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第二話　ミトコンドリアの策略

　　　「ミトコンドリア」をはじめて知るのは高校の生物の教科書でしょう。「細胞の中にあって、Ａ
　　ＴＰ（アデノシン三リン酸）というエネルギーを作り出す器官です」という記述だと思います。そ
　　して今は「パラサイトイブ」「ミトコンドリアイブ」という言葉の中で話題に上ることが多く、世界
　　各国で研究が進められている細胞の中の小さな器官です。多くの不思議を秘めたミトコンド
　　リアのほんの一端をご紹介します。

　　　私たちの基本構造の細胞一個一個にミトコンドリアは１個から数千個あります。私たちの
　　体の中にあるのだから、もちろん生死もいっしょです。でもなんとこの小さな器官は、大昔は
　　他の生物だったのです。なんで違う生物がからだの中に？それも細胞の中に！まるで寄生
　　（パラサイト）のようです。大昔というのは人間も単細胞の生物だった時代です。今から４０　
　　億年前の地球に、これから生命となるべき物質が現れます。それはやがて原核生物という
　　生物の起源と呼ばれるのもに進化します。でもまだ生物の設計図である遺伝子情報ＤＮＡ
　　は細胞の中にそのまま漂っていました。そこから生物は大きく真正細菌、古細菌、原始真　
　　核生物へと枝分かれて進化をしました。リボソームＲＮＡという細胞の中の物質を比較する
　　ことで分けられた分類です。それは遺伝子に残された生命誕生からの足跡と言っていいで
　　しょう。真正細菌、古細菌の中には火山の噴火口近くの熱水や強酸性の湖の中という過酷
　　な条件の中に生息しているものがいて、生命誕生時の環境をうかがい知ることができま　　
　　す。

　　　原始真核生物はやがて遺伝子を守るために二重の膜でできている核膜を作って、その　
　　中に遺伝子を保管する真核生物となり、劇的に姿も形も進化していきました。でもなんで原
　　核生物が生命誕生当時とほとんど変わらないような姿なのに、真核生物はこんなに劇的に
　　進化し今の地球に繁栄していったのでしょう。そこに大きくかかわってくるのがミトコンドリア
　　なのです。

　　　４０億年前の生命誕生当時の地球の環境は今とは似つかない過酷なものです。大気は　
　　二酸化炭素、メタン、アンモニア、硫化水素など、紫外線も遮られることなく地表に降り注　
　　ぎ、月は今の１０分の１の距離にあったため、強力な潮汐力にが働き荒れ狂う海。そんな　
　　環境の中、原核生物で真正細菌の葉緑体の先祖は二酸化炭素と太陽光、水を利用してブ
　　ドウ糖と酸素を作り出す光合成の能力を獲得しました。ブドウ糖はＡＴＰと同じく生命活動の
　　エネルギー源です。これにより地球上に酸素が蓄積していったのです。ところが意外に思　
　　われますが酸素は生物にとってきわめて危険な物質なのです。酸素は回りにある物質と結
　　合する力が強く、ＤＮＡやたんぱく質といった重要な物質が酸化されて壊され機能しなくして
　　しまいます。酸素が増えていくことは、多くの生物にとって危機的な状況となってしまったの
　　です。

　　　しかし生命はなんて狡猾なんでしょう。今度はその危険な酸素を利用して、さらに莫大な　
　　エネルギーＡＴＰを得ることができるミトコンドリアの先祖が、またしても原核生物の真正細　
　　菌から現れました。地上に蓄積していた酸素により危機的な状況に陥っていた原始真核生
　　物にとって、ミトコンドリアは有害な酸素を水に変えることができただけでなく、ブドウ糖を得
　　るときよりも莫大なエネルギーを得ることができる、まさに救世主だったのです。それはとっ
　　ても魅力的だったでしょう。狡猾な真核生物は自らの細胞内にミトコンドリアを取り込み、酸
　　素を処理して有効に利用したのです。このことによって酸素から逃れるために酸素のない　
　　地底や過酷な条件に身を置いた原核生物とは反対に、真核生物は酸素に満ちた地表に躍
　　り出て、繁栄の道を歩み始めました。植物に至っては、太陽光と二酸化炭素からエネルギ
　　ーを得る能力を得た葉緑体の先祖をも取り込んでしまいました。このように元は別の単細　
　　胞生物が１つの細胞の中で共存し、新しい１つの生物となることを細胞内共生といいます。
　　その証拠は、宿主の細胞の核とは別にミトコンドリア内にも独自の核が存在するのと、ミト　
　　コンドリア内の核の性質がバクテリアなどの原核生物によく似ていることがあげられていま
　　す。

　　　真核生物に取り込まれてしまったミトコンドリアは、逃げ出さないように宿主の支配を受け
　　ることになります。宿主はミトコンドリアの大切なＤＮＡの大部分を、宿主の核の中に抜き取
　　ってしまったのです。またミトコンドリアが細胞分裂するときも宿主の核がコントロールし、さ
　　らに雄の細胞にあったミトコンドリアは分裂時に宿主が作った酵素によって分解され、その
　　結果、母方の遺伝子しか伝わらないのです。これは雄、雌が混ざり合うことによって多様性
　　が発現し、独自に進化するのを抑えるためではないかと言われています。これで真核生物
　　は自分のいいなりになるエネルギー生産工場を得ることができ、地球上に進化、繁栄して　
　　いきました。

　　　でもちょっと待って。これではミトコンドリアは利用されっぱなし？酸素を利用する原核生　
　　物はどうなってしまったの？今までの話はあくまでも宿主の都合から見た解釈です。ミトコン
　　ドリアの思惑はなかったのか？！ミトコンドリア側からの解釈もあるはずです。

