20. カンブリア紀・・・進化の大爆発

8億年前から6億年前、気候が寒冷化して地球表面が全面的に凍結したとするスノーボール・アース仮説が最近提案された。地球表面が完全に氷で覆われたら生物は大絶滅したと考えられる。2億年の間ずっと凍結したのではなく、赤道まで凍結するような時期が何回かあったということであろう。

地球が凍結したころ、南太平洋スーパープルームの上昇によって超大陸ロディニアが分裂を始めた。分裂した大陸の間に暖かい環境(海)が生まれた。そこで酸素を使った本格的な生物の進化、すなわち、大型化が始まったと考えられる。細胞の分化に関わる遺伝子群は8-6億年前に進化した。5.5億年前頃までにつぎの超大陸ゴンドワナができあがり、すぐに分裂を始めた。

6〜5.45億年前(先カンブリア時代の終わり)に、化石が残っている最古の多細胞動物として、エディアカラ生物群が出現した。通常、クラゲなど固い部分を持たない生物は化石にならないので、化石記録だけに頼ると柔らかい生物はいなかったようにみえる。エディカラ生物群も硬い骨格をもたないが幸運にも化石として残された。この生物以前にも多細胞生物がいただろう。エディアカラ生物群では大きなものは直径1メートルにも達するが、薄い平板状で、活発に動き回って生活していたようには見えない。左右対称のものや回転対称のものがある。共生光合成細菌を乗せてゆっくりと移動したのであろうか。当時は浅い海にはストロマトライトが、海の底には藍藻マット(バイオマット:岩石や地面を覆う微生物の膜でぬるぬるした肌ざわりがある)が張り付いていた。エディアカラ生物群は、5億4300万年前のカンブリア紀の始まりには衰退した。衰退の原因は、大陸分裂初期の爆発的な火山活動が関係した、また、カンブリア紀初期に出現するバージェス動物群に食い尽くされたという説がある。

カンブリア紀(5億4300万〜4億9000万年前)初期から大量の化石が発見される。急激に生物が進化したように見えるのでカンブリア紀の大爆発と呼んでいる。この頃の化石にアノマロカリスやオパビニアなどの不思議な大型生物で有名なバージェス動物群がある。また、三葉虫など化石としてよく知られた動物が繁栄した。バージェス頁岩では軟体性部分がきれいに残っているため、動物の体の構造や機能をくわしく調べることができた。

カンブリア紀の特徴は捕食者が明快な形で出現したこと。捕食に必要な器官があり、運動性能が備わっていたと予測できる。運動のためには酸素呼吸が利用されたであろう。また、大型捕食動物の出現に合わせるように、多くの動物が鉱物質の外骨格をまとうようになった。

バージェス動物群の出現は化石のデータからみると、突然である。甲殻動物や節足動物は幼生期は小さなプランクトンとして成長することが知られている。化石として残る以前は小さなプランクトンとして、寒冷な時期を乗り越え、進化した、すなわち、遺伝子を改良し、多様化させたのではないか。その中で効率的に酸素呼吸ができるような仕組みを備えたことが大きな要素であろう。大型化はすなわち、体の中心部に酸素を運搬する仕組みがないとできない。温暖化を契機に酸素の運搬機能を備えた生物が巨大化したのかもしれない。

バージェス動物群は奇妙な生物群で有名だが、現在の生物の祖先も多い。多くは節足動物(クモ、サソリ、カブトガニや三葉虫)である。少数ではあるが、我々の祖先となった背骨を持つ生物の原型も出現した。脊索動物(背骨の原型である脊索を持つ)や脊椎動物である。脊椎動物は全長はわずか数cmで、原始的な魚類・無顎類に属する。

三葉虫は、たくさんの肢を使って泥を巻き上げ、栄養分を泥といっしょに摂食していたと考えられる。特徴的な掘削跡(生痕)がたくさん残されている。海底表面をおおうバイオマットの下を掘り進みながら、そこにある腐食した古いバイオマットを食べていた動物もいて、トンネルも生痕化石として残されている。バイオマットが生痕のキャンバスの役割をした。カンブリア紀後期またはオルドビス紀初期(約5億年前)の標本には、海に近い砂丘の堆積物の上に残された動物の歩行跡がある。少なくとも4対の歩行肢をもつ大型の節足動物、おそらく、ウミサソリによるもので、尾の跡も判別できた。

