉公期間が長期化しました。奉公人は家族をもてませんから、家族形成を抑制し、都市人口を減少させました。身売りや丁稚奉公によって地方からの大量の人口流入を受け入れた都市は環境維持のために囲い込み制度を発展させたのでしょう。高度成長時代の雛形はここにあり、でしょうか。

企業は人材を囲いこみ、消費者を囲い込むことで儲けを大きくすることができます。サラリーマンが増えて企業の存在が大きくなると、日本だけでなく、世界中で、企業グループの公正性、透明性、企業情報の適時適切な開示などのコンプライアンス問題が重視されるようになりました。企業の社会的責任です。同時に、大きな「囲い込み」を達成するには、消費者・顧客の信頼、従業員・労働者の人格の尊重・人権問題・人種や男女差別の禁止・教育訓練に対する取り組みを明言することが企業の発展につながります。それは国内だけでなく、国際的にも発展途上国の関連会社や取引先を含めて議論されるようになりました。

+++ 垣根を築くとトラブルが発生しやすくなる +++

ネットコミュニケーションでは、発言に非常識さを感じることが多くあります。ネットでの自由さが逆に同類を囲いこみ、周囲との境界を築くためでしょう。その集団の中では世間では割り引かれる価値観が逆にポジティヴ・フィードバックを受けて昂進するようです。

現実社会ではもう少し減弱されていますが、小さな組織での犯罪行為、複数の組織・人の共同犯罪行為は基本的に、あ・うんの呼吸、それを言っちゃおしまいよ的なコミュニケーションから発生します。命令・指示が暗に出されるわけですが、出した人物は、法を犯せと言った覚えはないと弁明をすることができます。

集団を作る協調する心理が逆用され、垣根を高くすることになります。

つづく

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