　　　ミトコンドリアの先祖は莫大なエネルギーを生産する能力を得ることができた代償として、
　　自らの身を危険にさらすことにもなったのです。それは酸素を使ってエネルギーを得る方法
　　（酸素呼吸）の時に発生する”活性酸素”。活性酸素は酸素以上に危険な物質で、強力な　
　　酸化作用によりＤＮＡを破壊したり変異を起こしたりします。それに対抗する為に活性酸素
　　の働きを抑える酵素を作ったりしましたが、この強力な物質から完全に危険を避けることは
　　出来ません。そこで目を付けたのが安全な核膜を持つ真核生物。ミトコンドリアは原始真核
　　生物の中に入り込み、自らの核を寄生した宿主の安全な核膜の中に避難させたのではな
　　いのか。細胞内共生はミトコンドリアの策略ではないのか？！ほとんどすべての真核生物
　　の細胞に含まれるミトコンドリアの地球上での数は膨大なものになります。人間一人でも　
　　６０兆個の細胞で出来ていて、それぞれに２０００個のミトコンドリアが含まれているとする　
　　と、１２京個。それが地球上には６０億人。人間以外のすべての種について考えたらこれは
　　もうとんでもない数字になります。これを大繁栄と言わざるしてしかりです。

　　　ミトコンドリアの本意は分かりませんが、数十億年にもおよぶ宿主との共生が現在も続い
　　ていて、それは進化の一過程にすぎないことは間違いないのです。これからこの関係がど
　　のようになるのかは、生命の狡猾で巧妙な企みに身をゆだねるしかありません。現在、ミト
　　コンドリアは「老化原因」「アポトーシス（プログラム細胞死）」にかかわっているのではない　
　　かという研究が盛んに行われており、これからも新しい発見が私たちを驚かせてくれること
　　でしょう。

　　　生命が誕生して以来、小さな細胞に意志があるかのように、生き残りをかけて繰り広げら
　　れる試行錯誤の試み。おそらくは失敗し絶滅したものあったでしょう。しかしどんな時でも生
　　命は生きる道を探すという強さには驚くばかりです。　　　　　　　　　　　　　（２００３．８．２２）

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第一話　金に秘められた壮大な物語

　　　金の指輪、ネックレス、延べ棒と黄金はみんな大好き。昔から金は富と名声の証として、
　　崇拝されてきました。人を魅了する輝きと普遍性。錬金術師がかなえられなかった夢、金は
　　どうやって作られるのだろう？と素朴な疑問から壮大な物語が見えてきます。

　　　この金の物語はＮＨＫの番組で知りました。わには驚いた。

　　　まずは簡単に元素のお話。私たちの体からこの世に存在するあらゆるものまでを構成し
　　ている最小単位。もう超ミクロな世界。プラスの電荷の陽子と中性子がある中心の原子核　
　　の回りに、陽子と同じ数だけ電子が回っています。ちなみに一番小さい水素元素（Ｈ）は電
　　子１個。２個はヘリウム（Ｈｅ）。金は７９番目の重い元素です。

　　　次に我々のいのちの源の太陽のお話。太陽くらいの大きさの恒星の寿命は１００億才くら
　　いといわれてます。今は半分くらいの５０億才、質量は１．９８９１×１０の３０乗キログラム。
　　寿命を迎えるとどんどん膨張し、高温になり、やがて赤色巨星とよばれる巨大な星に、そし
　　て最後に爆発して惑星状星雲となり、自らを作っていた物質を宇宙空間に吹き飛ばしま　　
　　す。太陽の８倍から３０倍くらいの質量の恒星になると、寿命がくるとそのエネルギーと重さ
　　のために、超新星爆発と呼ばれる激しい爆発を起こし、中心部に中性子星というとてつもな
　　い高質量の塊ができます。スプーン１杯くらいの大きさが数十億トンという想像もできないも
　　の。それ以上の質量の恒星はその爆発時のエネルギーのため光も逃さない重力のブラッ
　　クホールとなると言われています。

　　　太陽では水素原子２個がヘリウムとなる核融合反応が起こっていて、その際に私たちが
　　目に出来る光や熱、宇宙線などのエネルギーを自ら放出しています。太陽が最後を迎える
　　赤色巨星では中心部が２億度というすさまじい高温になっても、核融合でできるのはせいぜ
　　い８番目に重い元素の酸素（Ｏ）まで。７９番目の金ができるには５０億度という中性子星を
　　作り出すくらいのエネルギーが必要になります。それでも今地球上に存在している金の量を
　　考えると、そのくらいのエネルギーでは少なすぎます。そこで今考えられているのは中性子
　　星同士の衝突というもの。そこでは想像を絶する高温のエネルギーが発生し、金をはじめ　
　　多くの重い元素が作られるとされています。

　　　もうスケールが大きすぎてピンとこないけど、指輪やネックレスに使われる金の誕生に、と
　　てつもないすごいことが起こっていたなんて、驚きませんか？

　　　そこに見えてくるのは、すべての物質は元素から成り立っていて、その元素は星の死によ
　　って作られているということ。宇宙が誕生して間もないころは水素とヘリウムだけで出来て　
　　いたのに、それから星が生まれて爆発してを繰り返して、多様な元素が作り出されました。
　　この地球や空気、水そして生き物も、壮大な宇宙のドラマの結果、生み出されたものなので
　　す。すべてのものが宇宙の申し子。すごいことじゃないですか？！こんなことを考えながら　
　　星空を見ると、悩み事も小さな事。すべてのものがまた別の星を作る元素へと帰っていくの
　　です。金に秘められた壮大な宇宙の物語。いかがでしたか？

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