リン酸塩が大量にカンブリア期に堆積し、リン鉱石となった。これ以後、リン鉱石といえば生物由来となった。鳥の糞であるグアノが代表例である。

+++ 化石に残る生物はむしろ少数派である +++

突然出現したように見えるエディアカラ生物、バージェス動物群です。ようやく、目に見える大きさの生物の時代になりました。しかし、化石に残らない生物もいたわけですから、目に見える大きさの生物はこれらが最初かは疑問です。海藻やクラゲのような生物が大繁栄していた可能性はないのでしょうか。

+++ 多細胞生物は細胞がくっつくための遺伝子がある +++

海藻やカイメンはいわば、単細胞生物の集合体ですが、クラゲは分化した細胞からなる多細胞生物です。遺伝子の解析から、多細胞生物特有の遺伝子は重複により、爆発的に増えた時期があります。それはカイメンのような細胞集合体になってからではなく、単細胞生物のときでした。単細胞の原生動物である立襟鞭毛虫の遺伝子解析から明らかにされました。多細胞でもないのに、立襟鞭毛虫には神経や細胞接着に関係する遺伝子など、多細胞特有の遺伝子が見つかりました。まだ、一部の遺伝子だけですが、現在も遺伝子の探求が進められています。

+++ 海には大量のクラゲがいる +++

火力・原子力発電所では、冷却水として大量の海水を取水します。夏場には大量に発生するクラゲが取水口を塞ぎ、放置しておくと設備が停止します。そこで、発電所では、取水口前でクラゲを捕獲していますが、その量は半端でなく、処理における労力や腐敗が問題となっています。また、最近では、大型クラゲが大量に出現し、漁業に支障をきたしています。大量出現の原因はよくわかっていません。

深海潜水艇の探査により、深海底にも豊かな生態系が広がっていることが解ってきました。そして、大量のクラゲ類。今までは網にかかっても破壊されてしまうか、捨てられていたため、実態や量については研究されてきませんでした。最近の推定では海の深いところにいる生物の50%はクラゲ類(ゼラチン質プランクトン)とされています。クラゲは深海へ炭素源を運び、海底の生態系を維持しているのです。

+++ 生物が出現したことで地質年代が細かく記述できる +++

地質年代も今までは1億年以上の期間でしか記述されませんでしたが、これからは数千万年で刻まれます。また、多くのデータが出てくるためか、専門家の間でも色々な説があるようで、これが正解!というのが探しにくくなってきました。もっとも、いままでの時代解説の中にも正解!というのがどのくらいあったか疑問です。ただ、時間の幅が大きいので許される(?)ような気がするだけです。

+++ 分化遺伝子の代表はホメオボックス遺伝子 +++

バージェス動物群はプランクトンの時代に、多様な遺伝子のセットをテストし、装備しました。環境要因(温暖化、酸素の利用)から巨大化したと考えると正解!のようです。この時期はホメオボックス遺伝子群が複雑化しました。ホメオボックス遺伝子は面白い遺伝子で、多細胞動物の発生(受精卵から赤ちゃんまで)の色々な段階で形態形成をになう遺伝子の発現を、コントロールする調節遺伝子です。ショウジョウバエ(蝿です)で見つかったのですが、バイソラックス(胸が2つという意味)やアンテナペディア(触覚が足になってしまう!)遺伝子が有名です。ひとつの遺伝子の不具合でこんなに形が変わってしまうことがあるとは驚きです。ホメオボックス遺伝子は、多細胞生物、特に、硬骨格(燐酸カルシウム、炭酸カルシウム、珪酸)をもつ生物群で大規模に進化しました。

