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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数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。
低分子の生体関連分子、アミノ酸や核酸分子が合成されたところは、3つくらいに分けられる。いずれも、有機物を作るには酸素が邪魔で、酸素と分離し(還元し)、酸素を運び去る仕組みが必要である。また、高温でアミノ酸や核酸は分解されるので、合成時には高温であっても分解される前に冷却される必要があった。
なお、隕石中の金属による低分子有機物の合成は著者の仮説である。
+++ 代表的な生体高分子は糖、タンパク質、核酸である +++
生物の体を作る巨大分子を生体高分子と呼びます。生体高分子は数種類のユニットが単一の官能基で結合した一次元的な構造をしています。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ます。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、複雑な並び方をします。タンパク質のユニットはアミノ酸で、アミド結合で結合します。タンパク質はアミノ酸が一列に並びますが、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次元構造を形作ります。核酸のユニットはヌクレオチドで、結合をリン酸結合と呼びます。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す。核酸はペントースの種類により、RNAとDNAの2種に分けられます。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ります。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、らせん構造になります。いわゆる二重らせんです。
+++ 生命の起源についての最初の実験はコアセルベート仮説 +++
生命の起源を実験で証明できるのではないかと思わせたのは、オパーリンのコアセルベート仮説が最初です。オパーリンの化学進化の考え方に基づいて、その後、多くの有機物や細胞様構造物が無生物的に作ることが可能であると証明されてきました。しかし、細胞ができるまでの道筋解明まではまだまだかかりそうです。化石では分子の具体的な形や働きまではわかりません。タンパク質のアミノ酸配列を記録した遺伝子ができた後の進化は、遺伝子の情報を解析し系統樹を作ることで、生命の起源に迫ることができます。分子系統樹は細胞体ができる以前の化学進化の時代に遡ることができるとされています。
+++ 生命の起源の研究は、単糖、アミノ酸、ヌクレオチドのでき方からスタートする +++
宇宙空間での生命関連分子の探査ではよくアミノ酸が登場します。アンモニアや一酸化炭素などから比較的簡単に合成されるようです。有名なミラーの実験でも最初に確認されたのがアミノ酸でした。
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ます。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します。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りますが、この反応は解明されていません。
濃いホルムアルデヒド溶液から簡単な糖類が得られます。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ことがわかっています。糖には同じ分子でも多くの立体構造がありますが、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と考えられています。
+++ 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新たに形成される原子の配置替えである +++
化学反応では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。
+++ 切断された化学結合は不安定なラジカルとなる +++
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る +++
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合成したときに積み上げられたエネルギーが多く、したがって、合成されるには大量の活性化エネルギーを必要とします。分解するときは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。
