ホームページへ戻る
令和4年(2022) 3月5日 -No.0/9-
今回から第９版です。これから約２年半、よろしくお付き合いください。
第８版では英訳版を付けてきましたが、やめることにしました。ただ、英訳することで自分の日本語の文章のわかりにくさがわかりますので、英訳の作業は続けたいと思います。英文で読みたい方はウェブサイトをご覧ください。
また、生体防衛論を勝手に送ってきましたが、独立したメルマガにしようと、現在、準備中です。準備ができましたらこのメルマガでアナウンスしますので、ご興味のある方は是非ご購読ください。考えてみると、新型コロナの流行は生体防衛論を宣伝するのに最適ではなかったか。流行が治まりつつある、このタイミングで発行しても読者は増えそうにないですよね。こちらの前書きは今週のトピックスということで、感染症や免疫関係の新情報を紹介する予定です。
第８版が始まったときは香港の民主化運動デモが過激さを増したころでした（令和元年（2019）８月）。今回は奇しくもロシアがウクライナに侵攻（２月24日）。国民の自由を制限することで国家の安定を優先する2つの巨大国家（中央集権国家としましょう）と国民の自由を尊重する国々（自由主義国家としましょう）との闘いが本格化する局面に入ってきました。中央集権国家は、自由主義国家はもはや軍隊による本格的な戦争は最終手段として選択できないことを見越して、「力による現状変更」を仕掛けてきている状況です。
力に対して経済制裁で対抗することは可能でしょうか。中央集権国家は世界を見渡せば結構あるもので、それらの国々が経済連携すると経済制裁は効果を発揮しなくなるかもしれません。ウクライナの未来は自由主義国家の未来かもしれません。戦争に代わる抑止力を必要とする時代が到来したのでしょう。必要は発明の母。中央集権国家でも国民は自由と繁栄を願っています。要は「頭を取り換える」だけで良いのです。プーチンも同じようにウクライナの「頭を取り換えればいい」と考えているでしょう。その手段が問題です。
令和4年(2022) 3月12日 -No.1/9-
深宇宙からくる光は過去の情報を持ってくる。歴史を知るのにこんなに有利な条件はないと思います。だた、宇宙の広がりは広大で、もたらされる光は微弱で、情報を得るのは大変です。そんな中でもヨーロッパ宇宙局が管理運営するGaia 宇宙望遠鏡は約10億個の恒星の位置情報を記録していて、約２年おきにデータが公開されます。天の川銀河の恒星の一部だけですが、銀河系の成り立ちを研究する強力なツールになっています。
その銀河版はthe Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI)プロジェクトです（Scienceニュース、１月13日）。アリゾナ州に設置されたDESIは口径４ｍの天体望遠鏡に設置された高感度の検出器です。おとめ座方向の銀河を測定し、この７年間で750万個の銀河の位置を特定しました。最も遠い銀河は地球から100億光年。その３Dマップを公開しました。次の５年間で観測な可能な夜空の３分の１にわたって調査し、3500万個の銀河を加える予定です。
銀河の分布はクラスターであったり、フィラメント状であったり、空白部分があったりします。これらの分布は宇宙の初期にできたもの。宇宙誕生後、数秒後に宇宙が冷えてくるとバリオン（中性子と陽子）が形成されました。バリオンは光子と結合して液体状態になり、小さな密度の揺らぎが波（バリオン音響振動、baryon acoustic oscillations）となって宇宙を満たしていました。30万年後、さらに宇宙が冷えて光子とバリオンの結合が切れ、光が自由に飛び回るようになると（宇宙の晴れ上がり）、物質の波が密度分布として固定されました。
重なり合ったとはいえ、波は一定の波長を持っています。つまり、たくさんの銀河と銀河の距離をプロットすると、バリオン音響振動の波長の距離が極大になる。そして、波長を宇宙の歴史（地球からの距離）に沿って調査すると宇宙の膨張の加速度が計算できる。つまり、現在はダークエネルギーのために膨張速度が加速していると考えらえていますが、より正確に加速度を計算できることになります。
膨張加速度の違いにより宇宙の未来が決まります。熱的死かビッグクランチか。本小論では、現在、有力な熱的死を未来にしています。
令和4年(2022) 3月19日 -No.2/9-
先週の前書きでちょっとだけ触れたガイア人工衛星による恒星の測定。今回はその最新のデータを解析した報告です（Scienceニュース 2月17日）。
天の川銀河は誕生してから約130億年の間に少なくとも半ダースの銀河を飲み込んできました。これはガイア人工衛星の観測によって、天の川銀河の周辺に散らばる食べ残しを解析してわかってきたことです。小さな銀河が天の川銀河の脇を通過すると天の川銀河の重力に引っ張られて、細い星の連なり、恒星ストリームになります。このような取り込まれた後の星の構造物、小さな伴銀河、球状星団。それぞれは数千の恒星が重力により強く結合した構造体です。
今回紹介された論文ではガイア衛星の最新データをもとに170の球状星団、41の恒星ストリーム、46の伴銀河の中の恒星の運動を解析しました。このうちの62の構造体は過去にあった５回の融合（天の川銀河による飲み込み）のうちの一つに紐づけられました。すなわち、天の川銀河に吸収された残りの恒星が構造体として残っている。さらにPontusと呼ばれる銀河を飲み込んだことも明らかにしました。ニュース記事では明らかにしていませんが、合計６回の融合があったこと、その時系列は歴史を書いている者としては気になるところです。
短い間に天の川銀河がたくさんの小さな恒星の集団を吸収して成長してきたことが報告されています。この分野は今後大きく発展するものと思われます。ただ、短い観測時間のデータに基づいていること、コンピュータシミュレーションが主要な解析方法であることから、当面、仮説ということで。
令和4年(2022) 3月26日 -No.3/9-
人間以外の霊長類では脳の新皮質の体積と群れの大きさに相関関係があるそうです（目的に合わない進化 アダム・ハート著 原書房 2021年）。この関係から人間の群れの大きさを計算すると150人。ダンバー数と呼ばれます。群れがこれより大きくなると、自然に2つに分かれます。ダンバー数は石器時代の村の大きさやローマ時代の軍隊の大きさなどとも一致します。のちにバーナードとキルワースはアンケートや統計学的な解析を用いて、人がコミュニケーションを保てる人数、平均290人、中間値231人という数値を示しています。群れを作るのか、安定した関係を保てるのか、微妙に違いますが、いずれにしろ、我々の能力では数百人が限度のようです。
しかし、ソーシャルメディアでは数万人とつながっている？ 残念ながら安定した関係といえる数はやはり数百人が限度のようです。そして問題。本書の問題提起である人間がたどってきた進化と現代社会との食い違いから発生する数々の問題の一つにソーシャルメディアがあります。親しいつながりの範囲を超えた莫大な人との交流がストレスを産む。
人間は自分の社会での位置を他人と比較することで判断します。特に、自分より優れていると認めている人物と自分を比較する傾向が強い。これを上方社会的比較といいます。そして、自分の地位を高めようと、他人より良かったこと、誇れることをソーシャルメディアにアップすることになります。背伸びした自分を示すことで自分の社会的な位置を高める行動です。
進化の過程で経験してきたリアルの社会では数百人でしたから、努力すればそれなりの位置につけることができました。しかし、ソーシャルメディアが提供する数万人で競い合えば、当然、上のグループに入ることはできません。大多数の人は負け、沈黙することになります。上方社会的比較の結果、自分に対して否定的な感情を抱くことになります。ソーシャルメディアの特徴である常時接続で、常に自分にとって否定的な情報が届くことになります。特に、社会経験の浅い若者は抑鬱的反芻に陥りやすい。現代の若者の自殺が多いのはこのためかもしれません。
私自身は得にソーシャルメディアに熱心なわけでもなく、こうしたことには気づきませんでした。いわゆるZ世代特有の悩み。そしてその悩みに解決策を示せない旧世代。技術の進歩によって発生する世代間の乖離は我々世代だけでなく、まだまだ続くようです。
令和4年(2022) 4月2日 -No.4/9-
香港やミャンマーの民主派を助けることができなかった国際世論はウクライナを助けることができるか。
現在のところ、戦争以外の唯一の手立ては経済制裁です。しかし、経済制裁により国際的に孤立したとしても、北朝鮮やイランの例にみられるように、生活の不便に対する不満を煽って独裁政治が維持される結果になるようです。今回はロシアとウクライナという独立国家ですから、一方的に民主派（ウクライナ）が押し切られることはないようです。直接交渉をする余地がありますから、ロシア軍の補給が滞るようになれば停戦もあり得るでしょう。
さまざまな哺乳類で致死的暴力の頻度を調査し、その割合を進化の流れに沿って並べたという研究が紹介されていました（目的に合わない進化 アダム・ハート著 原書房 2021年）。人間の場合、同じ集団内で2％という数値が示されています。データは古代の戦争や原住民族の間の戦争に基づいています。これは霊長類全体の2.3％、類人猿全体の1.8％に近い。哺乳類一般では0.3％であることから、類人猿は暴力的な要素を進化させてきたと考えられます。
ただ、歴史が示すのは、人種的暴力、性的暴力、家庭内暴力、体罰など、あらゆる暴力が急激に減っていることです。特に20世紀初頭では差別や偏見は当たり前でしたが、21世紀では恥ずかしいことに代わりました。今や、動物に対する暴力を含め、いかなる種類の暴力も娯楽としては認められません。人類は生活水準が上がるにつれ、次第に衝動を抑え、長期的影響を予想して、他者の考えや気持ちを考慮して行動するようになりました。
でもなぜ戦争や紛争が起きるのでしょうか。
ホッブスの主権国家という思想によれば、自然状態に置かれた人間の恐怖が人々を駆り立てる、主権を国家にゆだねれば、集団に安定と秩序をもたらすことになります。すなわち、ホッブスは国家理性に主権をゆだねるという判断が小さな集団レベルでの闘争を終わらせる唯一の手段であると考えました。実際、連帯のための自然淘汰から道徳性が生まれます。集団へ忠誠を尽くすと、その人（もしくはその子孫）が生き残る確率が高まり、道徳性が進化してきたと考えられます。
しかし、一方で集団は道徳により効果的に攻撃性を高める作用もあります。それが確証バイアスです。情報が自分の集団に肯定的で、外の集団に否定的な場合、特に強力な認知バイアスになります。自分の考えに合った情報だけを取り入れる、すなわち自分の属する集団に有利な情報を信じる傾向が確証バイアスです。政治家は認知バイアスを利用して確証バイアスを強め、その結果、戦争が起きる。
戦争や紛争をなくすには政治家が行う情報操作、認知バイアスの一方的な操作を阻止しなければなりません。一方で政治とは認知バイアスを操作することとも考えられます。平和な現代においては、「阻止する」とは異なる価値観からの情報も提供し、国民が様々な情報に基づいて自由に判断できる環境を提供することです。これがいわゆる民主派の理想です。戦争をなくすためにはロシアの侵略に対して反対しなければなりません。
令和4年(2022) 4月9日 -No.5/9-
昨年の９月26日配信で5000年前の東南アジアの乾燥を紹介しました。今回はその詳細版です（Nature誌１月22日）。
先の報告よりかなり年代が狭まっており、紀元前2200年。今から4200年前です。おそらく数十年の大干ばつがあったという仮説です。大干ばつの影響で、アッカド帝国、エジプト古王朝が崩壊し、インダス文明の都市が放棄されたと推測しています。
研究者はシリア北部で発見された古代都市テルレイアン（Tell leilan）を発掘していましたが、4200年前に異常な堆積物があることに気づきました。堆積物は細かな砂で、20cmの厚さで都市を覆っていました。乾燥によって飛んできたもので、4300年前の土壌とは全く異なる土でした。この時期、都市が放棄されたと考察しています。そして、周りを見ると、大帝国が崩壊していますし、そのほかにも地中海沿岸で気候変動があった証拠が見つかりました。
それが乾燥（降水量が激減した）ではないかという証拠はインドの鍾乳洞までいかないとありませんでした。例によって石筍に刻まれた降水量の記録（酸素同位体か成長速度）です。インドから地中海沿岸までの干ばつですから、もっと範囲が広いことも考えられます。昨年９月の報告ではラオスの鍾乳洞での観測結果で、測定誤差が1000年以上もありましたが、同じ干ばつを示しているかもしれません。
この時期は民族の移動も起きており、アーリア人の移動やギリシア人のエーゲ海への進出、ヘブライの民のエジプトへの移住（のちに出エジプト）も記録されています。テルレイアンの周りに巨大な墓地がない所を見ると都市の人々は気候変動で死んだのではなく、気候の良い地方に移住したと考えられます。
古代の大規模で急激な気候変動。再び人類を襲うかもしれません。古代の気候変動のメカニズムを解明するのは困難ですが、どのくらい広範囲で、どのくらいの長期間、干ばつが続いたのかは興味のあるところです。
令和4年(2022) 4月16日 -No.6/9-
古代遺跡に残る碑文は数千年前の事件や社会の様子を伝えてくれます。しかし、通常は欠けたり、割れたりして文章が失われたり、文字が読めなかったりします。古代史の専門家は長い年月とたゆまない努力を重ねて石に刻まれた文字を読み解き、古代の世界を明らかにしてきました。そこにAI（deep learning）を使った助っ人の登場です（Nature video ３月９日）。
Ithacaは古代ギリシャ語を読み込み、欠けた部分に当てはまる語句を類推してくれるプログラムです。Oxford大に学ぶ２人の専門家が共同で開発しました。一人は歴史家、もう一人はニューラルネットワーク技術者です。今まで解析されたギリシャ語の文章と、その地域、年代をプログラムに学習させました。遺跡に残されたメッセージで欠けた部分があれば、適切な文章を補ってくれます。それもいくつかの候補をあげてくれる仕組みです。Ithacaには80000もの石碑の文章が記憶されています。人間の専門家も同じように記憶している文章からかけている部分を補うわけですが、人間の記憶力や類推能力には限りがあります。Ithacaは人間の能力を補う役割も果たせます。
Ithacaは候補を確率付きで示すだけではなく、文章が書かれた年代や場所の情報も提示してくれます。発掘の情報から場所や年代に誤りがあれば人間が指摘して、別の候補を示すこともできます。専門家が25%の正確さで空欄を埋めることができなくとも、Ithacaは60%の正確さで候補をあげます。さらに専門家がIthacaの候補を見ながら推理すれば70%以上の正確さで文章が推測できました。
Ithacaは先入観なしで機械的に候補をあげる点で専門家を凌いでいると思います。専門家は候補を参考に、自分の仮説に従いながら碑文を読み解き、意味のあるストーリーを再現するのです。このパターンは医者や法律家などの莫大な知識の裏付けが必要な職業に応用可能ですね。すでに導入されている部分もあるでしょう。
令和4年(2022) 4月23日 -No.7/9-
恐竜が6600万年前に滅びてからしばらくの間、哺乳類の仲間は数を増やし、体の大きな種も増えてきました。が、頭のサイズは遅れて大きくなったようです（Science誌3月31日）。
中生代に誕生した哺乳類は、その間中、ずっと体のサイズはネズミほどでした。恐竜の餌としては小さめに生きることが生存に有利だったという仮説もあります。だから恐竜が滅んで中生代が終わると哺乳類の化石のサイズが大きくなりました。
新生代の初め、暁新世（6600～5500万年前）、始新世（5500～3200万年前）はあまり化石の豊富な年代ではありませんでした。今回の報告は新しく見つかった34個の哺乳類の頭蓋骨を調べた結果です。化石はコンピュータトモグラフィにより、3次元デジタルモデルに写されました。この方法は頭蓋骨の内側の形から脳のどこが発達してるかがわかるほど正確です。年代ごとに並べてみると暁新世では体のサイズの割に頭骨の容積が増えておらず、始新世になってやっと体のサイズに合った大きさに発達し、バランスが取れてきました。
これは古生物学者も意外だったようで、その理由はいろいろと仮説が出されていますが、はっきりしたことはわかりません。「恐竜がいなくなった生態系で恐竜の位置を占めるには体を大きくするのが効果的で、頭を「使う」必要はなかったのだとか。みんなが大きくなると哺乳類間で競争が始まって、頭を使い始めた」。あるいは「恐竜がいなくなったことで頭を使う必要性が低下したので、頭は小さいままで良かった。むしろ、エネルギーを多く使う脳は小さいほうが効率が良かった」。
いずれにしろ、脳の成長は知性の成長であり、脳のどの部分が大きくなったのか、前葉なのか臭球なのかなどの証拠が積みあがれば、人間の知性につながる脳の進化の様子が少しわかるかもしれません。
令和4年(2022) 4月30日 -No.8/9-
久しぶりにMMTの本（財政赤字の神話 ステファニー・ケルトン著）を読んでいます。まさにタイトル通り。赤字国債は子孫に禍根を残さない。昨年も３回にわたって書きました。ちょっと理解が異なる部分がありますが、本書のほうがずっと腑に落ちました。
現代の通貨とは国家がその権力として発行するお金です。金などの裏付けはありません。ただ、通貨です、と言って政府が発行するものです。お金は歴史的に経済活動に重要な役割を果たしてきましたから、発行する権利は強力な権力です。
本書によると、国家は通貨とは国民を働かせるために発行する道具であると定義します。ただ発行するだけでは国民は価値を認めないので、税金を通貨で納めるように強制します。すなわち、税金の対象となる経済活動はすべて通貨で換算して税を納めなければなりません。結果、国民は通貨をお金として使うようになります。
通貨の発行は経済活動の規模に応じてコントロールすればよく、発行しすぎた場合、インフレが起きます。インフレは物価の上昇率が給与の上昇率を上回った状態です。この状態が長く続くと、国民の生活の質が低下することになり、国が不安定になります。また、急激なインフレも同じ効果を短期間に引き起こします。現在の経済学ではインフレは2%程度が適切だと考えられています。経済活動では財やサービスが売れてから給与が支払われるので、言い換えると、物価が上昇してから給与の上昇が起きるので、そのタイムラグを含んだ値と推測しました。
そして、国は通貨の代わりに国債も発行します。国債は通貨と等価ですが、利子がつくことが特徴です。国債を発行する理由は世間一般の利子を国債の利子という基準でコントロールするためです。国債の利子は中央銀行が決めるので、インフレ率より低い利子で発行すれば利子が問題になることはありません。
要点は通貨と同じ、姿を変えたものが国債だという見方です。つまり、現在、1000兆円の赤字国債があるということは、同じ金額の通貨がすでに流通していると同じ意味なので、これを直ちに0にしても（1000兆円の通貨と交換しても）全く問題ありません。ただ、国債を安全確実な資産運用の手段として利用している年金や保険業界は運用先を変える必要が出てきます。これだけの金額は現金では支払わず、単に口座に数字を入力するだけでしょう。
国民を適切な税金で働かせて国の経済活動を維持し、インフラを高い水準に保ち、災害に適切に対処するために、国は通貨を発行して仕事を国民に依頼し、税金を徴収します。ぜんぶ回収する必要はありません。社会には蓄積された通貨は貯金として保存されています。財政が赤字ということは民間に黒字があるということです。財政赤字を減らすということは、民間の一部に赤字を押し付けることになります。日本のような巨額な財政赤字を容認している国はそれだけ民間が黒字で潤っていることになります。景気が加熱しすぎてインフレ気味になってきたら、国債を発行して通貨の流通量や利子を調整します。国債は貯金として動かない通貨を吸い上げる効果もあります。
国の仕事は国民が平和に生活する環境を維持し、改善することです。経済活動を支えるために通貨を発行し、国債を発行します。MMTでは国民の平和な生活のためには100%雇用も必要として、ジョブギャランティをセットにしました。今ウクライナ戦争が起きていますが、国の防衛も仕事でしょう。そして、国家に通貨や国債を発行する権利を維持させる権力（強制力）の維持も欠かせません。すべて生産活動や労務サービスがかかわり、その根幹に通貨の発行があるのは間違いありません。
残念ながら8章のうち3章で返却しなければなりません。続きはまた借りたときにまとめましょう。
令和4年(2022) 5月7日 -No.9/9-
今回は本の紹介です。「健康的で清潔で、道徳的な秩序ある社会の不自由さについて」熊代 亨著 イーストプレス（2020年）。
筆者は精神科医。専門家としての視点から、20世紀末からの社会の変化によって、ほとんどの職業でコミュニケーション能力が求められるようになり、ADHD（注意欠如多動症）やASD（自閉スペクトラム症）の特徴が長所として生きる職域は狭くなったことに警鐘を鳴らしています。昭和の時代であれば、第一次産業や第二次産業がそういう人材を吸収したのですが、現在の社会では第三次産業に圧倒され、しかもIT化が進みゆく社会ではむしろ、ADHDやASDであることがハンディとみなされます。また、軽度知的障害の人々は、それが障害とはみなされず、巨大IT企業や政治家が提供するナッジ（行動経済学における誘導）によって不利な消費行動や契約を強いられる社会。
筆者はこのような患者を患者として診断し、自立支援するために治療しなければならない。その治療に意味はあるのか。患者に無理を強いていないか。社会がハイクオリティになるにつれ、こうした不適応者が「治療すべき」患者になり、新たに病名を付けられて社会から自立する訓練を強いられながら隔離されていく。
現代社会は18世紀のヨーロッパの思想家が生み出した個人主義、資本主義、社会契約の考えが社会に浸透して徹底されたことが原因と考察されています。現代はさらにIT技術が社会の管理を効率化して、多くの人には便利になりました。同時にハイクオリティな社会に隷属することで自由が奪われているのではないか。特に東アジアの諸国、日本、中国、韓国で弊害が明らかになりつつあると。日本は、戦後、急激に社会がハイクオリティになりました。中国、韓国はこの20年くらいで日本を見本にパッケージ化された著しい成長を遂げました。一方で、韓国では社会不適応者が社会問題になっており、中国では社会不適応者が見えない分、影響が懸念されます。
筆者は警鐘を鳴らしますが解決策を示していません。私の未来編では価値観の多様性から小国家に分裂し、自分に合った国に移住する方法で、こうした格差による社会問題を中和するようになると考えていますが、どうでしょうか。中国モデルのように人々の管理を徹底することで、社会不適応者にも豊かな人生を与えることができるかもしれません。
令和4年(2022) 5月14日 -No.10/9-
実数には超越数と呼ばれる数が含まれるそうです（世界は「e」でできている 金 重明著 ブルーバックス2188 2021年）。私の数の知識では整数、有理数、実数、虚数だけでしたので興味を引きました。超越数ではない実数は代数的数と呼びます。
代数的数とは代数方程式の根です。代数方程式とはｘのべき乗の有限の和であらわされる方程式です。一般式はAnX^n + An-1X^n-1 + … A1X + A0 = 0。（X^nはXのn乗。An … A0は定数）。代数方程式は和、差、積、商だけで組み立てられていて、その項の数が有限です。
例えば、代数方程式の解のうち、一次方程式の解は有理数です。つまり、AX + B = 0。X ＝ -B/A。二次方程式の解には有理数と実数と虚数があります。このときの実数は代数的数です。超越数は実数の中で代数的数ではないものと定義されますが、実際に任意の数が超越数であるかを証明するのは難しいそうです（Wikipedia）。
超越数の代表例は円周率πと自然対数の底e（ネイピア数）。実数のうち、代数的数よりも超越数のほうが多い。πとeは無限級数の和として表現されます。同じように三角関数も無限個の代数関数の和で表現されますから（超越関数）、三角関数の値、たとえば、sin1などは超越数でしょう。Wikipediaには理解しがたい数が例として示されていました。
この本は数学の本なのですが、著者が数学者でないせいか、脱線だらけで楽しく読めました。
令和4年(2022) 5月21日 -No.11/9-
６か月間、スーパーコンピューターで全地球気候モデルを計算し、200万年分の気候を明らかにしました。そして明らかになったのは現生人類はハイデルベルゲンシス（Homo heidelbergensis）から30万年前に誕生したことです（Nature誌4月28日号）。
もっとも、これはシミュレーションの結果ですので、これから検証されるはずです。気候モデルは地球の地軸の傾きの変動（約4.1万年周期）と公転軌道の丸さの変動（約10万年周期）です。地軸の傾きが大きくなると四季の気温変化が大きくなり、公転軌道がより楕円形になると気温が低下（氷期）します。200万年の間のこれらの変動と、各地の氷河や海底の沈殿物に残された気温や大気中の二酸化炭素の量のデータ、各地の生物の化石のデータを総合して、気候モデルを作りました。大雑把ですが、アフリカ大陸の気候、ユーラシア大陸の東西に渡る気候を計算しました。そして、最後に人類化石の分布と年代を気候モデルの結果に当てはめたのです。
ハイデルベルゲンシスは70万年前にその居住範囲をアフリカからヨーロッパ、アジアへと拡大していました。その頃は湿潤で、地球全体がハイデルベルゲンシスにとって住みやすい気候であったと予想されました。その頃（85-65万年前）、アフリカの南と北でハイデルベルゲンシスは２つの系統に分かれました。その後、気候の変化に伴い、40-30万年前に北のハイデルベルゲンシスはネアンデルタール人の系統に、そして20-30万年前、現生人類は南の系統から南アフリカのあたりでハイデルベルゲンシスから誕生したと予想されました。30年前はアフリカが熱く乾燥した気候になったで、ハイデルベルゲンシスには不利、現生人類には有利な気候だったのです。
これは全地球的な気候モデルですから、今後、気候モデルの正確性についても検証されるはずです。それにしても、ハイデルベルゲンシスの化石がこんなにたくさん発見されていたことは知りませんでした。
令和4年(2022) 5月28日 -No.12/9-
久しぶりに場の量子論の解説書を読みました（光の場、電子の海。両縛り論への道 吉田伸夫著 新潮選書 2008年）。きっかけになったのはブルーバックスの「早すぎた男 南部陽一郎物語 時代は彼に追いついたか」 中嶋彰 著を読んで、気になった場の量子論についてもっと具体的に知りたくなったからです。
その前に、不確定性原理について。電子のエネルギーは飛び飛びの値しかとらない。この測定結果を説明するために波動関数が導入されました。電子は原子核の周りを惑星のようにまわっているというのが高校生レベルの知識。ところが大学では電子の運動は波動関数によってあらわすことができると学びます。その考え方には驚きました。すなわち、波動関数は波なので、定常波ができたときだけが安定するという。固定された両端を持つ波は節の数が整数倍になるときに安定します。これが電子の取りうるエネルギー値で、ℏνがその単位です。ℏはプランク定数、νは固有振動数です。シュレーディンガーの波動方程式は量子力学（私は量子化学を受講しました）の基本の式ですが、電子の存在確率を示す式として導入されました。
紹介した解説書によると、シュレーディンガーの波動方程式は確かに電子の原子核の周りの存在確率を与え、エネルギー準位による電子の波動の形を示します。しかし、電子の粒子性については説明できなかったので、ハイゼンベルクの行列方程式のほうがより正確な解を与えると説明していました。私は行列方程式の方は学びませんでした。
エネルギー準位の単位は電子の位置と運動量の変化率の積にも表れ（ハイゼンベルクの不確定性原理）、電子の位置が固定すると運動量が無限に大きくなるという現象を引き起こします。電子の位置を測定しようとすると運動量に影響を与えるという、説明しか覚えていなかったのですが、紹介した解説書によると、例えば、原子核の周りをまわっている電子が原子核に落ち込むと、位置が狭い範囲に固定されるので、電子の運動量が増えて飛び去ってしまう。電子が原子核に落ち込めないことを保証する原理であるという。
原理というのがアプリオリに降ってくるので、量子力学なども近似の学問のように感じましたが、もちろん、その難解な数学は理解できません。ただ、このようにイメージが伴う形で説明してもらえると少し親近感がわきます。
電子は粒子であり、かつ、波動であるという量子力学の解釈は場の量子論によって説明されます。この話は来週に回しましょう。
令和4年(2022) 6月4日 -No.13/9-
ノーベル賞学者、南部陽一郎氏の伝記（早すぎた男 南部陽一郎物語 時代は彼に追いついたか 中嶋彰著 ブルーバックス）を読んで、2008年にノーベル賞を受賞した日本人3名による対称性の破れの解釈が変わりました。
マスコミで宣伝していたのは粒子・反粒子の数の揺らぎの問題で、1：1で生じたはずの粒子と反粒子がビッグバン直後に対消滅したが、粒子がわずかに多く（対称性の破れ）、現在の宇宙では粒子が支配的である、という説です。しかし、南部先生の理論はそんなことではなく、もっと深遠な思想でした。
自然界に存在する様々な対称性は安定性を求めて自発的に対称性を崩すことがあるという理論です。対称性のある状態がエネルギー的に高い状態にあることがある。この状態は不安定なので、自発的に対称性が崩れる。すると、場の量子論から南部ゴールドストーン粒子が発生する。南部ゴールドストーン粒子は質量ゼロの粒子に縦波として加わって、質量を与える。つまり、質量の起源に関する理論です。
陽子の中には3つのクォークがあるが、その質量は３つ合わせて陽子の質量の２％でしかない。残りの質量はクォークのカイラル対称性の破れから生じる。カイラル対称性は鏡像対称である。ビッグバン直後ではすべての粒子は光速で飛び回っていたのでカイラル対称性（スピンの向き）は保たれていた。しかし、宇宙が相転移して粒子と反粒子のペアが凝縮し、空間を埋め尽くした。自由に飛び回っていた粒子は粒子と反粒子のペアとぶつかってスピードを失った。すると、見る方向によって（光の速度は変化しない）スピンの向きが変わる（カイラル対称性の破れ）ことになり、南部ゴールドストーン粒子が発生。粒子に取り込まれて粒子に質量を与えた。ヒッグス粒子はその一例だそうです。
いずれにしろ、宇宙の始まりでは高温高圧で、すべての素粒子が光速で飛び回っていた。この状態は対称性がとても高い状態で様々な対称性が備わっていたのです。が、宇宙が膨張し、温度が下がるにつれて対称性が失われて、質量が生じ、粒子が誕生したと考える。具体的な計算式はわかりませんし、南部ゴールドストーン粒子が発見されたわけではありません。このように解釈すると、粒子の質量について説明できるし、クォークを陽子や中性子に閉じ込めている強い力についても説明できる。
というわけで（うまく説明しているか自信がない）、今週も場の量子理論にたどり着けませんでした。場の量子理論についてはまた次回。
令和4年(2022) 6月11日 -No.14/9-
