【最新更新日 : 2018年10月07日 日曜日

2018年の読書履歴(№68)

★ 評価は、私の独断と偏見でつけたもので、読んだ時点で「ん、これは良かった!」と思った本です。
  本そのものの良し悪しとはまったく関係ありません。☆はイチ推し、◎は、おすすめの本です。
了月 書 籍 名 著 者 出 版 社 評価 コメント&抜き書きへのリンク

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18/08


生命は、宇宙のどこで生まれたのか

福江 翼

祥伝社新書

序章 生命は、宇宙のどこで生まれたのか
     ――宇宙生物学の誕生
宇宙の生命を理解するには、まず地球の生命から
・人間の体は、およそ6割が水分です。残りの約4割がタンパク質と呼ばれる物質です。
・タンパク質は生命を構成する重要な物質ですが、人体を作っているタンパク質は、およそ10万種あります。

たった20種類のアミノ酸が10万種類のタンパク質を作る
・タンパク質という物質は、アミノ酸という物質の組合わせでできています。つまり、生命を構成している物質の多くが、水分を除けばアミノ酸ということになるのです。
・人体のタンパク質を構成するアミノ酸は、実は、たったの20種類しかありません。
 生命を作る20種類のアミノ酸
  グリシン アラニン プロリン セリン システイン チロシン アスパラギン 
  グルタミン アスパラギン酸 グルタミン酸 アルギニン ヒスチジン
  必須アミノ酸(バリン ロイシン イソロイシン フェニルアラニン トリプトファン メチオニン トレオニン リシン)
・この20種類のアミノ酸が、約100個から数千個ほどつながったものがタンパク質です。アミノ酸のつながり方が変われば、別のタンパク質になります。
・これら20種類のアミノ酸の一部は、人間が体内で(他の物質から)みずから作りだすことができます。
・しかしながら、必須アミノ酸と呼ばれるものについては、人間が体内で作りだすことができないため、食物から得なければなりません。
・生命を構成しているアミノ酸とは、さらに細かく見ると、水素、炭素、窒素、酸素という4種類の元素が複数組み合わさった物質です(一部に硫黄も含みます)。


第1章 地球上の生命の起源とは
受け継がれてきた生命の設計図――ゲノム
ゲノムとは、ある生物が、その生物であるために必要な遺伝情報のことです。それぞれの生命を作りだしている「設計図」のようなものです。
・それぞれの生物が持つゲノムをたどれば、生命固有の設計図の情報をたどることになり、生命の進化や生命の起源をたどることができるのです。


第2章 星と惑星の生まれた場所
      ――初期の地球の苛酷な世界
そもそも熱とは?
・熱というのは、固体の物質の場合、物質がぶるぶると貧乏ゆすりをしているような状態です。温度が高い物質ほど、激しくぶるぶると振動しているのです。
・温度が高くなりすぎると、この貧乏ゆすりが激しくなりすぎて、ひっついていた物質同士が離れてしまい、その結果、溶けたり蒸発したりするわけす。
・一方、ドライヤーやストーブから流れてくる熱は、空気という気体の熱が流れてきています。
・気体というのは、小さなたくさんの物質がそこら中に飛び交っている状態であり、気体が熱いほど、飛び交っている物質がより激しく動いている状態になっています。
・熱のエネルギーというのは、このような物質の激しい動きのようなものなのです。


第3章 生命とはなにか
      ――生命を作る物質とその仕組み
細胞における水の偉大な役割
・人間の細胞の膜は、コレステロールなどの脂質からできています。
・人によって血液型が異なるのは、細胞の膜にある、糖がひっついた物質が、わずかに違うためです。

生命を維持するアミノ酸の働き
・タンパク質はたくさんのアミノ酸が鎖のようにつながった巨大な物質です。
コラーゲンは、細長く伸びたロープのようなタンパク質のひとつです。
・生命を構築している細胞の性質や働きを決めているのは基本的にタンパク質です。そして、そのタンパク質はアミノ酸からできています。

細胞の「死の呪縛」によって支えられている生命
・生命の身体の成長や維持は、生命の設計図によって、「この細胞はこれだけの数を作る」、というように、細胞の「生産」によって単純に決まっているわけではなく、細胞の死によっても調節されているのです。
・細胞の死という仕組みは、異常な細胞が暴走しないようにするためにも重要です。細胞の中身のダメージがひどい場合、細胞がみずから死ぬことで新しい正常な細胞に取って代わられるからです。
・身体の細胞の数が一定に保たれるためには、細胞の増殖と死が釣り合っていることが必要です。


