2008年6月26日木曜日

6_70 岩手・宮城内陸地震

 先月の中国の四川大地震に続いて、日本でも大きな地震が発生しました。人的被害もでてしまいました。岩手・宮城内陸地震の概要を紹介します。

 2008年6月14日は土曜日でした。私は実習があったので、大学にいつものように早朝からでていました。実習が終わり、夕方6時過ぎに帰宅したら、地震のニュースが夕刊やテレビのニュースで飛び込んできました。
 午前8時43分に地震は発生しました。その時、私は、研究室で座っていました。しかし、地震の揺れを感じることはありませんでした。実習が始まるまで時間があったので、前回配信したエッセイを書いていました。
 この地震は、岩手県内陸、深さ約10kmを震源として、マグニチュード7.2、奥州市と栗原市で最大震度6強が記録されました。気象庁は、「平成20年(2008年)岩手・宮城内陸地震」と命名しました。
 日本地質学会では、地震の概要や調査団の把握、関連サイトのリンクを、いち早く速報として公開しています。調査団は、秋田大学教育文化学部調査班、山口大学地形・地質班、茨城大学班などが現地にはいっていきます。地質学会が出した情報の一つに、地質学的解説も発信されています。佐藤比呂志・加藤直子(東京大学地震研究所)・阿部進(株式会社地球科学総合研究所)さんたちによる「2008年岩手・宮城内陸地震の地質学的背景」というものです。
http://www.geosociety.jp/hazard/content0031.html
 この内容に基づいて以下紹介していきます。
 今回の地震は、断層が活動したものだと考えられています。震源地は、「餅転(もちころばし)-細倉構造帯」の北部にあたり、活断層とはみなされていなかった断層が、深部で活動し発生したとされています。活断層が発見されなかったのは、この地域が複雑な地質学的背景のあるところだったからのようです。
 震源付近は、奥羽山脈と北上山地の間にあたり、正断層がいくつもある地域です。この正断層群は、日本海が開く地質現象にともなって、2000万~1500万年前に活動しはじめたものです。断層によって沈降が起き盆地を形成するような動きがありました。その後、奥羽山脈が隆起が起こり、さらに800万年~200万年前にはカルデラを形成するような火山活動が起こりました。そこに第四紀の火山活動(栗駒山火山)が起こっています。
 500万年前(鮮新世)以降、古い時代に形成された正断層がせり上がる(逆断層)運動が繰り返し発生しています。今回の地震も、このような断層の動きによるものだと考えられています。
 残念ながら今回活動した断層は、活断層とされていませんでした。これは、2007年の新潟中越沖地震のときと同様で未確認、あるいは未知の活断層でした。私たちは、自分たちの立っている大地について、まだまだ知らないことだらけです。それは科学が発達して、調査も行き届いているようにえる日本でも例外ではないのです。地道な調査研究の必要性を思い知らされる災害でした。
 今回の地震では、巨大な地滑りが起こっています。その様子はニュースで報道されています。まだ、災害は終わったわけではありません。余震や、梅雨の降雨による土砂災害などの二次災害にも注意が必要です。
 度重なる天災から、学ぶべきこともあります。地震は自然現象ですから止めることは不可能です。しかし、科学が進めば、予知が可能になるかもしれません。正確な予知はまだできないとしても、科学技術によって防災が進めば、地震の被害を最小限にすることも可能かもしれません。そして、多くの人の協力で二次災害なら防ぐことは可能のはずです。
 被災された方々に、心からお見舞い申し上げます。そして、一刻も早い災害からの復旧を祈っています。

・取りやめ・
私はこのメールマガジンのエッセイでは、進行中の災害については、
特別な場合の除いて、ほとんど書いてきませんでした。
それは、災害に無関係な人が、
あまり不用意な情報を流すことは
よくないことだと思い、自粛していたからです。
前回のエッセイを書いているとき、
急遽この地震で書こうかと思い、情報を集めました。
思いとどまり、エッセイのメモ欄に書いただけでした。
岩手には少し思い入れがあった時期だったので、
今回は、例外として書きました。
それは、岩手県へ今年の9月に調査に行く予定で、
資料を集めていたところでした。
今回の調査は急遽取りやめ、別の機会にすることにしました。
代替地を現在探しているのですが、
それも急なことなのでなかなか大変です。