粒子を波としてあらわすとき、波が伝わる場を想定しなければならない。その場を量子力学の要請に従って記述したものが場の量子論です。量子論は粒子のエネルギー値が飛び飛びになるという性質を定常波として説明します。粒子は波動でなければならず、しかも、両端が固定された定常波でなければなりません。固定された両端がなくとも閉じた輪になっていれば定常波ができます。場の量子論は空間が粒子の単位エネルギーの波で埋め尽くされていると考える理論です。空間は空っぽでなく、粒子の波動の素で埋め尽くされ、粒子はその波動が一定のエネルギー以上の値を得た場合に観察される現象です。
素粒子が空間の各点に埋め尽くされていることから、素粒子は生まれたり消えたりしていると考えることも導かれました。すると、加速器の実験で、電子と陽電子を衝突させると、クォークと反クォークが誕生するなどの現象もうまく説明できます。電子とクォークは全く別種類の素粒子です。電子はどこに消え、クォークはどこから現れたのか。電子のエネルギーはクォークに転嫁されたと考える。場が重なっているために、手品みたいな変換が可能になります。
ところで、現在、サイクロトロンなどを使って発見されている素粒子は数十もあります。これらの素粒子すべてに量子場があるとしたら、現在物理学はとてつもなく複雑な量子場を計算しないと物理現象が正確に記述できないことになります。せめて、基本粒子にできないか。ビッグバン直後では数十あった素粒子は現在では５つにまとめられます。光子、ニュートリノ、電子、クォーク（uとd）、グルーオン。これでも十分複雑ですが。なお、クォークとグルーオンは陽子と中性子に閉じ込められ、粒子として出てくることはありません。
波動として波を作るにはある方向に広がりがなければなりません。量子論では計算式でパラメータとして波動が計算されますが、その実態は時空間にあるとおかしなことになります。何しろ基本粒子だけで５つあり、それぞれが量子場を持って我々の宇宙と重なっていなければならない。紹介した解説書（光の場、電子の海。両縛り論への道 吉田伸夫著 新潮選書 2008年）によると別の次元で振動していると解釈する。え？ ビッグバンの時は超対称性理論で言うように数十もの素粒子が誕生し、それぞれ別次元を振動する量子場を持っていたのですが、宇宙が膨張してエネルギー密度が下がるたびに素粒子を支えるエネルギーが足りなくなり、その次元が消滅して今の宇宙になりました。今の宇宙は４次元時空間＋最低５つの量子場の次元。てことは今の宇宙は最低９次元なのです。
おっと忘れ物。ダークマターも質量をもった素粒子とすれば、場の量子論で説明されます。ダークエネルギーはあまり粒子のイメージはないから、こちらは置いておきましょう。合計10次元ですね。これでいいのか。ただ、自分的には何となく納得です。
令和4年(2022) 6月18日 -No.15/9-
生命の起源を解明する上での大きな謎はRNAとタンパク質との関係がどのようにして出来上がったかという問いです。RNAはそれ自体が複製できることが示されて、RNAワールドなるRNAが自己複製しながら進化するモデルが考えられています。しかし、RNAが作る触媒（リボザイム）の性能は低く、現在の細胞を作るには、タンパク質を含む触媒が必要です。
この謎に迫る報告が5月11日号のNature誌で発表されました。研究者はアミノ酸を運ぶtRNAに着目、そのアンチコドンループの両脇（34番目と37番目）にある２つの核酸塩基がアミド結合を作りうることに気づきました。特に、37番目のアデニン塩基にはアミノ酸が結合しています。
2つの核酸塩基はいわゆる正統派の4つ、AUGC（RNAなので、Tではなく、U）とは構造が異なる塩基です。2つの塩基を相補的な2本の短いRNA鎖の端に置き、2つのRNA鎖が二重鎖を形成すると隣に来るように設計しました。専門的に書くと、5'-(m6)aa6A-RNA-3'と3'-mnm5U-RNA-5'となります。3'-5'は核酸の並びを示します。 34番目の核酸塩基mnm5Uが受け取る側、37番目の核酸塩基(m6 )aa6Aが与える側になります。
2つのRNAを混合して二重鎖を形成し、pH6で反応させると(m6)aa6Aのアミノ酸aaがmnm5Uに結合します。すなわち、2つの核酸塩基が結合します。熱を加えると(m6)aa6A側で切断反応が起きて、アミノ酸が受け取り側mnm5Uに移ります。すなわち、aa-mnm5Uができます。新たな(m6)aa6Aを加えて同じように反応させると、加えた(m6)aa6Aのアミノ酸が受け取り側のアミノ酸と結合します。すなわち、aa-aa-mnm5Uができます。この反応を繰り返して15個のアミノ酸が結合したペプチドを合成することができました。さらに、ペプチドが結合した核酸塩基を使うとペプチド同士が結合することも実証できました。
この報告では短いRNAを使ってペプチドを作り出すことが可能だと実証したわけですが、まだ第一歩にすぎません。遺伝暗号を説明してはいないからです。今回準備したRNAの部分がアミノ酸を運んで決まった位置に固定するのに使えることがわかりました。できたのはペプチドが結合した核酸塩基です。この次はペプチドが結合した核酸塩基が触媒活性を持つのかを探す旅になるでしょう。
ペプチドを作り出す反応のヒントはtRNAにありました。tRNAには他にも非正統派核酸塩基がたくさんあります。原始地球のRNAワールドは決して現在の正統派核酸塩基だけでできていたのではなく、多様な核酸塩基が活躍していたと予想されます。多様すぎて、どこから手を付ければ良いか迷うようです。
令和4年(2022) 6月25日 -No.16/9-
今週は地球の内部の話です（地球の中身 何があるのか、何が起きているのか 廣瀬 敬著 ブルーバックス2192）。
まずはおさらい。地球は外側から地殻（厚さ６～30km）、マントル（厚さ2890km）、外核（厚さ2260km）、内核（半径1220km）で構成されています。イメージと異なっていたのは核の直径が半分より大きい（約55%）こと。火星も同じサイズのコアを持つそうです。月は小さく、半径330kmで約19％しかありません。
次はイメージの修正です。プレートは地殻と思っていましたが、実際は、剛体であるリソスフェア部分（厚さ100km）を指します。すなわち、地殻の下には固体のマントルがあり、プレートとして運動を共にしている。その下はアセノスフェアと呼ばれ、変形して流動するマントルです。上部マントルの主成分は橄欖（カンラン）岩ですが410kmの深さまでです。つまり、上部マントルは同じ成分ですが、２つに分けられます。その違いは深さ（圧力）と温度。橄欖岩は上部マントルの途中で熱と圧力によって流動性が増すのです。
筆者は超高圧高温をかけることができる装置を使って、地球の内部の岩石を研究している研究者です。聞きなれない岩石の名前が出てきますが、ご容赦を。
上部マントルの下はマントル遷移層（主成分はリングウッダイト）で660kmの深さまで。その下はブリッジマナイトと呼ばれる固い岩石が主成分で下部マントルを形成します。ブリッジマナイトは高圧実験で、マグマオーシャンが固化するときに最初に結晶化されることが示されました。下部マントルの上は沈み込んだプレートがたまる深さです。深さ2600kmを超えると、コアとの境界になり、金属に富んだポストペロフスカイトの層があります。この鉱物の構造と性質は筆者が超高圧高温実験で岩石を圧縮して再現しました。
コアには不純物が重量比で8％ほど含まれていて、コアの特性や進化に影響しています。コアの主成分は鉄ですが、コアが形成されたマグマオーシャン時代に取り込まれた不純物が今も残っていると考えられます。
ここまで説明すると、今回の記事でマントル対流が２重であったということには疑問符が付きます。少なくともブリッジマナイトから構成される下部マントルは対流しないはず。マントル対流が１つになるマントルオーバーターンが20億年前に起こり、そのためにコアの対流にスイッチが入り、地球に磁場が生じたという仮説（私は1996年の岩波新書で学習）はすでに時代遅れのようです。地球磁場は5億年程前に極小で、それ以前は強い状態から徐々に弱くなっていたと想定されています。そもそも太古の地球に磁場がないと水が失われてしまうという説もあります。
今回は間に合わないので書き換えませんが、次からは修正を加えることにします。この時代のプレートテクトニクスの規模はどうなっているのでしょうか。コアから立ち上るマントル対流（ホットプリューム）はあるはずではないか？ 興味は尽きません。
令和4年(2022) 7月2日 -No.17/9-
消費するエネルギーで人間の文明をランク付けする考え方があります。前にも同じようなランク付けを読んだことがありますが、今回は「2100年の科学ライフ ミチオ・カク著 斉藤隆央訳 NHK出版 2012年」から紹介しましょう。
人類が誕生してから長い間、人間が使えるエネルギーは自分自身の筋肉で生み出される量であった。しかし、1万年程前、農業を開始し、牛や馬が家畜化されると、1馬力のエネルギーを使えるようになった。生き延びるだけで精一杯であった人類は余剰エネルギーを得て、農地を耕し、家畜を養い、都市を作り出して、さらに使えるエネルギーが増加した。300年前に蒸気機関を使えるようになると、一気に数百馬力ものエネルギーを使えるようになった。その後、生まれた余剰で内燃機関やモーターが発明され、現在では人類全体で合算すると地球が太陽から受け取るエネルギーのレベルに達しようとしている。
さて、惑星レベルのエネルギーを使えるようになった文明をタイプI文明といいます。この分類は1964年に発表されたソヴィエトの宇宙物理学者ニコライ・カルダシェフによるものです。惑星レベルのエネルギーを使える、コントロールできると惑星の気候をコントロールでき、また、地震や火山、台風のエネルギーも利用できると考えられます。タイプIがあればIIもIIIもあります。タイプIIの文明は、所属する星系の恒星の全エネルギーを利用できる規模の文明で、活動範囲は一つの恒星系を超え、惑星を改造できるほどになるでしょう。恒星を丸ごと包む太陽光発電装置（ダイソン球）から恒星丸ごとのエネルギーを得るようになります。タイプIIIは銀河レベルであって、XXX。なにができるようになるのでしょう？？ タイプIでは10^17乗ワット、タイプIIでは10^27乗ワット、タイプIIIでは10^37乗ワットのエネルギーと概算までされています。
現在は人類がタイプI文明へ発展しようとしている時期であるとカクさんは主張します。確かにグローバル化によって人類は地球レベルのエネルギー政策が必要になっています。そして、タイプ０文明の意識や哲学（暴力や支配、強欲など）を引きずったままだと、タイプI文明へ移行する過程で、流れに逆らう野蛮な勢力との間で破滅的な争いが起こる可能性があると警告しています。ウクライナ侵略を見ると第三次世界大戦は必然なように思えて心配になります。
令和4年(2022) 7月9日 -No.18/9-
今回は人間の寿命の話題です（Nature誌１月20日号）。
日本でも百歳以上の人口が８万人を超え、毎年増え続けています。これは医学や科学の発展によって人間の寿命が際限なく伸びる可能性を示しているのではないか。紹介する記事では答えはNoに近いものでした。
2020年の推計では世界では573,000人の百歳以上の人（centenarians）がいると推計されていて、50年前の20倍の人数です。現在のところ、122歳のフランス人女性が記録上最高齢です。現在の最高齢者は日本の田中カネさん118歳です。今までの情報からは120歳くらいに限界があると考えられてきました。
人間の寿命の研究はどうしても人口動態のデータに頼るしかありません。2,018年の報告からは105歳から先は死亡率が年率50％に達して、あっという間に０に近づいてしまうことが示されています。そして、この80年ほどの調査結果でも最高齢は110歳前後でした。医学の発展、特に乳幼児の死亡の減少と慢性疾患の治療によって人類の平均寿命は劇的に改善されてきました。乳幼児の死亡率は、高齢者の平均余命には関係ありません。例えば、がんが完全に治療されるようになったとしても、平均余命は２年ほどしか伸びないそうです。
では、何が求められるか。それは老化のプロセス自体を遅くするような治療です。日本に限らず、世界中で健康で長生きするために多くの人がお金や時間を費やしています。これらのトライアルが最高齢の壁を押し上げるのでしょうか。この報告によると老化に強く関連する生理学的な指標は9つ知られているそうです。一方で、いわゆるマウスやハエなどで見つかっている長命遺伝子は人間には応用できないと見なされるようになってきました。単一のファクターで寿命を制御できるとは思えません。数多くのパラメータを監視することで老化を遅らせる方策が見つかるのでしょう。
自分のことを振り返っても、傷の治癒が遅くなったことは一番初めに自覚した老化でした。最近では体が硬くなったこと（昔から硬かったけど）や全力疾走などがむしろ体を壊すようになってきたことなど、年を追うごとに老化を感じています。おそらくは正常な機能を保つこと、すなわち、異常な状態から回復する速度、が遅くなり、ついに回復できなくなったときに寿命が尽きると考えています。
今週は法事で出かけています。来週はお休み。次の配信は7月23日の予定です。
令和4年(2022) 7月23日 -No.19/9-
最近は山間地を移動していると大規模な太陽光発電施設が見られます。近所の大岩山の山頂付近にも倒産したゴルフ場跡地に発電所があります。日本の電力需要を太陽光発電で賄うためには国土の5%が必要という推計値があります（Nature誌6月9日号）。今日はこの記事の紹介です。
太陽光発電所は同規模の火力発電所の20倍以上の敷地面積が必要とされています。というわけで、利用価値の低い砂漠などの土地を利用するプランが浮上するわけですが、やはり生態系への影響が大きいことや環境への影響が未知数であることから難しいようです。サハラ砂漠に大規模な太陽光発電所を設置すると機構への影響があって、アマゾンでは洪水を、極地では氷河の融解が促進されるという研究報告があります。砂漠で発電すると需要のある都市まで送電線を引く経費もばかになりません。
そこで注目されているのが貯水池です。特に発電所を併設しているダム湖が利便性が良い。というのも送電線の問題はないし、太陽光発電パネルを浮かべておけば蒸発防止になるし、温度が安定するので、太陽光発電も安定する。そこで、インドネシアやブラジル、カナダなどは積極的に設置を推進しています。2,020年の統計では水上太陽光発電が3GW、陸上で700GWですが、水上太陽光発電の成長率は非常に高い。2050年には世界のダム湖の面積（フランス全土の面積に相当）の10%を水上太陽光発電に使い、現在の火力発電所の総出力4000GWを賄えるという推計もあります。
一方、設置による生態系への影響は計り知れず、また、湖面の水位は変化するものですから、太陽光発電パネルの管理も難しい。陸上太陽光発電に比べて設置費や維持費が割高です。ダム湖や湖はレジャーや観光の拠点となっていることも多く、経済的な影響もあるでしょう。記事では2019年、日本の山倉ダム（千葉県市原市）に設置されていた太陽光発電所の事故が紹介されています。太陽光発電パネルが台風15号の強風で吹き寄せられて重なり、発火しました。再発防止策を含めた復旧工事は２年かかりました（ネット情報）。
まだ途上の技術ですが、化石燃料の利用を0にするには避けて通れない道、というより有力な施策ですね。
令和4年(2022) 7月30日 -No.20/9-
脱炭素が大きなブームになっていますが、野菜や果物が大量の二酸化炭素を発生していることはご存じですか？
野菜や果物を生産すること自体はそれほど二酸化炭素を発生しませんが、輸送が問題です。先進国では野菜や果物を世界中から輸入し、しかも鮮度を保つために冷蔵しながら運びます。もしくは空輸します。そのために、食料の輸送は二酸化炭素の発生の50%に及ぶという試算が報告されました（Nature news、7月1日）。
かつては耕地の整備や拡大、家畜の生産、そして農産物の輸送が農業における温室効果ガスの発生源と考えられてきました。かつては国連が温室ガス発生源の３分の１を占めると試算したことがあります。今回の発表は複雑な食糧生産、運搬の情報を74か国から集めて分析し、2017年の温室効果ガスの発生量を推計したものです。きわめて大きかったのは運送による温室効果ガスの発生で、かつての調査の7.5倍に達しました。特に野菜や果物の輸送で排出される温室効果ガスは突出していて、ついで穀物の輸送です。ちなみに生産現場では家畜の生産が突出しています。
日本では温室栽培や工作機械を使うことで、生産自体も化石燃料に依存しています。 特に畜産では輸入された餌（穀物）に依存しているので大量に温室効果ガスを発生していると考えられます。日本では質の高い飼料生産会社がないのもその理由の一つです。
ロシアによるウクライナの侵略の影響で、世界の穀物輸送のみならず、エネルギー供給にも深刻な打撃がありました。日本では、食料安全保障は食料の供給だけでなく、化石燃料も重要ポイントです。地産地消が理想的ですが、グローバル化した食卓が標準となった日本（先進国）では乗り越えなければならないハードルが高いでしょう。
令和4年(2022) 8月6日 -No.21/9-
京都大学の山中先生が４つの遺伝子を導入することで、細胞が多分化能を持つ胚性幹細胞に変化することを発見し、2012年にノーベル賞を受賞しました。報告からノーベル賞までわずか6年の快挙ですが、今、また注目されています（Nature News 1月19日）。
山中因子と呼ばれる4つの遺伝子はOct3/4、Sox2、c-Myc、Klf4です。これらの遺伝子は転写因子と呼ばれる遺伝子発現の制御を行うタンパク質をコードしています。それぞれがあるセットの遺伝子を活性化したり、抑制することで細胞を脱分化させます。脱分化とは幹細胞に近づけること。多細胞生物を構成する細胞はもともと1個の受精卵が様々な性質の細胞に分化したものです。遺伝子の発現状態を変えて、人工的な胚性幹細胞（iPS細胞）を作り出すこの技術を不完全に使うと、細胞が若返ることがわかってきました。
山中因子は100歳以上の人（centenarians）の体細胞を胚性幹細胞にする研究も行われてきました。その過程で多くの老化の兆候が消えることが明らかにされました。再プログラミングと呼ばれるこの過程は最後には胚性幹細胞に戻りますが、その途中、脱分化する前に、細胞は若返ると考えられました。
老化マウスという突然変異のマウスが知られています。老化と同じ現象が若いうちから現れるので、老化研究に使われています。このマウスのゲノムに山中因子を入れます。この時、薬剤で制御可能なプロモータをつかって、自由に遺伝子をオン、オフできるようにしておきます。このマウスに薬剤を短期間投与すると、全身の臓器が若返ることが発見されたのです。長期間投与するとマウスはがんで死にます。山中因子は奇形腫という胚性幹細胞の癌を引き起こすためです。
問題は再プログラミングの程度がわからないことです。やりすぎると脱分化して、本来の機能を果たせなくなります。そこで、4つではなく、3つではどうか。がん遺伝子であるc-Mycを除いた3つの遺伝子だけをもつAAウイルスベクターを老化マウスの目に感染させると神経の再生や緑内障の改善がみられることがわかりました。
ヒトの細胞を用いた試験も行われています。山中因子＋2つの遺伝子、LIN28 and NANOGを入れた老人の血管内皮細胞や皮膚の細胞が若返ることがわかってきました。
これで、世界の金持ちは黙っていません。莫大なお金がこれらの研究に投資されて、たくさんのベンチャーが誕生しています。
若返りの技術には脱分化やがんのリスクがあります。また、細胞レベルのコントロールを全身の細胞に施す必要があります。さらには老化した細胞はすでに複数の遺伝子の傷を抱えているに違いありません。これががんや慢性炎症に発展しないとも限りません。先は長いと思われますが、我々が生きている間に若返りの技術は普及するのか、にはかなり興味をそそられます。
2週間の夏休みを取ります。次回の配信は8月27日の予定です。
令和4年(2022) 8月27日 -No.22/9-
お盆休みの間にホモデウス テクノロジーとサイエンスの未来（Yuval Noah Harari著 柴田裕之訳 河出書房新社 2018年）を読みました。科学技術の発展は人間の能力や若さを向上する技術へと向かい、それを利用できるエリート階級が神の能力を手に入れる。つまり、ホモデウスになるという書き出しで始まります。紹介された技術それ自体は目新しいものはありませんでしたが、その方向性、人間の欲望を中心に展開する技術開発、が的を得ていると感じました。
人間の欲望を満足させるための技術革新を支える哲学が人間至上主義です。ハラリ氏の前著は読んでいませんが、人間の意識に焦点を当てた歴史書ですので、その発展形として本書が書かれたと考えていいでしょう。この本でも人間の意識の進化が簡単に紹介されていて、人間至上主義からデータ至上主義への移行することで頂点を極めると予想されています。
そのあとは？ データ至上主義が技術をさらに発展させます。人間の見聞きする情報を巨大なデータベースに照会し、常に適切な助言を利用者に与えます。徐々に人間の能力が膨大になるデータ解析についていけなくなります。最初は人間のデータ解析の補助をしていたAIが人間に提案をするようになり、最後には人間に代わって様々な活動を行うようになる。すなわち、ホモデウスの誕生です。ホモデウスはAIの補助により、現在の人間の数十倍もの活動を行うことができます。が、同時に活動の主導権をAIに譲ることになります。AIの進化は炭素系の生物の進化とは異なった原理で進展すると考えられるとしてホモデウス以降の未来は不可知です。
紹介されている考え方は魅力的で参考になります。このあとの百家万説で少しづつ紹介していきます。
令和4年(2022) 9月3日 -No.23/9-
今日は人間のゲノムに関する最近の知見について紹介します（遺伝子とは何か？ 現代生命科学の新たな謎 中屋敷 均著 講談社ブルーバックスB-2198 2022年）。2006年に終了したヒトゲノムプロジェクトを引き継いだENCODE（The Encyclopedia of DNA Elements）プロジェクトでは精力的にヒトゲノムの遺伝子を調べています。2020年のENCODEプロジェクトの報告では機能的な配列の詳しい解析と分類が行われました。遺伝子と言わずに「機能的な配列」というあたり、古典的な遺伝子の定義がうまく当てはまらないケースが出てきていることを意味します。
機能的な配列として、20,225個のタンパク質コード遺伝子、37,595個のRNAコード遺伝子の候補に加え、1,224,125個の転写因子結合領域、2,157,387個のオープンクロマチン領域が同定されてデータベースが作られました。これらの配列を精査して926,535個の制御領域の候補が選びだされています。ここで、タンパク質コード遺伝子が古典的な遺伝子です。RNAのみが多くのゲノム領域で転写され、一部のRNAは機能を持っている（タンパク質コード遺伝子の量を制御している）ことがわかると、RNAコード遺伝子が定義されて、解析されています。そして、転写因子とは遺伝子発現を制御するタンパク質で、それが結合する配列が転写因子結合領域。これも遺伝子のオンオフを制御する配列です。最後はオープンクロマチン領域。クロマチンは染色体で、染色体の場所によっては固くタンパク質が結合しています。ところどころ、ゆるく結合している領域があり、その場所は転写されている、すなわち、mRNAや機能性RNAが作られていると考えられています。つまり、開いている、オープン領域です。
これらの制御領域の長さを足すとヒトゲノムの7.9％を占め、タンパク質になる配列の長さ1.2%の6.5倍にもなることがわかりました。つまり、遺伝子の大部分は反復配列などの意味をなさない配列で、1.2％しか意味を持たないと考えられていましたが、制御領域を加えると9%くらいは意味を持つ領域と考えられます。
26個の主要な転写因子の結合部位を調べた研究があります。ゲノム上に合計70万か所同定されました。驚くことにその20～40%が転移因子（transposable element）の配列に由来しました。転移因子は反復配列の一つで、今までは機能を持たないと考えられていました。そこに転写因子の結合部位があるということは、何を意味しているのでしょうか。
例えば、iPS細胞の誘導に必要な山中因子の一つ、Oct4はERV1という転移因子内の配列に結合することが判明しています。実際、幹細胞で発現しているタンパク質をコードする遺伝子の近傍にはERV1由来の配列が存在しています。つまり、Oct4は転移因子の存在するたくさんの領域で発現制御を行っていることが示されます。一つの因子で細胞の状態を大きく変えるために広い領域をカバーする転写因子、Oct4のような、が進化してきたというわけです。
原核生物ではゲノムの90%がタンパク質コード遺伝子で、出芽酵母も70%です。多細胞生物である線虫とヒトではタンパク質コード遺伝子数が約２万と変わりませんが、ゲノムサイズはヒトのほうが30倍も大きい。すると、ヒトが線虫よりも高度な体を持ち、複雑な生物活動を行う理由は、タンパク質コード遺伝子が発展したと言うよりもRNAコード遺伝子や制御領域が高度な仕組みを作り出していると考えられます。多細胞生物における進化は同様な遺伝子セットを使い、遺伝子の使い方の高度化が主な推進力であったと言えるでしょう。もちろん、タンパク質コード遺伝子も進化はしていますが、その貢献は制御領域の高度化より小さいようです。
令和4年(2022) 9月10日 -No.24/9-
昨年末に打ちあげられたJames Webb Space Telescope（Webb宇宙望遠鏡）は長い調整を終えて７月にようやく最初の画像を送ってきました（Nature誌、7月21日号）。Webb宇宙望遠鏡は赤外線領域を観測する望遠鏡で、Hubble宇宙望遠鏡とは観測する画像が異なります。しかし、史上最大の鏡で赤外線を集めて観測するために、画像は非常に鮮明です。特にHubble宇宙望遠鏡では暗黒の空間であった場所に数多くの銀河を見つけました。観測できた最も遠方の天体は130億光年です。
というわけで、今日紹介するのはWebb宇宙望遠鏡で太陽系外惑星（exoplanet）を観測した報告です（Nature誌、9月8日号）。
地球から200パーセク（650光年）の距離にあるWASP-39bは母星の至近距離を公転している惑星です。その軌道は水星の内側です。しかも大きさは木星ほどあり、ホットジュピターと呼ばれるタイプの惑星です。WASP-39bが母星の前を横切るときに母星の光がWASP-39bの大気を通過して地球に届きます。この時、母星の光の一部の波長はWASP-39bの大気に存在する分子によって吸収されます。吸収される波長、すなわち吸収スペクトルは分子に固有です。
今回観測したのは二酸化炭素。WASP-39bの大気にはかなり多くの二酸化炭素が含まれていました。木星型惑星ならば水素が大気の主成分であり、二酸化炭素はあまり存在しないはず。どうしてWASP-39bの大気が二酸化炭素を大量に含んでいるのか？
二酸化炭素は岩石コアに由来するという仮説と、もともとWASP-39bは母性から遠く離れた公転軌道にいて、その時に取り込んだ炭素が現在二酸化炭素になっているという仮説があります。後者の場合、WASP-39bは太陽系の木星と同じように誕生し、長い時間をかけて母星に引き寄せられたと考えています。どちらが正しいかは大気中の他の成分をより詳細に調べることで判断できるそうです。
もう一つ、二酸化炭素とメタンは生命活動の結果、生産されると考えられること。２つ揃うことが重要ですが、まだメタンは見つかっていません。他の分子、水、一酸化炭素、硫化水素はあるようです。大事なのは同じように調べれば他の惑星では生命活動が見つかるかもしれないこと。ただ、地球型のexoplanetの大気を調べるにはWebb宇宙望遠鏡でも性能不足だとか。
650光年先の小さな惑星の大気の成分を調べられるというWebb宇宙望遠鏡。今後の活躍が楽しみです。
令和4年(2022) 9月17日 -No.25/9-
17世紀に70年にわたって太陽活動が低下したマウンダー極小期。ヨーロッパでは寒冷な冬が続いたことが記録に残されています。そして、この時期は太陽の黒点がほとんど現れなかったと記録されています。このような現象は太陽のような恒星では通常に起こりうると報告されました（Scienceニュース、8月12日）。
研究者は59の太陽型の恒星を数十年以上観測したデータを解析しました。恒星の活動は特定の波長の光の強さでモニターしました。その結果、若い恒星は活動レベルが周期的に上下すること、年取った恒星は活動レベルが安定していることがわかりました。そしてその間の中年期（midlife）にあるいくつかの恒星は活動レベルが低い状態が10年以上続いていることもわかりました。このデータから太陽型の恒星は中年期に差し掛かると活動レベルが時々低いレベルで数十年過ごすことが推察されました。
太陽の場合は活動レベルの周期は11年。マウンダー極小期のような活動レベルが低い状態は数十年続きます。そして活動レベルは黒点の数と相関しています。黒点が多い場合は活動レベルが高い。少ない時は活動レベルが低い。周期的な活動はなぜ止まるのでしょう。
実はよくわかっていません。太陽は短い周期で磁場が逆転します。黒点は太陽の磁場の弱い所に発生します。磁場の弱い所では太陽の大気（プラズマ）が噴出し、強い太陽風になります。太陽風は磁気的ブレーキを掛けるので太陽は徐々に自転が遅くなっています。コンピュータシミュレーションによると磁気的ブレーキがランダムに変化すると自転が安定し、活動周期がフラットになるそうです。
こうした太陽の活動が生物の進化に影響を与えるかもしれないと紹介していましたが、今回の現象は周期が短く、時間的なスケールが合わないのではないかと思いました。
令和4年(2022) 9月24日 -No.26/9-
シルバーウイークの前半では財政赤字の神話（ステファニー・ケルトン著、土方奈美訳、早川書房）を読み終えました。MMTによる赤字国債の解釈は民間の貯蓄であると。日本の巨額な赤字国債はすべて民間で貯金という形で蓄積されていて、人々（企業も含めて）の将来の備えとなっています。
通貨主体たる政府は無から通貨を生み出して政策を実行します。単純に銀行の口座に必要な額の数値を入力するだけです。通貨は政策のために、資源を買い、製品を買い、建物を建て、給与を支払うのに使われます。一部は税金として政府に戻りますが、通常は預金という形で将来に備えるために、民間に蓄積されます。戻ってこない通貨（タンス預金）に対して、国は国債を発行して（利子をつけることで）回収します。国債は民間の銀行や投資家にとって確実な利子を生む財産になります。日本政府の発行した膨大な赤字国債はそのまま民間での預貯金になっているわけです。ただ、預貯金は皆が公平に持っているわけではありません。様々な社会活動から格差が生まれます。
さて、この辺は前回の紹介（No. 8/9、4月30日）で説明したところです。今回は国際貿易にこの解釈を広げましょう。
通貨主体たる政府に対して、民間（通貨の利用者）は通貨を作り出すことができないので、収入と支出によって使える通貨の量が制限されます。収入に対して支出が多すぎれば赤字となり、赤字が続くと倒産（破産）します。先の議論のように、民間では収入と支出をうまくコントロールし、余剰を財産として管理し、または運用して利子を得ます（国債を買うのでもよい）。地方自治体も民間です。税収の範囲内で政策を実行する必要があります（一部、国からの補助があります）。
