プレートのこと

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先週勃発した熊本地震には驚かされました。

九州は地震とは無縁と思っていただけに、改めて日本に住んでいる以上はこの災害からは無縁ではいられない、と痛感した人も多いでしょう。

さらに余震は続いており、既に刻まれた大きなつめ跡に加えて、さらなる被害の拡大が心配されています。

この地震が、九州を北東から南西に向かって走る断層帯によるものであることは、みなさんも繰り返しの報道でよくご存知のところです。

また、この「断層」というものについていまさら説明を加える必要はないでしょう。地下の地層もしくは岩盤に力が加わって割れ、割れた面に沿ってずれ動いて食い違いが生じた状態を指します。

岩盤に圧縮や引張などの力が加わると、その歪みは時間の経過とともに次第に大きくなっていき、岩盤は初めわずかに変形するだけですが、やがて周囲に小さな割れ目が数多く形成されていきます。そしてさらに時間の経過とともにエネルギーが蓄積され続け、やがてある時にエネルギーが放出されるとともに、岩盤は大きく割れてしまいます。

このとき、岩盤が割れるときに、地表面に放出されるエネルギー波の衝撃が伝わりますが、これがすなわち地震です。

一方、いったんエネルギーが放出された断層においても、長い事件を経て再び同様のエネルギーが蓄えられます。しかし、エネルギーを貯めつつも、岩盤は大きく割れずに残り、大きな地震が発生しない場合があります。この場合、さらに力を加えていくと、大きく割れる予定の岩盤の周囲の小さな割れ目は増え続けていきます。

これを繰り返していくと、さらに小さな割れ目と割れ目の間に、互いに共役関係にある多数の割れ目、断層が形成されますが、これら無数の断層を総称して「断層帯」といいます。

これら一連の割れ目こそが地震エネルギーを貯める巣窟であり、そのひとつの断層帯がいったん破裂すると、他の断層帯も次々と誘発されて多数の地震が連続して起こる、ということが起きる場合があります。

今回の熊本の地震も、九州にいくつかあるこうした断層帯がそれぞれ影響しあって一機にエネルギーを放出し始めたと考えることができ、九州以外にも日本には数多くのこうした断層帯が数多く存在します。

断層帯、といちいち「帯」をつけるのがめんどうくさいので、これを単に「断層」と呼ぶことも多いようです。

この断層のうち、極めて近き時代まで地殻運動を繰り返した断層であって、今後もなお活動するべき可能性のある断層のことを特に「活断層」といいます。

この「極めて近き時代」とは、一般に新生代第四紀を指します。地上では恐竜が絶滅し、海中ではアンモノイドと海生爬虫類が絶滅した後の時代であり、我々人類の祖先である哺乳類と鳥類が繁栄し始めたころのことです。

だいたい「数十万年前」とされますが、地質学者が勝手に決めた目安であり、あくまで便宜的なものであることから、その曖昧さが指摘されています。最近、原発の下に活断層がある、と論議の対象になることが多くなってきていますが、それが本当に活断層といえるのか、といった議論でいつも揉めるのはそのためです。

それにしても、この地上の岩盤に断層を生じさせるほどの外力とはいったい何なのでしょうか。

一般によく言われるのは、火山活動によるマグマの移動、ということで、これにより岩盤に圧縮や引っ張り、あるいはずれ(せん断)などの応力が発生することで、断層がずれるとされます。

今回地震が起こった熊本や大分に近いところには阿蘇山があり、その下にあるマグマの動きが引き金になったことは十分考えられます。今のところまだその関連性は明らかになっていませんがが、おそらくは深く関係しているものと推定されます。

ではなぜ、こうしたマグマの動きが活発になるか、といえば、これは地球の表面を覆っている「地殻」の下にあるマントルが原因といわれています。

マントル(mantle)とは英語で、「覆い」の意味です。地球のような惑星だけでなく、月などの衛星などにもある内部構造で、地球の中心にあるとされる核(コア)の外側にある層です。

地殻を形成する岩盤よりもずっと比重の重い物質でできており、これが地殻の下で対流にすることによって、その上を覆っているプレートの生成・移動・衝突・すれ違いが生じる、といわれています。

地球型惑星などでは金属の核に対しマントルは岩石からなり、さらに外側には、岩石からなるがわずかに組成や物性が違う膜があり、これが地殻です。マントルが冷え固まった薄い膜のようなものと考えられており、これがすなわち我々が家を建てたりして住んでいる大地そのものであるわけです。