・蝦夷梅雨・
北の町では、祭りが盛んに行われています。
先週も子どもの祭りがあり、
今週は近くの大学で学園祭があり、家族で出かける予定です。
初夏の北海道は快晴であれば、爽快です。
先週の祭りの時も、朝は曇っていましたが、昼前から晴れてきて、
午後には快晴で、抜けるような青空となりました。
こんな時、芝生に寝転がると最高です。
私は、昼食後、子どもたちが、水鉄砲で遊んでいる時
芝生に敷いたシートで寝転んで、快適な時間を過ごしました。
しかし、梅雨のような湿度の高いうっとしい日もあります。
多分、本州の人からすれば、それほどでもないでしょうが、
北海道に住むものには、蒸し暑さは堪えます。
特に風がない時の研究室は、窓開けても、
機器からでる熱がこもって、じわりと汗が出てきて不快です。
蝦夷梅雨(えぞつゆ)というものもあるようですが
これは、梅雨前線が北上して消える時に
北海道が少し梅雨のようになることをいうようです。
ですから、一時的に蒸し暑いのは、
蝦夷梅雨ではなく、たまたま蒸し暑い日ということになります。

2008年6月19日木曜日

2_68 想像:コモノート4

 コモノートの新たな手がかりを得たというニュースから、このシリーズをはじめました。シリーズの最後は、コモノート以前に、生物の祖先へ思いをめぐらせます。科学者たちの想像力を見てみましょう。

 前回は、コモノートについての不確実性があるそうな部分について書きました。このシリーズの最後に、より過去への想像について書きましょう。もちろんそこには不確実なことは多々があります。しかし、科学の想像力をご覧下さい。
 コモノートは、未確認の仮説上の生物です。そのような仮説を立てることができるなら、もっと想像力を働かせて、生物の起源により迫っていきましょう。コモノートの提案者である山岸さんの考えを中心に、以下は説明していきます。
 現在のすべての生物の祖先は、コモノートと呼ばれ、古細菌と真正細菌に別れる前の生物です。コモノートの特徴は、海底の超好熱の環境を好む細菌類だったことが分かってきました。
 生命が誕生した海には、当時も多様な環境があります。いつの時代も、生物は、多様な環境に適応していこうとする習性があるはずです。となれば、コモノートが生きていた時代にも、多様なタイプの生物もいたはずです。それらは、常温、低温、極低温、高温などのさまざまな環境に、適応していたタイプがいたと考えられます。
 しかし、現在の生物相をみると、なぜかコモノートだけ生き残ることになったのです。その時期に、多様な生物がほとんど絶滅するほどの異変、例えば隕石の衝突、あるいは酸化などによって、大絶滅があったかもしれません。隕石の衝突は、月のクレータの研究から、今よりずっと頻繁に起こったと考えられます。酸素があった証拠は、38億年前に鉄の酸化沈殿によって縞状鉄鉱層が、一時的ですが形成されています。縞状鉄鉱層は、すでに酸素を出す生物がいたことを意味するのかもしれません。
 これでもかなり大胆は想像です。では、生物の祖先について、そこまでしか想像できないでしょうか。いえいえ、もっと想像できます。
 コモノートのような細菌類は、DNAをもった生き物です。DNAに遺伝情報を蓄え複製していくタイプの生物です。しかし、DNAだけが生物の繁殖手法ではありません。RNAでも遺伝情報を伝えることが可能です。ですから、RNAを遺伝子(ゲノム)として利用していたタイプの生物もいたはずです。しかし、RNAは、DNAと比べると、似ていますが、より単純な物質です。ですから、その共通の祖先は、何らかの核酸をゲノムとして使うタイプの生き物になるはずです。これは、より根源的な祖先となります。
 また、核酸ではない別のものを、遺伝情報を蓄えることができるタイプの生物(非核酸複製生物)がいたかもしれません。そんな生物は、現在のような核酸で複製する生物とは違っているため、より古い時代に枝分かれしたものとなります。
 最終的には、生物らしきものであるプロテイノイド・ミセルに至りると山岸さんは考えました。プロテイノイドとは、アミノ酸を熱によって重合するとタンパク質もどきの物質という意味です。それを水に溶かすとミセルと呼ばれる数μmの大きさの泡ができます。ミセルは、外は水になじみやすい(親水性)のですが、中心部が油となじみやすい疎水性を持ちます。つまり、油性の物質を内部に取り込むことができ、生物の細胞膜のような働きができるものです。
 そのミセルの中に、プロゲノートと呼ばれる「遺伝の仕組みが成立していない」、あるいは「連続したゲノムを有しない分断された遺伝子をもつ」生物ができます。これが、「最初の生物」、あるいは「生物になる直前の物質」ではないかと考えられています。
 このような生物や物質は、現生の生物からも、化石からも、もちろんたどることはできません。ただ、各種の合成実験で、その可能性が指摘されているものです。現実には見ることも実証することもできない、最初の生命、すべての生命の起源の歴史ですが、科学者たちは思いをめぐらせています。単なる空想ではなく、ある程度根拠のある想像をしています。それはもはや、想像ではなく、推定といったほうがいいのかもしれません。