そして、民間を国内と国外に分けると、それが国際収支になります。日本の発行した国債は貿易によって黒字になった国で円と交換され、貯蓄になります。例えば、米国の国債を対米貿易黒字額が大きな日本は大量に保持しています。今や、中国は最大の米国国債の保有者です。それでは中国が米国国債をすべて売りに出したら、米国国債は暴落、米国は赤字国債による資金調達ができなくなるのでしょうか。MMTでは単に将来利子付きで国債と交換するドルを今、交換したところで何の問題もないと説明します。むしろ、利子を支払う必要がないので、インフレ時に余剰のドルを回収する必要がなくなると。中国は将来受け取るはずの利子分の損がでる。
米国のドルは世界中に主軸通貨として出回っており、多くの「民間」がドルを貯金し、米国国債を保有しています。つまり、米国の赤字国債の一部は貿易赤字として海外の国々で貯金となっているわけです。そして外国の国家も含め、ドルのユーザーです。
長くなってきましたので、ここまでにしておきましょう。次回は通貨主体たる国家が破綻する状況について。
令和4年(2022) 10月1日 -No.27/9-
MMTの続きです（財政赤字の神話。ステファニー・ケルトン著、土方奈美訳、早川書房）。
通貨主体たる国家が破綻するわかりやすい例はEUにあります。EUでは各国の通貨を廃止して欧州中央銀行が発行するユーロを通貨として採用しました。すなわち、EUの19か国は通貨主体であることをやめたわけです。すると、国でありながら、民間と同じ立場（地方自治体）になります。すなわち、税収と借金（国債）で支出を賄う必要がある。ギリシャ、イタリア、スペインなどの国は税収で足りない国家の運営費を民間の金融市場から調達する必要が出てきました。そして、その額が大きくなると返済リスクに見合うだけの金利を要求され、遂には赤字国債を発行することができなくなり、ギリシャ政府は財政破綻したのです。
日本も含めて通貨主権国の発行する国債の金利は大丈夫なのでしょうか。通貨主権国では国債の発行に対して利率を決めて発行します。日本ではゼロ金利政策がとられていますから、国債の利率はほぼゼロです。それなのに、国債を発行できる（買う人がいる）のはなぜでしょうか。日銀が買い入れているためですが、この辺は私の力量を超えるので、パスします。
同じEU加盟国でもドイツやフランスは国債を問題なく発行できます。つまり、国が豊かであること、すなわち、他国が欲しいものを生産していることが通貨主権国としてやっていくための必要条件です。日本から製品を輸入する国は円を自国通貨で買う必要があります。魅力的な製品を生産する国は通貨の需要も高く、魅力的な製品のない国では通貨の需要が低く、円やドルを為替相場で買わざるを得ません。円（ドル）を買うために通貨を発行しすぎるとその国はインフレに陥り、社会的にも混乱します。インフレとは給与の上昇より物価の上昇が大きいことを言います。当然、国民の生活は苦しくなります。貨幣経済の支配する現代社会ではあらゆるサービスや財が通貨で買う必要があるからです。
ここまでくると、通貨主権国として何が重要かが見えてきます。それは価値の高い製品を生産することです。世界から必要とされる輸出品、特に、高度なテクノロジーを要求する製品でしょう。スマートフォンや電気自動車に代表される製品を思い浮かべますが、アニメや音楽などのソフトでも、原油やレアメタルでも構いません。通貨主権国としては国内の人やモノ、資金の資源をうまく統合して、魅力ある製品を生み出すこと、これが将来も通貨主権国としてやっていくために必要な政策の一つです。
国際関係についてまとめてきましたが、世界中の国家が通貨主権国になった場合、バラ色の未来になるのでしょうか。本書では一国の立場（米国）で国家財政をMMTを用いて説明していますが、複数の通貨主権国が競合する場合の複雑な状況については説明していません。これは将来の宿題ですね。
令和4年(2022) 10月8日 -No.28/9-
今回は対称性と保存則の話です（宇宙はなぜ美しいか 村山斉著 幻冬舎新書 2021年）。
ある系に連続的な対称性があれば、それに対応する保存則がある。対称性と保存則について数学的に証明したのはエミー ネーターというドイツ出身の女性数学者だそうです（ネーターの法則）。
連続的な対称性とは。例えば、回転対称性。球は中心を通る回転軸に対して回転させても同じ形です。回転の角度が何度でも重なります。これが連続対称性。これに対する保存則は何でしょう。それは角運動量の保存則です。2つの回転する物体が合体した場合、それぞれが持っていた回転エネルギーは合体した物体の回転エネルギーと等しくなります。また、回転中に物体が変形した場合、変形に応じて回転速度が変わります。回転軸方向に長くなれば回転が速くなり、回転軸に垂直方向に長くなると回転が遅くなります。フィギュアスケートのスピンの例が有名です。
ちょっとわかりにくいのが併進対称性。これは物理現象を平行移動させても法則は変わらないという対称性で、ここで成り立つ法則はあっちでも成り立つ、すなわち、宇宙のどこでも成り立つという対称性。角運動量の保存則からイメージされるように、この場合の保存則は運動量の保存則になります。
では、中学の理科でも習う質量保存の法則はどの連続対称性に対応するのでしょうか。質量保存則はアインシュタインの公式によってエネルギー保存則と等価です。そして対応するのは時間軸に対する併進対称性。時間がたっても確かに物理法則に従って変化するエネルギーの総量は変化しません。
ところが、時間には原点があります。ビッグバンです。だから、この点以前には併進対称性が成り立ちません。するとエネルギー保存則が成立しなくともよい。そしてその代表例が暗黒エネルギーです。暗黒エネルギーは空間の膨張とともに増加している未知のエネルギー。意外な結びつきです。
そして最後に登場するのが電荷の保存則。これは素粒子の世界での保存則です。宇宙の素粒子のプラスとマイナスの総量は素粒子の反応が起こっても変化しない。対応するのはゲージ対称性。素粒子を記述する方程式が表現する座標系によらず変わらないこと。なんのこっちゃ。正確な表現かも怪しいですが、ゲージ対称性は素粒子物理学の解説本には必ず登場します。
物理法則が数学で表現されることから導かれる一般則。科学者が美しいと感じるのは、今まで別の原理で動いていたと思われる現象が一つの法則でつながるとき。これは納得です。
令和4年(2022) 10月15日 -No.29/9-
哺乳類がいつ、恒温動物になったかは耳を見ればわかるという報告がありました（Nature誌、7月20日号）。
体温が上がると運動能力も向上し、素早い運動ができるようになります。運動のコントロールに欠かせないのが三半規管。すなわち、内耳です。内耳には音を聞き分ける蝸牛管のほかに、体のバランスを感知する三半規管と前庭があり、それぞれ、リンパの流れや耳石の動きで体の移動の方向、速度を検出しています。
研究者は50種類の脊椎動物の内耳の構造を解析しました。すると、変温動物と恒温動物とでは内耳の形が違うので、これを指標として使えることがわかりました。恒温動物ではより粘度の低いリンパ液が流れるようになっています。体の大きさで補正すると体温（運動性）の指標となりました。
このデータに基づいて、化石の内耳を調べて恒温動物か否かを判定しました。56の単弓類（哺乳類の祖先とされる爬虫類）の化石で内耳を調べたところ、内耳の構造が後期三畳紀（2億3700万～2億100万年前）に大きく変化したことがわかりました。この時期に体温は5-9℃上昇したと推測されました。
後期三畳紀とジュラ紀の間に生物相の大きな変化がありました。古い形の恐竜が姿を消し、新しい恐竜に置き換わり、巨大化したのです。理由はパンゲア大陸の分裂による火山活動や寒冷化があげられていますが、恒温動物になったのは寒冷化が原因かもしれません。
ただ、疑問視する研究者によると、この程度の体温上昇は単孔類（カモノハシやハリネズミなど）程度（34℃くらい）で、動きは鈍く、三畳紀に進化した祖竜（2足歩行の恐竜の祖先）の格好の獲物になっただろう、ということです。
令和4年(2022) 10月22日 -No.30/9-
お金（通貨）の歴史について整理しておきましょう。今まで読んだ何冊かのMMT関連の本からの抜き書きメモのまとめです。
もともとお金は余剰から生まれました。大麦の生産量が消費量を上回れば、余剰分は他の必需品を獲得するために活用されます。余剰は価値のシンボルとなり、ほかの必需品と交換されることによって、潜在的な価値が発揮されるようになりました。こうして現物貨幣が誕生しました。穀物は保存性が良いので、貨幣の代わりになったのです。そのほかにも岩塩。紀元前9000年の新石器時代、最初の都市と言われるエリコは死海の塩の取引の中心地でした。塩の需要は高まり、ついには通貨になりました。もっと昔の例は120万年前からある石の手斧です。価値のある道具であったばかりか、交換に値するものとして広い範囲で使われていたらしい。文明によらず各地で出土するのは通貨としての価値を持っていたからではないか。
そして、バビロニアの第三王国のように文字で債務が記述されるようになると、現物貨幣は普遍的な価値を与えられて通貨の原型になりました。そして数値が現物貨幣と結び付けられると銀貨や金貨などの通貨が誕生したのです。しばらくはコインでしたが、中国で紙幣が誕生しました。強大な権力を背景に紙が通貨となり、元のフビライハンにより完成しました。中統元宝交鈔（中統鈔）です。しかし、元の衰退とともに信頼を失い、消滅しました。ヨーロッパの通貨はフランスで始まりました。
人間が生きるためにはモノやエネルギーが必要で、それを確保しやすくするのがお金の本来の目的です。国家が発行する紙幣は金属の束縛から解放されるとその使いやすさから市場に普及しました。なにしろ金属の貨幣に比べて扱いやすい。現物通貨と違って抽象性があり、価値の源泉を直接見ることなく、判断し、計算することができます。金などの普遍性を持った物質と結び付けることで万国共通の価値の交換が可能な金融制度を構築できました。
そしてついに20世紀後半に現物の呪縛から解き放たれました。第二次世界大戦で各国は莫大なソフトマネーを発行し、その処理のためにドルを介した金本位制を構築しました（ブレトンウッズ体制）。世界的な金融の需要が高まるにつれ、ドルが過剰に発行されました。そして、遂に1970年代、ニクソンショックと呼ばれる1971年、1973年の2段階で金本位制が停止され、通貨はモノの呪縛から完全に解き放たれました。経済は混乱するかと思われましたが、その後のグローバル化は目を見張る勢いで拡大。1980年と2020年を比べると物流の規模は空も海も陸も10倍以上の成長を示しています。また、貧困者の数が大幅に減り、中産階級の割合が50％を超えてきました。
経済が数十倍の規模で拡大できたのは通貨の発行の上限が決まっていないからです。MMTによればインフレを起こさない限り、財政や金融は拡大し続けることができます。現在のお金は国家が保証するだけで、モノとしての価値はありません。近年では紙でさえもない（データです）。しかし、社会危機が起きて政府の信用が失墜すると通貨は価値を失います。不安は残ります。
令和4年(2022) 10月29日 -No.31/9-
大陸が地球上に初めて形成されたのは古生代。今から28～38億年前です。その頃の代表的な大陸（craton）はグリーンランドの北アメリカクラトンと西オーストラリアのピルバラクラトンです。2つの古い大陸の成立年代を研究している国際的なグループが天の川銀河をも視野に入れた壮大な仮説を提出しました（Geology誌、9月）。
この研究では2つの大陸で見つかったジルコンを調べました。ウラン原子の放射性崩壊の記録から、先の大陸の成立年代が推測されたのですが、さらにハフニウムの同位元素の比率を調べたところ、新たなマグマの噴出に２億年の周期があることがわかりました。すなわち、大陸では２億年ごとに激しい火山活動があって大陸が成長したと考えられたのです。
2億年の周期とは何を意味するのか。そこで発想の飛躍です。太陽系は天の川銀河の中で、銀河の回転と同じ方向に240 km/秒の固有運動をしています。一方、天の川銀河で太陽系と同じ位置にある星々は210 km/秒で回転しています。太陽系が天の川銀河の4本の腕を通過する、その時間間隔は約2億年。１つの腕を通り過ぎた後、次の腕に追い付くまでの時間が約2億年です。そして、この2つの現象を関連しているという仮説を立てました。
天の川銀河の腕は星や星間物質が集まっているので、そこを太陽系が通り過ぎるとき、オールトの雲がかき乱され、たくさんの彗星が発生する。その彗星が地球に落下すると地殻を突き破って激しい火山活動を引き起こすのだと。
国際チームは隕石が地球にぶつかったときにできる小球（spherule）の堆積物が各地で見つかっていることにも注目しています。その年代は32.5～34.5億年前。ちょうど最初のクラトンができたころにあたります。
まだまだ証拠は足りませんが、2億年ごとに彗星が大量に降ってきて、地球の大陸が成長したという仮説。それが天の川銀河の構造に関連するという仮説。壮大な仮説ですが、やっぱり、次の彗星の雨はいつになるのか気になります。
令和4年(2022) 11月5日 -No.32/9-
美しい花々。おいしい果物。我々が生活で楽しんでいるこれらのものは種子植物の賜物です。種子植物は名の通り、種子を通じて子孫を増やしますが、その起源は約3億年前です。それまでの世界は胞子で増えるシダ植物が繁茂していました。シダ植物と原始的な裸子植物、ソテツのゲノムの解析から種子を作る遺伝子は共通であることがわかってきました（Scienceニュース、9月22日号）。
シダ植物とソテツの祖先は共通だと考えられています。そして、シダ植物が出現してからソテツの祖先が出現するまで数千万年です。これらの植物のゲノムデータはこの数か月に相次いで報告されました。
意外なことに、シダ植物の胞子を作るための遺伝子のセットとソテツの種子を作るための遺伝子のセットはほぼ同じです。つまり、ソテツはシダ植物の遺伝子に新しい遺伝子を加えることなく、種子を産むことができました。胞子から種子への大進化ともいえる進化は遺伝子レベルでは新しいものがなく、単に、遺伝子の使い方の変化であると考えられました。
いままで植物ゲノムの塩基配列は800種類あまりの種子植物でした。その中心は米や麦、野菜などの作物のゲノムです。シダのゲノムはそのサイズが大きいため、小さいものが選ばれて2種類しか報告がありませんでした。中国のグループがシダのゲノム解析に取り組んで、今回の3種類のシダとソテツのゲノムを報告したのです。
シダのゲノムは約3万の遺伝子があり、遺伝子の配列から種子植物で分かっている遺伝子と対応関係が認められました。例えば、水生シダ（Ceratopteris richardii）はシロイヌナズナと比べると、開花時期、種子の受精に関係する遺伝子、花の形を決める遺伝子など、10種類もの遺伝子ファミリーが一致しました。花に関係する遺伝子のシダにおける機能は不明ですが、これらのうち7つはシダが胞子を育てる葉の裏で発現していて、胞子形成に関係しているらしい。
さらに蕨類（Adiantum capillus-veneris）ではトウモロコシなどで花粉の形成にかかわる遺伝子を制御するEMS1やTPD1という転写因子を持っていました。2つの遺伝子は胞子嚢で発現していました。さらには種子の発育に必要な3つの遺伝子も持っていました。
シダ植物のゲノムは大きいのですが、遺伝子数は普通です。何がゲノムを大きくしていたのでしょうか。それは大量の動く遺伝子です。トランスポゾンや繰り返し配列などが知られています。しかも、シダとソテツのゲノムには大量の細菌や菌類由来の遺伝子が見つかりました。菌由来の遺伝子は他の維管束を持つ植物には見られません。2億年の種子植物の進化の間にこれらの遺伝子は消えていったようです。
例えば、ソテツゲノムにはカビの細胞毒素の遺伝子が4個あり、水生シダ類（ Ceratopteris）のゲノムには細菌由来の毒素遺伝子が36個もありました。おそらく感染微生物や草食動物から身を守るために装備されていると考えらえています。
まだ解析は途中ですが、植物の進化には学ぶことが多いようです。
令和4年(2022) 11月12日 -No.33/9-
犬は一つの種で多様な形態や大きさを持った哺乳類です。犬の品種の特徴を表現する責任遺伝子の研究は他の産業動物の育種の面から興味を持たれています。例えば、毛の長さや体の大きさ。体の大きさの責任遺伝子は2007年に報告されたIGF1遺伝子（Insulin-like growth factor 1）が最初です。
そのほかにも体の大きさに関しては20個もの責任遺伝子が報告されています。例えば、インスリンの加工を制御する遺伝子、脂質代謝の遺伝子、TGFβのシグナル遺伝子、骨格の形成に関与する遺伝子などです。なかでもIGF1遺伝子は約15%と、最大の寄与をすると見積もられています。
この遺伝子はイヌ科の動物で普遍的に体の大きさを決める遺伝子だという報告がなされました（Current Biology誌、2月28日号）。
犬の品種に形が同じで大きさが違うものがあります。町でよく見かけるのはプードル。大きいプードルはスタンダードプードル（体高50㎝、体重25kg）。ミニチュアプードル（体高30㎝、体重6.5kg）、トイプードル（体高25㎝、体重3.4kg）の順に小さくなります。日本ではトイプードルが人気ですね。また、シュナウザー。こちらはジャイアント（体高65㎝、体重36.5kg）、スタンダード（体高47㎝、体重16kg）、ミニチュア（体高33㎝、体重7.5kg）の3種類です。（ ）内はこの研究で遺伝子を調査した犬の平均値です。
大きさに相関したのはIGF1遺伝子の発現を調整するノンコーディングRNA（IGF1-AS）です。タンパク質には翻訳されませんが、IGF1のmRNAに結合することでIGF1の発現を阻害（血中濃度を下げる）します。しかもそれは1塩基の違い。犬の染色体は２対ありますので、IGF1-ASの遺伝子も２個あり、その一つの塩基置換が最も高い相関性を示しました。すなわち、CCだと大きく、CTだと中間、TTだと小さい。注意してほしいのは完全一致ではなく、大きな品種ではCCの割合が多く、小さな品種ではTTが多いということです。トイプードルはほぼ100％TTで、ジャイアントシュナウザーはほぼ100％CCでしたが、中間品種はCC、CT、TTのミックスです。
さらに、イヌ科の動物、オオカミ、キツネ、ジャッカル、コヨーテなどのIGF1-AS遺伝子を調べたところ、体の大きな灰色オオカミはCC、小さなキツネやコヨーテはTTの割合が多いことがわかりました。
犬の品種の大部分はこの200年の間に作られました。つまり、選択された突然変異は最近出現したと考えられていました。しかし、今回の研究から、大きな品種はCCの割合が多いように人為的に選択され、小さな品種はTTの割合が多いように選択されたことが推測されました。もともとの遺伝子は数千万年前からあったのです。そして一つの塩基置換で体の大きさが変わるというのは驚きです。
令和4年(2022) 11月19日 -No.34/9-
成人T細胞白血病ウイルス１型（HTLV1）は母乳感染するウイルスで、母から子に感染します。幸いなことに感染しても実際に白血病になる人はわずかです。感染経路は母乳感染のみですから、ウイルスを持ったお母さんは母乳を与えないようにすればウイルスは根絶されます。
このウイルスに感染している人の割合を調べた研究者がいます。私が大学院生のころに国内での分布を調べ、九州とアイヌの人々、沖縄、そして、本州の離島の人でした。そして、HTLV1のキャリアは縄文人で、大陸から来た弥生人によって日本列島の端に追いやられたために今のような分布になったという説を出していました。サイエンス一辺倒だった当時の私にとって、サイエンスと歴史や文化がつながった印象深い仕事でした。
その後（日本人の遺伝子から見た病気になりにくい体質のつくり方 奥田昌子著、ブルーバックス 2022年）、世界中でキャリアが調査され、アフリカ中部のナイジェリアやコンゴ南米のブラジルや中米のメキシコ湾の島々に多くいることがわかりました。HTLV1は主に類人猿に感染するサルT細胞白血病ウイルス１型（STLV1）と近縁なので、発祥の地はアフリカだと推測されます。アメリカ大陸のキャリアは奴隷貿易で運ばれた人々と考えらえます。同じようにイギリスやフランスにもキャリアがいます。
日本の周りにはキャリアはほとんどいません。日本はアジアでも飛びぬけて多いのはなぜでしょうか。アフリカから拡散した末裔が日本にたどり着いた証だと思えます。移住者の第一波に相当するグループが日本に到着し、そのグループにはHTLV1のキャリアが多かったと思えるのです。移動の途中で他のアジアの土地に根付いた人々の中ではHTLV1キャリアは薄められましたが、日本は移住の袋小路ですので遺伝子が保存されました。本書ではアジア人はアフリカ人や欧米人に比べて先天的に筋力が弱いことをあげています。思うに、争いに弱い人々が移住を続けた（新天地に追いやられた）と大まかに考えられます。同時に、新天地で生き抜く知恵と能力を持った人が移住を続けたと考えたほうがいいかな？ 日本のオリジナリティの高い文化はそうした人々が育んできたのだと。
令和4年(2022) 11月26日 -No.35/9-
国連では環境を守り、貧困と差別をなくすため、2030年までに達成すべき目標として17課題（Sustainable Development Goals; SDG）をあげました。しかし、多くの課題で低評価であり、とくに新型コロナウイルスの蔓延で評価はさらに下がりました。その理由としてGDPが豊かさの指標であると考え、GDPに代わる経済指標を考案する動きがあります（Nature誌11月10日号）。
GDPは1953年に経済指標として使われ始め、現在では国の豊かさを示す共通指標として常識になっています。国の経済活動をお金に換算するGDPは生産、消費、貿易、投資の金額の総計です。そして、GDPをあげることを目標として各国が努力した結果、極貧層は歴史上かつてなかったほど少なくなりました。一方で、GDPを唯一の指標として経済発展計画を立てて実行すると自然破壊や格差の拡大があると多くの国で報告されてきました。そこで例えばフランスでは2007年にはGDPを置き換える経済指標を生み出す動きがはじまり、その流れが各国で始まっています。
国連では2025年までに新たな指標を提案する作業を開始しました。国連統計委員会、主な国の統計局、ECやIMF、世界銀行、OECDが決定に関与します。そこには自然環境の保全や社会の利便性（自由なインターネット環境など）が組み込まれる予定ですが、その数値化が大きなハードルになりそうです。
さて、皆さんはどのように数値化しますか？ GDPが国際スタンダードになったのは収集するデータの種類、データの収集方法、解析方法が国や地域によらず規格化されたためです。まずは指標をお金に換算するのかどうか。お金はわかりやすい指標です。お金に代わって指標に使えるのは時間でしょうか。一定の生活レベルを何年間維持できるかを数値化するなど。これだと若い人たちの関心も高いでしょう。
今や自然環境は宇宙から測定可能です。そして地球の地域ごとの環境的健康状態を計算したうえで、環境ファクタを数値化することができそうです。また、温室ハウス効果ガスの排出量などはすでに数値化が始まっています。一方、社会の利便性、格差や自由については政治的な思惑もあり、すぐには指標にならないでしょう。
これらの複数の指標をGDP並みに正確に収集して集計するのは困難な仕事です。とはいえ、IOTなど技術面ではすでに運用環境は整っています。
令和4年(2022) 12月3日 -No.36/9-
太陽系の属する天の川銀河の中央には太陽質量の400万倍もあるブラックホールいて座 A*（サジタリウス エイ スター）があります。今年の5月にその写真が公開されました（Natureニュース 5月12日）。写真を撮影したのは国際研究チーム イベント・ホライズン・テレスコープで、日本からは国立天文台などが参加しています。
写真は楕円形のドーナッツ型をしていて、3つの節があるように見えます。ドーナッツの中央の暗い部分がブラックホールの事象の地平線に相当し、周りのドーナッツはブラックホールに落ち込む物質からなる降着円盤です。ブラックホールの強い重力で光速度に加速された物質は強力な光を放ち、それを地球の電波望遠鏡で観測しました。いて座A*までは2.7万光年あり、ブラックホールは質量の割に小さいので、地球上の離れた地点にある電波望遠鏡を同期させて巨大な電波望遠鏡として使う必要がありました。降着円盤の直径は約1光年です。
ちょっと考えると、地球は銀河のディスク平面にありますから、その中心で回転しているいて座A*も同じ方向で回転し、すなわち、降着円盤も同じ方向で回転していると考えらえます。つまり、降着円盤はクッションを横から見たような形にならないか？ 実際にはいて座A*の強い重力レンズで、円盤の向こう側が立ち上がって見えるのです。長時間観察して、その像を合成して１枚の写真に仕上げました。
実際、降着円盤は天の川銀河の回転面に対して水平ではなく、50度ほど傾いているようでした。おそらくいて座A*の回転軸も垂直ではなく、同じ程度に傾いているでしょう。降着円盤、いて座A*の回転は天の川銀河、吸収した星の角運動量、過去に吸収したブラックホールの角運動量に影響されて独自の方向を向いていると思われます。いて座A*は130億年前に2つの銀河中心ブラックホールが合体して誕生したと考えられています。
天の川銀河の中心は星が密集して観察が困難なのでは？ 実際にはいて座A*は大きな空洞の中にあって、観測が可能でした。空洞の中にあるということは吸い込む天体も少ないことを意味します。つまり、いて座A*は同じ規模の銀河の中心ブラックホールに比べて暗いのです。
いて座A*の周りには巨大な構造があり、それも同時に観測されました。いて座A*の周り数パーセク（１パーセクは3.26光年）には渦巻き構造があります。いわば天の川銀河のミニチュア版です。これは数千万年前にいて座A*が活発に星を吸収していた名残と考えられています。面白いことにこの渦巻きの回転軸も天の川銀河の回転軸やいて座A*の降着円盤の軸とは一致しません。つまり、いて座A*の回転軸は揺れ動いていると考えらえます。回転軸に影響するのはいて座A*が吸収する天体の角運動量です。つまり、過去の天体の落ち込み量が一定ではなかったことから回転も変化したのでしょう。
さらに外側に目を向けると7700パーセクの長さに及ぶ楕円形のふくらみがあります。2010年にすでにフェルミγ線宇宙望遠鏡で観測されていて、フェルミバブル（Fermi bubbles）と呼ばれています。X線で観測すると一回り大きく見えます（eROSITA bubble）。フェルミバブルの長軸は銀河の回転軸と一致しています。よく見ると、天の川銀河の中心から噴き出す長さ150パーセクのガスが見え、これがフェルミバブルを膨らませたと考えられました。現在のいて座A*の回転軸、すなわちジェットが噴き出す方向とは一致しませんが、いて座A*の回転がふらつくことを考えるとフェルミバブルの軸が天の川銀河の回転軸に垂直になってもおかしくないと思われます。
天の川銀河の歴史は最近になってだいぶと明らかになってきました。私のビッグヒストリーの空白も少しずつ埋まっています。
令和4年(2022) 12月10日 -No.37/9-
地球から850光年の距離にあるホットジュピターWASP-121b惑星。そこでは液体金属、ルビーやサファイアの雨が降るという。Physics World誌の3月19日号に報告されました。WASP-121b惑星は木星より少し大きいですが、恒星の周りを30時間で公転します。つまり、恒星に非常に近い巨大ガス惑星と考えられています。しかも、常に同じ面が恒星を向いていて、昼の面の温度は3500Kにも達します。気になったのは850光年先の星の組成をどうやって測定したか、です。
恒星に非常に近いWASP121bからやってくる光を恒星の光から分離できる解像度を持つ望遠鏡。そう、ハッブル宇宙望遠鏡を使ってスペクトル分析を行いました。その分析の分解度たるや、WASP121bの昼の面と夜の面を分離できる精度です。公転も早いので、短い観測時間で表も裏も何度も測定でき、分析結果を重ね合わせて温度マップを作成しました。
そして得られた昼の面の温度が3500K。金属が蒸気になる温度です。そして、金属の雲ができて夜の面へ流れていきます。その速度は18,000 km/hに達します。想像を絶する防風です。速度は昼の面の頂点より東へちょっとずれたところから最も高温のスペクトルが観測されることから計算されました。このずれが風の速度です。
次の解析はチタニウムとバナジウム問題です。昼の面にはチタニウムのスペクトルが見つからず、よく性質の似たバナジウムは見つかります。両者の違いは沸点。チタニウムよりバナジウムのほうが低い温度で沸騰します。逆に、チタニウムのほうが高い温度で液体に戻ります。
昼の面から夜の面へと強い風が吹いていることから、昼の面で蒸気になったチタニウムは夜の面で凝結して雨になる。バナジウムは蒸気のまま昼の面に戻ってくると想定されました。チタニウムと同じように酸化アルミニウムも夜の面で雨になると考えられます。酸化アルミニウムの結晶は固いアルミナ。微量の重金属を含んで赤ならばルビー、そのほかの色ならばサファイアです。こうして夜の面では液体金属、ルビーやサファイアの雨が降るという詩的情景が構築されました。
研究チームは水分子も観測しました。昼の面では温度が高すぎで水分子は分解します。水分子のシグナルは昼の面の深い層から検出されました。水分子の流れはWASP-121bの深い層の流れを反映しているようです。そのため、研究チームはジェームズウェッブ宇宙望遠鏡を使ってさらに解析を進める計画です。水分子だけでなく、一酸化炭素も観測できます。
これらの解析技術はWASP-121bのような極端な惑星の解析に使うだけでなく、もっと地球に近い惑星が発見されたときに応用できるはず。研究はまだ最初のステップであると記事は結んでいました。
来週は高知に出張なのでお休みします。次の配信は12月24日の予定です。
令和4年(2022) 12月24日 -No.38/9-
タンパク質はアミノ酸が連なった高分子です。タンパク質の機能と構造を解析することは細胞や生命活動の理解に必須です。遺伝子は基本的にはタンパク質のアミノ酸配列をコードしています。この20年は遺伝子（DNA）の配列を決定する技術が格段の進歩を遂げ、莫大な数の遺伝子の配列が調べられ、すなわち、コードするタンパク質のアミノ酸配列が分かってきました。しかし、アミノ酸配列が分かっても立体構造がわからないとタンパク質の機能を十分に理解することができません。
タンパク質の立体構造はタンパク質を結晶化し、X線回折のパターンを分析することで調べられてきました。さらに21世紀に入ってからNMR、クライオトモグラフィ（電子顕微鏡）による方法が確立され、現在では約20万個のタンパク質の立体構造が明らかになっています。
とはいえ、アミノ酸配列から立体構造を推測することは大きな課題でした。その課題に一定の解決を与えたのがAlphaFoldプログラムです。タンパク質の構造予測をする世界的なコンテストは1994年から2年ごとに行われています。The Critical Assessment of Structure Prediction (CASP、タンパク質構造予測精密評価)です。2020年のCASP14でAlphaFold はぶっちぎりの性能で優勝しました。このプログラムは構造データベースを備えていて、ディープラーニングで構造予測をします。2022年のCASP15でも他のプログラムを凌駕しました。現在ではAlphaFoldは２億個のタンパク質の立体構造を計算し、提供しています。が、次の課題も見えてきました。