+++ 化学反応にはエネルギーとエントロピーの2つの要因がある +++
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。
+++ 重金属イオンと核酸塩基とで原始的な光合成ができないだろうか +++
重金属錯体の触媒で二酸化炭素と水素が反応するとホルムアルデヒドができます。核酸塩基などヘテロ環分子は紫外線を吸収して活性化状態になります。核酸塩基などヘテロ環分子がたくさんつながった分子は可視光で活性化されます。葉緑素（クロロフィル）や血色素（ヘム）は金属イオン（クロロフィルではマグネシウム、ヘムでは鉄）にヘテロ環分子が配位し、錯体を形成した分子です。原始の地球でも重金属イオンとヘテロ環分子で構成された錯体が誕生し、太陽光で活性化し、金属イオンの触媒作用で水と二酸化炭素からホルムアルデヒドが作られたのではないでしょうか。
ホルムアルデヒドは反応性に富む物質で、水素結合を作るような分子と反応し、2つの分子を結合してしまいます。さらに想像を進めると、光エネルギーを使って二酸化炭素からホルムアルデヒドを作り出すヘテロ環-重金属イオン錯体は、生産物であるホルムアルデヒドで連結して安定し、大量に蓄積されたのではないか。二酸化炭素を大量に同化して、有機物を安定供給しました。ホルムアルデヒドはそれ自身でつながり合う性質があり、パラホルムアルデヒドか糖になります。また、いろいろな分子をつないで橋かけをします。糖、タンパク質、核酸など、生物の体を作る分子は水素結合を造りやすい原子グループを持ち、ホルムアルデヒドと反応し、橋かけされ、固められます。
+++ 細胞は活性状態を化学結合エネルギーとして運搬する分子を利用する +++
細胞はアデノシン（アデニンとペントースの結合した分子）を含む分子を「活性状態」を運搬する分子として利用します。高エネルギーリン酸結合を運ぶアデノシン三燐酸（ATP）、酸化還元状態を運ぶNADHとNADPHはいずれもアデノシンを含んでいます。そのほかに、酵素の活性中心で働く低分子である補酵素もアデノシンやヘテロ環を含んでいます。これらの活性状態を運ぶ分子はアミノ酸や核酸を作る（生合成）のに利用されます。アデノシンは生命体が細胞として完成される前に作られた仕組み、選ばれた物質なのではないでしょうか。同様に、核酸のバックボーンを構成するリン酸基も生化学反応のいたるところに顔を出します。リン酸塩が生化学反応に利用されるに到った経緯も不明です。
+++ ATPは細胞のエネルギー通貨 +++
ATPに蓄えられた化学エネルギーを使って、酵素は様々な合成を行います。例えば、遺伝子であるDNAを複製し、DNAを鋳型としてｍRNAを合成し、ｍRNAの情報はリボソームでタンパク質に翻訳されます。また、 ATPのエネルギーを使ってアクチンとミオシンはすべり運動を起こして筋肉を収縮させ、神経細胞のイオンチャンネルは神経信号を伝達します。
細胞は膜に仕切られた生命の基本単位です。細胞は外側の膜（細胞膜）以外に、細胞内にたくさんの生体膜を持っています。生体膜は多くの小部屋や回廊を造ります。生体膜中に存在する膜タンパク質はいろいろな情報・物質・エネルギーのやりとりを行います。代表的な膜タンパク質は呼吸に関与するタンパク質で、ミトコンドリアの膜に存在します。呼吸とは、分子レベルで説明すると、ミトコンドリア膜に形成された化学浸透圧により、糖を最終的に酸素と反応させて化学エネルギーを取り出し、細胞内のエネルギー通貨であるATPに変換することです。また、神経伝達の本体は膜電位の短期的な変化で、スタジアムのウエーブのイメージです。
+++ 社会の活性化 +++
「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。
+++ 社会の活性化は社会の構成を変化させる +++
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。
+++ 社会の極端な活性化のひとつは戦争である +++
民主国家においては、戦争が国家を挙げた活動になりました。戦争は緊急な課題ですから、それを解決するために技術開発を行い、半ば強制的に制度改革を行いました。第一次世界大戦は新兵器が大量に投入され、その技術は戦後の発展の基礎になりました。軍隊の移動のため、古代から道路や巨大船や港湾の整備が行われてきました。戦費は多額であるため、税金だけでは不足します。ヨーロッパでは軍事公債が発行され、その国債を引き受ける中央銀行も創設されました。
戦争には大きな負の効果がありますが、ここに詳述する必要はないでしょう。