・科学が好き・
コモノートのシリーズは、今回で終わります。
このような最新の科学の成果を
紹介しているといつも思うことがあります。
見えるはずのないようなものにも
科学は、その追及の手を伸ばします。
科学は、つくづく便利なものだと思います。
もちろん、科学は万能ではありませんし、
分からないことだって一杯あります。
しかし、いろいろ智恵を絞って
少しでも多くのことを知り、
考え抜くことで解決策を見出すことが、
科学の営みでもあります。
私は、そんな科学が好きです。

・地震・
2008年6月14日(土曜日)午前8時43分頃、
岩手県内陸南部でマグニチュード7.2の地震がありました。
私はそころ研究室にいましたが、
その日に行われる実習で頭がいっぱいでした。
気象庁は、
「平成20年(2008年)岩手・宮城内陸地震」と
命名しました。
実は、9月に岩手県に行こうと思っていたのですが、
今回の地震で中止にしました。
被災された方々に、心からお見舞い申し上げます。
そして一日も早い復興を祈っています。

2008年6月12日木曜日

2_67 不確実性:コモノート3

 コモノートは、遺伝子などの分子レベルの解析から考え出されたものです。解析のもっともらしさは、どれくらいのものでしょうか。それについて考えてみました。

 コモノートは、化石からも、現生の生物からも見つけられていません。しかし、その存在を仮定して、研究が進められています。研究の方法は、次のような考えによるものです。
 ある祖先から進化した直系だと考えられるいくつかの子孫の共通点を調べて、それらの共通点が祖先に由来するものとして、今は亡き祖先の特徴を調べるという方法です。これは一般的ないい方をしましたが、注意すべきことがあります。
 まず、生活環境の類似性は、進化の仕組みの収斂によって、まったく違った種からも生まれますから、他の証拠がないとあまり説得力がありません。まあ、傍証にはなるでしょうが。
 また、直系の子孫かどうかをどうして知るかという問題です。祖先も子孫も現在生きている生物であれば、調べることは可能です。あるいは、祖先が絶滅していても、化石などである程度推定をすることができます。しかし、コモノートのように生物の起源に関わるようなものは、実物がないし、古すぎて直系かどうか分かりません。
 現在とられている方法は、分子レベルの解析による系統解析と呼ばれる数学的手法によって、直系の子孫かどうかを確認するものです。もちろん数学的手法ですから、本当の直系を証拠付けるものではありません。統計的に可能性を論じるものである点に注意が必要です。
 前回紹介したように、多くの生物が共通にもつタンパク質のアミノ酸配列や遺伝子の塩基配列(例えば16S rRNAと呼ばれるもの)などを比較することによって、その関連を調べることができます。これを分子系統学と呼んでいます。その結果、すべての生物は、ひとつの系統に収斂することがわかりました。このような一つの根っこから出発する系統樹を、有根系統樹と呼びます。逆のいい方とすると、有根系統樹になるということは、すべての生物に共通する祖先がいたということになります。そのような祖先に対して、コモノートという名称を持つ概念が出てきたのです。