AlphaFoldの性能を見るとすでにCASPコンテストは必要ないと思われます。しかし、CASPコンテストの主催者は次の課題を出してきました。それはタンパク質の複合体。細胞内では複数のタンパク質が集まって一つの構造体を作って機能していることが知られています。今までで最も複雑な構造体で立体構造が明らかにされているのはリボソームです。
よく利用するのは抗体。２種類のタンパク質が２個ずつ結合してヘテロ４量体を形成しています。そしてこの４量体が、例えば、新型コロナウイルスのスパイクタンパク質に結合します。この結合を正確に計算できるかが課題です。正確な計算ができれば抗体分子の設計をすることができ、今後もパンデミックでの抗体医薬品の開発スピードが格段に向上します。
もう少し簡単な例ではタンパク質同士ではなく、タンパク質に結合する低分子化合物の予測です。すなわち薬です。新型コロナウイルスを例にとれば、RNA合成酵素やプロテアーゼなどの増殖や粒子形成に必要なウイルス酵素を効果的に阻害するが、ヒトの細胞のよく似た酵素の働きは阻害しない分子を見つけること。現在は製薬会社で実験的に調べているので、数万の候補分子を合成してその中から選択しています。候補分子を精度高く推測できるので開発段階が格段にスピードアップします。
このプログラムの可能性は非常に高いですね。
さて、来週から２週間、年末年始のお休みです。次の配信は１月14日の予定です。
令和5年(2023) 元旦 -No.年賀2023/9-
謹賀新年
病院のベッドで横たわり、
すべての筋肉がこわばって話もできなくなったから、
覗き込んだ視線に答えるのはただ涙だけという様を見て、
小児科の待合室で、
車いすの上でただ上を向いたまま自分より小さい母親に、
頭を撫でられ涎を垂らすだけという様を見て、
プールの更衣室で、
人前で水着を下ろして一物を、
掴んでマスターベーションをしてしまうという様を見て、
電車で若い女性の隣に、
見てくれから障碍者とわかる容貌と知りつつ、
おとなしく座るだけという様を見て、
ああ、このヒトたちは人なんだと、ただ受け止めてくれ。
今年もよろしくお願いします。
令和5年(2023) 1月14日 -No.39/9-
このお正月に「時間の終わりまで」（Brian Greene著 青木薫訳 講談社）を読みました。その中からブラックホールについて紹介します。
ホーキング放射はご存じですか。スティーヴン・ホーキングは車椅子の物理学者として有名ですね。彼の業績の一つにブラックホールの蒸発があり、その原因はホーキング放射です。ホーキング放射の強さはブラックホールの温度に相関します。ブラックホールの温度は質量に反比例します。すなわち、巨大なブラックホールほど温度が低く、小さなブラックホールは温度が高い。例えば、天の川銀河の中心にあるサジタリウスA*は太陽の400万倍の質量を持ちますが、その温度は10E-14K（10のマイナス14乗K。絶対温度）の極低温です。太陽をブラックホールにすると10E-7Kになり、やや温度が上がります。あるかどうかはわかりませんが、オレンジをブラックホールにすると10E24K（1兆度の1兆倍）とすさまじい高温になり、ブラックどころか直視できない強さで輝くそうです。
熱は高いほうから低いほうへと流れるので、太陽ブラックホールはマイクロ波背景放射の2.7Kより低く、今のところ、放出するより吸収するほうが多い。では、2.7Kの温度を持つブラックホールの質量は？ 地球の衛星の月をブラックホールにすると、ちょうどこのくらいの温度になります。現在発見されているブラックホールは太陽質量より大きなものがほとんどなので、マイクロ波背景放射がブラックホールの温度より低くなるまで宇宙が膨張する必要があります。これはかなり遠い未来です。
もう一つはエントロピーに関する内容です。ブラックホールのパラメータは質量と角運動量と電荷の３つだけです。場合の数とすると非常に少ない、すなわち、エントロピーは非常に低いと考えられます。ですから、拡大しきったガス（例えばエンジンの排気ガス。エントロピーが高い）をブラックホールに捨てるとエントロピーが消えてしまう。
ところが、残念ながらブラックホールのエントロピーは事象の地平面の表面積に変換されるそうです。ブラックホールは物体の質量と一緒にエントロピーも飲み込み、その分大きくなるわけです。この辺の計算はひも理論の応用だそうで、本でも詳しい解説はありませんでした。
エネルギー源としてならまだしも、エントロピーの捨て場として一家に一つ、マイクロブラックホールというのは残念ながら現実的ではないようです。
令和5年(2023) 1月21日 -No.40/9-
AIは創作活動ができるでしょうか。というより、現在、AI企業は創作活動ができるAIプログラムを開発しています。今週はその一つ、ChatGPTの紹介です（Nature news 12月9日）。
ChatGPT はサンフランシスコの企業、OpenAIのソフトです。ChatGPTは2020年にリリースされた大規模言語モデルタイプのAIで、文章を作成することができます。とにかく大量の自然言語を収集して、単語や句のつながりについて学習しています。特に、対話に特化して教育されたのがChatGPTです。そして、このAIを使うと、簡単にエッセイが作れてしまいます。
ChatGPTは対話形式で自然な文章を出力するので、例えば、レポートのテーマについて質問し、その回答の中でポイントとなる内容を選んで質問し、と繰り返していくと、自然な形のレポートが仕上がります。
これに困ったのが教育現場です。欧米では生徒に簡単なエッセイを書かせて、知識と文章力を同時に評価するテストが主体です。ChatGPTを使うと優秀なエッセイが書けてしまうので、今までの評価方法が使えなくなるのです。すでにChatGPTは無料で公開されていますし、マイクロソフトはクラウドサービスに追加する予定です。
さらに、同様なAIが開発中なのは言うまでもありません。2022年2月にはDeepMind社はプログラミング課題に特化したAlphaCodeを発表しました。プログラミングの競技会でそこそこの成績を上げたことから、コンピュータプログラムをコンピュータが作成する時代が始まったと評価されています。AlphaCodeも大規模言語モデルによって作成されました。一方で、プログラミングの専門家は人間の能力には及ばないので、プログラミングを補助するソフトとして使われるだろうと予測しています。
私の文章もChatGPTを使って書けばもっと明快で質の高い文章になるのでしょう。でも、ChatGPTは要するに優等生の回答をするのであって、独自のアイデアやユニークな発想はできないのです。特に、創造性は今までにない視点から今までの知識を見直すことが大切で、そのために今までの単語のつながりに依存したAIでは生み出すことができないのです。。。単なる負け惜しみか。
令和5年(2023) 2月4日 -No.42/9-
鳥インフルエンザの流行で、卵が値上がりし、改めて庶民の食材としての卵が見直されています。ところで、鶏の家畜化はいつごろ、どのようにして起こったのでしょうか。昨年の6月22日のサイエンスニュースで新説の紹介がありました。
鶏の起源は野鶏であると、ダーウィン先生も認めるところですが、科学的な証拠はなかなか得られませんでした。2020年に現代の鶏の863種のゲノムを解析し、野鶏の一種、Gallus gallus spaedicus が候補に挙げられました。このため、最初の家畜化は東南アジアと推測されました。が、その範囲は北中国からパキスタンと広く、また、年代は8000～11000年前と狭めることができませんでした。
そこで、現代の鶏ではなく、古代の鶏ゲノムの解析が行われました。一つのグループは600か所から出土された古代の鶏の骨のゲノムを解析しました。もう一つのグループは西アジアから北アフリカの古代の鶏ゲノムを調査しました。
その結果、もっとも野鶏に近いのはタイ中央部のBan Non Wat遺跡から見つかった3250～3650年前の鶏の骨でした。解析された骨は他の家畜と一緒に大量に捨てられていましたので、確かに家畜化されていたと判断されました。そしてその時期はその地方が米による農耕が始まった時期に一致しました。
もう一つの研究では西アジアから北アフリカへと鶏が伝わった歴史を明らかにしました。中国やインドで3000年前、2800年前には北アフリカまで伝えられました。そしてその年代は陸稲や粟などの雑穀が伝わった時代と一致したのです。
ヨーロッパには2800年前にイタリアに入り、約1000年かけてスカンジナビア半島まで伝わりました。熱帯由来の鶏は寒冷な気候に適応するのに時間がかかったようです。旧約聖書には鶏の記載がないのに、新約聖書にはたくさん鶏の記載が出てくることからも鶏が紀元前後に中東に伝わったことが示されるとコメントされていました。もう一つ、興味深いことに鶏はまず観賞用やペットとして飼育されました。したがって、伝来した鶏はサイズは小さく、また、大切に飼育されたようです。が、伝来して約500年すると、肉や卵を提供する家畜として飼育され始めました。
以上をまとめると、鶏はタイのある地方で稲作とともに人間社会に入り込みました。遺伝的な気質や文化的な背景もあったのでしょうが、稲作で発生する落穂などが野鶏を人間社会に引き付けたのでしょう。そしてまずは観賞用として伝えらえ、その伝播も米を中心として穀類の伝播と一致します。そして肉や卵を提供する家畜として育種が進みました。ご飯と鶏肉の取り合わせといえば、カレーやカオマンガイ、チャーハンなどがベストマッチですね。しかも鶏は800億羽と、人口の10倍もいる成功した種となっています。日本でも卵用に2億羽、ブロイラーは7億羽/年が飼育されています。
令和5年(2023) 2月11日 -No.43/9-
ヒトとサルとを分ける遺伝子はあるのか。両方の種で全ゲノム配列が解析された後も多くの研究が報告されています。少なくともタンパク質に翻訳される通常の遺伝子の中では決定的なものがありません。今、この候補に新たなメンバーが加わりました（Science news 1月5日）。
核内にとどまる長いRNAを研究していた中国の研究者からの報告（ Nature Ecology & Evolution 2月号）です。転写はされるものの核内にとどまる長いRNA（long noncoding RNAs、lncRNAs）が存在することはかなり前から知られていました。lncRNAsはキャップ構造やポリA配列など、通常のmRNAと同じ構造を持っています。しかし、通常のmRNAと違って核外に出ていかない。したがって、タンパク質に翻訳されない。
しかし、網羅的に調べてみると、細胞質内にもlncRNAsがあることがわかりました。そこで、細胞質に出ていくmRNA 15,734個と出ていかないlncRNAs 1,861個の塩基配列を調べ、その配列の特徴を解析しました。すると、細胞質に出ていくRNAの配列の特徴としてU1配列と高いISORスコアが見つかりました。どちらもスプライシングに関与する配列であり、U1配列はスプラスソームに含まれるU1 RNAと結合する配列、ISORスコアはスプライシングを受ける確率を示します。
ということで、改めてlncRNAを解析してみると、細胞質外に出ていくlncRNAはU1配列がすくない（変異を起こしているらしい）ことがわかりました。
次に細胞質外に出ていくlncRNAがタンパク質に翻訳されているかを調べました（ribosome-profiling data and large-scale mass spectrometry）。この時、ヒトとマカクサル、チンパンジーのlncRNAも一緒に調べました。特に、ヒトで翻訳されているlncRNAと親戚関係にあるサルのlncRNAを比較したところがポイントです。
ヒトのlncRNAのうち、マカクサルで翻訳されていないが、ヒトでは翻訳されているlncRNAは74個ありました。うち、45個はヒト特異的で、29個はチンパンジーでも翻訳されていました。さらに、これらのlncRNA発現している臓器をヒトで調べ、脳に多く発現している9つのlncRNAのうち、長い名前ですが、ENSG00000205704という遺伝子を選びました。細胞質では107アミノ酸からなるタンパク質に翻訳されていると予想されます。
次はENSG00000205704の機能の解析です。まずは大脳皮質のオルガノイドの解析です。オルガノイドはiPS細胞が利用できるようになってから提供されるようになったミニチュア臓器です。ヒトの大脳皮質オルガノイドをゲノム編集し、ENSG00000205704の発現を０にしたもの、過剰発現させたものを作製しました。すると、発現を止めたオルガノイドはサイズが小さく、過剰発現させたオルガノイドは大きくなりました。
次はマウスモデルです。同じようにゲノム編集してヒトENSG00000205704を持ったマウスを作製して脳を調べたところ、大脳皮質の大きさが有意に大きくなり（写真では差がないように見える）、また、しわも溝も深くなりました。また、組織学的に大脳皮質を調べたところ、ヒト型マウスの脳は厚くなっていました。
この研究は２つのインパクトを持ちます。一つは遺伝子が創成されるメカニズムの一つを明らかにしたこと。今までは全く新しい遺伝子（de novo genes）が進化的に誕生するメカニズムはわかっていませんでした。もう一つはヒトの大脳が大きくなった原因遺伝子の候補が見つかったこと。さて、ヒト型脳を持ったマウスは賢くなったのでしょうか。その報告は準備中とのことです。
令和5年(2023) 2月18日 -No.44/9-
脳の研究の新しいスタンダードが昨年の4月に発表されています（Nature誌 2022年4月21日号）。新しいスタンダードとは、年齢によって変化する脳の形状を生涯（妊娠16週～100歳）に渡って統計学的に平均化したデータです。紹介記事は4月14日号を参照しました。
研究者は脳の形状の年齢による変化に関して統計学的に解析したデータがないことに気づき、世界中から集めることにしました。コロナでデスクワークに切り替わったこともあってか、世界中から集まったMRIによるスキャニングデータを付属情報、すなわち、性、年齢、脳の病気の有無で仕分けして、10万人分の脳の12万スキャニングをデータベースにしました。
発表されたデータの主なパラメータは形状に関するものです。灰白質（神経細胞が集まる部分）、白質（主に神経線維からなる部分）、大脳皮質の厚さ、脳室の体積です。
年齢別にみると、大脳皮質は胎児期に急激に増加し、３歳ごろにピークになります。その後、緩やかに減少し、ピーク時を100％とすると、100歳で80％程度になります。灰白質は６歳ごろ、白質は30代にピーク、同じように、それぞれ、70%、80％に減少します。脳室の体積は40歳くらいまで一定の割合ですが、その後、徐々に増え、60歳を過ぎると急激に増えて、最大値は100歳です。100歳を100％とすると、40歳くらいまでは20％程度です。脳室は脳内の空洞ですから、老化による萎縮と考えられますが、その急激な上昇には驚きました。
スキャニングデータは公開されているものがほとんどですので、主に白人で、しかも比較的裕福な人です。残念ながらアジア人は少なく、アフリカ人はもっと少ないので、人種的な偏りがあると考えられます。
もう一つ重要なのは統計学的なばらつきの大きさです。今までにも脳の部分の形状や体積と特定の形質（能力や機能）を比較した報告はたくさんあります。しかし、これらのデータはあまりにもサンプル数が少なすぎ、その結論は科学的に十分に信頼できない、と結論せざるを得ないことでした。
研究者はこのデータベースやモデルがまだ偏りがあるドラフトデータと指摘し、さらに多くのスキャニングデータを集める予定です。しかし、個人情報の問題やMRI検査が高額なこともあり、研究は難航しそうです。これからは、脳の形態学的な研究はこのデータセットを参照しながら十分なサンプル数で進められることになるでしょう。
令和5年(2023) 2月25日 -No.45/9-
教養としての世界宗教史（島田裕巳著、宝島社、2020年）の中から一神教の歴史について、今まで気づいていなかったことの紹介です。
一神教はユダヤ教で確立され、キリスト教、イスラム教へ発展、変遷した系譜を持っています。キリスト教、イスラム教はそれぞれ、26億人、18億人の信者を抱える世界宗教です。
まず、聖と俗の分離について。仏教では出家と在家が明確に分離しているので気づきにくいですが、通常の宗教は宗教の専門家はいません。キリスト教では教会があり、神に仕える牧師がいます。仏教では寺があり、仏に使える坊主がいます。そして、牧師や坊主は戒律に縛られ、禁欲的な人生を送ることが望まれます。しかし、イスラム教をはじめ、他の宗教では聖と俗の区別はなく、すなわち、祭祀を執り行う専門家は存在しません。すると、宗教の提供する戒律は一般人すべてが従うことになります。
日本人は仏教を通じ、聖と俗が分離した宗教システムに慣れていて、さらにキリスト教になじみが深いので聖と俗は分離するものだと刷り込まれていますが、世界的にはマイナーな状況です。聖と俗が分離されたがゆえに、一般人は宗教の提供する人生の知恵を参考に生きればよく、宗教家は一般人からの寄付によりより専門的に宗教を深めることができます。また、宗教家は巨大な組織を営むことができます。が、イスラム教やユダヤ教ではそもそもそうした土台がないので、ローマ教皇や法主のような中心人物はいないのです。
ユダヤ人は大国による占領により、たびたび祖国を失いました。その中で祖国なしでも民族アイデンティティを維持する宗教として進化しました。仏教もキリスト教も、通常の宗教は寺や教会等、信仰のシンボルとしての建物、場が必要です。祖国を失うということはこれらのシンボルを失うということ。ユダヤ教は信仰とその行為である律法を整備して民族共通の規範することにより、祖国を失ってもユダヤ教は失われることがありませんでした。ユダヤ教が唯一神を信仰することや偶像崇拝を禁止したことも大きな貢献があったと思います。同じようにイスラム教も律法、戒律を重視し、偶像崇拝を禁止する一神教です。
イスラム教はジハード（聖戦）を呼び掛ける好戦的なイメージがあり、最近のテロ活動と重なって、ますます、暴力をも辞さない宗教と受け止められることがあります。実際には世界宗教に発展する初期段階で、宗教は終末論をバックにして殉教を推奨する過程を経ます。キリスト教もローマ国教になる前は神の裁き（最後の審判）があることを前提にした殉教が推奨されました。殉教はキリスト教をバックに東洋へ進出した大航海時代にも政治的に利用されました。世間に認められる過程で過激があり、世間で常識になると過激性が失われるという法則です。
一神教の神は姿が見えず、やがて、代わりの神が信仰されるようになる。キリスト教では絶対神はもはや表に出ず、キリストが神です。が、キリストも後退して、聖母マリアや多くの聖人が直接の信仰の対象となります。一般の人はより身近な神を必要とするのです。こうして一神教といえども多神教の雰囲気をまとって変化します。このような変化に対して原理主義が巻き起こります。すなわち、偽の神を排して元の神への信仰を取り戻す。通常は過激な行為を伴い、信者に重い戒律を課すことになります。現代でもこうした新興宗教が度々問題になりましたね。
令和5年(2023) 3月4日 -No.46/9-
今回は最新の古代人類の歴史を「アフリカからアジアへ。現生人類はどう拡散したか」西秋良宏編、朝日新書994、2020年から中東からヨーロッパでの人類史を紹介しましょう。
現生人類の最古の化石はモロッコのジェベル・イルード遺跡や南アフリカのフロリスバッド遺跡で発見されています。その年代は20-30万年前。20万年前以降では東アフリカの大地溝帯で発見されています。同時期に中東のレヴァント地方では19-9万年前の現生人類の化石が見つかっていて、この後、中東やイランで7-5万年前のネアンデルタール人の遺跡が見つかり、現生人類の文化の特徴を持つ遺跡も多数あります。13-7万年前には北アフリカからアラビア半島は何度か湿潤化していて、現生人類はアフリカから進出してきたようです。寒冷化したヨーロッパからネアンデルタール人は移住してきたと思われます。
２つのゲノムから、その共通祖先を推定する方法がPSMC法（pairwise sequentially Markovian coalescent）です。減数分裂の時に起こる組換えを確率的に計算するアルゴリズムにより、ゲノム領域を小さな領域に区切って比較する方法で、同時代のゲノム比較により、1万人程度の集団では約60万年前（2万世代）まで共通祖先を遡ることができます。さらに、個体数も推定することができます。これに進化時計、すなわちゲノム上の点突然変異を加えるとより正確な年代測定になります。これは現代人と古代人のゲノム比較です。
本題のヨーロッパでの現生人類の歴史を見てみましょう。解析に使われた古代ゲノムは中東に32体、イランから12体、アナトリア（トルコ）から25体、コーカサスから19体、ヨーロッパから142体、ユーラシアステップから57体です。これらの古代ゲノムと現代ヨーロッパ人のゲノムを比較して共通して持つ特徴的な遺伝要素を同定し、8万年前の基底部ユーラシア集団を定義しました。
現生人類は4.5万年前にヨーロッパに到着。東ヨーロッパで特徴的なグラヴェット文化をもつ集団が形成された（4.5-3.7万年前に）。そのあと狩猟採集民であるマドレーヌ文化を持つ民がイベリア半島で成立。ヨーロッパには西部と中部に狩猟採集民の集団がいたことになります。最終氷期後（1.2万年前）に西ユーラシア集団に由来する農耕民による大規模な移住が起き、初期の狩猟採集民と交配しながら拡大しました。この結果、初期ヨーロッパ農耕民集団が形成されました。この移住はエチオピアにも及んでいます。
8000年前には、東ヨーロッパの狩猟採集民にイランからの農耕民族が移住し、カスピ海北部で牧畜民集団を形成しました。牧畜民の一派が黒海沿岸でヤムナイ文化を起こし（5000年前）し、ヨーロッパ全土に広がり、現在のヨーロッパ人のベースになりました。
欧米では古代ゲノムの収集が先行しているので、かなり細かな解析が可能なようです。アジアやアフリカでは古代ゲノムの収集が少ないので、これから詳細が分かってくるでしょう。来週は本書からアジアでの移住の概略を紹介しましょう。
令和5年(2023) 3月11日 -No.47/9-
さて、アジアへの人類の拡散はどうだったのでしょう（「アフリカからアジアへ。現生人類はどう拡散したか」西秋良宏編、朝日新書994、2020年）。残念ながら、アジアではヨーロッパのように古代ゲノムがあまり見つかっていません。シベリアでは数体の古代ゲノムが見つかっていますが、アジア南部ではほとんどありません。研究者が少ないせいもありますが、気候により有機物がすぐに分解されてしまうためと思われます。
化石や遺跡の研究から、アジアでは原人や旧人の影響があったと考えられています。中国には100-60万年前にホモ・エレクトス、ホモ・ハイデルベルゲンシスなどの原人が住んでいたことが分かっています。ジャワ原人は10万年前までジャワ島で生きていたらしい。さらにはフローレス島で見つかった原人（5万年前）、ルソン島で見つかった原人（6.7万年前）など、ローカルな原人もいました。
旧人の中で中国北部に来たのはネアンデルタール人で4.7-4.2万年前の遺跡がモンゴルにあります。有名なのはシベリアのデニソワ洞窟で、複数のデニソワ人の古代ゲノム（20-5万年前）が発見されました。そこではネアンデルタール人やネアンデルタール人とデニソワ人との混血も発見されています。ちなみに遺伝子の解析からネアンデルタール人とデニソワ人の肌は白かったと推定されています。デニソワ人のゲノムはポリネシア人の集団に最も残っており、アジア全土、アメリカ原住民から見つかります。
アフリカからアジアへの拡散は20万年前から何度かあった（第一次出アフリカ）と考えられていますが、6-5万年前の拡散（第二次出アフリカ）が最も成功したようです。
アジアへの拡散ルートはヒマラヤ―チベット高原の北側と南側に分かれます。中国北部の遺跡からの出土品は南部とは異なっています。北部ルートでは中東の影響を受けていて共通性が高い。一方、南部ルートは特徴的な石器などの出土品に乏しく、足跡をたどるのが困難です。
第一次出アフリカ北ルートを進んだ初期現生人類は、今のところ東アジアに到着した証拠がありません。南ルートではオーストラリアのマジェドベデ遺跡（6.5万年前）をはじめとして、東南アジア、インドネシア、フィリピン、中国南部に4-7万年前の現生人類の遺跡が発見されています。
第二次出アフリカは特徴的な石器を作るので、遺跡の証拠から推定しやすい。マレーシア、オーストラリア、中国南部で4万年前の遺跡が見つかっています。そのルートと年代は明らかになっていません。人類の化石も現生人類、ネアンデルタール人とデニソワ人がいたこと、それらが混血していたことから、形態の特徴があいまいになっています。また、インドシナ半島や中国南部には多数の深い山間の盆地があり、人類集団は孤立しやすく、亜種なども成立しやすかったのではないかと推定されます。
頼みの綱は古代ゲノムです。バイカル湖近辺で発見された古代ゲノム（マリタ、2.4万年前）は西ユーラシアの特徴を持ち、アメリカ先住民と共通性が高い。次に共通性が高いのは北東ヨーロッパや北西シベリアの集団で、その由来と発展した先を示しています。冒頭述べたようにアジアでの古代ゲノム数はまだまだ足りません。アジアで古代ゲノムを積極的に発見しようという国際プロジェクトが進行中です。
令和5年(2023) 3月18日 -No.48/9-
さて、最後にアフリカ大陸の人類の系譜を見ていきましょう（Natureニュース、2022年2月23日）。アフリカ大陸は現生人類の故郷ですが、古代ゲノムはそれほど見つかっていません。その理由は南アジアと同じように気候風土もありますが、研究者が少ないことも原因です。アフリカ由来の古代ゲノムは28体しかありませんでした。今回、6体の中央アフリカから出土した古代DNAの解析が報告されました。
得られた古代ゲノムで最も古いものは18000年前にさかのぼります。系統樹を作ってみると3つの系統に分けられました。北アフリカと南アフリカ、そして東中央アフリカです。北アフリカと南アフリカの系統は前から知られていましたが、ケニアやタンザニアの古代ゲノムは新たなグループに分けられました。
奇妙なのはその系統の時間的な距離です。アジア人とヨーロッパ人は8～5万年前に分岐したと推計されますが、アフリカ大陸の3つのグループは20万年も離れていたのです。確かに誤差も大きいのですが、長い間、交流がほとんどない状態と考えられました。そして、おそらく2万年前に交流するようになりました。
2万年前は最終氷期が最も厳しかった時期であり、アフリカ大陸でも森林が縮小しました。そのために熱帯の中央アフリカが避暑地となって新たなグループが形成されたらしい。北アフリカの集団と中央アフリカの集団との交雑が認められます。南アフリカは孤立した集団として維持されたようです。さらにヨーロッパからの逆流もあったようです。そのためにアフリカ人ゲノムの中にネアンデルタール人由来のゲノムが紛れ込みました（2020年2月29日。No. 22/8）。
現生人類が単一のグループから誕生したのだとすると、アフリカ大陸の古代ゲノムが3つのグループに分けられるのは奇妙です。しかも3つのグループは没交渉であった時代がだいぶ長い。もっと古い古代ゲノムがないとこの謎は解けないようですね。
令和5年(2023) 3月25日 -No.49/9-
今週は常温超電導の話題です（The Quanta Newsletter、３月８日）。夢の技術の一つで、今までにも多くの報告がありましたが、残念ながら捏造であったり、追試できなかったりしました。今回の記録は21℃ですが、1ギガパスカル（gP）という圧力が必要です。この圧力はマリアナ海溝の底の水圧の10倍程度（10万気圧）です。必要な圧力は前回の報告の100分の1になりました。
今回の報告のベースとなる物質は水素化物です。2015年に水素化物に155ｇPという高圧をかけると高温（-70℃）で超電導現象がみられるというものでした。水素化物は水素と金属の化合物で、より多くの水素原子を含むと高温で超電導物質になりやすいと考えられています。これ以降、水素を多く入れるために炭素や窒素、硫黄をブレンドして高圧をかけて超電導状態を調べるという実験が行われています。そして3年間で190 gPの圧力下で-13℃まで温度を上げることに成功しました。実は2020年10月24日にこの物質を本エッセイで紹介しました。
今回報告された物質はルテニウムの薄い板を99％水素と1％窒素からなる気流中で数日間200℃に熱して作りました。これを測定用の高圧ダイアモンドアンビルセルに入れて2gPの圧をかけ、超電導状態かを調べました。研究者は細かく条件を検討しながら数百の物質を作ったところ、1gPで超伝導を示した十個程度の物質を見つけました。
研究者たちは直ちに業績を論文にしましたが、会社を立ち上げ、詳細なデータは公開しません。過去にもフェイク報告があった常温超電導の業界です。研究者も賛否両論です。しかし、今回の圧力の範囲は高価な高圧ダイアモンドアンビルセルが無くても試験ができる範囲です。これを機に常温超電導が実用化できるといいですね。
令和5年(2023) 4月1日 -No.50/9-
今日紹介するのは書評です（Nature誌3月9日）。「世界を変えた７つの小さな発明」という副題に興味を持ちました（Nuts and Bolts: Seven Small Inventions That Changed the World (in a Big Way)、 Roma Agrawal著、Hodder & Stoughton社）。
7つとは。the nail（釘）、wheel（車輪）、spring（バネ）、magnet（磁石）、lens（レンズ）、string（糸）、そして、pump（ポンプ）。こういうリストを考えるのは好きです。このリストでちょっと意外なのはポンプですね。小さな発明というには複雑すぎる。少し解説を見てみましょう。
バネは「エネルギーをためて、必要な時に取り出すことができる」発明。最も原始的な道具の例として弓が例示されています。そして現代ではビルの免震構造から時計の水晶発振器に応用されている。
車輪は車として発明されたのではなく、おそらく、土器を作るロクロとして700年ほど先に発明されたそうです。ロクロに車軸が通されて乗り物になったのは紀元前3200年。今の黒海沿岸に最古の車輪が見つかっています。車輪はスポークの発明によって軽量化され、以来、改良が重ねられて現代の乗り物になりました。車輪にギザギザを付けると歯車になります。メカには必須のアイテム。動力の方向や大きさ、速度を変えます。一方でジャイロスコープにも改良されて宇宙ステーションの姿勢制御装置に搭載されています。
ここまで見てポンプについてひとこと。ポンプはピストンですが、入れ物と流体を押す装置の組み合わせではないか。流体を押す装置の原型は船の櫂だと思います。逆に流体を受け止めるものは帆。入れ物（壺？）と櫂をポンプの代わりにいれて8つの発明が私流解釈です。
著者は身の回りのものがこれらの基本的な装置の再発明の連続であることを示します。そして現代のブラックボックス化した機器類に危機を覚えます（文章の全体がこうしたダジャレ風表現でまとめられているようです）。装置の仕組みにもっと関心を持って修理しながら使い、地球の資源を大切にしよう。そうすれば装置に秘められた先人の創意と工夫に気づき、人生、もっと幸福に、満ち足りて、達成感を持ちながら（sense of happiness, satisfaction, and achievement）過ごせますね。
令和5年(2023) 4月8日 -No.51/9-
もっと記憶力があれば、とは、誰しも思うところではありますが、スマホで手軽にメモを取れるようになっても願望は変わらないようです。脳で記憶の出し入れをするのは海馬であることが分かっていますが、海馬に補助器具を付けて記憶力をアップできないものでしょうか。そんな夢を叶えるかもしれない研究報告があります（MIT Technology Review、9月6日2022年）。