第4章 なぜ地球の生命はすべて「左手型アミノ酸」でできているのか
      ――生命の起源を探る
アミノ酸は「左手型」、糖は「右手型」
・タンパク質は、20種類のアミノ酸がたくさん連なったものです。かつ、そのアミノ酸の連なりが折りたたまれてり、その折りたたまれた形状が、タンパク質の働きにとって重要です。タンパク質を構成しているアミノ酸の種類だけでなく、その形状がタンパク質の働きに大きく影響しているのです。
・生命に使用されているアミノ酸は、左手型アミノ酸です。左手型アミノ酸と右手型アミノ酸は、似てはいますがその形状は異なり、鏡に映したかのような関係にあります。
・生命体においては糖も重要な役割を果たしています。特に、糖はDNAの材料にもなっています。糖にも、アミノ酸と同じように左手型、右手型があるのですが、生命における糖は、基本的に右手型が使われているのです。
・生命のアミノ酸が基本的に左手型であったのとは逆で、生命の糖は基本的に右手型なのですが、この点も長年の謎とされています。
・アミノ酸の場合と同様に、糖についても型の問題は生命にとって非常に重大です。
・特に、DNAは右手型の糖で作られていますが、DNAに左手型の糖が混入してしまうと、DNAが持つ生命の設計図が壊されてしまうおそれがあります。

アミノ酸を「左手型」に偏らせる特殊な光――円偏光
・宇宙空間には、アミノ酸の材料になりそうな物質(水や二酸化炭素、アンモニアなど)はいろいろなところで見つかっています。材料は豊富にあるということです。

アミノ酸の種となる「前駆体(ぜんくたい)」の役割
・アミノ酸の前駆体とは、アミノ酸のもとになる、「種」のような物質のことです。この前駆体を水の中に放り込めば、アミノ酸になります。
・宇宙空間に漂っているガスから、アミノ酸の前駆体を含んでいる混合物を作ることができます。

星の赤ちゃんの揺りかご、オリオン大星雲
特殊な光である円偏光によって、アミノ酸(もしくはアミノ酸の種である前駆体)の型に偏りができること、そしてそれらが宇宙から隕石によってもたらされた可能性が高いことがわかりました。

私たちの太陽系とオリオン大星雲の共通点
・オリオン大星雲には巨大な円偏光が広がっており、そこで生まれている太陽に似た星たちは、その円偏光にさらされていることがわかりました。このような状況は、実は私たちの住む太陽系も過去に経験していた可能性があります。
原始の太陽系が円偏光にさらされて、周辺の物質にアミノ酸の左手型への偏りが作りだされ、隕石のもとになる物体などに左手型への偏りが残されたのでしょう。
・その後、初期の地球がある程度冷えたところで、大量の隕石の地球への落下と共に、その左手型への偏りが地球に持ち込まれて、左手型のアミノ酸が増殖し、のちの生命へつながったと考えられます。
・そして、こういったことは、地球以外の場所でも起こっているのかもしれません。
・オリオン大星雲というのは、星雲が星を生みだしはじめてから、せいぜい100万年ぐらいしか経っていません。
・一方、太陽や地球は、生まれてからすでに約46億年も経ってしまっています。そのため、過去に太陽系を生みだした星雲は、太陽からの風や光などで吹き飛ばされてしまうなどして、すでになくなっています。


第5章 地球外に生命は存在するか
宇宙放射線から私たちを守るもの
・地球の周りには地球固有の磁気の領域、磁気圏があります。
・この地球の巨大な磁気圏が、太陽風などから地球を守っています。
・また、地球の大気も地球上の生命を、放射線などから守っています。

水が放つ電波レーザー
・宇宙ではいろいろなところに水という物質が(液体の状態ではないが)見つかっています。
・宇宙空間における水についての興味深い現象として、水がある種のレーザーを放っていることが知られています。
・このレーザーを探すことで、水の存在を確かめることができるのです。

私たちの血、宇宙生命体の血
・地球の生命は、水によってつくられた天気のもとで、液体の水の流れの中で生きています。
・実際、人間を構成している物質の大半が(液体の)水です。

2009年、月から水が発見される
・以前は、月には水はないと考えられていました。ところが、2009年、月に水(正確には氷)が見つかったのです。

彗星のアミノ酸
・彗星に関する近年の大きな発見は、アミノ酸が見つかったことです。
・また、彗星からは水もみつかっています。
・こういったことからも、生命の誕生に必要であったものが、初期の地球へ宇宙から持ち込まれたことがうかがえます。

地球外生命との交信――SET1
・地球外の、人間のような知的な生命体を探すことは、「SET1」と呼ばれています。


第6章 恐竜だけじゃない! 地球生命の大量絶滅の可能性
太陽と地球の最後は――星の寿命と道連れにされる生命
・太陽は現在、太陽の中心部において、原子核融合が起きていることで光っています。