 分子系統学とは、分子配列の共通性や差異から、系統の近縁関係を探るものです。もし、遺伝的に関連がなければ、どんなに形や生活様式が似ていても、系統が離れていることで判定できます。もし、コモノートのように一つの系統から生命が誕生がしたのではなく、いくつもの系統から同時並行的に進化してきたとしたら、根っこのない、あるいは複数の根っこのある系統樹になるはずです。
 以前、メモの欄で書いたことなのですが、生命誕生の条件が整った時を考えましょう。もし、いくつものタイプの生物が生まれ、それらが細胞内共生や、お互いのいい機能を持つタンパク質やより効率的な遺伝子などの取り込み合いなどで、生物同士でつぎつぎと試行錯誤のように組み合わせが起こったらどうなるでしょうか。あるいはいろいろな時期に遺伝子レベルの混合が何度も起こったとしたら、系統解析で正確にたどることができるでしょうか。このようなことが起こったと想定したら、分子系統学が成立するでしょうか。統計的には有根系統樹になってしまうけれども、実は、別々の祖先から進化してきたことがあるかもしれません。
 今のところ、コモノートへのアプローチは、分子系統学に基づき、近縁関係を調べ、両者の生活環境の共通性から、どのような生物であったかを調べようとしています。上で述べたうにそこには、いくつかの危ういものがありそうです。系統解析は、あくまでも可能性が高いのであって、本当かどうかはわからないという不安があることに注意しておく必要があるのではないでしょうか。もしかすると、このようなことは私の杞憂にすぎず、分子系統学では、解決済みのことなのかもしれませんが。

・イベント・
北海道は夏らしい、そして爽やかな日々が続いています。
YOSAKOIも盛況のうち終わりました。
私は、テレビでの観賞でしたが、楽しみました。
他の大学では、学園祭のシーズンとなっています。
我が大学は秋なのですが、
北海道では、春に行われる大学も多数あります。
近所の大学の学園祭へは、家族で参加することが恒例となっています。
北の町では、いろいろとイベントがありますが、
私の周りでは淡々とした日々が続いています。
大学の前期の講義も半分以上終わりました。
いい季節の祭りやイベントは心地よいものです。

・結果の扱い・
統計処理は、複雑になるとコンピュータ上で
解析されることが多くなります。
もちろんその解析用のプログラムは十分吟味されて、ミスはないでしょう。
しかし、入力するデータ、あるいはそのプログラム使う上での前提、
さらに結果への但し書きや、結果の吟味は慎重に行う必要があります。
もしそれらに問題が内在されていても、
研究者は同士では、そのような問題点は了承済みのことでしょう。
ですから、問題点は承知の上で
議論されていることも多々あるはずです。
もしそのような前置き抜きに、結論だけが示されていたとすると、
内実を知らない人は、結果だけを鵜呑みにするかもしれません。
それが、混乱を引き起こすことがあるかもしれません。
実害が出ないと問題が表面化することがないですが、
誤った考えや誤解がいつの間にかできていたら困ったことになります。
結果を出す側も、読み取る側も慎重に必要がありますね。