始まりは海馬に電極を差し込んで電気的活動パターンを記録、解析する研究です。そして、記憶するときの電気パルスを調べていましたが、逆に、同じ電気パルスを与えて刺激したらどうなるだろうと考えました。
そこで、動物実験を終えた後、24人のボランティアを集めました。てんかんの治療のためにすでに電極を埋め込んだ患者さんです。記憶力の低下も見られましたので、記憶力のテストをしながら電極で刺激を与えることにしました。
一つのパルスパターンはa memory decoding model (MDM)で、海馬で検出される活動電位です。もう一つはmulti-input, multi-output (MIMO)で、もっと細かな活動電位で、海馬の中である層から別の層へと伝わる活動電位です。
短記憶のテストとして、１つの画像を見せたあと、その画像を含むいくつかの画像を見せて、さっき見た画像を選ばせることを100から150ほど行いました。そして、長期記憶のテストとして、短期記憶テストの後、15分、90分の休憩を入れて3枚の画像を見せて、短期テストで頻出した1枚を選ばせることを行いました。
これらのテストは2回繰り返します。最初のテストでは海馬の活動権威の記録をとるため。2回目は活動電位をパルスとして与えて刺激しながら行います。記憶時の海馬の活動電位のパターンには個人差があるためです。
研究の成果は記憶テストの成績は11％から54％に上昇しました。パルスのパターンとしてはMIMOのほうがやや良い成績でした。そして、記憶力の障害が大きい人ほど効果が大きく出ました。
この研究をもとに、さらに改良すべき点を考察しています。
一つは電極の大きさです。1mmほどの大きさがありますので、たくさんのニューロンに刺激を与える。もっと細い電極でせめて数十のニューロンに刺激を与えるようにしたい。もう一つは電極の数です。できたら数百本をつかって数百から数千のニューロンを刺激したほうが良いのでないか。もちろん、これらの数のニューロンの活動電位も同時に調べる必要があります。さらに、対象とする疾患も、てんかんだけでなく、アルツハイマーなどの神経萎縮性疾患での記憶障害の治療に応用する。
それにしても、海馬は記憶するときに特定の活動を示し、それを外から強化することで記憶力が上がるというのは記憶の性質の一端を示しているようで面白いと思いました。記憶力のいい人はこの活動パターンが強い人なのか。パターンには個人差があるそうですから、記憶力の高い人のパターンを使えば記憶力が良くなるのではないか。記憶力が低下している人と同時に健常人も研究されること間違いなしです。
令和5年(2023) 4月15日 -No.52/9-
仏教は多様な宗派に分かれていて思想的には複雑であり、それぞれに経典があります。それらを仏教成立から現代にいたるまで歴史とともに整理した本（教養としての仏教思想史 木村清孝著 ちくま新書1618 2021年）を紹介します。
原始仏教は仏陀が始めました。基本的な世界観は縁起（モノ、コトの関係性）にとどまり、関係性を客観的に正確に判断する行為からなる高度な処世術です。ありのままに人生や生死病老をみることで逆に欲望を捨てる。後の仏教にみられるような深遠な哲学、広大な世界観、高度な抽象を仏陀はむしろ無駄な議論として避けていました。
インド哲学から補填を受けて経典がまとめられる頃に論理学的な整合性が研究され、そして哲学、世界観、抽象性の要素が追加されてインド仏教が成立しました。次に中国という高度な文明国に導入されるにあたってその文化的影響を受けて変容しました。中国の僧は中国文化の背景を持ったうえで仏教を理解したからです。特に道教などの仙人思想となじみが良かった。そして中国から日本やチベットなどの周辺に伝来する間に多様な宗派が生まれました。特にチベットはインド仏教からの影響もあります。
あまりにも宗派が多いので、大きく4つに分けてみました。いずれも大乗仏教とよばれ、特に２→３へと密教性が強くなります。
１．仏になるための道のりを詳述したもので、輪廻を経て長い修行の末に仏になるなど、その過程を論じたもの。華厳経典に代表される。
２．仏陀は如来の化身であり、神的能力を持った如来が仏陀としてこの世に降臨して教義を示すというもの。般若・法華経典に代表される。
３．この世は多くの仏や菩薩が存在し、それぞれ理想郷、浄土を持っている。そこへいたる道を示すというもの。浄土経典に代表される。
４．仏や浄土はさておいて、教義を実践することが悟りに至る道であり、それは 日々の修行を通じて実現されるというもの。禅に代表される。
これらの思想を学んだ朝鮮や日本はさらに独自の仏教を生み出しました。そこには共通点があります。韓国では心のありようがそのまま仏の真理であるという考え方。日本では自然の営みがそのまま仏の真理であるという考え方。正しい修行の末に、人の心の動きや自然の営みがそのまま真理として感知されることを理想としました。これはむしろ、原始仏教に戻っているのかもしれません。政治的な側面は次回。
令和5年(2023) 4月22日 -No.53/9-
先週に引き続き、仏教の話です（教養としての仏教思想史 木村清孝著 ちくま新書1618 2021年）。先週は仏教の宗派を４つに分けてみましたが、それは特徴的な思想をもとに分けたのであって、母体は大きくは変わらないものです。しかし、そこに政治が絡むと、その違いをことさら強調して宗派間の対立をあおります。たぶん、それはどの宗教でも同じでしょう。
仏教は最初から聖と俗を分離して成立したので、教団を形成しました。これは教義が日常生活の規範であるイスラム教などの宗教とは大きく異なります。キリスト教も聖俗分離を行いましたが、仏教ほど原理的な分離ではありませんでした。聖俗分離の恩恵により、仏教は哲学的、心理学的に高度な発展を遂げることになりました。その深さは2,000年前の思想が現代の哲学や心理学でも研究されるほどです。
教団が形成されれば政治が生まれます。仏教はアジアに広く広まりましたが、国に導入された当時は政権（王）にとっては国民を教化、統制する手段でした。そのため、時の権力者の要請により、仏教は護国教としての思想を追加することになりました。そして、権力者のサポートがあればその宗派は優勢になる。したがって、政治の現実的な要請を取り入れて宗派は分裂することになりました。
しかるに権力者の保護によって教団の政治力が大きくなると、今度は、逆に政権から干渉されるようになりました。そして、衰退するか、江戸時代の日本のように行政組織の一部になりました。
教団組織として仏教を教え、儀式を執り行う僧侶は民衆から遠くなります。そこで、民衆に入って優しく教義を教え、民の不安を除き、時には土木工事を指揮するなど、民衆のための宗教として活動する運動が度々起こりました。哲学的な協議は省略され、ただ念仏を唱えればよいなど、誰にでも受け入れやすくなっています。民衆派の祖師が基本仏教から切り取った概念をもとに新たなバージョンの仏教が誕生し、弟子が概念を教化、体系化したためにさらに仏教は多様化しました。戦国時代には民衆をまとめ、大きな軍事集団にもなりました。
現在の日本人にとって宗教は日常生活のフレーバーのような存在です。かつては高度な処世術を教え、心のよりどころを提供した宗教ですが、生活水準が上がった現代では、クリスマスやお盆行事などの形で生活の一部になっています。
今年のGWはメルマガも休むことにしました。次回の発行は5月13日の予定です。
令和5年(2023) 5月13日 -No.54/9-
世界の人口が増え、そしてすべての人の生活水準が向上することは望ましい変化です。一方で、当然、食料が足りなくなってきます。そのために家畜も穀物も同じ飼料や肥料でより大きく育つように改良されます。今日紹介するのは米の遺伝子改良です。記事によると最大で40%の増産が達成されました（Scienceニュース、2022年7月22日）。
今までの遺伝子組換えによる品種改良は目的とした性質に直接関係した遺伝子の改良でした。行ってみれば一つの遺伝子だけの改良です。期待するほど改良が進まず、新たな方法が模索されていました。
植物もゲノム時代を迎えています。とにかく、全遺伝子を調べる作業が急ピッチで進行しています。その結果、機能はわからないが遺伝子配列だけは調べ上げられます。中国農業科学院では遺伝子発現を制御する遺伝子に目を付けました。118品種の米やトウモロコシの遺伝子発現を制御する遺伝子（転写因子）を網羅的に調べました。「日本晴れ」品種が窒素分の少ない土壌で生育したときに発現量が多くなる転写因子を探しました。そして13個の遺伝子を見つけました。
転写因子は複数の遺伝子を制御します。ある遺伝子の転写を活性化し、別の遺伝子の転写は抑制します。いくつの遺伝子をどのように制御するのか詳しくはわかりません。言ってみれば片っ端から試す仕事です。
見つかった遺伝子を「日本晴れ」品種に導入し、その遺伝子の発現量を多くした遺伝子組換え稲を作製しました。候補遺伝子13のうち、5つが窒素の取り込み量が増えていました。その中でもOsDREB1Cという転写因子を導入した稲が生育も良く、根の張りもよいことが分かりました。
OsDREB1C組換え稲は窒素の取り込みもよく、葉緑体も1.3倍、光合成の中心酵素であるRuBisCOの発現量も38%増加していました。米の収穫量も増加。収量の多い中国産の品種にも導入してみたところ、40%も米の収穫量が増えました。温室内の試験では米の粒も大きく、数も多いことが分かりました。
OsDREB1C 遺伝子は米にだけあるのではありません。小麦にも他の単子葉類も、さらには双子葉類も持っています。そこで組換え実験に使われるシロイヌナズナに導入したところ、同じ成長効果が得られました。ということは他にも多くの作物の成長や実りを豊かにする可能性があります。
研究は遺伝子組換え植物ですが、遺伝子編集技術を使って単純に遺伝子数を増やすなど、より安全な作物を開発することが求められます。
転写因子の遺伝子組換え技術は効果の予測はできませんが影響が大きい。つまり、期待も大きい。ただ、できた組換え植物の環境での安全性や生物多様性に与えるリスクは十分調べる必要があるでしょう。干ばつに強い作物、寒さに強い作物が転写因子の遺伝子操作で誕生し、組換え作物が多くの実りをもたらすこと、貧困や飢えを撲滅できることを期待します。
令和5年(2023) 5月20日 -No.55/9-
リボソームは遺伝暗号をタンパク質に変換する重要な装置です。すべてのDNAやRNAを遺伝子として持つ生命体はリボソームによって遺伝子の暗号、すなわち、ATGC（RNAゲノムではAUGC）をアミノ酸配列に置き換えてタンパク質を作ります。リボソームは3本のRNAの周りに50余りのタンパク質が結合する複合体です。生命の起源を考えるときに避けて通れない複雑な装置です。最近のNature誌にアミノ酸を結合させる基本的な機能がリボソームのRNAにあることが紹介されました（3月2日）。
生物の基本単位である細胞が誕生する前には遺伝子としてのRNAが複製するRNAワールドがあったと考えられています。生物は自身の複製を作り出し、次の世代に伝える基本性能があるため、遺伝子が原始的な生命体であったと考えるのは自然です。そして、初期の地球上で合成されやすかったRNAが遺伝子の担い手と考えられました。火山や隕石の落下により生じるガラス質鉱物の表面で数百塩基の長さのRNAが合成されます。RNAには触媒機能があり、RNAを結合したり、切断したりする特別な配列が知られています。これらのことからRNAワールドが提唱されました。
研究者はリボソームの立体構造を初めて明らかにしたことで2009年にノーベル化学賞を受賞しました。その後もリボソームの立体構造の研究を続けていましたが、多数の生物のリボソームの立体構造で保存されている部分があることに気づきました。その部分はまさにアミノ酸が結合する部分（peptidyl transferase center、PTC）です。PTCは複雑に折りたたまれたRNAが構成するポケットです。なぜ、すべての生物で同じ形をしているのか。生物が誕生する前に作られたリボソームの構造を反映しているからではないか。
PTCポケットでペプチド（アミノ酸が結合した分子）ができることから、PTCポケットはペプチド合成を触媒する機能があると仮定しました。PTCポケットの最小単位を構成できるRNAとアミノ酸を混合し、ペプチドができるか探しました。立体構造を再現する最適なRNA構造を探すのと、ごく少量のペプチドを検出するのが困難でしたが、10年がかりで証明したのです。同じ結果を独立に日本の東京理科大の田村教授も報告しました。
実はPTCポケットより大きなRNAを使うと、効率的にペプチドができることは報告されていました。また、アミノ酸とクエン酸などのOH基を持つ有機酸を混合し、加熱＋湿度―冷却＋乾燥のサイクルを繰り返してもペプチドができることも知られています。前にも紹介しましたがtRNAに含まれる特別な塩基を使うとペプチドができました。いずれもリボソームと無関係にペプチドができましたが、今回の報告ではリボソームの起源に迫るペプチド合成という点で注目されます。
なぜ、RNAはペプチドを作り出すようになったのか。ダーウィンの選択説的に表現すると、なぜペプチドを作り出すRNAが生き残り、RNAワールドで優勢になったのか。ペプチドがRNA以上に多様な触媒反応を担うことができることが理由として考えられます。複製の効率化やRNAを分解する化学反応からの保護、RNAの材料の提供など。RNAとペプチドのコラボはこれからも見つかりそうです。
令和5年(2023) 5月27日 -No.56/9-
化石燃料の代わりに再生可能エネルギーが注目されていますが、一方で、地球が作り続けている燃料があります。それが水素ガスです。その特集記事を紹介します（Science誌、2月24日）。
マリ共和国のとある村の井戸から1987年に気体が噴出しました。それが98%の水素ガスだと分かったのは2012年です。噴出し始めてからずっと、そして今は30本もの井戸が掘られています。最初の井戸の水素を燃やして発電機を回したので、近所の村は電気の恩恵を十分に受けています。
濃度の高い水素ガスが地下から噴出することが報告されると、各地で水素ガス井戸が掘られるようになりました。濃度はまちまち、深さも3000ｍを超えます。そして、埋蔵量は現代のエネルギーを数千年賄えるほど、という推計もあります。水素ガスが発生している場所は円形のくぼ地になり、植物の生育が悪い特徴があると分かってきました。化石燃料に代わるエネルギー源ということで水素ガス掘りのベンチャーが多数誕生しています。
水素ガスはどこから来るのでしょうか。化石燃料とは無関係です。世界中の石油会社は地球に数百万もの井戸を掘ってきましたが、天然ガスは出るものの、水素ガスは出たことはありません。むしろ、石油や天然ガスができる過程で水素ガスは消費されるようです。現時点で分かっている水素ガスの発生源は橄欖（カンラン）岩です。地球のマントルの主要な構成成分である橄欖岩は鉄に富み、高温高圧で水と反応すると水を分解して蛇紋岩に変わります。このとき水素が発生するのです。おそらく地下の水素の80％が地下深くの橄欖岩由来と推定されています。残り20％は放射性同位元素の崩壊による放射線が水を分解して水素を作り出す作用とされています。
水素分子は小さく、軽いので、地下の隙間に拡散していますが、マリ共和国の例のように何らかのバリアによって蓄積すると人間が利用しやすくなります。水素の欠点は軽い気体であること。圧縮して運ぶにはボンベが必要でコストがかかります。液化しようとしても-253℃という極低温。しかも重量当たりの燃焼エネルギーも化石燃料に比べると低い。化石燃料からできる水素ガスや太陽光発電で発生させる水素は1kgあたり5ドルにもなります。しかし、井戸から採れる水素ガスなら1kgあたり1ドル未満。現在のところ大陸の中央部に井戸が多いため、専用のパイプラインを作らないと輸送費がかさみそうです。
残念ながら日本では話を聞かないですね。マントルが上昇している海嶺で発生するようですが、日本の地下は複雑なので、もしかしたら水素源を見逃しているかもしれません。
令和5年(2023) 6月3日 -No.57/9-
人類が社会を運営していくうえで重要だった能力は共同主観的な虚構を持つことでした。共同主観的虚構とは、例えば、お金や国家。手元にある印刷された紙の価値が、みんなが（共同）認める価値であって、実体の価値ではない（虚構）。しかもそれは日本国で定めたもの（主観）だからです。国家も同じ論理で共同主観的虚構です。そして、現代社会のように共同主観的虚構がないと複雑な人間社会は何一つとして機能しません。共同主観的虚構を持つ能力を得たために、人間は他の哺乳類と異なり、社会を形成し、力と知恵を結集し、地球環境を変えるほどの力を得てきました。ネアンデルタール人に代表される旧人は共同主観的な虚構を作り出す能力は乏しかったのかもしれません。
共同主観的なものは大勢の人のコミュニケーションによって実現します。したがって、マスメディアの誕生間もなく、国家レベルでの共同主観的虚構が誕生しました。そして、共同主観的虚構な味方に慣れていない人々は、共同主観的虚構を客観的な事実と信じてしまったのです。共同主観的虚構がお金や戦争や名誉に命を懸けることを当然と主張すれば、一般の人々もそう思うようになります。さらに、権力者は共同主観的虚構を利用して、人に命を懸けることを強制する。なぜ、ナチスがドイツ国民から支持されたのか。その歴史的事実を解釈する哲学として戦後、誕生しました。
共同主観的虚構は虚構ですから、虚構を維持する仕組みがなくなれば消え去ります。ドイツ国民は敗戦を機に、「善良な」国民に戻りました。かつての日本国民の物語でもあります。
共同主観的虚構を作り出すことが人類の基本的性格だとすると、現代でも共同主観的虚構は誕生し続けています。その土台は我々がエンパシーを抱いて他者にのめりこむことです。その輪がどんどん広がって社会で一つの共同主観的虚構になったときこそ危険です。自分の意思で共同主観的虚構に加わったように思っているけれども実際は共同主観的虚構によって見えないところで操られている。特にICT技術によって巧妙な情報操作ができるようになると、国家や団体が大なり小なりICT技術を世論の操作に使うようになりました。社会をより好ましい状態に誘導する操作もありますが、逆のこともあり得ます。
共同主観的虚構によって時には全体価値観を見失い、自分の行為の結果なされる悪を見失うことがあります。行為には見て見ぬふりをするという消極的な行為もあります。ICT技術の発達によって、最適化が求められ、最速化が求められる現在、立ち止まって考える機会や良心に照らし合わせる作業を忘れてはいけません。特殊な共同主観的虚構の単なる歯車になると知らず知らずに悪いことに加担していることもあります。現代社会はシステムを最適化するために自然や社会や人間の方を変化させる圧力が働いています。しかも、順応によるファシズム（＝共同主観的虚構）なので、おかしいとは考えることすらできません。
私たちが生きている現代では異なった価値観を持つ複数の集団が存在しています。そのいずれかの価値観に自らを最適化することで我々はその価値観を持つ集団で安心して生活できます。重要なのは共同主観的虚構を否定するのではなく、常に別の共同主観的虚構を持つ集団へとアクセスする可能性を守ることです。複数の異なった共同主観的虚構に開かれていること、その開放性を擁護する必要があります。
ネットを使うときは、どうしてもみなスケールを大きくすることを考えます。100万人、1000万人の注目を集めることを目標にしがちです。でも、ネットの技術はいままで100万人でないと経済的に成立しなかった出版などのコストを下げ、100人、1000人単位の小規模なコミュニティをしっかり築くことに使えるのです。小さなコミュニティに分裂していれば国家レベルの共同主観的虚構の罠にはまる恐れは少ないでしょう。
令和5年(2023) 6月10日 -No.58/9-
先週、国家的な共同主観的虚構に対抗するには小規模のコミュニティで別の共同主観的虚構を作り出すことを述べました。今週はその続きです。
インターネットの登場で小規模なコミュニティができやすくなり、また、維持のコストも下がりました。コミュニティで共同主観的虚構を共有しているとストレスが少なく、活動しやすくなります。それはコミュニティの中ではいちいち口に出さなくても相手の感情や行動をある程度まで理解することができるからで、逆に、相手からの理解も得られるからです。
小規模なコミュニティが社会を覆うようになると、従来のジャーナリズムが廃れ始めています。新聞やニュース、雑誌などです。これらのマスメディアは社会全体を見渡してマスメディア界の価値観に合わせて論説を展開し、多数の人からの批判も受けてきました。この過程で、社会の共有すべき価値観が形成されてきたのです。しかし、コミュニティのなかでは各人がそれぞれ思い思いの主張をするだけで、批判や葛藤がありません。たくさんのコミュニティが存在することは細かく分断されたフィールドでいくつもの正統性が互いに関係なく存在している状態です。マスメディアが形成した共通の価値基準によって序列化されなくなりました。
これは問題でしょうか。
代表的な例にカルト宗教があります。かつて、社会に対して閉ざされた宗教法人がテロ事件を起こしたことがありました。外から見ると異常な共同主観的虚構に縛られたコミュニティが数々の犯罪を引き起こしました。ここで論じているコミュニティが異常な共同主観的虚構に染まらないとは断言できません。
人は正しい理念に従いたいと良心的に考えます。現実的には「絶対正しい」「完璧な」価値観や理念などありませんから、そうと考えると行動できなくなります。しかし、「絶対正しい」「完璧な」価値体系を築いたと主張するリーダーが出現することがあります。その人物は臨機応変なプレイで卓越した能力を示し、共同主観的虚構を作り出し、独裁者となり、コミュニティの支配に乗り出します。コミュニティの内部では共同主観的虚構に従うことで平穏な生活ができます。そして、共同主観的虚構に基づいて、自動的に現状を肯定する閉ざされた思考回路に落ち込むのです。規模は小さいですがドメスティックバイオレンスも同じ構造になっているでしょう。
対策はあるでしょうか。
重要なことは一つのコミュニティだけに埋没しないことです。複数のコミュニティに参加しましょう。会社や地域社会、ネット上のコミュニティなど。危険なコミュニティは閉ざされたコミュニティです。もし、他のコミュニティへの参加を拒む、参加していることで批判を受けるようであれば、どんなにすばらしい共同主観的虚構を持っていても、そのコミュニティは避けるべきです。いつカルトに変貌するかわかりません。複数のコミュニティに属していれば、別の視点からそれぞれのコミュニティを眺めることができます。
最初から正解を求めていてはいつまでたっても行動できません。とりあえず良さそうなコミュニティから初めて、活動を通じながら自分の成長に合わせてコミュニティを変えていけばよいのです。真の自由とは自己実現の自由、より高次の自我へと自分自身を作り上げていく自由です。そのために自分自身の在り方を決める意志が尊重される必要があります。
令和5年(2023) 6月17日 -No.59/9-
今回はサルのゲノム解析の話題です（Science誌、6月2日）。サルは人間に最も近い哺乳類として研究されてきました。特に社会行動学、心理学、医学、薬学の分野で大きな貢献をしています。一方で、人類の先祖であるために進化学的な研究も盛んです。サルと一口で言っても、小さな手のひらサイズのコビトキツネザルから200kgを超えるゴリラまで体のサイズも形も多様です。
ところが、多くが絶滅危惧種であるためか、ゲノム解析に必要な材料は政治的に、また動物愛護の観点から手に入りにくいものでした。それでも長い年月をかけて211種から703個体のゲノムが明らかにされました。論文の執筆者は100人以上います。サルが200種以上も分類されていたとは驚きました。ヒトとチンパンジーは3％しか塩基配列は違わないことを考えると、サルもお互いよく似たゲノムを持っていることが想像できます。ゲノム配列はサルの分類や系統解析に役に立ったばかりでなく、絶滅危惧種の遺伝的多様性を明らかにしました。集団的消滅の危機にある15種のサルは個体数は少ないものの多様性は保たれており、適切に繁殖させれば絶滅から救うことができるそうです。
さて、医学的な貢献です。ヒトゲノムはすでに何十万人分も解読されており、巨大なデータベースになっています。病気の原因は複数のSNPs（１塩基置換）であると推定されていますが、その数は膨大です。個々のSNPsの病気への貢献度を調べることができず、大きな課題になっています。今回の研究者はサルの遺伝子を対象においてSNPsの病気のリスクへの寄与度を調べることができるか研究されています。
集められたサルのゲノム情報からSNPsを抽出すると430万もありました。これらをタンパク質ごとに整理し、アミノ酸配列からAlphaFoldプログラムを使って立体構造を推定します。それぞれのタンパク質の立体構造から構造を大きく変化させるSNPsと大きくないSNPsが割り出されました。このデータとヒトの同じ遺伝子上のSNPsを比べることで、重要度がはっきりしなかったヒトのSHPsの病気への貢献度が推定できるようになりました。少なくとも6％のSNPsに「無罪判決」を言い渡すことができたようです。
サルは多く種に分かれていますが、ゲノムでは近縁です。近縁なサルのゲノムを比較すると、遺伝子領域の重複や反転などが見られます。ホモサピエンスのゲノムと、兄弟であるネアンデルタール人やデニソワ人のゲノムの関係は現在のサルのゲノムと表現型の比較にヒントがあると考えられます。
令和5年(2023) 6月24日 -No.60/9-
生物は遺伝子を交換している。このことは細菌と細菌では普通のことで、ウイルスと脊椎動物の間でもいくつかの例で知られています。今回紹介するのは脊椎動物の目ができたときに細菌由来の遺伝子がコンポーネントの一つになったという仮説です（Science誌、4月10日）。
実は2001年のヒトゲノム配列のドラフト発表の時にはバクテリア由来と考えられる遺伝子の候補は200ほどありました。しかし、どのバクテリアの遺伝子かは不明のままでした。
研究者は細菌と多数の動物のゲノムを比較し、細菌由来と思しき遺伝子が進化のある過程で突然出現したように見える例を探しました。そして見つかったのがIRBP（interphotoreceptor retinoid-binding protein）遺伝子です。
この遺伝子は網膜とその後ろの色素上皮の間にあるタンパク質をコードしています。脊椎動物では網膜で光を感じるのは網膜細胞、光を感じる分子はロドプシンです。ロドプシンは光を受けると変形するレチナールというビタミンAに似た分子とオプシンタンパク質からなります。光を受けたロドプシンはGタンパク質を介して信号を細胞内に伝え、神経パルスを生じます。変形したレチナールはオプシンから外れますが、その時にレチナールの構造を戻すたんぱく質がIRBPです。元に戻ったレチナールはオプシンタンパク質と結合して待ち受け状態に戻ります。
脊椎動物はいずれもIRBP遺伝子を持っていますが、脊椎動物に系統的に近い生物はIRBP遺伝子を持っていません。IRBP遺伝子は２回重複して４個の遺伝子に分かれています。そしてバクテリアのゲノムに似た遺伝子がありました。バクテリアではタンパク質分解酵素の１つで、タンパク質のリサイクリングに使われています。報告では約５億年前、脊椎動物の目が進化したころにゲノムに取り込まれ、独自の進化を遂げたと推測されました。
ただ、IRBPが入り込んだから高度な目が作られたというわけではありません。イカなども高度な機能を持つ目を持っていますが、IRBP遺伝子は持っていません。IRBP遺伝子が脊椎動物のゲノムに入ったのは偶然で、脊椎動物がその遺伝子をうまく利用したのだと考えられます。
令和5年(2023) 7月1日 -No.61/9-
5.4～4.85億年前のカンブリア紀に突如出現した多種多様な生物種は４億年前にほとんど姿を消しました。そしてオルドビス紀には現代の祖先に置き換わりました。その中間点の生物を知る手掛かりが見つかりました（Science news、5月1日）。
見つかったのは4.62億年前の化石です。ウェールズの石切り場で発見されました。そこにはカンブリア紀のオパビニア（5つの目と長い鼻を持つ動物）や鱗のあるナメクジであるwiwaxiids（和名が分かりませんでした）の化石があり、同時に節足動物（甲殻類やカブトガニ）、カイメンやヒトデ、蠕虫（ミミズなどの仲間）の化石もありました。
その石はバージェス頁岩とおなじ種類の泥岩で、かたい殻を持つ生物のみならず、やわらかい組織を持つ生物も化石として保存されていました。ただ、違ったのは化石の大きさです。生物は顕微鏡サイズであり、いくつかのめぼしい化石が見つかっても本格的な調査に至らなかったのです。
この宝の山を再発見したのはアマチュア考古学者です。彼らは考古学博士の学位も持っていて趣味で化石採取をしていました。十分な資金を持っていなかったため、10年間もの間、その価値に気づいていませんでした。
ここからはすでに170種もの化石が発見されました。これらの動物はオルドビス紀に大きいサイズになり、化石として発見されています。つまり、カンブリア紀とオルドビス紀をつなぐ化石群として注目されています。また、ウェルシュ頁岩には当時の生態系がそっくり保存されているらしい。この場所の化石を解析すれば、現代につながる動物種の出現に対して新たな発見が期待されます。
令和5年(2023) 7月8日 -No.62/9-
昨年の11月、GDPの代わりになる経済指標が模索されていると紹介しました。その後で紹介しようと思っていた記事があります（Nature誌、12月15日2022年）。ところがこの記事は私にとって理解に調査が必要な経済や政治の用語が多く、今まで寝かせていました。とはいうものの、この内容は非常に現代的ですので一念発起したところです。
タイトルは「脱成長は機能するか—貢献する科学」（Degrowth can work — here's how science can help）です。要するに、もうそろそろ経済成長を信奉するのはやめよう、という主張です。豊かになった国は経済成長を目的としなくとも、すなわち、モノを大量生産しなくても、繁栄できるはず。
現代においては、国も企業もモノやサービスを前年比プラスで生産するという信条に凝り固まっています。肝心のモノやサービスはたとえ必要なくとも作る。この信条が環境を破壊し、エネルギーを浪費し、資源を枯渇に向かわせています。新型コロナウイルスのパンデミックやロシアのウクライナ侵攻によって事態は悪化しています。
多くの豊かな国の人々がもはや成長を中心に据えた経済政策や経済活動は捨てるべきではないか、すなわち、脱成長を活動の中心に据えるべきであると考えています。しかし、世界はなかなか動きません。
このような状況下で国連機関であるIPPC（Intergovernmental Panel on Climate Change）やIPBES（Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services）は昨年、脱成長を基調としたレポートを発行しています。そこで述べられている戦略を紹介しましょう。
令和5年(2023) 7月15日 -No.63/9-
脱成長を包括的に実行するために解決しなければならない課題とは。前回の報告（Nature誌、12月15日2022年）の続きです。