昆虫はこんなに単純なんだと思いましたが、しかし、同じような塩基配列を持つ遺伝子は人間や哺乳類にもあります。

遺伝子が飛躍的に多様化して、種々の新しい組み合わせが誕生し、それまでに獲得していた遺伝子の相互作用のネットワークへの組込み・調整が何らかのきっかけで一度に進行しました。そのときは生物種が多様化するように見えるのではないでしょうか。バージェス動物群では節足動物が注目されますが、後期には脊椎動物も出現しており、外骨格だけでなく、骨もできていたのです。

+++ 多細胞生物とともに捕食者が登場した +++

生物の大きさや形が現代的になっただけではありません。食物連鎖が複雑化し、生態系が変化しました。動物を食べる大きな動物(捕食者)の登場です。それに従い、センサー群も進化することになりました。また、たくさんの生痕化石も残されていて、静かだった海の中が賑やかになりました。

+++ 人間の思考はすべてに理由を必要とする +++

バージェス動物群のアノマリカリスの体を再現する仮定はNHKの番組で紹介されていましたが、とても印象的でした。基本となった考え方は「生物の体はどこもかしこも生存のために有利にできていて、何らかの役割を持っている」です。しかし、実際はそうでもなくて、何でこんなものがあるのだろう、とか、こんな形のほうがいい、と思う構造は良くあります。人間が作った機械だと、機能のない構造は無駄だから、わざわざお金をかけて装備することはなく、存在しないのですが、生物では存在理由のはっきりしない構造は多い。それでも人間は理屈をつけたがります。
機械論的説明;分子や細胞、組織(生物学的な言葉です)の相互作用があるのでそういうものができた。
進化論的説明;先祖の形が淘汰されずに残っている。
発生学的説明:受精卵から大人になるまでの過程でできたのが残っている。

何も生物の体の不思議だけでなく、文化や政治などにも通じる考え方ではないでしょうか。

+++ 弱肉強食は自然界のおきてではなく、人間の解釈である +++

アノマリカリスは肉食動物と考えられています。カンブリア紀は巨大な生物が登場しましたが、同時に弱肉強食の時代のスタートでもありました。弱肉強食は、本来、動物の世界の現象を表す言葉でありながら、人間社会、経済関係を比喩的に表す言葉として広く流布しています。

動物界において弱肉強食は、例えば、ライオンがシマウマを食べるといった現象を示します。しかし、専門家は弱肉強食という言葉は使わず、「食う-食われる」の食物関係と言います。シマウマも草原の草を食っているからです。この関係は食物連鎖と呼ばれます。 ライオンを駆除するとシマウマが増えすぎ、シマウマは草を食い尽くして、最終的には減ってしまう。シマウマは全部食われると困るが、全く食われなくても困る。食物関係は両者の共存のために必要な関係です。

一方、人間界では、競争の結果として勝者と敗者が生ずる現象に対して使われています。動物でも雌を巡る同種雄の競争、なわばりを巡る同種個体間競争があります。人間界での使用例はこのケースに当たります。

+++ 弱肉強食の思想は白人至上主義を生んだ +++

拡大を続けるヨーロッパの植民地主義は白人以外の人種は劣っていると差別的に扱い、白人による世界支配を正当化しました。それに最後まで抵抗したのが日本です。日本は地理的な有利もありましたが、政権も安定しており、しかも軍事政権でした。武力に対する抵抗力は保持していました。まず、イギリスやアメリカ合衆国の思惑とも一致し、協力も得て太平洋沿岸(満州と朝鮮半島)に進出しようとしたロシアの出鼻をくじきました。アメリカ合衆国は西部のインデアンを追い払い、太平洋を渡ってハワイ王国やフィリピンを植民地化し、残るは日本だけとなりました。最後の分け前を貪欲に狙うアメリカにとって、日本は邪魔者です。衝突は当然の帰結でした。日本は有色人種の代表という錦の御旗を立て、太平洋戦争に望みました。日本が敗れて、白色人種の世界征服は完了しました。

白人至上主義と帝国主義は、ナチズムを生み出し、ヒトラーは新しい技術であるマスコミュニケーション(映画や新聞、ラジオ)をうまく利用して国民を操作し、国力を増強しました。ナチズムはヨーロッパ文明が行き着くひとつの極端な体制でした。