2008年6月5日木曜日

2_66 成果:コモノート2

 今回は、鈴木理さんらのコモノートに関する研究の成果をみていきます。さて、彼らの研究によって、コモノートの何がわかってきたのでしょうか。

 コモノートとは、現在はもういない、すべての生物の祖先にあたる架空の生物だと、前回説明しました。今回はもう少しコモノートを詳しく見ていきながら、鈴木理(まさし)さんらの成果を紹介しましょう。
 コモノートとは、環状のDNAを持つ仕組みを持っている生物だということも前回言いました。そもそもコモノートとは、古細菌が、真正細菌(バクテリア)と同じような環状のDNAを持っていることがわかったことから生まれた考え方です。両者が同じ仕組みをもつということは、共通の祖先が環状DNAを持っていたと考えられます。それをコモノートと呼ぼうとして、東京薬科大学の山岸明彦さんによって定義されました。
 コモノートは、概念であって実在するわけではありません。ですから、真正細菌と古細菌の共通性を調べることで、コモノートの実態に迫ろうというのが現在の方法です。古細菌は、近年研究が進められている生物で、情報はあまり豊富ではありません。ですから、古細菌を詳しく調べることが、生命起源の重要な研究となります。
 進化を分子レベルで調べる時、すべての生物が共通にもつRNA(16S rRNAと呼ばれるものなど)を用いられることが、よくあります。そのRNAを分析して、その違いの程度を調べることによって、生物ごとの違いを比べることができます。それを利用して系統樹が描かれています。
 そのような系統樹によると、真核生物(哺乳類はここに属します)と真正細菌の間の、真核生物の枝側に古細菌は位置します。さらに詳しく見ると、古細菌と真正細菌より根本に近い(より初期の生物)ところにあります。
 古細菌と真正細菌の大きな枝はコモノートから直接分かれた枝(系統)だといえます。つまり両者のもととなった共通の祖先コモノートは、両者の中で、根本に近い種類の生物を調べて、共通する性質を持っていたことになります。
 その調べ方は、どのような環境で、それらの生物はより多く繁殖していくかということで調べます。その結果、好熱性、それも超好熱性の環境で育つことが明らかになってきました。このことから、コモノートは、超好熱性であると推定されています。
 さて、鈴木理さんらの成果です。彼らは、真正細菌として大腸菌を、古細菌として沖縄海溝の熱水噴出孔に生息していた超好熱性の古細菌(Pyrococcus、パイロコッカス)を用いました。超好熱性古細菌の遺伝子(ゲノム)を調べ、その中に、特定の転写制御に関係のあるタンパク質(饗宴・飢餓制御タンパク質)を持っていることを見つけました。そのタンパク質の立体構造や、代謝制御の機構を解析した結果、大腸菌と共通点があることが判明しました。
 この機能は、古細菌と真正細菌の両者が持っているので、両者の共通の祖先、つまりコモノートも持っていたとなります。コモノ-トがもつ機能、つまり代謝系の転写を制御する機能は、地球上のすべての生物が持つ原型となると考えられます。これは、生命起源に大きな手がかりとなります。これが、鈴木理さんらが出された成果です。

・若葉薫る・
いよいよ6月となりました。
若葉薫る季節です。
北海道では、日の出が早く、日の入りが遅くなりました。
夏至まで、まだ2週間ほどありますが、
天気がいいと、夜の8時近くまで明るさが残っています。
朝夕に冷え込むことがありますが、
快晴の昼間は暖かくなりました。
次男は半袖のTシャツで
ほとんど一日過ごしています。
肌寒い日があるのでヤッケを着るようにいうのですが、
すぐに脱いでしまいます。
でも、風邪を引かないところをみると、大丈夫なようです。

・YOSAKOI・
初夏の北海道は祭りの季節です。
5月下旬に行われたライラック祭りは終わりましたが、
4日から8日までYOSAKOIソーラン祭りが開催されます。
全国、いや全世界からチームが集まり、踊りを披露します。
我が家では、子供たちの小学校の運動会が週末にあります。
ですから、我が家では、YOSAKOIより運動会が優先します。
子供たちがYOSAKOIを踊るようですから、そちらは生で楽しみ、
本場の方はテレビでの観賞です。
天気が良くなることは祈るしかないですね。