さて、課題を列挙しましたが、これからはどうなるのか、どういう方向に向かえば脱成長路線に移ることができるのか。長くなってきましたので、残りの部分は次の週に回しましょう。
令和5年(2023) 7月22日 -No.64/9-
脱成長のためのキモは？ 最後は本報告（Degrowth can work — here's how science can help. Nature誌、12月15日2022年）の提言を紹介し、私見をまとめることとしましょう。
２回にわたって説明してきたように、ポイントは政府にあります。現在、政治の中心にいる人物は成長する社会を目指すことで成功してきた人たちですから、脱成長の理解には無理があります。
欧米ではいくつかのフォーラム（the Wellbeing Economy Alliance, the Growth in Transition movement in Austria, the European Parliament’s Post Growth conference initiative, the UK All-Party Parliamentary Group on Limits to Growth）が政策を打ち出しています。こうした団体を支えるのは市民の活動であり、科学者（社会学、政治学、統計学や経済学など）の研究成果です。議論は「成長は行き詰まるのか」という疑問ではなく、限界は近づいているのだから「脱成長で豊かな社会を築くにはどうするか」なのです。
さて、私見に移りましょう。
人類は地球上に誕生して以来、生き残るためにすべてをかけるという価値観を持ち続けてきました。これは人類誕生以前の祖先からずっと与えられた価値観です。したがって、人間は、人よりモノを多く所有する、つまり、人より貯金を殖やす、血縁を増やす（子を持つ）という基本的な欲望は骨の髄にまでしみ込んでいます。
しかし、現代はみんなが必死に努力しなくても生きていける社会が到来したのかもしれません。逆に必死に努力すると地球環境が破滅に向かうのです。つまり、無駄に作らない社会、すなわち、脱成長を基調とする社会に変わる必要があります。そのためのキーワードは、例えば、ベーシックインカム（仕事をしなくても生活できる。公共住宅の提供や公共交通の無料化も入る）やジョブギャランティ（政府がすべての人に仕事を割り当てる）でしょう。人はあくせく働く必要はありませんが、豊かな生活をするだけの仕事はすべきです。そうでないと暇すぎるし、社会に貢献しているという生きがいも必要です。
いままで、市場で需要と供給のバランスで決まってきた必要量は別の方法で把握する必要があります。そこに政府や行政が入り込んでくるでしょうが、全体主義や権威主義とは違い、選択の自由も保証されなければなりません。仕事の質と量の対価として給与や販売利益があるのは今まで通り。このような仕組みを作り出すための経済学（新たな分配の仕組み）が必要なのです。
少なくとも利子は経済成長の基礎ですからなくすべきですね。日本ではだいぶ長いことゼロに近いですが。ちょっと書いておきたいポイントをいくつか、次回に回します。
令和5年(2023) 7月29日 -No.65/9-
先週、３回シリーズでまとめた脱成長ですが、脱成長を考えるうえでポイントとなると思うトピックスを紹介しましょう。雑多な内容ですので落書き帳と思ってください。
日本の商人道として、正しく理解された自己利益という考え方があります。利益追求が悪いわけではなく、むしろ人間が自分の利益を追求するのは当たり前。しかし、自分の利益のみを考えていては商売が長続きしません。では、社会で他者の利益も考えながら自分の利益を長期的に最大化するにはどこで折り合わなければならないか。他者の利益の範囲を広げていくと徳につながります。
ユダヤ教から始まる一神教では利子をとることを禁じていました。理由は単純。格差を拡大するためです。古代ギリシャやローマでも利子を禁じていました。シェイクスピアのベニスの商人の例は、ユダヤ人が利子を認めて高利貸しをしていたことを批判しています。ユダヤ人は生きるために高利貸し業を始めました。社会は変わり、キリスト教でも利子を認めるようになりました。現在でもイスラム教では利子を禁じているが、残念ながら資本主義社会では利子を認めざるを得ない状況になっています。
MMTが主張する政策、ジョブギャランティについて。通貨主権国であるためには政府が国民に信頼されている必要があります。また、国際社会でも信頼される必要があります。国民に信頼されるためには国民が幸福な一生を過ごすことが未来に渡って保証されること。特に、老後になると直接労働からの現金収入が期待できないために、誰もが不安に陥ります。手厚い年金制度や十分な資産形成が保証されなければなりません。一方で、政府は税金ではなくサービスや国有企業の利益でも貨幣を引き上げることができます。この場合、一見無税である国家が誕生します（産油国の例）。
近い将来、テクノロジーが豊かさをもたらし、大衆が全く努力しなくても食べ物や支援を受けられるようになるはずです。大部分の人間が無用の大衆になったとき、経済は意味をすべきでしょうか？ 競争原理により少数のエリートが富とテクノロジーを独占したところで、富を使う相手がいないことになります。テクノロジーによる高度なサービスを提供しても、それを買う人がいないのでは提供する意味がない。そのためにエリートたちは、一般大衆にそれなりの仕事を与え、エリートがエリートたる存在にとどまるために必要なサービスを維持することになると考えられます。
現代の労働の大勢はジョブ型です。日本も会社がメンバーシップ型（終身雇用）からジョブ型へと大きく転換しつつあります。ジョブ型労働はジョブディスクリプションによって労働者の能力と雇用時間をコントロールします。現在は一覧として運用しますが、それはジョブを分ける作業が大変だからです。しかし、新型コロナの流行により、ジョブのうち、家でできるものやアウトソースするものがネット上でやり取りできるようになりました。ギグワーカー市場の誕生です。これが発展すれば、会社を運営するに必要な個々のジョブを労働者に適切に振り分けるアルゴリズムができれば、必要な労働者を能力別に市場で調達する新しい仕組みができます。労働者は複数の企業から打診されるジョブと対価を勘案し、自分の労働時間を決めることもできます。逆に、能力や生産性を査定されて、その人の労働市場での価値も数値化するでしょう。
豊かになる権利はみんながそこそこ豊かになる制度が保証されると考える必要はありません。ただし、豊かさの水準は国や社会によってさまざまになりそうです。
令和5年(2023) 8月5日 -No.66/9-
アジアからヨーロッパにかけて話されている言語は印欧語族に属しています。今や30億人が使うこの言語はアジアのどこかで誕生して進んだ技術とともに普及したと考えられています。しかし、その起源については諸説紛々です。しかし、新たに整備した言語データベースに基づいた強力な説が登場しました（Science News、7月27日）。
少なくとも3000年前には印欧語族の言語はアナトリア（トルコ）のヒッタイト人、ギリシャのミケーネ人、インドのサンスクリット語に使われていました。これより古い印欧語族の起源とそれが普及する背景となった技術については諸説あります。
例えば、9500年前に肥沃な三角地帯で話されていた言語が穀物や家畜の技術とともにアナトリアやバルカン半島に伝えられたのが始まりという説。別の説ではカフカス山脈（黒海とカスピ海の間の山脈）の北側に住んでいた遊牧民族の言語が5000年前に乗馬や車輪の技術とともにステップを通じて拡散したと考えます。
言語学と考古学に依存していた起源探しでしたが、生物学の進化プログラムを利用したアルゴリズムによって系統樹を作成することでより精緻化されました。しかし、遺伝情報の変化と異なり、言語は戦争や移民によって予想もつかない変化もします。
そこで、言語系統樹を作成するために構築されたデータベースから170の基本的な概念を表す単語を選び、161の印欧語族の言語を調べ直しました。このうち52は既に使われなくなった言語です。データベースから外来語などを取り除いて25918語の基本単語を抽出し、系統樹を作成しました。プロジェクトは80人の専門家を集めて遂行されました。専門家は単語が使われていた時代を加味しながら単語の類似性を解析し、系統を整理しました。
印欧語族の起源は8100年前より前で、8000～7000年前には7つの大きな枝になっていました。また、単一の言語ではなく、おそらく複数の言語が融合したものと考えられました。おそらく1つの母言語はカフカス山脈の南側（肥沃な三角地帯）の農耕民族の言語であり、7000～6500年前に山脈を超えてステップ地方へ拡大したと思われます。
大きな系統樹なので異論もあるでしょうが、文字ができる前の言語の進化。どこまで明らかにできるのでしょうか。遺伝子ができる前の化学進化の解析と似ていますね。
次回から2週間夏休みです。次の配信は8月26日の予定です。
令和5年(2023) 8月26日 -No.67/9-
地球で最初の脊椎を持った動物の化石はカンブリア紀後期に位置づけられるピカイアです。脊椎の原型は原索動物のホヤの幼生で見られますが、ホヤは体が柔らかいので化石になりにくく、いままで見つかっていません。しかし、7月にカンブリア紀のホヤの化石の発見が報告されました。Science誌7月7日号からの紹介です。
化石自体は数年前に米国ユタ州で採取され、ソルトレイクシティ博物館の引き出しに保管されていました。化石は5億年間の石灰岩でかなり明瞭にホヤのような生物であると認識されましたが、いままでホヤ類の化石が一つもなかったころから、研究者は慎重に検討しました。
2つの水管（水を吸い込み、放出する管）と複雑な筋肉組織から構成される化石。注目されたのは水管を取り巻くリング状の筋肉組織です。ホヤの仲間は3000種類ほど見つかっていますが、同じような筋肉を持つホヤは5～6種しかいません。特徴的な大きい水管を持つことからmegasiphonと名付けられたこの化石の生物には遊泳する幼生が存在するはずです。また、かなり完成度の高い体のつくりから、この祖先は5億5千万年前にさかのぼるだろうと推定されました。その証拠となる化石の発見が待たれます。
このようなニュースを聞くと、世界中の博物館や大学に眠る化石、発見を待っている化石がたくさんあるんだなと思います。
令和5年(2023) 9月2日 -No.68/9-
大規模な国家間戦争はもはやありえず、戦争は国家対反政府ゲリラによる局地戦に限られるだろうと考えてきました。しかし、その予感を覆すようなウクライナ戦争が続いています。これからも国家対国家の戦争は起きるのか。ウクライナ戦争（小泉悠著、ちくま新書、2022年）を読みました。
本書でも国家間の直接衝突はないことが冷戦終結後の定説になっていたと説明されていました。しかしウクライナ戦争が勃発したのはなぜか。さまざまな理由や分析が紹介されていましたが、開戦前の両国の大統領や政府関係者の証言に基づいていて、はっきりしません。みんな本音をズバリ言わないからですね。経済的な理由は見当たらないので政治的な理由が主たる原因だと考察されます。
思うにプーチンというロシア皇帝が近隣諸国の占領に乗り出したという古式ゆかしい説が近いように思います。多くの人々を巻き込む戦争が個人の意思や理想で引き起こされる。中世から近世までの世界史でよくある構図です。国民国家になってから様相が複雑化しましたが、権力を掌握する大統領が政治を牛耳る国家ではありうる戦争開始と思われます。国民国家が成立してから、戦争は国家と軍隊、そして国民の自発的な参加が勝つための３つの必須条件になりました。独裁的な大統領は国民を意のままに動かすための装置を国家レベルで展開しています。
日本のように自由を重視する国家としては独裁的な支配者を頂く国家との紛争を防止し、自国を守るために必要な政策があります。
一つは国民の自由な活動に紛れ込む他国からの干渉の排除です。ウクライナ戦争でもウクライナの国家機構にロシアのためにイザというときにはウクライナ政府に反抗する人物が多数紛れ込んでいました。最近までロシア語も公用語であり、ロシア語しか話せないウクライナ人が多いウクライナならではの事態です。国内外から日本の政策をさまざまな立場から批判し、国民感情を操作する作戦で、ハイブリッド戦争とも呼ばれます。現在ではインターネットを介した様々な作戦が可能です。これに対して首相が丁寧に説明することを旨としているのはいささか頼りない気がします。政府の説明の背後では何らかの強制力を動かしているのかもしれません。ウクライナ、ロシアの間の例について本書に詳しく書かれています。
もう一つは独裁的な支配者を頂く国家をなくすことです。基本的には大統領を選挙で選び、定年制を設けることだと思います。日本でも首相職に８年などの定年制を導入し、範を示すべきでしょう。
本書は2022年12月に出版していますので、その後の1年の変化は含まれていません。プーチンが住民投票を行って4州を併合した宣言の意味や強制力なども興味がありますし、中国やインドとの関係も興味があります。続編を読みたいものです。
令和5年(2023) 9月9日 -No.69/9-
売れすぎてコマーシャルを止めてしまった薬。こんな書き出しで始まる記事（Nature誌8月3日）を紹介します。
その薬は2型糖尿病の症状を改善する薬です。が、体重を落とす作用があるために注目されました。糖尿病は慢性疾患なので現在では週１回の注射で作用が持続する薬が承認されています。臨床試験では1年半の投与で最大21％の体重減。さらには2種類の薬を同時投与することで、3か月で15%の体重減が報告されています。
腸から分泌されるペプチドホルモンの中にはインスリンの分泌を活性化して糖代謝を活発にする作用を持つものがあります。その中でglucagon-like peptide 1（GLP-1）とglucose-dependent insulinotropic polypeptide (GIP)をベースに薬として開発されました。
薬はこれらのホルモンのレセプターに作用してホルモンと同じ作用を発揮します。また、ペプチドホルモンは寿命が短いので、分解されにくいように手を加えています。腸のホルモンですが中枢神経にも作用し、結果的に食欲を抑える効果があります。すなわち、食欲を抑え、脂肪や糖の消費を促進することでゆっくりと体重が減少することになります。
ただし、効果には個人差があります。それは環境によるものか遺伝子によるものかが今のところはっきりしません。2型糖尿病患者、男性には効きにくく、また、使用開始時の体重が大きいと効き目が高いようです。
副作用はどうでしょうか。嘔吐やむかつき、下痢などがあり、ひどい場合は投薬を中止する必要があります。神経作用もあり、食べることによる幸福感を減じ、嗜好が変わることもあります。さらにはギャンブルや飲酒、タバコの嗜好が減退するケースもあるようです。体重が減りますが、脂肪が減るためだけではありません。筋肉や骨も細ります。
最終的には健康と体重とのバランスで決めます。投薬を止めれば体重は増え、始めると減りますが、無制限に減るわけではありません。長期間、服用した場合のリスクは小さいのではないかと専門家は考えているようです。最初の薬が発売されてからすでに20年近くたちますが、大きな副作用はないようです。ただ、成人に使われることが多い薬です。10代の成長期の若者が使った場合はまだ十分なデータがありません。
皆さんはこの薬を日常的に使いたいでしょうか。ずっと注射する必要がありますが、適度な体重を維持し、食費も抑えられる。社会的には食品の浪費も抑えられる。十代の若者に限らず、デブである心理的コンプレックスから解放され、精神衛生上もよい効果が期待されます。いずれ飲み薬が開発され、薬局でも買えるようになると、肥満に対する考え方が変わるかもしれません。今や、自律心の欠如が肥満につながると、タバコ並みの扱いですから。
令和5年(2023) 9月16日 -No.70/9-
気候モデルを単純な式で表現して、コンピュータシミュレーションを行ったところ、初期値のわずかな違い（四捨五入だという）で全く違う結果が得られた。発見者の気象学者、エドワード・ローレンツが「ブラジルの１匹の蝶の羽ばたきがテキサスでトルネードを引き起こすか？」という講演を行ったことで、バタフライ効果と名付けられました。予測不能、すなわちカオスを生み出す状態方程式がロジスティック写像です（「複雑系」入門 カオス、フラクタルから生命の謎まで 金重明著 ブルーバックス2227、2023年）。
本来なら、本の内容を紹介するのですが、こればっかりは文章で内容を説明できません。若い時に複雑系の状態を示す本や教科書をかじってみましたが、今一つ、実感がわきませんでした。
しかし、今や、インターネットの時代。ロジスティック写像で計算した値をイメージとして紹介、解説するユーチューブビデオがいくつもあります。そして、本では実感できない内容を見ることができました。
物理学の状態を示す法則は時間に対して対称です。しかし、複雑系は物理学の方程式で記述しても解くことができません。そこで、近似解としてロジスティック写像を使います。写像とはある集合の要素と別の集合の要素の対応関係を示す数学用語です。そして、集合を二次元空間、対応関係をnの時の値からn+1の時の値に変換する関数式として示す写像をロジスティック写像といいます。空間は一次元でも三次元でも構いません。nが0の時の初期値を代入すれば、その後の時間経過を計算で示すことができます。
そして、ロジスティック写像の係数を変えてみたところ、初期値敏感性を示す係数があることを見つけたのが冒頭のバタフライ効果です。係数の範囲によって、Ｘの初期値がどんなでも一定のＹ値に落ち着く写像、Ｘの初期値によってＹの値が振動する写像、そして、Ｘの初期値によってＹの値が無限大へと発散する写像が得られます。
Ｙの値が振動する（カオス状態）係数の範囲をカオスの縁と呼びます。
ロジスティック写像を複素数に応用し、その結果を複素平面上でＹがある範囲に落ち着くか、振動するか、無限のかなたに飛び去るかで係数をプロットするとジュリア集合図形が誕生します。フラクタル図形で有名なマンデルブロ図形はその１つです。マンデルブロ図形の周辺はカオスの領域であり、カオスの縁になります。
同じように生物を模したモデルとしてライフゲームがあります。ライフゲームの要素の関係を決める係数を変化させるとライフゲームのパターンが固定されるもの、無限大に発散するものの間に規則的な構造が生まれる範囲があります。
点と点を結ぶグラフを考えます。結ぶ線の数が点の数の半分を超えると、線で結ばれた点の集合体が巨大化します。巨大なグラフが出現するところがカオスの縁。点を化学物質、線を酵素とすると、巨大な生化学反応のグラフが出現し、その中にはフィードバック回路が出現します。自己触媒的な回路を伴うので模擬的な生命活動とみなすことができます。
点を遺伝子、線を制御関係とすると遺伝子ネットワークが出現し、制御関係が遺伝子数の半数を超えると遺伝子ネットワークの巨大なグラフが出現する。この「半分を超えるあたりで巨大なグラフが出現する」ことはエルデシュ・レーニの法則と呼びます。
このような例から、カオスの中から発展性のある構造が生じることを創発と呼びます。
長くなってきましたので、続きは次回。
令和5年(2023) 9月23日 -No.71/9-
物理学の法則では手に負えない複雑な系を解析する手段としてロジスティック写像を紹介しました。ロジスティック写像以外のセルオートマトン、グラフ理論にもカオスの縁が出現し、生命現象を解析するヒントになる（「複雑系」入門 金重明著 ブルーバックス2227、2023年）。
物理学ではモデルを単純化することで普遍的な物理法則を数学的に抽出してきました。ところが、多様な要素が相互作用するような系では数学的な解析が破綻します。物理学では星雲や星でさえもその個性や空間的な広がりを省略して法則化できますが、カオスでは各々の要素の個性（初期値とでもいいましょうか）が予測値を無限大に発散させることがあります。
２種類の核子しか含まない原子核と１種類の電子が相互作用して構成される原子ですが、電子の運動は量子論的に多様な姿を示し、水素原子以外はすでに解析不能です。原子と原子は電子を介して結びつき、分子を作り出し、分子の種類は無限大です。このような状況下で系の時間変化を記述しようとしたとき、可能性のある無限大のうちの限られた分子種しか登場できません。たとえ、登場する分子が数億種類であってもです。すると、宇宙は数学的に記述するの不可能になります。宇宙の将来は定常状態になるか、カオスを生じるか、無限大に発散する破滅的な世界かのいずれかになります。
現在の宇宙の様子を見ると、適切なパラメータによりカオスが生じたようで、星雲や恒星、惑星、そして地球には生命が誕生しました。これらの変化は初期条件依存的になるので、初期条件によって未来の状況が左右されます。
惑星上に出現する生命も初期値依存性が強いので、地球と同じ環境であっても人間とは異なった知的生物が誕生する歴史をたどると思われます。
アインシュタインの一般相対性理論の方程式はあまりにも複雑なので完全解が得られていません。単純化した宇宙について得られた解をもとにブラックホールや宇宙の運命について研究が進められています（宇宙検閲官仮説）。アインシュタインの一般相対性理論についてもロジスティック写像のような解析が行われているのでしょうか。物理学の法則を否定するわけではありません。ロジスティック写像の組み立てに物理法則は必須です。
コンピュータの発展とともに解析が進む複雑系。いずれ化学や生物学の領域でも応用が進むとは思いますが、現在でもあまりにも単純化されたロジスティック写像です。複雑系の解析に役に立つのはだいぶ先になるかもしれません。もしかすると、すでにディープラーニングのプログラムでは一部再現されているかもしれません。
令和5年(2023) 9月30日 -No.72/9-
9月8日のNature briefingの記事に注目しました。James Webb Space Telescope（JWST）から送られてきた美しい写真をみて、なにかがあると感じていたからです。いままでの宇宙の写真といえば Hubble Space Telescope（HST）の写真です。昨年の記事ではHSTでは暗闇であった領域から遠い星雲がたくさん映っているとJWSTの性能を評価していました。昨年の記事で何かが変わるようなイメージを持ちました。Nature briefingで紹介されていたのはThe New York timesの９月２日の科学エッセイです。
JWSTが打ち上げられたのは2021年末。写真は翌年の7月ごろから送られてきました。最初の写真はHSTでは星がなかったトビウオ座の領域で、そこには130億光年先の銀河が映っていました（Nature誌7月21日号、2022年）。HSTが可視領域の光を記録するのに対して、JWSTは赤外領域の光を記録するため、ドップラー効果で波長が伸びた、より遠方の星を見ることができたからです。
自分のイメージは今まで見えなかった銀河がたくさん見えるということは宇宙で4%しかないと見積もられていた通常物質の質量はもっと多いのではないかということです。銀河はダークマターに包まれているはずですからダークマターの質量もまた増えるだろう。
エッセイは天文学者と理論物理学者の2名が筆者です。写真から銀河の形成は宇宙誕生から数億年で進行したこと、これは現在の宇宙スタンダードモデルでは古い銀河とされていた銀河も新しいとされていた銀河も一度に誕生していたように見えると紹介しています。
このような現在の宇宙モデルでのくい違いはハッブル定数の測定でも見られていました。初期の宇宙のハッブル定数とより現代に近い宇宙のハッブル定数のずれです。JWSTはこのずれを解消する正確なデータを与えてくれると期待されています。
宇宙のスタンダードモデルはハッブルの膨張する宇宙の発見から60年間、手直しをされながら発展しました。しかし、大きな2つの課題を抱えていると筆者は言います。
一つは宇宙の質量の96％を観測できない物質（ダークマターとダークエネルギー）に依存しなければならないという課題。もう一つは宇宙初期にインフレーションという異常な膨張を仮定する必要があるという課題。
筆者らは2つの可能性があると論じて言います。一つは現在の宇宙スタンダードモデルを改良しながら使うこと。もう一つは全く新しいモデルを作り出すこと。後者としては時間の経過に従って物理法則が変化する可能性。宇宙の状態によって優勢になる物理法則が切り替わるのかもしれない。
コペルニクス以来、宇宙モデルは2回、常識を裏切るモデルに転換しました。今度は3回目。JWSTは現代の宇宙スタンダードモデルを覆すデータを提供する可能性があります。
令和5年(2023) 10月7日 -No.73/9-
原人は現代人の祖先ですが、原人から現代人までの進化の過程は不明です。途中、ハイデルベルゲンシス人やネアンデルタール人、デニソワ人などの旧人が発見されています。現在のところ、旧人の祖先が出現したであろう100万年から数十万年の間は化石の証拠が乏しい。その中でゲノムの証拠からこの時代の人類の人口を推定した研究がScience誌に報告されました。Science Newsからの紹介です（8月31日）。
中国の研究者は現代人3154人のゲノムを用いて、アフリカ系、非アフリカ系の2つに分け、それぞれ、20集団、40集団について1世代ずつ過去へ計算する方法（すみません。詳しくはわかりません）を用いて、集団のサイズを計算していきました。この時、ゲノムの配列のうち、自然選択に中立的な部分を用いたのがポイントです。すると、約100万年前に人口が急激に減少することが分かりました。
ボトルネックと呼ばれるこの時期は93～81.3万年前で、生殖可能人口は1300人程度です。もちろん幅があり、最大10万人になります。減少の理由は気候変動が主なものと考えられます。また、この時期は地球の磁極が反転していた時代、松山クロン（259～78万年前）の終わりごろに相当します。
限られたゲノム領域をもとに計算され、また、世代時間を24年とするなど、いくつかの仮定を含んでいるために、専門家に100％受け入れられてはいませんが、絶滅直前のボトルネック時期があったというのは納得できる仮説のようです。
この記事を読んでいて感じたのですが、この危機は旧人の祖先の誕生を促したのではないかという仮説です。実際、原著論文ではその可能性について記載していて、ハイデルベルゲンシス人の祖先と仮定しています。80万年前から旧人を含む新人類は人口を増やしていきます。旧人はハイデルベルゲンシス人、ネアンデルタール人、デニソワ人に分かれて、アフリカを含めユーラシア大陸に拡散しました。そして20～30万年前には現代人が誕生し、8万年前から世界中に移住を始めました。誕生の時期であれば人口が少ないのも頷けます。
もう一つ、人類が火を使い始めたのは約80万年前から証拠があります。火の使用は年代から原人が始めたと思っていましたが、今回の報告を考えると火を使い始めたのは旧人であり、火の使用によって旧人はボトルネックから立ち上がることができ、居住地域を広めたように思えました。
令和5年(2023) 10月14日 -No.74/9-
James Webb宇宙望遠鏡(JWST)で遠い惑星の様子を観察できることはいくつか紹介しました。今回の記事は恒星系の誕生に関する報告です（Nature誌9月28日）。
観察したのは初めて太陽系外の惑星が発見された画架座β星を含めて4つの恒星系です。太陽系から約80光年の距離にある原始恒星系（protoplanetary disk）を観察し、光のスペクトル分析から水の存在を推定しました。4つのうち、2つの原始恒星系で恒星の近くに水が豊富に確認されました。距離から判断すると氷ではなく液体と考えられます。豊富な水はこれから形成される惑星の材料として使われると考えられます。原始太陽系では水は木星軌道より遠くの氷隕石が太陽に向かって落ちてきて地球に水をもたらしたと考えられてきました。もしかしたら原始太陽系でも水は地球軌道に豊富にあったのかもしれません。
また、別の原始恒星（J160532）系では炭素が豊富に発見されました。この原始恒星系でもこれから惑星が形成されます。豊富な炭素を取り込んだ惑星ではどんな化合物が誕生するのでしょうか。この原始恒星系は初めて有機化合物ベンゼンが発見された恒星系でもあります。
さらに原始恒星系に「しっぽ」も観察されました。原始恒星系は中心の原始恒星の周りをまわるディスクが見えますが、そこから何かが噴き出したような像が見えたのです。これは原始惑星が他の原子惑星に衝突した像に違いない。原始太陽系で言えばジャイアントインパクトですね。
画架座の恒星系の誕生している場までの距離は約80光年。実はもっと近い25光年の距離に原始恒星系があります。うお座１等星のフォーマルハウトの近傍にある原始恒星系。ここでは渦が見えます。JWSTでは原始恒星系の誕生についても秘話をいくつも紹介してくれそうです。ただ、静止画ですね。最後まで見るには数千万年かかりますから。
令和5年(2023) 10月21日 -No.75/9-
世界中から貧困をなくす。国連のSDGsの１番目の目標です。それでは世界中の人々が貧困でない生活を送るためにはどのくらいの物資が必要でしょうか。シンプルですが、どこまで含めるのか困惑する問いに答える報告がEnvironmental Science & Technology誌に報告されました。9月20日のScience Newsからの紹介です。
まず、貧困でない生活レベルを決める必要があります。研究者は2017年にその定義を報告しています。リストは1人当たり15平方メートルの空間があり、1日2100カロリーの食事をとり、洗濯機やストーブ、電話やノートパソコンがあって、仕事に出かけ、もしくは物品を売る。そんな生活です。
面倒なのは耐久消費財の扱い。例えば住居は物資をたくさん使いますが、おそらく一生に１回、手に入れるだけでしょう。ただ、そのあとの維持のための物資が必要です。同様な意味で、大勢の人が共通に利用する大きなインフラの計算も大変です。学校、道路、病院。なんやかんやで現時点で一人当たり42トン。全世界では516億トンの材料が必要です。生活資材、教育、仕事、リクレーションなどに必要な物資も厄介な計算を必要とします。食料である穀物を考えても、肥料や農薬が必要です。
このような計算の末に、世界で貧困といわれる12億人分にまっとうな生活を提供するために必要な資材は毎年72億トンと計算されました。一人当たり6トンです。
これだけの資材を使うと地球環境が損なわれてしまうのではないか。研究者の試算では地球環境は毎年、1人当たり8～14トンの物資を使っても維持することができると試算しています。逆に、現在の人口ではこれが精いっぱいの贅沢というわけです。
豊かな国では当然、この試算より多くの物資を使っています。米国やドイツを例にとると、1人当たり毎年70トンの物資を使っている計算です（たぶん日本も同レベル）。SDGsの目標10は不平等の解消。豊かな国は余分に使っている物資を節約しなければなりません。
地球環境を維持するためには少なくとも5分の1の物資でやりくりする必要があります。それには肉や車や海外旅行をあきらめるか大幅に縮小する必要があります。記事では触れていませんでしたが、リサイクルに励んで消費する物資を実質的に減らすのも地球環境の保全には利するはずです。
令和5年(2023) 10月28日 -No.76/9-
2.5億年後、地球上の大陸は南極を除いて一つの超大陸になる。こんな未来像は10年ほど前に作られました。大陸名もアメージア（Amasia、アメリカ＋アジア）と名付けられています。その大陸は中央部がほぼ砂漠で、哺乳類は生存できないほど高温になるという説が出されました。9月25日のScience Newsからです。