終章 私たち生命を形作る物質は、どこから来て、どこに行くのか
宇宙の始まりと循環宇宙
・宇宙にはたくさんの銀河が存在していますが、それらの銀河は、もれなく地球から遠ざかっている。
・しかも、より遠くにある銀河はほど、より速く遠ざかっている。
・これらのことなどから、現在の宇宙は膨張している。
・しかも、現在の宇宙の膨張は加速していると考えられています。
・この原因として、暗黒エネルギーと呼ばれる謎のエネルギーが、10年ぐらい前から考えられるようになってきました。いまだにその正体ははっきりとしていません。
・宇宙が膨張しているならば、過去の宇宙に時間をさかのぼっていくと、宇宙は逆に収縮していくことになります。
・宇宙にはたくさんの銀河や星、惑星などがあるのですから、宇宙が縮小して狭くなれば、ぎゅうぎゅう詰めになっていくでしょう。
・どんどんぎゅうぎゅう詰めになるにつれて、宇宙は高温・高圧になっていきます。
・およそ137億年前、宇宙は、超高温・超高圧の世界であったと考えられています。
・宇宙が超高温・超高圧であるために、宇宙の物質は、ばらばらになり、電離してプラズマ状態にありました。光ですらプラズマの中に閉じこめられていました。
・宇宙の最初の状況はまだよくわかっていませんが、最初はきわめて小さな「ゆらぎ」にすぎなかった宇宙が、ほんの一瞬で急激に膨れあがり、超高温・超高圧の宇宙になったのではないかと考えられています。宇宙の始まりから1秒もかからない一瞬の出来事です。
・当初、超高温・超高圧であった宇宙は、膨張するにつれて温度が低くなっていきました。
・プラズマになっていた物資は、現在のような普通の物質となりました。
・宇宙空間に散らばっていた普通の物質がところどころで集まっていって、その後、星や惑星につながっていきます。

・この広い宇宙空間に浮遊している普通の物質は、この普通の物質が持つ重力だけで集まっていったわけではないと考えられています。
・これらの普通の物質がどのように集まるかについて大きな影響を担っているものとして、暗黒物質(ダークマター)と呼ばれる謎の物質が考えられています。
・宇宙の初期において、クモの巣のように宇宙空間に分布していた暗黒物質に、普通の物質が、暗黒物質の重力によって引き寄せられて集まることで、星が生まれ、銀河が生れてきたのではないかと考えられています。
・最近の観測からは、全宇宙の内容物のおよそ76%が暗黒エネルギーであることが示されています。
・暗黒物質の占める割合が約20%です。
・そして、普通の物質、つまり星や惑星、宇宙に漂う塵やガス、そして生命を形作っている物質などが占める割合は、全宇宙ですべて足し合わせたとしても、約4%程度しかないと見積もられています。
・この宇宙は、その正体は不明ですが、謎の物質とエネルギーがいっぱいあるようなのです。

・現在の宇宙が生まれた当初は、水素やヘリウム(あとは少量のリチウム)という軽い元素しか生まれなかったと考えられています。
・物質のもとである元素の現在知られている種類は100個を超えていますが、その中でも最も軽い2種類の元素、すなわち水素やヘリウムが大量に存在していたということです。
・たとえばアミノ酸には、水素やヘリウムよりも重たい元素である炭素などが必要ですから、宇宙が生まれた当初にはアミノ酸は存在できなかったわけです。
・水も、酸素という重たい元素が含まれていますから存在できません。岩石などが必要な惑星も存在することはできませんでした。
・これらはすべて、宇宙が生まれた当初には、まったく存在できなかったのです。
・こういった重たい元素は、現在の宇宙が生まれた後、星が生まれ、星の内部で作られてきたと考えられています。
・星の中は高い温度と密度になっており、元素の合成(核反応)によって、別の元素を作りだすことができるのです。

・星は内部の燃料を使って光っていますが、燃料がなくなれば寿命を迎えます。
・太陽のようなタイプの星が寿命を迎えると、その星の大気は宇宙空間に散らばり、星の内部にあった物質を宇宙空間へまき散らすことになります。
・中心には「白色矮星」と呼ばれる灰になった星が残されます。
・太陽よりもずっと重い星は、その星の寿命が尽きたとき、星そのものが大爆発を起こします。これは超新星爆発(ここでは重力崩壊型超新星爆発)と呼ばれ、地球から観測できるほど明るく光ります。
・このきわめて大規模な爆発により、さらに多様な元素が生みだされ、爆発によって宇宙空間へばらまかれています。
・なお、超新星爆発の後にはブラックホールや中性子星といった極限の天体が残されます。
・この宇宙では、ある星が寿命を迎えるたびに、その星で作られた元素が宇宙空間へばらまかれているのです。

・星や惑星は、もともは宇宙に漂うガスや塵が重力などによって集まってできたものです。
・星の死によってばらまかれた物質は、その星の死と共に宇宙での役目を終えるわけではありません。
・それらの物質の一部は再び集まり、新たな星や惑星(そして生命)の材料になるのです。
・宇宙空間に漂う物質は、あるときは集合して星や惑星となり、あるときは星の死と共に宇宙空間へ再び離散していきます。


  ―― 完 ――