+++ 歴史の転換期には社会が活性化した +++
中国は統一帝国を生み出す歴史観が醸成され、周期的に大帝国が誕生しました。帝国誕生期は新しい組織が社会の富と権力を再編しました。新しい社会の仕組みの下、帝国は最盛期を迎えますが、その後は人口過剰とそれに伴う自然破壊で、飢饉、流民、反乱、内戦の自壊プロセスに陥りました。帝国の支配者組織の中でも権力の奪い合いがおこり、社会の混乱を収拾する適切な対策が立てられずに、組織が弱体化しました。
古代には戦乱や苛政を逃れた難民が朝鮮半島へ、さらには日本へ殺到しました。国としての総合的な難民対策がなかった弥生時代の日本はこうした難民を受け入れました。国外脱出を果たし、日本まで来るだけの難民ですから、志の高い宗教人や学者、技術者も多く含まれていたでしょう。彼らは古代の日本を活性化したことでしょう。現代日本人も難民の子孫と考えることもできます。
まったく争点の発生しない社会はあり得ません。人間が複数存在すれば常に潜在的に紛争が発生します。紛争は自然で健全な現象です。それは、社会の変化と成長に貢献するという、建設的な役割を担うからです。しかし、紛争が暴力行為を伴うと、社会の紐帯は切断され、時には社会構造を破壊します。社会は暴力を制御できる装置を備える必要があります。対内的には警察機構、対外的には国軍制度です。紛争解決のルールについてコンセンサスを積み上げるために司法制度が必要です。
+++ バブルも社会の活性化 +++
新しい王（政権）が誕生し、その強力な指導の下、時期や気候もよく、社会が大きく発展する歴史上の事例には事欠きません。古くはペロポネソス戦争の後のアテネ、カルタゴを打ち破った後のローマ、第5代カリフのハールーン・アッラシードの時代のアッバース朝、日本では豊臣秀吉の安土桃山時代、江戸に下って元禄の時代、そして大英帝国、20世紀初頭のマンハッタン文化のアメリカ、近くは日本の戦後の高度成長期、バブルもそうでしょう。
現在の日本ではバブル期中の無節操な経済活動の反省と以後の経済停滞から、バブル＝悪という見方が定着しました。しかし、国の繁栄は必ずバブル期のように、経済や政策が相乗的に発展し、短期間に達成されます。問題はその後でしょう。繁栄は長くは続きません。やがて頭打ちになり、行き過ぎた投資については清算が待っています。政治手腕のふるいどころはバブルをはじけさせずに軟着陸させる点です。
+++ 社会の無秩序状態は活性化か +++
戦争にしろ、バブルにしろ、革命にしろ、歴史の転換期には社会が活性化しました。活性化の定義はエネルギーを得て、今までとは違った構造に変化することです。
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。
+++ 欠乏感を煽って経済活動が活発化する +++
経済学で需要を考える場合、基本的な要請は消費者の欲望は理性的に行使されることです。しかし、現実には消費者の欲望は大企業の強力な宣伝と販売技術によって操られています。消費者主権とはまやかしで、実は大企業などが作り出す文化装置の折の中で、消費者はそそのかされ、強制された選択を行っています。
消費者の操られる原因となる深層心理には何があるでしょうか。ガルブレイスは通念（conventional wisdom）と呼んだ社会意識の惰性と説明しました。人間や社会は誕生以来、長い間、欠乏の文化の中にありました。そのために、欠乏が喪失したことを受け入れることができない。したがって、いつも欠乏しているのだと思い込んでいるという解釈です。消費者を操る文明を作り出すのはどんな仕組みでしょうか。大企業は保身のために価格も消費者の好みも支配して資財優先の文明を演出しているのではないでしょうか。
ガルブレイスの言うように、消費者の欲望が生産者による宣伝や販売術によって作り出されたものとなると、経済指標（例えばGDP）が高いからといって、必ずしも真の福祉の充実を意味しません。
+++ 規制緩和は社会を活性化するか +++
たくさんの構成員からなる社会モデルを作り、構成員を財やサービスの売買などのネットワークで結びます。構成員が持っている資産に応じた投資を行い、ランダムに投資に対する収入があるという市場モデルです。マーク・ブキャナン著「複雑な世界単純な法則」より。このようなモデル社会を観察すると、少数の金持ちが存在する社会（80:20の法則が成り立つ）が誕生します。資産格差を小さくするのは規制や税などによる平準化作用と、構成員のネットワークの繋がりが多い場合です。逆に、規制緩和は一般的に格差を拡大します。社会の不安定さが増すと(投資の見返りの変動を大きく設定すると)、資産の凝縮が起こり、ごくわずかな人が飛びぬけて裕福になります。過度の規制緩和は社会の資産格差を大きくし、社会的不安を増加させるでしょう。
つづく