地球の地殻はプレートの集合体で、プレートはマントルの対流によって移動し、重なり、割れ、生み出され、沈み込んでいます。そのため、約4～6億年でプレートの上に乗った大陸は1つに集合し、また分裂することを繰り返しています。最近の超大陸はパンゲアと名付けられていて、3億年前に出来上がり、そして分裂を始めました。そして、2.5億年後にまた一つに集合します。
巨大大陸の中央部は気温の変動が激しく、乾燥しやすい。現代の地球で言えば、シベリアやサハラ砂漠、米国の大草原地帯がその例です。そこでは岩と水が反応し、二酸化炭素が放出されます。さらに大陸がぶつかったところでは火山活動が起こり、二酸化炭素が供給されます。すなわち、温室ガスによる温暖化が進行します。
そして、研究者は次の超大陸パンゲア・ウルティマ（Pangaea Ultima）は赤道付近に形成されるので非常に暑くなると予想しました。さらに、2.5億年後は太陽活動が現在よりも2.5%活発になるので、さらに暑さが加わると予想しています。
世界の平均気温は最低でも5.5℃、おそらく9.4℃上昇。気温の変化も激しいのでパンゲア・ウルティマには哺乳類が生存できる地域が8~25%程度に減ってしまうと予想しています。現在進行中の温暖化でも約66%が残るとされています。
そんな中でも滅びゆく哺乳類をしり目に爬虫類は生き残り、爬虫類の時代がやってくるだろう。歴史は繰り返す。2.5億年前のパンゲアができたころのP/T境界の大絶滅とその後の恐竜の時代と似た歴史です。
さて、ここまで読んできて気づかれていると思いますが、2.5億年後に形成される超大陸の名前はアメージアではなかったか。アメージアは北極海の周りに形成される超大陸です。カナダとシベリアが合体して、オーストラリアが中国に突っ込みます。対してパンゲア・ウルティマは大西洋が閉じ、オーストラリアはむしろインドの方に突っ込みます。その後ろから南極がオーストラリアにぶつかります。
そう、予想されている未来の超大陸は一つではなかった。ほかにNovopangea, Auricaという超大陸の仮説があります。ただ、アメージア以外は赤道付近に大陸が集まるので、今回と同じような気候変動が予想されます。アメージアは北極を中心に大陸が集まるため、酷暑は避けられるかもしれません。
人類にとってはアメージアのほうが住みよさそうです。
令和5年(2023) 11月4日 -No.77/9-
ヒト亜科が直立して歩くようになったとき、どのような遺伝子の変化があったのでしょうか。手足の骨の比率に影響するゲノム領域が同定されました（Nature誌7月20日）。
ヒト亜科は類人猿の中でも唯一、腕を使うことなく2本の足で歩く動物です。ユニークな姿勢は長い脚、短い腕、そして狭い腰によって作られます。このような体形を決める遺伝子を同定するにはヒト亜科のゲノムがたくさん必要ですが、現代人以外のヒト亜科のゲノムは化石から得ることができません。代わりにたくさんの現代人のゲノムを集め、骨の長さの変化に影響する遺伝子の探索が行われました。
利用したのは英国の医療データバンクです。50万人分のゲノム情報と医療データが保存されています。全身骨格のX線画像が得られるデータ3万人分を抽出しました。ディープラーニング解析によって骨の長さの比率に関連する145か所のDNA配列が見つかりました。うち、45か所は1つの遺伝子の近傍にあり、そのうちの32はすでにマウスの研究から骨格形成に影響することが分かっていました。そしてそのうちの4つは人で稀な骨格異常を伴う病気の原因遺伝子でした。
骨の長さの比率とは？ 例えば腰の幅と肩の幅の比率、腕の長さと身長の比率、胴体の長さと足の長さの比率です。これらの比率が独立に変化することから、それらの発生状における形成過程は異なる遺伝子によってコントロールされていると考えられます。
さらに、類人猿のゲノムで対応する遺伝子領域と比較しました。直立歩行に関連する足が腕より長いという遺伝子領域や腰の幅が身長に対して狭いことに関連する遺伝子領域の塩基配列は異なっていて、この領域は直立歩行の進化に直接的に関連していると推測されます。
ところで、直立歩行する体は高温環境に適しているという説があります。そこで、今回用いたデータバンクを用いて足の長さは代謝速度や体重と関連するかを調べました。すると足の長さが長くなると体を冷却する能力が高まるという結果が得られました。さらに今回の仕事は直立歩行の進化（骨の長さの比率）と腰やひざの変形性関節症の関連も明らかにしました。直立歩行することでヒト亜科は下半身の変形性関節症に悩まされることになったのです。
今回のデータは関連性しか見ていません。遺伝子の変化が体形の変化に結びつくのかを証明するのは簡単ではありません。特に、タンパク質をコートしていない領域の場合、どのような仕組みで骨のバランスに影響するのか、推測することも困難です。研究者はモデル動物を用いてこの課題に挑戦するそうです。
令和5年(2023) 11月11日 -No.78/9-
殺虫剤に耐性になる遺伝子は20年以上前に発見されていました。その遺伝子は3億年の昆虫の進化の過程で昆虫が装備した化学物質に対する回避策だったのです（Science News、7月17日）。
1980年代、昆虫やノミが殺虫剤に耐性になる遺伝子がクローニングされました。その60%はシクロヂエン（cyclodienes）と呼ばれる一連の化学物質に対して耐性を持っていました。シクロヂエン化合物とその誘導体は昆虫のシナプスを機能不全にする殺虫剤です。耐性はGABA（gamma-aminobutyric acid）レセプターの突然変異でした。
人ではバルビツール酸をはじめとする向精神薬や鎮痛剤がGABAレセプターに反応します。昆虫では殺虫剤がGABAレセプターに結合して活動を抑制し、動けなくします。
最近、研究者はアブラムシの多くの種で同じ突然変異が起きていることに気づきました。アブラムシは殺虫剤の影響を受けておらず、なぜ、この遺伝子の変異が起きたのか気になって、他の昆虫のゲノムを調べてきました。昆虫ゲノムはすでに数千もの報告があります。そして、多くの昆虫のゲノムで同じ突然変異が起きていることを発見しました。つまり、人間が殺虫剤を発明する前に突然変異は自然界で起きていました。しかも多くの例で遺伝子が重複して耐性を高めていました。
進化学者は遺伝子時計を用いていつ変異が起きたかを調べました。すると、3億年の歴史の間に、昆虫は何度か変異を起こしていました。その時期と植物の進化に関連があるように思えたのです。
例えば、裸子植物はテルペノイドという毒素を発明しました。それに対してアブラムシはテルペノイドに対する耐性を獲得しました。アブラムシは新たな植物、裸子植物を独占して、どんどん多様化が進みました。
100万年後にはアブラムシの分泌する液に生える藻を餌としていたテントウムシが、GABAレセプターの突然変異を獲得し、テルペノイドで身を守るアブラムシを食べるようになりました。
9400万年前、花を咲かせる植物が多様化を始めると、同時に蛾の仲間がGABAレセプターの変異を獲得し植物の毒素耐性を獲得しました。現在の蛾の仲間の3分の1がこの時の変異をもち、しかも遺伝子重複を通じて耐性になっています。
すなわち、植物は昆虫による食害を防ぐために毒素を生み出し、昆虫はその毒素に対する耐性を獲得していったようです。こうした敵対関係のダイナミクスによって昆虫は人間の作り出す殺虫剤に対する耐性も獲得してきました。
同時に、植物は毒素を作るものと作らないものとに分かれ、昆虫は毒素を作る植物を食べるもの、毒素を作らない植物を食べるもの、そして、植物の作る毒素を利用して自分を守るもの、など、多様性を獲得したと考えられます。
令和5年(2023) 11月18日 -No.79/9-
動物の進化を語るうえで、最初の動物は何か、という疑問が出てきます。答えはカイメン。岩にへばりついて生活し、筋肉も神経系も持ちません。他の候補、クラゲやヒドラなどは筋肉も神経系も持っていますので、まずカイメンが進化し、そのあとクラゲやヒドラに進化したと考えらえてきました。しかし、7～8億年前に起きた進化に対して化石の証拠はありません。そんな中でクシクラゲが最も早く進化したという報告がありました（Scientific American、5月17日）。
研究者は2種類のカイメン、クシクラゲ（Bolinopsis microptera）のゲノムと、多細胞生物に近いとされる単細胞生物、襟べん毛虫、魚胞子虫、a filasterean amoebaのゲノムを解析しました。さらにウミユリ、オワンクラゲ、サンゴなどの刺胞動物のゲノム、左右対称動物としてナメクジウオのゲノムを加えて解析しました。
何しろ数億年前の進化の過程ですので、通常の遺伝子時計では測ることができません。そこで、ゲノムの大規模構造を比較することにしました。
通常の遺伝子時計は遺伝子の塩基配列の置換がどのくらい起きているかで２つの生物の進化的な距離を測ります。同じ祖先から分かれた２つの生物の遺伝子は徐々に塩基配列が変化していきますので遺伝子の塩基配列の違いが２つの生物が分かれてからの距離を示すことになります。
それに対してもっと起きにくい変化は染色体の切断と再結合です。いくつもの遺伝子の並び方が大規模構造として見られるとき、その大規模構造が切れて別の大規模構造とつながる。まれに起きるこの現象は種の分化を引き起こします。さらに、大規模構造の組換えが元通りに戻ることはありません。
研究者は調べた動物のゲノムの中で4つの染色体の組換えに着目しました。この４つはナメクジウオ、オワンクラゲ、カイメンで見られましたが、クシクラゲにはありませんでした。つまり、クシクラゲがまず出現し、その中からカイメンやオワンクラゲが進化したことを示しています。これは教科書を書き換えるくらいの新発見です。
ではなぜカイメンは祖先であるクシクラゲが持っている筋肉や神経系を失ったのでしょうか。この現象は退化と呼ばれます。カイメンは岩にくっついて生活したクシクラゲなのです。
以前、カイメンには神経様細胞があるという報告を紹介しました。そしてシナプスで機能するタンパク質の遺伝子もある。これらはクシクラゲだったころの遺物と考えられます。
クシクラゲの神経系はシナプスを持っていないことが報告されています。神経突起が、直接、融合しているのです。もっと言うと、神経系に普遍的なシナプスという結合形式がまだできていないのです。この新しい（古い？）神経ネットについては神経細胞の起源に関して重要な知見をもたらすでしょう。
令和5年(2023) 11月25日 -No.80/9-
今週、紹介するのはJames Webb 宇宙望遠鏡（JWST）で覗いた遠い銀河、すなわち、宇宙の初期の銀河です。JWST以前には数十しかなかった赤方偏移ｚが8以上の銀河は、2年後の今、717になりました。そのうち、Nature News 6月30日の記事で特徴的な銀河を紹介していました。
まずは発見されている最も遠い銀河。JADES-GS-z13-0と名付けられた銀河はz=13.2です。これはビッグバンからわずか3.2億年です。不定形の塊で直径が数百光年しかないですが、現在の銀河系と同じ数の恒星を生み出していると言われています。初期の恒星は水素とヘリウムしか含んでいないので、核融合のスイッチが入りにくいと考えられています。
次の銀河は骨の形（dog-bone-shaped）をした銀河です。Z=11.3（推定値）でビッグバンから4億年。形から2つの銀河が合体中と考えられています。すると、ビッグバンから4億年には銀河が形成されていて、しかも合体するだけの独立性を持っていたと考えられます。
次の銀河はGN-z11。z=10.6、ビッグバンから4.3億年です。すでに明るい銀河なのでハッブル宇宙望遠鏡で見つかっていました。明るいことから中心に巨大ブラックホールがあると考えられています。銀河の縁にはヘリウムガスのポケットがあり、そこでは恒星が作られていると考えられています。
次は不定形な塊の銀河です。Z=8でビッグバンから6億年。最初の銀河が寄り集まったような印象です。差し渡しが12000光年あり、初期銀河が合体したのか、3億年の間に莫大な数の恒星が誕生したのかもしれません。
次の銀河はビッグバンから7億年。真ん中より周辺に多くの星が誕生しているイメージです。この銀河の様子から、恒星は中心部から誕生していって、今や辺縁部で盛んに進行していると考えられます。しかし、現代の銀河ではまた中心部で恒星の生成が盛んです。
最後に紹介するのはthe cosmic rose（宇宙のバラ）です。いくつかの赤い銀河が花弁のように固まって見える美しい写真です。しかし、これらの銀河は同じ場所にあるのではなく、Z=2.5~3.9の範囲に散らばっています。これはビッグバンから30億年後。この頃、宇宙の初期の恒星誕生がピークに達し、銀河の成長が止まったと考えられています（cosmic noon、宇宙の正午）。
ビッグバンから数億年のころの銀河。例えば、GN-z11銀河は今から134億年前に発した光がようやく地球に届いたわけですが、この間に宇宙は膨張しています。膨張分を差し引くと光が発したころにはGN-z11銀河までの距離は約30億光年でした。もっとも地球はまだ存在していませんでしたが。そして光が134億年かかってやってくる間に宇宙は膨張し、その距離は約314億光年に伸びています（大阪市立科学館研究報告 第20号 2010年 p.61-63）。今回紹介した銀河は、現在、いずれも距離にして300億光年のかなたにあるのです。
令和5年(2023) 12月2日 -No.81/9-
ダイアモンドは地中深く150kmのマントル内で形成されます。そしてキンバーライトを作る特殊な噴火で地上にもたらされました。この噴火は日本にある火山噴火とは異なったメカニズムで起こるという仮説が紹介されました（Science誌、7月23日）。
キンバーライト（kimberlite）は岩石の名前で、南アフリカ共和国のキンバリー州（Kimberley）に由来します。マグマが冷えて固まった岩石ですが細いパイプの形をしています。通常の火山はプレートの縁、海溝か海嶺で活動しますが、キンバーライトマグマは古い大陸の真ん中で噴火します。プレートの縁の火山はプレートテクトニクスによってマグマができますが、キンバーライトの場合はどのような力がマグマを作るのでしょうか。
キンバーライトはマグネシウムと水、二酸化炭素が豊富なマントルが溶解してできたマグマに由来すると考えられています。地下150kmで水と二酸化炭素がガス化し、コーラが噴き出るように地上に向かって吹き上げた火山がキンバーライトです。火道に沿って細長いパイプ状にマグマが冷えて固まり、その中にダイアモンドが含まれています。その最下部は直径数メートル、地上でも数百メートル程度。噴火の威力は想像するしかありませんが、150kmの岩盤を突き抜ける爆発ですので、大災害を引き起こしたことでしょう。幸いなことに人類の歴史の間にはキンバーライトを作るような噴火は起きていません。
キンバーライトパイプは世界に数千発見されていますが、いずれも数億年前の噴火です。今回の研究ではキンバーライトパイプの年代を調べ、場所と重ねました。噴火のピークはパンゲア大陸が裂け始めてから2600万年後。南アフリカと南アメリカに着目。この地域のキンバーライトの起源はパンゲア大陸が分裂した1.2億年前。一方で北アメリカのキンバーライトはもっと古い。パンゲア大陸が北から裂け始めたこととよく合いました。避けるにしたがってキンバーライトのクラスターは南に移動し、その速度は100万年に20kmというゆっくりとしたものです。
大陸が裂けるとき、裂け目をマントルが埋めますが、大陸側のマントルは冷えて沈み、大陸の底を削るようにして対流が発生する。対流は大陸の底を40kmの幅で削ったといいます。ここでマントルと大陸の底の成分が混合してキンバーライトマグマの材料ができる。キンバーライトマグマは膨らんで数km大陸が持ち上げられ、そして火道を作って地上にガスが抜ける。これが南アフリカでの仮説です。
キンバーライトパイプの生成メカニズムは大陸の場所によって異なるかもしれません。現在、大陸が裂けているカルフォルニア湾や紅海では同じ現象がみられる可能性があります。この仮説が正しければ、ダイアモンド鉱山の位置を推定できるのでダイアモンド業者の注目を集めています。
令和5年(2023) 12月9日 -No.82/9-
ハヤブサがイトカワやリュウグウを調査した小惑星探査が話題になりましたが、小惑星にはまだいろいろなタイプの星があるようです。プシケ探査ミッションが始まりました（Nature誌、10月26日）。
プシケは金属からなる小惑星です。おそらく、46億年前の惑星形成で惑星になり損ねた星のコアと考えられています。プシケを訪問する宇宙船プシケは10月13日にフロリダから打ち上げられました。2026年に火星に接近してスウィンバイにより加速。到着予定は2029年です。ちょっと予算が厳しいので、サブロケットエンジンを節約する必要があり、当初計画の2026年到着が2029年到着になりました。それでも到着後、2年間は観測を続け、磁気や重力などの多くのデータを送ってくれます。
プシケはM型と呼ばれる稀少な小惑星です。小惑星は百万個余りありますが、そのほとんどが岩石タイプ。金属タイプは数個しか発見されていません。プシケはその中で最も大きく、直径220kmもあります。プシケが想像通り惑星の金属コアの元であれば、直接観察できない惑星のコアに関する情報が得られるのでないかと科学者は期待しています。当初、90%は金属と考えられていたプシケですが、最近の精度の高い観測データからは金属含有率は30～60%と見積もられています。隕鉄と隕石の中間位に位置します。JWSTの観測では水も検出されています。
稀少なため、ほとんど調査されていないMタイプ小惑星。打ち上げを祝してヘビメタバンド、パンテラが曲を発表しました。地形が見つかればヘビメタにちなんだ名前を付けると責任者は述べています。
令和5年(2023) 12月16日 -No.83/9-
バイオテクノロジーは農業や食料生産に貢献しているか。否、していない、という意見（comment）がNature Reviews Bioengineering誌11月号に掲載されました。
バイオテクノロジーに対する期待は、次のようなものです。バイオテクノロジーを使うと食料生産がより速く、正確にできるようになるため、農家を豊かにする。緊急の課題である世界的な食糧の供給も生物工学的手法によって開発された作物によって保障される。さらには、例えば、昆虫による食害に耐性の作物は殺虫剤を使わないので健康に良く、また、ビタミン豊富な作物も開発できる。科学的に安全が保障された農作物が消費者に届けられる。
しかし、実情は、バイオテクノロジー作物は巨大資本に独占され、農家の役に立っておらず、消費者はスーパーマーケットで企業の提供する作物を選択するしかないのが現状だ。という主張です。たしかに農民の生活を豊かにするはずのバイテク作物が企業から提供される、すなわち、農家は販売された種子や苗を購入して栽培するだけ、という形は農家が豊かになったというイメージではないですが、実際には高額所得者の農家は多くいます。反対意見は対策について、政府や公共団体、消費者などの多くの関係者を巻き込んで新しいストーリーを作るべきだと主張します。
緑の革命以来、化石燃料で維持される大規模農場、生産能力の高い品種、土地改良や灌漑システムによる安定した環境維持によって食糧生産は増大し、増え続ける世界の人口を養ってきました。緑の革命も民間が主導すれば巨額の資金が必要なことから、巨大企業が関与し。投資に対する利益を上げるために何かを独占したことでしょう。しかし、結果的に食料生産が増え、農業の生産人口が減って他の産業へ余剰労働力が振り向けられる。こうして現在の高度な産業社会が作られてきたと考えます。
健康に直結する食料だけに、生産の現場と消費の現場が切り離されていることが不安。作物の品種開発の様子が見えない。作物の加工の段階が見えない。現代社会の特徴である分業は、高度な技術を可能にして豊かな製品群を生み出し、中世の貴族の生活レベルを民衆レベルで実現しましたが、生産の場が見えないというジレンマを抱えることになりました。しかし、憂えていても仕方ありません。バイオテクノロジー会社、生産者、加工業者の営みが正当に評価される社会の仕組みを整えるべきでしょう。
と結論するのが妥当なところですが、しかし、それぞれの営みの正当な評価で引っかかっています。いわゆる安全安心を保証する仕組みですが、HACCPなどの記録を中心としたシステムが普及しています。疑問なのはこのシステムを知り、運用できる知識と知能がないと経営できないことです。腕利きの大工が工務店の下請けになってしまったように、農家が、加工に携わるひとが監視システムの下請けになってしまう。生産に直接かかわらない管理能力（リテラシー）がより重視され給与が高く、生産の主体である技能が軽視され、給与が安い。そんな社会に移行したのは果たして良かったのでしょうか。
この記事の趣旨にはこのような意味合いもあると思います。
令和5年(2023) 12月23日 -No.84/9-
世界の家畜が1年間に排泄する物は30億トンに上ります。通常は農場の近くの池や処理施設で肥料や処理済み排水として自然に返されますが、臭いや労力、費用が農家の負担になっています。この排泄物から資源を取り出そうという試みです（Science News、12月11日）。
排泄物は池やタンクに溜められ、発行するとメタンガスを発生します。すでにメタンガスを回収する仕組みは普及が始まっています。メタンガスは炭素と水素。そこで残るのがアンモニアです。アンモニアは臭いもきつく、水溶性も高いので廃液から分離するのが難しい。排水にすると藻の過剰な増殖を招くことがありました。
そこで、研究者は金属化合物の電気化学的な作用を利用することを考え、アンモニアを吸着する金属化合物を探しました。候補に挙がったのが比較的安価なpotassium nickel hexacyanoferrate (KNiHCF)です。この金属化合物の基本成分は鉄とニッケルです。
KNiHCF金属化合部自体は電子を吸着する能力が高く、水溶液に入れると、まず、電子を吸収してマイナスにチャージします。その過程で有機物から電子を引き抜くと、有機物の分子が分解されることもあります。マイナス電荷を蓄えたKNiHCFは今度はプラスイオンを吸収します。KNiHCFは層状構造をしていて、その隙間はアンモニウムイオン（アンモニアのイオン。陽イオン）やカリウムイオンのサイズにピッタリで、他のイオンは入りにくい。これがKNiHCFの利点です。
廃液から引き揚げられたKNiHCFはきれいな水に入れて、電圧をかけます。電気を流すために少し電解質を入れておきます。KNiHCFを陽極、もう一方を陰極として電圧をかけることでKNiHCFにたまったアンモニウムイオン（陽イオン）は水溶液中に放出され、さらに陰極では水素もしくは過酸化水素が発生します。きれいになったKNiHCFはまた廃液へと投入されて繰り返しアンモニウムイオンを回収できます。
さて、経済的に引きあうのでしょうか。計算上、総収支はプラスです。試算によると1,000頭の乳牛を飼う農場で、回収されたアンモニアや水素を売ることで年間20万円ほどの利益になる（米国での試算）そうです。
簡単な操作と設備でリサイクルできるこの仕組み。大規模農場にリサイクル化学プラントが併設される時代が来るのかもしれません。
年末年始で、２週間休刊します。次の配信は１月13日の予定です
令和6年(2024) 元旦 -No.年賀2024/9-
謹賀新年
万能なるお方は下界を見下ろし、ため息をつかれた。
◇◇ なんと愚かな。この数百年、生活水準が向上し、暴力や貧困はましになったが、貪欲と偏狭は激しくなった。もう一度、最初からやり直したいが、大洪水が良いだろうか。
大天使ミカエル 恐れながら申し上げます。このところ、世界の各地で大洪水や大津波を試しておりますが、人間どもはしたたかで、かつてのように最初からやり直すことは困難です。
大天使ムリエル 山々を炎の海に沈めましたが、せいぜい、いくつかの町や村を焼いただけでした。
大天使ガブリエル 恐れながら申し上げます。人間を死に至らしめる疫病も試しましたが、あっという間に対策を立てられてしまいました。神を恨む声は聞こえど、慈悲を乞う声は聞こえませぬ。
◇◇ ふむ。古典的な方法ではだめか。かねてから考えていたが、Y染色体を消滅させるのはどうか。
大天使ラファエル 暴力の源は男性性。よきお考えかと。それでは東の果ての国の王族でまず試してみましょう。男系継承の国ですから混乱は必至かと。
今回は遅くなってしまいました。今年もよろしくお願いします。
令和6年(2024) 1月13日 -No.85/9-
肩がどのように進化したのか。骨は皮膚などのコラーゲン繊維の中に分泌されたリン酸カルシウムの結晶として誕生しました。最初は外側から。板皮類（魚類）の全身を覆った骨は外骨格として頭蓋骨に残っています。その後、首から下の外骨格は失われ、内骨格が発達しました。内骨格は融通が利くことから運動性能に優れた身体を作り出しました。その境目にあるのが肩。その起源がどちら由来なのかがNature誌に報告されました（Science誌、11月3日号、2023年）。
魚から四肢を持った動物への形態的な進化は手足が発達したことと首回りの造形にあります。頭と胴体が連続した魚のえらを支える骨（鰓弓、さいきゅう）が進化、変形して顔の下半分になりました。あごや耳、のどの部分の骨や筋肉は解剖学、発生学、進化学からもともと5対あった鰓弓から進化したと推定されています。
鰓は、例えばサメやウナギなどでは頭の方から体に沿って並んでいますので、鰓弓についても同じようなイメージで考えればよいと思います。最も頭に近い鰓弓はあごになり、2番目はその内側にある舌骨に進化しました。他の鰓弓の進化は動物によって異なっているようです。
最後に残ったのは肩の骨。専門的には肩帯と呼ばれます。肩帯は鰓弓由来なのか、胴体（内骨格）由来なのか。肩帯には肩甲骨や鎖骨などがあります。例えば、手の骨は内骨格であり、皮膚がしわ（lateral folds）を作って形成されました。参考までに、後肢にあたる腰の骨（腰帯）は内骨格由来です。
ヒントは板皮類の化石にありました。板皮類は今は絶滅して存在しません。板皮類は化石の解析から５対の鰓弓があることが分かっています。また、ウナギのような無顎類から最初に進化した魚類で、あごと胸鰭を持っています。胸鰭は将来、前肢に進化します。研究者は板皮類の化石のCTスキャン解析の写真を見て、鰓弓の隣に窪みがあることを見つけました。これを６番目の鰓弓跡と考えると胸鰭を支える骨（肩帯）の起源が説明できることに気づきました。６番目の鰓弓はあごを大きく開けるために鰓蓋を膨らませる役割を果たしていた鰓弓ですが、胴体部分で進化した鰭を支えるように進化したと考えられました。
このような解剖学的な進化はすべて明らかになっているものだと思っていましたが、まだまだ謎が多いのですね。体の形などの表現型は遺伝子の解析では推測すらできないわけですから、形態学的な研究でも発見が期待されます。
令和6年(2024) 1月20日 -No.86/9-
クラゲには脳（中枢神経系）がありません。でも、ちゃんと記憶して学ぶことができるようです（Science News、9月22日2023年）。
単純な神経系しか持たない動物での学習は通常、馴化（habituation）と鋭敏化（sensitization）と呼ばれます。ある刺激が何度も与えられるようであれば、感覚器官がその刺激を無視するようになるのが馴化。逆にレアな刺激に強く反応するようになるのが鋭敏化です。これは非連合学習（non-associative learning）と呼ばれ、複数の刺激の間の関連はありません。一つの刺激に対して一つの行動が伴うような場合です。
一方で、異なった刺激が関連して行動が変化するようであれば、2つの刺激に対する感覚の間に関連があったと考えることができます。このような場合を連合学習（associative learning）と呼び、高度な中枢神経系を備えた動物に特徴的であると考えられています。
例えば、イソギンチャクに連合学習ができるかを調べる実験がなされました。例えば、電気刺激と強い光を同時に与えます。イソギンチャクは電気刺激に対して体を縮める反応を示します。なんども2つの刺激を同時に与えた後、強い光を与えるだけで体を縮める反応を示すようになりました。しかし、強い光も電気刺激も通常の生息環境で出会う刺激ではありません。単純に刺激に過剰に反応して体を縮めた可能性が否定できません。
そこで、クラゲの中でも大きな目を持つ箱クラゲの仲間（Caribbean box jellyfish、Tripedalia cystophora)を使って実験がなされました。箱クラゲが遊泳する水槽の中に灰色と白の縞模様の壁を入れます。箱クラゲは最初は壁にぶつかっていたのですが、やがて壁を回避するようになりました。つまり、視覚とぶつかるという触覚を統合して行動を変えるようになったと理解されました。
さらに、この学習を繰り返すと、繰り返すたびに学習するスピードが上がり、1，2回ぶつかるだけで回避行動を示すようになりました。つまり、学習したのです。
ポイントは大きな目です。ロパリウム (rhopalium)と呼ばれる器官で、６個の目を持ち、それが「箱」の４隅にあります。目はシンプルですが、網膜とレンズ（透明なカバー）を持っていて、網膜部分は光に反応して電気シグナルを発生します。神経細胞を介して筋肉細胞をコントロールしているようです。網膜のところに集まった神経細胞が学習によるネットワークを形成すると考えられますが、まだ詳細は解析されていません。
脳のないクラゲの学習では神経細胞にどんな変化が起きるのか。もっとも単純な学習のパターン、基本形ですね。
令和6年(2024) 1月27日 -No.87/9-
アマゾンというと、広大なジャングルが広がり、そこに住む人類は狩猟採集を生業にする原住民をイメージしますが、実は大きな都市もあったのです（Science News、1月11日）。
場所はエクアドル。太平洋側からアンデス山脈の北の端を越え、アマゾン平原に降りると広大な緑地が広がります。ウパノ谷では彩色された土器などが見つかっていました。放射性同位体で年代を測定すると2500年前にさかのぼります。
そこで、その地域をレーザー光を使った測地解析（ライダー、LIDAR）で走査しました。すると、丘陵地帯に5つの大きな住居跡が見つかり、小さなものは10あまり、300平方キロメートルにわたって発見されました。それぞれの住居跡には住居の他、祭礼場がぎっしりと建てられた跡がありました。住居跡は丘の上に展開された長方形で、そのわきに耕作地が広がります。耕作地ではトウモロコシや、マニオックと呼ばれる芋、サツマイモが発掘されました。都市はまっすぐな道路で連絡され、家々の間にも道路が整備されていました。
人口がどのくらいあったのか不明ですが、ウパノ谷の都市の規模はかなりなものと推定されます。中心部のキラモペ地域はエジプトのギザやメキシコのテオティワカンに相当する規模です。マヤの古代文明と同じような庭園都市だったのだろうと推測されます。
ウパノの1000年後に建設されたモジョス プレーンズはボリビアからブラジルに渡って広がる広大な都市群で、20年ほど前に発見されました。ヨーロッパ人が侵略する前に、アマゾンにも古代都市が存在し、マヤやアステカのように興亡していたと考えられます。アマゾニアンは文明を持たない民というイメージは修正する必要があります。
令和6年(2024) 2月3日 -No.88/9-
コンピュータに経験や意識を移植すれば永遠に生きられる。人間の心をコンピュータにアップロードできるというトランスヒューマニスト（Transhumanist）の意見です。Nature誌の書評がヒントです（1月11日）。
