まえがき

まえがき

せきばく

遮られるもののない無慈悲な日射に曝された原始海洋の海面、その黒いスクリーンに焼けて膨張したむ じん

プラチナ色の古代太陽が映っている。その海面下に広がるのは、海水に満たされた広大無辺な寂寞たる無尽の空間。そこに意思をもつものはなく、海面から侵入した眩しさが乱反射を繰り返してリズミカルに動き、無数の影を造形しているのみである。

その中を重力にまかせて潜行していく。すれ違うものはなく、光は静止した液体で徐々に減衰していくとともに蒼い成分が支配的となる。やがてあらゆる色彩は失われ、音もなく、ただ漆黒の闇の世界が横たわる。強大な圧力の中、海底からは、マグマで熱せられた熱水の黒煙、ブラックスモーカーが燃えこんとん上がる炎のように噴き出している。この息づかいに寄り添うものはない。

ただ、エネルギーだけが満ちた、無機物と有機物が入り混ざる混沌が幾重にも広がり、この無秩序を形造っている。化学結合の生成と開裂という試行が、延々と乱数発生のように繰り返される。この小さな惑星にはまだ生命が存在しないことを主張している光景である。

この停止した無限の時間に特異点を与えるかのように、「それ」── 微小な秩序の連鎖 ── が現れた。

……というのは筆者の勝手な空想であるが、生命誕生の瞬間とはどのようなものだったのだろうか？

iii

iv

われわれ生命はどこから来たのか？ 人類がずっと抱き続けているこの疑問にまだ答えは出ていない。そして生命は、地球以外にも存在するのか？ われわれはこの宇宙で孤独な存在なのか？

世紀のテクノロジーと人類の叡智をもってしても、まだ答えが出せないでいる。

るだろう。生物学の教科書を開いてみると、生体膜は、エネルギー生産、細胞の形態形成、物質生物が進化するのに、生体膜にそれほど大きな貢献があったのだろうか、と疑問に思う方もいて生物がつくられているのである。

植物、そしてわれわれヒトも含めた動物に至るまで、すべて同じ構造をした生体膜をベースにしもほとんど同じ分子構造をしている。その厚さもほぼ変わらない。バクテリアから、カビ、昆虫、現在地球上に生きるその子孫たち……すべての生物をつくっている「生体膜」は、どんな生物で地球上のあらゆる生物は、たった一つの共通祖先から進化してきたものとされている。そして、ないと生物は進化できなかった」というものだ。

から高等な細胞まで扱ってきたのだが、その過程で、ふと湧き上がった感覚がある。「この膜でもつ膜 ── 生体膜に関する生化学や細胞生物学を専門にしている。これまで単純なバクテリア断っておくが、筆者は生物進化の専門家でも、宇宙生物学の専門家でもなく、生物（細胞）が21

まえがき

たど

輸送、情報伝達など随所に登場するのだが、現在までの生物の進化の過程を辿ると、重要なポイントごとに生体膜のもつ性質が深く関わっていたケースがいくつも見受けられるのである。

たとえば、地球上のほとんどの生物は、生体膜のもつ性質をうまく使って、ほぼ同じしくみで活動に必要なエネルギーをつくり出している。生物は生体膜を使わずにエネルギーをつくりだす方法ももっているのだけれど、この生体膜を使う方法は、他の方法と比べて桁違いの効率でエネルギーを生産することができる。これが、多くのエネルギーを必要とする高等生物の出現を支えたのである。

また、構造が単純な原核細胞から、より複雑な真核細胞へと進化できたのも、そして単細胞生物から多細胞生物へと進化することができたのも、この生体膜のもつ性質があったからこそなのである。さらに、われわれヒトがもつ高い知能の根源となっている、「思考する」という行為に必要な神経伝達というしくみも、この生体膜のもつ性質がうまく使われている。そして、もし生体膜が現在のものと別の分子構造だったとしたら……これらのことをなにひとつ代替できないのである。不思議なことに、この生体膜は地球上で最初に使われだしたものから一度も変化せず、同じ分子構造のものが使われ続けている。