+++ 力を持てばどの国でも弱肉強食を行動原理とするだろう +++

日本の中国侵略が問題になっています。当時の状況を見て、もし、中国がヨーロッパ各国の進出に危機感を抱き、国を挙げて近代的な軍備を輸入・開発して対抗したのなら、その後の日本の侵略はありえません。そして、日本人なら、ヨーロッパ各国の進出に対して対抗できなかった当時の自国政府の弱腰を反省するでしょう。

日本人がヨーロッパの進出で虫食いだらけの中国をみて危機感を抱いたように、韓国・朝鮮が同じ意識を抱いたとしたら、一丸となって革命に成功し、近代軍備を整えたことでしょう。身近な日本を併合し、そこから得られる物資を背景に、ヨーロッパ各国に対抗する作戦を実行したに違いありせん。

中国がヨーロッパの侵略の撃退に成功していたならば、ヨーロッパの近代兵器を取り入れて、中国は朝鮮半島、日本、フィリピン、東南アジアに進出し、属国としたでしょう。その版図は清の最盛期を遥かに凌ぐ広大な領域に達したに違いありません。そのときに属国日本で反中国デモが起きても無造作に押しつぶしたに違いありません。

歴史に「もし」はなく、また、「正しい」もありません。歴史とはもともと、正統性を主張するための政治の道具です。政治的な問題ですから、政治的に扱うのが当然(力があるほうが相手をねじ伏せる)でしょう。

+++ 食物連鎖のネットワークは人間社会のモデルとなるか +++

食物連鎖の網のどこに位置し、何を食べ、何に食べられ、どのような役割を果たしているかを示す言葉として「ニッチェ」があります。広義には棲みわけなども含めて生態系の中での地位を意味することもあります。ニッチェは人間社会で言えば職業や業種にあたります。

食物連鎖の網のなかでエネルギーと物質の動きを想像してみましょう。種間の食物関係を通して栄養としての物質とエネルギーが流れ、循環します。動物種が単位となって矢印が描かれるので、動物種は物質とエネルギーの加工集配所のようなものになります。同様に、職業や業種を経済システム全体の中に位置づけると、物質とエネルギーの加工集配機関と見ることができます。

このような類似を見取ると、人間社会を末永く、つつがなく(?)運営していくためには食物連鎖網、地球における生態系を参考にするのも悪くない発想です。最近では廃棄物処理の問題がクローズアップされています。食物連鎖網では当然のことながら廃棄物も連鎖の中に組み込まれ、完全に処理されています。人間社会は長い間、自分たちの経済システムの廃棄物の処理を自然界の食物連鎖網に任せていました。しかし、人間の経済活動が巨大化・特殊化すると、自然界の食物連鎖網では手に負えなくなっています。地球環境にかかわるあらゆる問題がこの点に発生しています。

+++ 食物連鎖網はスモールワールド構造である +++

弱肉強食の考え方は食物連鎖に由来します。食物連鎖は食う食われるのつながりであるリンクから成り立っています。豊かな生態の食物連鎖は弱いリンクが大量に存在し、生態系を環境変化に対して強くしています。言い換えれば、単一の食物しかない種より、多くの食べ物がある種の方がより生き残りやすい。さらに、種の絶滅は弱いリンクを減らし、リンクの数を減らし、一つのリンクをより強固にするため、生態系の弾力性を失わせます。

食物連鎖網はスモールワールド構造をしており、莫大な数の種が含まれますが、任意の2つ個生物種をつなぐリンク数は極めて少ない。したがって、一つの種の絶滅は食物連鎖網全体に速やかに影響を与える性質を持ちます。

+++ ネットワークの中の生物は共進化する +++

共進化という言葉があります。食う側が進化すれば、食われる側もこれに対応して進化し、逆に、食われる側が進化すれば、食う側もこれに対応して進化する。競争関係について言うときは「軍拡競争」とも呼ばれます。