実は本メルマガの未来編にもやがて人間の経験や思考をコンピュータに移植する試みが行われ、そして成功すると書きました。人間の不死に対する欲望は強く、デジタル資産を大規模に動員し、経費もかかるであろうこの試みをする金持ちが必ず現れると思うからです。紹介されていた本では、現代の米国でも人間の経験や考えや写真、ゲノム情報をデジタル情報として残そうとしている団体が紹介されています。また、単純に人間の脳を永久保存する団体も紹介されています。
一方で、トランスヒューマニストに対しては批判もあります。人間の意識は体がなければ決して始まらないとする意見です。人間は身体と神経系の両方に由来する心を抱えているので、脳の情報をデジタルデータに移し替えても心を与えることはできない。すると、トランスヒューマニストの主張は体も一緒にアップロードする必要があるとなります。しかし、人間の感覚は生体外の環境の状態に対する情報収集だけでなく、生体内の状態に対する感覚も重要です。２つの情報から社会的な相互作用、すなわち、共有された意図によって生じた複雑な状況における適切な行動、それは他個体の行動に対する予測が必要です、が可能になるのです。
人間の心を作り出すには人間の体が必須ですが、でき上った意識を記憶とともにデジタル化する技術。それがトランスヒューマニスト技術です。人間と同じように内的、外的環境からのインプットがないと正常に機能しないと思われますので、機械の体に感覚器官を備えることになるでしょう。機械のホメオスタシスは人間の肉体とは異なると思いますが、この要素はデジタル意識が人間臭くなるには必須と思われます。
トランスヒューマンは人間らしくある必要があるでしょうか。少なくとも初期には人間社会の一部として、エネルギーや部品を供給する必要があり、人間と正常な人間らしいコミュニケーションをする必要があるでしょう。しかし、トランスヒューマンが増えれば自前でエネルギーや部品を調達するようになり、人間社会への依存は低下します。そして、自立したトランスヒューマンは人間との闘争を避けて、宇宙へと旅立つのではないか。不死の肉体（機械体）を持つ知性は肉体を持つ知性とは別の進化の道を歩むだろう。
今回はSFになってしまいました。
令和6年(2024) 2月10日 -No.89/9-
50億年後、太陽は赤色巨星に膨れ上がり、地球も飲み込んでしまう。これが地球最後の日のシナリオです。太陽は膨れるだけ膨らむと、周りのガスをとどめることができなくなります。ガスの大部分は惑星状星雲（塵）となって太陽系の外へ移動します。中心部は収縮し、地球ほどの大きさの白色矮星になります。その先輩の姿をジェームズウェッブ宇宙望遠鏡で観察することができました（Science News、1月31日）。
実は2011年に候補となる白色矮星が見つかっていましたが、観察された惑星は地球と太陽の距離の2500倍という、途方もない遠方を公転していると計算されました。これが一般的な姿なのか。白色矮星とその周りをまわる惑星について調べていた研究者は太陽系の近所の75光年以内に4つの白色矮星の恒星系を見つけました。
そのうちの2つが白色矮星を持っていました。1つは木星の1.3倍の質量で、その公転軌道は土星（地球-太陽間の9.5倍）に近い。もう一つは木星の2.5倍の質量で海王星の軌道（地球-太陽間の30倍）よりちょっと大きい。今回の発見は太陽の終末期に惑星が確かに生き残ることの証明になりました。
もうちょっと、証拠が必要です。それはこれらの惑星が白色矮星の重力の支配下にあるかどうかです。恒星と惑星は一緒に宇宙空間を運動していますので、同じ動きをしていることが分かれば一つの恒星系であると言えます。もしかしたら惑星状星雲の濃い部分を見ているのかもしれません。また、木星型惑星であれば、大気成分を分析できるかもしれません。通常は分析の邪魔になる恒星の光が100分の１程度ととても弱いためです。
もし、50億年後に人類が文明とともに生き残っていれば、木星や土星の周りに宇宙ステーションを建設することで地獄の業火を避けることができるかもしれません。
注意事項が一つ。恒星が質量を失うことで重力が弱くなるので、公転の遠心力で惑星は恒星系の外に移動することになります。甚だしい場合は恒星系を飛び出してしまうと予想されます。もっとも50億年後の人類ですから、そのくらいの計算はすぐにできるでしょう。
令和6年(2024) 2月17日 -No.90/9-
宇宙の質量の85%を占めるダークマター。その実態を説明するもう一つの仮説の紹介です。それは恒星内部に隠されたマイクロブラックホールが解明のカギになります（Science News、12月15日2023年）。
ブラックホールは巨大な恒星が超新星爆発をした結果、形成される超高密度の天体です。実は別の形成経路もあり、それは1971年にホーキング博士が提案していました。ビッグバン直後、宇宙は高密度のエネルギー粒子が充満していましたが、揺らぎによる濃淡により、局所的にはブラックホールになるほどの高密度になったと予想されるのです。予想されるブラックホールのサイズはマイクロから超巨大なものまであり、その総質量は現在観測されているダークマターの質量に匹敵すると推計されました。
超巨大なブラックホールは銀河の中心や、銀河団の中心にある可能性があります。一方、マイクロサイズのブラックホールはどこに行ったのでしょうか。マイクロサイズのブラックホールは小惑星程度の重量で、その直径は水素原子ほどです。そのために観測が不可能です。
しかし、ガス雲の中のマイクロブラックホールが種となってガスをひきつけ、恒星を形成したことは十分に考えられます。その場合、恒星の中心にマイクロブラックホールが存在します。恒星の質量を吸収しながらマイクロブラックホールは成長しますが、恒星を飲みつくすまでには宇宙の年齢ほどの時間がかかります。しかし、数億年から数十億年後にその質量が地球ほどになると、恒星の中心で降着円盤が形成され、恒星は泡立ち、膨れ上がって赤色巨星になります。地球がブラックホールになってもその直径は２cm程度しかありませんが、影響は絶大ですね。ブラックホールが隠れた赤色巨星の表面は波打つはずなので、その運動を観測すればマイクロブラックホールがコアにある恒星を見つけることができます。
Science誌の報告はその候補となる赤色巨星を500余り見つけたという報告です。もしブラックホールがあると証明されればビッグバン後にブラックホールが形成されたという証拠になり、宇宙創成に大きなストーリーを追加することになります。報告した物理学者はこのアイデアをロックバンドSoundgardenの1994年のヒット曲Black Hole Sunを聞きながら思いついたとか。話ができすぎ？
令和6年(2024) 2月24日 -No.91/9-
シベリアに8000年まえの砦の跡が見つかりました。昨年の12月1日Science誌からの紹介です。
最古の砦跡はヨルダンのジェリコとされていましたが、それに劣らず古い砦跡です。着目すべきなのはそこがシベリアであること。モスクワの東、2500km。タイガの森林が広がり、たくさんの川が流れ、集まって北極海へ流れ込む大河となる地。実は砦の後と思われる構造物は数十見つかっていましたが、それほど古いとは考えられていませんでした。今回、考古学者が調べたところ、構造物の最も古い年代は放射性同位元素を用いた年代測定で8000年前を示しました。
今までは砦を築くほどの町ができるためには農業を行って定着した人々が富を蓄える社会が必要と考えられてきました。シベリアでは狩猟採集の社会。農地の痕跡はありません。しかし、豊かな川から得られるサケマス類、エルクなどの動物など、高カロリーで保存のきく食料が毎年、定期的に得られること。それで定住社会が維持できたと考えられます。食料を保存したと思われる土器も出土しました。しかも、焼けた家や柵の後も見つかり、戦争があったことを窺わせます。だから砦が必要だった。
実は、太平洋の周りの古代社会では巨大建造物が発見されています。日本だけでなく、朝鮮半島、狩猟採集民でありながら大きな社会を維持していた例はたくさんあります。極東では氷河期が終わるとすぐに土器が使われています。いずれも海の幸をも利用できる環境でもあること。バンクーバーのあたりのインデアンなども狩猟採集民でありながら高度な社会と文化を営んでいました。
オリエント的文明の起源が唯一の文明の起源ではないようです。
令和6年(2024) 3月2日 -No.92/9-
日本近海で起こる地震は太平洋プレートかフィリピン海プレートの沈み込みが原因です。海洋プレートが大陸プレートの下に、また、海洋プレートの下に沈み込むときの地下の様子はかなり明らかになっています。一方、大陸プレート同士の衝突の場合はまだよくわかっていません。インド大陸とユーラシア大陸との衝突地点の地下の構造についての報告です（Science News、1月12日）。
そう、ヒマラヤとチベットという世界屈指の高山地帯を生み出している衝突です。一般的なイメージはインドプレートはユーラシアプレートの下に沈み込み、プレート上部は褶曲してヒマラヤ山脈になり、ユーラシアプレートはインドプレートに押されて厚くなってチベット高原ができたというものです。新たな報告ではインドプレートはユーラシアプレートとぶつかると、上部（地殻）と下部（上部マントル）に裂けて、上部はユーラシアプレートの下に入り込み、下部はマントルの中に沈み込んでいると推測しています。
裂けめには何があるのでしょうか。それはユーラシアプレートの下のマントルです。このマントル由来のヘリウムの同位体（ヘリウム３）がヒマラヤ山脈に沿って湧き上がる温泉から検出されました。これがきっかけで仮説ができました。通常のプレートの沈み込みでできる温泉ではプレートが融解したマグマが熱源なのでヘリウム３の量はごくわずかです。通常より浅い位置にあるマントルと薄い地殻の二重構造は地震波によるトモグラフィでイメージとしてとらえることができました。また、二重構造はヒマラヤ山脈の場所によって異なっており、厚いプレートが保たれている場所と裂けている場所とがありました。インド大陸の衝突の傷跡はヒマラヤ山脈の形に示されるようにアーク状に広がっています。インドプレートの厚みも場所によって異なるため、縦に裂けて末広がり状にユーラシア大陸に衝突していると推測されました。
プレートの下部の上部マントルが沈み込んでいる場所では深い震源地を持つ地震が発生します。ちょうどネパールやブータンの地下にあたり、観測結果と一致します。衛星による場所による重力の違いから地殻が薄くなっている証拠も得られました。
記事では説明されていませんが、ユーラシアプレートの下に滑りこんだインドプレート上部（はがれた地殻）はどうなるのでしょうか。ユーラシアプレートは上部（地殻）と下部（上部マントル）に分かれていない、つまり地殻が直接下部マントルに接しているのか。それともインドプレートの上部は二重構造の間に滑り込んだのか。チベット高原が持ち上がったのはインドプレートの地殻がそこにたまって浮力が生じたためなのか。
いずれにしろ、海洋プレートの沈み込みのような単純な話ではないようです。現在、大陸プレートが衝突しているのは他にアラビアプレートとユーラシアプレートがあるだけですが、２億年の間には複数の大陸プレートが衝突することになるのですね。
令和6年(2024) 3月9日 -No.93/9-
昨年、「アフリカからアジアへ 現生人類(ホモ・サピエンス)はどう拡散したか 西秋 良宏著 朝日選書994 2020年」を読んだのですが、その中に中国南部、東南アジアに出アフリカ（約７万年前）より早い時期に現生人類の遺跡が見つかると紹介がありました。今回紹介するのはその裏付けとなる仮説です（Science News、1月8日）。
その時代は今から12～7万年前。有名なのは中国湖南省の福岩洞（Fuyan Cave）遺跡。そしてラオスのTam Pà Ling遺跡。形態学的に現生人類の骨が見つかったこの遺跡の年代は現生人類の出アフリカが7万年前とする系統樹解析の結果と矛盾します。すると、推測される答えは一つ。現生人類は出アフリカ以前にもアフリカから出て、そしていくつかの部族はたどり着いた先で、その後の人類と交配することなく、死に絶えたというものです。
先に紹介した本では東南アジア、インドネシア、中国南部には離島、奥深い谷といった人類が孤立した生活圏で長く生活できる環境が整っています。これはアマゾンでも同じかもしれません。特に他の部族と交流する必要もなく、自給自足の生活を維持できるだけの自然の豊かさがあります。つまりこれが早すぎた旅人たちを受け入れた環境だったと考えられます。
そのほかの地域では小さな部族がいたとしても大きな出アフリカの流れに押しつぶされたか、交配の海の中に紛れ込んでしまったのでしょう。現代社会につながる出アフリカの流れはそれだけ本格的であったと考えられます。
それでは12万年前に人類をアジアまで導いた原動力は何でしょうか。この原動力がモンスーン気候の発達であった、というのが今回の紹介記事です。
モンスーン気候というのは1年単位で雨季と乾季、夏と冬が繰り返す気候に特徴があります。すると、過去の証拠から1年単位での気候の繰り返しの証拠を見つける必要があります。洞窟内の沈殿物などではこれほど細かい年代測定ができません。今回着目したのは黄土高原の堆積物です。とはいうものの、28万年間の長い期間について100～800年程度の分解能しかありませんでした。44mに渡る斜面を2cm単位で鉄イオンから生じる磁性粒子を分析する方法で湿度の情報を得ました。その結果とコンピュータシュミレーションの解析を組み合わせて今回の結論を得ました。
12.5～7万年前、モンスーン気候はアフリカからアジアへ緑のカーペットを提供したと推測されました。この期間にはアフリカ大陸の気候は乾燥して悪化し、人類の拡散を後押ししたと推測されます。大部分の人類は近場への避難を繰り返しましたが、先遣隊は緑のカーペットをたどってアジアに到着した。これがストーリーです。
少し強引な仮説という批判もありますが、私的には先のストーリーとマッチして納得でした。
令和6年(2024) 3月16日 -No.94/9-
脊椎動物の進化の過程でゲノムサイズが倍になった時期がありました。その時期は脊椎動物によって違いました。メクラウナギのゲノム解析の報告です（Science News、1月17日）。
メクラウナギは円口類に分類される最も初期の脊椎動物とされます。脊椎は骨ではなく、軟骨です。この生物は発生の過程で細胞から染色体が抜け落ちてしまうので、全ゲノム解析が遅れていました。今回、2つのグループが精子から抽出したDNAを用いて全ゲノム解析を行いました。
メクラウナギの仲間は5億年前に出現し、目も顎も胸鰭もない魚です。一番近縁なのはエイの仲間です。そしてゲノム解析で分かったのは5億年前にゲノムサイズが3倍になったことでした。
脊椎動物のゲノムが倍になったのはメクラウナギとエイが分かれる前でした。その後、メクラウナギとエイが別の枝に分かれてゲノムサイズが3倍になり、そのために同じ遺伝子が6個ある状態になりました。その後の進化で多くの遺伝子が失われましたが、一部の遺伝子では6個の状態が維持されています。
メクラウナギとエイの枝でゲノムサイズが3倍になった頃、もう一方の枝でもゲノムサイズが2倍になりました。こちらの枝には魚類、両生類など、現代の主な脊椎動物が属します。硬骨魚類は400科、3万種が属する最大の脊椎動物グループです。
さて、ゲノム重複の歴史を整理しておきましょう（Nature Ecology & Evolution誌、Volume 8、March 2024、pp519–535）。エディアカラ紀にホヤやナメクジウオのグループから脊椎動物は分岐しました。そして、１回目のゲノム重複。カンブリア紀の初期のころと推定されます。カンブリア紀に入って脊椎動物はメクラウナギとエイのグループとその他のグループに分かれました。メクラウナギとエイのグループではゲノムが３倍重複しました。もう一方のグループはゲノムは２倍に重複。２度目のゲノム重複はカンブリア紀後期に起きたと推定されました。オルドビス紀にもう一方のグループは大繁栄し、軟骨魚類と硬骨魚類に分かれました。オルドビス紀にはメクラウナギとエイが分かれ、独自の進化を遂げました。
もしかしたら化石には残っていませんがメクラウナギとエイのグループも大繁栄し、さまざまな魚が生まれたのかもしれません。オルドビス紀の魚類の大繁栄はゲノム重複による多様性獲得の結果と見なされるからです。エイの奇抜な形を思えば、こちらの枝では思いもよらない形状の魚が進化していたかもしれません。メクラウナギでは骨や目を作る遺伝子を失い、体の粘液を作る遺伝子を獲得するなど、独自の進化を遂げました。しかし、硬骨魚類の枝のほうが生存競争で勝り、現在の魚類の状況になったのかもしれません。
カンブリア紀に起きた2回のゲノム重複により、脊椎動物はその後の繁栄の基礎を築きました。次々に食物連鎖の上部を占めるグループが誕生し、陸に進出して生物の歴史を作ってきました。
令和6年(2024) 3月23日 -No.95/9-
医薬品の開発には巨額の費用が掛かります。特に、最終段階である臨床試験。この段階で10個に１つしか承認申請に生き残れません。臨床試験には1件当たり0.3～3億ドル（現時点での為替レートで45～450億円）もかかるのに。すでに、膨大なデータが蓄積していますので、いつまでも人間の頭脳に頼っているわけにはいきません。臨床試験を切り抜けることができる医薬品候補を推定するのにAIを活用した解析ソフトの開発が進んでいます（Nature誌、9月21日2023年）。
記事を寄せているのは米国Amgen社の開発スタッフです。すでに低分子の薬剤のデータを大量にAIに学習させたMELLODDYを開発しています。10社が共同で開発したこのシステムは2100万以上の医薬品候補の物理化学的データと、毒性学的、薬理学的データを学習させています。利益が相反する医薬品メーカーが共同するのは莫大な医薬品開発費を節約できるAIシステムを開発するためには大量の教師データが必要なためです。
それぞれの会社の開発データを持ち寄り、３年がかりで統合させたディープラーニングシステム。各社はさらに新たな候補のデータを送り込み、解析結果を得るとともに、そのデータも統合させるという、学習の繰り返しでさらに高性能のAIに進化させる目論見です。現在のところ、不足しているのは医薬品候補が体内でどのように吸収、分布し、分解されて排泄されるかのデータ（ADMEと呼ばれます）で、各社ともそのデータを補充しつつあります。
現在のところ、AIシステムをつかうと、臨床試験での成功率が１～20％アップしたそうです。医薬品の応用分野により成功率に差があるわけですが、ADMEデータの学習が進めば成功率の平均10％アップが期待されるとのこと。
記事の要点は低分子化合物ではありません。現在、花形になっているタンパク質医薬品です。タンパク質は低分子化合物の100～1000倍は複雑な分子であるため、AIを使ってもなかなか良いものができません。Amgen社はAlphafoldというグーグル社が開発したタンパク質の立体構造予想AIを利用したプラットフォームを構築中です。記事には具体的には書いてありませんが、まず、抗体医薬品で成果を出そうとしています。現在のところ、臨床試験までの開発期間を３分の１に短縮（約１年）、臨床試験での成功率は90%になるという。抗体医薬品は構造も予測しやすく、現在までの知見の蓄積から臨床試験での成功率は50%ですから、もともと開発しやすい医薬品です。
紹介したのは医薬品の分子構造の評価AIですが、その実証試験においてもロボットを使った自動機械、分析装置などが長足の進歩を遂げていています。有効で安全、しかも安価な医薬品が提供される時代が期待されますね。
令和6年(2024) 3月30日 -No.96/9-
文明の発祥とともに描かれているワイン。今回はその原料であるブドウの遺伝子解析からブドウの歴史を調べた報告です（サイエンティフィック・アメリカン誌 2023年10月）。
中国の雲南大学のグループが栽培されている2503種類のブドウと1022種類の野生のブドウの遺伝子を解析しました。遺伝子の系統樹を作成して栽培もしくは自生の地理的な分布と重ね合わせてブドウの歴史を組み立てたのです。
まず、系統樹の根元は30万年前に遡ります。ブドウはヨーロッパから西アジアにかけて自生していました。そして、約20万年前にヨーロッパの西とアジアの西の2つの地域に分かれました。ヨーロッパの西はイベリア半島やフランス、アジアの西はイスラエルからトルコ、ジョージアにかけた地域です。おそらく氷河期のために真ん中の地域はブドウの生育に適さなくなったと予想されます。56,000年前、西アジアのブドウはまた2つの地域に分かれました。一つはコーカサス地方。黒海とカスピ海の間の地域でジョージアやアゼルバイジャンがあります。もう一つは中東で、イスラエルやシリア、イラクなどの地域です。
最初にブドウの栽培が始まったのは11,000年前の西アジアの中東。ワインではなく、食用のブドウ（Table grapes）として利用されました。同じころにコーカサス地方でもブドウは栽培され始めたようです。そして、2,000～3,000年後にワインづくりが始まりました。
ワイン栽培は野生のブドウと交雑しながら地中海を西へ広まりました。まず、トルコのあたりで10,500年前にマスカット種が誕生しました。糖分が多く、食用にもワイン造りにも適した品種です。バルカン半島、イタリア、スペイン、南フランス、と栽培が広まるにつれ、野生のブドウと交配され、ワインに適したブドウに変わっていきました。ワイン栽培の拡大と農業の拡大はほぼ同時です。7,000年間には西ヨーロッパまで農業が伝わりました。
その後、ワイン用のブドウは地域で育てられ、品種はその地域の名前が付けられています。コーカサス地方のブドウはあまりヨーロッパには持ち込まれなかったようです。黒海北側のヤムナヤ文明の遊牧民が4,000～5,000年前にヨーロッパに移住し、彼らはワインを作っていました。
というわけで、ワインを楽しむときに気になるブドウの品種は大きく６つに分けられます。コーカサス地方産。西アジア（中東）産。マスカット（トルコ）。バルカン半島産が成立したのはおよそ8,000年前。イベリア半島産が成立したのはおよそ7,700年前。西ヨーロッパ産が成立したのはおよそ6,900年前。白ワインはほとんどが西ヨーロッパ産の血筋です。食用ブドウはマスカット、西アジア産がベースになっています。
優秀なソムリエはワインのブドウの品種や生育地域の風土（terroir）を味わいと香りで分別できるそうですが、こうしたブドウの遺伝背景もかぎ分けているはずです。
令和6年(2024) 4月6日 -No.97/9-
現在、地球上の蟻の数は人間一人当たり250万匹いると推定されています。少なくとも16000種が知られ、同じくらいの数の種はまだ発見されていないと考えられています。今日の蟻の繁栄をもたらしたものは何でしょうか（Science News、3月11日）。
蟻が地球上に出現したのは少なくとも1億4500万年前（ジュラ紀の終わりごろ）とさています。そして3000万～5000万間はそれほど繫栄していませんでした。その当時、5000万～1億年前（白亜紀）、地球上に被子植物が出現し、シダ植物や裸子植物を駆逐していきました。被子植物は成長が早く、生態系にかつての倍の栄養分をもたらしました。また、花や果実などの多様な食物を生み出しました。それを機に、蟻は一気に数を増やし、現在の繁栄に至ったようです。
昆虫進化学者の地道な努力により、現在の蟻の情報から系統樹がつくられ、こんな仮説が20年ほど前に提案されました。被子植物の繁栄に蟻の多様化がぴったり重なる。これは蟻に限りません。甲虫や蝶も同様に多様化が進みました。蟻以外の昆虫は花の蜜を食べることで繁栄しましたが、蟻は葉や枯れ木などを好み、住処としました。
今回、さらに24000個の蟻の化石を調べ上げた昆虫進化学者の報告がありました。これだけの数の化石のデータにより、蟻の進化の様子がより明確になりました。蟻の化石のほとんどはコハクです。そのため、化石の立体的な形もよく保存されています。24000の化石は数百種に分類され、そして先の現代の蟻から作られた系統樹と比較され、コンピュータシュミレーションも動員されて、蟻の進化が正確なモデルとして組み立てられました。
単に形態学的な情報を組み上げただけではありません。環境因子、気温や大気中の酸素、二酸化炭素濃度、植物の分布の変化、そして他の昆虫との競合まで取り入れて蟻の種の消長（進化）を描きました。
蟻の繁栄が始まった白亜紀中期、現在の蟻は初期の蟻と1億～8300万年前の約2000万年ほど共存しました。しかし、その後、初期の蟻は徐々に姿を消し、現在の蟻に置き換わりました。初期の蟻は形態的に特殊で、限られた食料に依存していたようです。それは数を減らしつつあったシダや裸子植物だったのかもしれません。現在の蟻はいわばジェネラリスト。なんでも食べます。被子植物が数を増やすにつれ、現在の蟻は多様な食物を利用しながら今日の繁栄を築いたのです。
今回報告された成果は、類似性に基づいて系統樹を作り進化の道筋を推定する従来のやり方に対して、化石のデータの使い方を示した画期的な仕事となりました。長く繁栄するにはスペシャリストではなく、ジェネラリストのほうが有利であること。皆さん、えり好みせず、なんでも食べましょう。
令和6年(2024) 4月13日 -No.98/9-
最初の生物は単細胞生物であった。このことは間違いなさそうです。しかし、いつからか、細胞が寄り集まった多細胞生物が進化し、現在の主な生物（食物連鎖の上位）はすべて多細胞生物です。多細胞生物の化石は10億年前が最古とされてきました。しかし、最近、標本が見直され、16億年前までさかのぼることになりました（Science誌、1月26日）。
それはすでに25年前に報告されていました。中国北部で見つかった顕微鏡で見るサイズの微化石、Qingshania magnificaです。化石の見つかった地層は16億年前。当時は微化石が真核生物かどうか確証がありませんでした。2015年になって化石が調べ直されました。薬品処理で取り出された微化石は細胞壁でつながった細胞であると判断されました。しかもその中には胞子の化石も見つかったのです。
実は、原核生物であるシアノバクテリアも細胞がつながった多細胞様の姿であることも多く、20億年前のシアノバクテリアの化石にはつながった細胞が見られます。その化石との違いを調べるために、細胞壁部分から化学物質が抽出されました。分子の構造解析からシアノバクテリアの細胞壁ではなく、藻類の細胞壁であることが分かったのです。
この報告以外にも16億年前の多細胞生物と思われる化石が脚光を浴びています。2017年にはインドで、2021年にはカナダで報告されていました。つい最近ではオーストラリアで報告されています。
これらの微化石は構造に特徴があり、単に筒状の細胞がつながっているだけではなく、球状であったり、蓋が付いた非対称の細胞であったりします。細菌より複雑なゲノムを持つ真核細胞の多細胞生物ならではの多様性です。
真核生物が出現したのが20億年前。単純な多細胞化が10億年前とされてきましたが、多細胞化への道はもう少し短くなりました。単純な藻類の多細胞化が10億年前とすると、カイメンなどの動物が出現した7～8億年前は短すぎる印象がありましたが、今回の発見でバランスが取れたという研究者もいます。証拠が集まれば、教科書を書き換える発見となります。
令和6年(2024) 4月20日 -No.99/9-
年を取ると、体のあちこちの機能が衰えてきます。免疫系も同じです。しかし、老化した免疫系を若返らせる薬ができそうです（Nature News、3月27日）。
免疫担当細胞にはマクロファージやB細胞、T細胞があります。これらの細胞は骨髄の幹細胞から誕生します。幹細胞は常に分裂し、たくさんの細胞を生み出して血管へ送り出します。T細胞は胸腺で教育されてB細胞が生産する抗体などの獲得免疫の反応を調整する役割を担います。マクロファージは体のごみなどを処理する自然免疫係です。侵入した病原体を処理すると、アラームを鳴らして獲得免疫の細胞を活性化し、抗原特異的な反応を引き起こします。
骨髄の幹細胞は他に赤血球や血小板も作りますが、免疫担当細胞である獲得免疫系（Ｔ細胞やＢ細胞）、自然免疫系のマクロファージや顆粒球も作ります。獲得免疫系はリンパ球系列、自然免疫系は骨髄球系列の細胞です。獲得免疫と自然免疫の細胞はバランスが取れていますが、年とともに自然免疫系の幹細胞が増えてきます。
獲得免疫系の細胞はワクチンにより、抗体を作り出す働きがあります。自然免疫系の細胞はアラームを鳴らして細胞を集めるために、炎症を起こす働きが強い。したがって、老人になるとワクチンの効果が効きにくくなり、炎症が起きやすくなる。
ポイントは若いマウスの獲得免疫系の幹細胞を年老いたマウスの骨髄に入れてやると年老いたマウスの獲得免疫の反応が良くなる、つまり、若返ることが実験的に示されたことです。研究者は2つの幹細胞の性質を丁寧に調べ、自然免疫系の幹細胞の反応する抗体を作りました。そして抗体を年老いたマウスに注射したところ、免疫応答が若返ることが分かりました。
免疫系の老化はマウスだけでなく、人でも同じ現象が認められています。つまり、人の免疫系の若返りの抗体医薬の可能性が出てきました。
今のところ、免疫系の老化、すなわち、幹細胞のバランスの変化がどうして起こるのかはわかっていません。また、バランスの変化が免疫応答の老化を起こすメカニズムも詳しくはわかっていません。免疫担当細胞は老化した細胞を除去したりがん細胞の芽を摘んだりしますので若返りや長命も期待できそうです。
令和6年(2024) 4月27日 -No.100/9-
ニューロンの動作速度を高める働きのあるミエリン鞘。その進化にウイルスが関与していたようです（Science News、2月16日）。
ミエリンは無顎類以外の脊椎動物がもつ神経伝達を速める装置です。神経線維を絶縁性の脂質とタンパク質でくるんでいます。報告によると、ミエリンの構成タンパク質で代表的なミエリン塩基性タンパク質（Myelin basic protein、以下、MBP）の合成に、ウイルス由来のRNAが働いていました。
ラットの神経細胞中でのRNAを網羅的に解析した研究（トランスクリプトーム解析、transcriptome analysis）からRNLTR12-intがオリゴデンドロサイトで大量に発現していることが分かりました。このRNAはレトロトランスポゾン由来です。SOX10という遺伝子発現を制御するタンパク質（転写因子）に結合してミエリン塩基性タンパク質の発現量を正にコントロールしていました。このRNAの働きを阻害するとMBPの発現量が減少し、ミエリンのない神経線維にミエリンが形成されませんでした。
RNLTR12-intに似た配列のRNAは他の脊椎動物でも発現していたので総じてRetroMyelinと名付けました。そこで、遺伝子変異動物がたくさん解析されているカエルやセブラフィシュでもRetroMyelinがミエリン形成に働いていることが分かりました。レトロウイルスが太古の昔、脊椎動物の祖先に入り込んだのか、いくつかのレトロトランスポゾンが独立にRetroMyelinに進化したのかは不明です。もちろん、ミエリンはMBPだけでできるわけではありません。転写因子SOX10は様々な遺伝子の発現を制御していると考えられるので、その影響を考慮する必要があります。
ミエリンがあることで脊椎動物は神経による素早いコントロールを維持しながら体を大きくすることができました。また、ミエリンによって神経線維を干渉することなく高密度に詰め込むことができ、脳の発達に重要な役割を果たしていると考えられています。
レトロウイルスと哺乳類の胎盤の進化との関係も報告されています。ウイルス由来のRNAが高度な神経系を持つ脊椎動物の進化を後押ししたという仮説はとても魅力的です。
来週はGWで出かけますので、2週間お休みです。次の配信は5月18日の予定です。