つまり、地球上に最初に現れたわれわれ生物の共通祖先が自身をつつむのに選んだ「膜」は、まるで現在までの生物の進化の過程を見越していたかのように、高度な知能をもった生物へと進v

化するためのすべての条件を満たしていたのである。生物の共通祖先が、もし今の分子構造の生体膜を使っていなかったとしたら……われわれは今なお、単純な単細胞生物のままだったかもしれない、とも思えてしまう証拠をいくらでも挙げることができる。

物理学者のエンリコ・フェルミ（ Enrico Fermi）が指摘した「フェルミのパラドックス」とよばれるものがある。これは、われわれの棲む天の川銀河だけでも２千億個以上もの恒星があるのだから、その中には高度な文明をもった知的生命も無数にあっても良さそうなのだけれど、これまでに地球外文明が存在する証拠は何一つ得られていないではないか、という矛盾のことである。

これを解く一つの仮説として、「レアアース仮説」というものがある（ここでの「レアアース」とは希土類元素のことではない）。これは、条件が整えば生命は比較的簡単に誕生するのだけれど、その生命が高度な知能をもち、さらに高度な文明を築くまでに進化するためには、すごく確率の低い偶然がいくつも重なる必要がある、という考え方だ。

これまでに地球上の生物が辿った進化の過程で、生体膜が果たしてきた役割を考えると、この地球上に知的生命が生まれたのは「すごく確率の低い偶然がいくつも重なった結果」ということについて、思い当たることがいくつも出てくるのである。

vi

まえがき

本書は、生体膜の研究者の視点から見た生命の誕生、そして生物の進化について考察したもので、これ以外の、たとえば、天体物理学、地球科学、進化学、人類学などの分野の専門的な見地からの検討を経たものではない。ただ、生物をかたちづくっている生体膜だけに注目してみても、これが地球上に誕生した生命の運命を決めたのではないか、と思えるほど、生物の進化にとって重要な要素だったように思えるのである。

最初に結論を書いてしまおう。これから紹介する「脂質二重層」とよばれる生体膜の骨格となる構造がもつ特別な性質があったからこそ、この地球上に最初に現れた生物が、われわれヒトのような高度な知能をもつ生物にまで進化できた、というのが本書の結論である。こんな冒頭に結論を書いてしまうようでは、「構成がなっていない」ということになるかもしれないけれど、このことを念頭において読み進めてもらいたい。

本書を理解するために必要な知識は、高校レベルまでの化学だけで充分である。これに加えて、高校レベルの生物学の知識があればさらに理解しやすいとは思うが、必ずしも必要ではない。生物の話なのになぜ化学？ と思われるかもしれないが、生物をつくっているのはすべて化学物質であり、それらの化学物質が集まって引き起こす化学反応 ── 生化学反応が、複雑に絡まり合って集まったものが生物である。他に、何ひとつわれわれが知らないこと、不思議なことは起こっていない。この生化学反応のレベルでは、細菌から昆虫、植物、動物など、地球上のすべての生vii

物を区別するものがなくなる。

一般に、生物学を学ぶうえで、その学習内容が試験の対象となる場合には、覚えなければならない用語が多すぎて、近寄りたくなくなってしまう人が多いように見受けられる。そのため、本書では専門用語や固有名詞を使うのは必要最低限にとどめ、生物進化において生体膜が果たした役割の全像を専門外の人にもつかんでいただけるよう努めた。

本書に書かれていることは、決して新たな発見というようなものではなく、大学までの生命科学の教科書に書かれていることを、筆者の視点からピックアップしたものである。そのため、本書に書かれている個々の事実自体に新しいものはない。だが、そのような事実でも、切り口を変えて解釈を加えると、新たな視点が生まれる。生物の中の生体膜というごく小さな切り口からの視点でも、たとえば、スパイスのようなもので、ほんの少しでも加わると見違えるほどの変化をもたらすことがある。読者の皆さんが、それぞれにもっている生命観に一振りするだけで、まっ健たく違ったものになるかもしれない。筆者としては、本書が読者の皆さんのもつ生命観を少しでも刺激するスパイスになればと願っている。

２０１８年 ２月

佐藤viii