2つの動物種が競争するという考えだけでは、生物界の多様性を説明できません。同時に、生物種は単独で存在するわけではなく、また、2種間の関係においてのみ生きるわけでもありません。多様性を生み、多様な生物が共存することを説明する考えが必要です。競争関係ではない第3、第4の種が進化に便乗していること。多くの種との複雑な関係の中で生き、その関係を前提として進化すること。関係する2種だけが共進化するだけでなく、生態系全体が相互の関係の中で共進化するのだとも言えます。2つの種の競争をクローズアップした(多くの関係の中から抽出した)のは科学的な考え方からです。

こんな風に考えると共生のイメージが広がって、地球共生系は全体として共進化してきたと総括できます。もし、餌を食い尽くすような進化が生じたとすれば、その種はかえって自らを滅ぼします。突然変異や社会環境の変化から生まれた病原性の強い感染微生物も、やがて、感染する宿主に優しく、独力の弱い微生物に置き換わっていきます。生態系の他種との複雑な関係を破壊する種は、進化してきたこと、これから生き残ることは許されないでしょう。

+++ 弱肉強食と救命艇の倫理 +++

限られた食料しか積んでいない救命艇で全員が生き延びるためには、誰かが犠牲にならなければならない。こんなジレンマは映画などでよく使われる古典的なストーリーです。実際に、食料を自由に選択するには供給率が100%以上なければなりません。この状況では賞味期限がある食料は必ず捨てられることになります。現在の日本はこのような飽食の時代です。ちょうど100%になれば、食料を管理して平等に生存可能にできます。このような状況では管理社会、ファシズムが成立しやすいでしょうか。80%であれば、当然、食料の配分は制限されます。このとき、食料に関して格差が生じ、力が強い人(権力者)はより多くの食料を確保します。かつての王権社会でしょうか。50%になったら自由な選択と平等な生存可能性は成り立たないので、強い人だけに食料を分配し、切り捨てられる人が出てきます。救命艇ではこの方法でしか、全滅を免れる術はありません。

+++ 現在の地球規模ではかなり大きな格差がある +++

第二次世界大戦後の世界を見ると、高い経済水準、科学技術に支えられた大国がある一方、かつての植民地の国々は独立したものの、低い経済水準のままの国がたくさんあります。アフリカやアジアの片隅で、おなかを空かした子供達が死んでいくのも、両親を失った孤児たちがストリートチルドレンとなりゴミ箱を漁って生きているのも事実です。このような格差を解消すべきであると誰もが感じています。

地球規模ではゼロサム社会になりますから、パイを大きくしさえすれば富の配分がうまくいくという考え方は捨てなければなりません。パイを大きくすることはむしろ、環境を悪化させ、地球の資源の枯渇を早めるだけという認識が一般的です。今後は配分原理の適正ということが非常に重要な社会目標になるでしょう。また、環境問題をはじめ、さまざまな国際的な取り決めが国家規模での取り決めに対して優先するようになります。

問題は国際的な取り決めがあった場合に、有効な罰則が設定できるかでしょう。かつての国際連盟が無力だったのは軍事化、ファシズムかする大国を罰する有効な手段を持たなかったことがあります。

+++ 社会での自由競争は弱肉強食を容認する +++

フランスでの2つの暴動、2005年はイスラム社会とフランス社会との軋轢、2006年は新雇用制度に対して、エリート大学生が起こしたものです。フランスでは若年層の失業率が20%を超えます。それは手厚い雇用保護政策があるためで、エリート大学生たちにはそれが自分達にとって既得権に見えます。2005年の暴動の原因を解消するように、まず、雇用を作り出さねば底辺の若者たちは救われないと考えるのは社会正義です。しかし、一方で、私の雇用機会は失いたくないと思うはずです。雇用があり、所得があって初めて社会正義に目が行くものです。

日本でも若年層の失業率が高くなっています。完全失業率は平均が約4%ですが、20歳台を見ると約8%です。日本では暴動は起きていませんが、マスコミは格差社会の是正が必要であると主張しています。自由競争は格差を生む弱肉強食の考え方に由来します。

つづく

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