全地球がこの薄い膜で覆われていると考えられており、十数枚にわかれていて、それぞれの岩盤の厚さはだいたい100kmほどあります。100kmというとすごい数字だと思われるかもしれませんが、地球の半径6371kmに比較すればわずか1.6%にすぎません。

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プレートというのは、この分かれている地殻のひとつひとつの断片のことです。正確にはテクトニック・プレート(tectonic plate)といいます。プレートには、大陸プレートと海洋プレートがあり、海洋プレートのほうが、大陸プレートよりもより強固で密度が高いため、2つがぶつかると海洋プレートは大陸プレートの下に沈んでいくことになります。

また、地下のマグマの上昇によりプレートに亀裂ができ、連続してマグマが上昇し続けると、その後プレートが分断されて両側に分かれる、といった現象もおきます。

こうした地殻付近で起こるダイナミックな地質的な変動理論を総称して「プレートテクトニクス(plate tectonics)」といいます。聞いたこともある人も多いでしょう。プレート理論ともいい、1960年代後半以降に発展した地球科学の学説です。

地球の表面が、何枚かの固い岩盤(「プレート」と呼ぶ)で構成されており、このプレートが、海溝に沈み込むことが重みが移動する主な力になり、対流するマントルに乗って互いに動いていると説明される理論です。

1912年に、ドイツ人の科学者、アルフレッド・ウェゲナーが提唱した「大陸移動説」が、そのアイデアの元になっています。ちなみに、この人の名のこれは英語読みで、ドイツ語読みでは、「アルフレート・ヴェーゲナー」のほうが近い音になるようです。

彼は、かつて地球上にはパンゲア大陸と呼ばれる一つの超大陸のみが存在し、これが中生代末より分離・移動し、現在のような大陸の分布になったと、説明しました。

元は一つの大陸であったとするこの仮説における有力な証拠のひとつとして、大西洋をはさんだ北アメリカ大陸・南アメリカ大陸とヨーロッパ・アフリカ大陸の海岸線が相似している、ということでした。また、両岸で発掘された古生物の化石も一致することなどもそれを裏付けている、としました。

しかし、当時の人には、大陸が動くこと自体が考えられないことであり、信じがたいことでした。さらにウェーゲナーの大陸移動説では、大陸が移動する原動力を地球の自転による遠心力と潮汐力に求めていました。その結果、赤道方向と西方へ動くものとしており、その説明にはいまひとつ説得力ありませんでした。

このため、彼が生存している間は注目される説ではありませんでしたが、ウェーゲナーの死後約30年後の1950年代~1960年代に、大陸移動の原動力こそがマントル対流であるという仮説が唱えられました。

さらに岩石に残された過去の地磁気の調査によって「大陸が移動した」と考えなければ説明できない事実が判明したことから、大陸移動説は息を吹き返しました。

それまでの通説は、古生代までアフリカ大陸と南アメリカ大陸との間には狭い陸地が存在するとした「陸橋説」でした。

陸橋とは文字通り、細長い橋のような大陸です。ベーリング海峡のように、今は海になっているものの、かつて陸地として自由に動植物が行き来できた場所を「沈降陸橋」といいます。これを南アメリカとアフリカを大西洋南部でつなぐ「南大西洋陸橋」、南アフリカ・マダガスカルとインドをつなぐ「レムリア陸橋」といったふうに呼びます。

こうした陸橋があることによって、広い海で隔てられた別々の大陸に、同じ種類の、あるいはごく近縁な動植物が隔離分布していることが説明できる、とされたものであり、こうした陸橋が、大陸と大陸の間にもかつてあったものが、今は深い海洋底に沈んでいる、とする説でした。

この説の前提として、地球が現在も冷却していっているため地殻が収縮していくとする「地球収縮説」がありました。収縮活動によって高くなったところが山になり、逆に沈降したところが海になったというもので、ウェーゲナーの時代ではまだ有力な説でした。陸橋説では大陸が沈む理由をこの収縮説を使って説明していました。

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しかし、この陸橋説は、その後発表されたアイソスタシー理論によって否定されました。アイソスタシー(isostasy)とは、重く流動性のあるマントルの上に、比較的軽い地殻が浮かんでいて、どんぶらこどんぶらこと流れている、というアイデアです。1855年にイギリス人の天文学者、ジョージ・ビドル・エアリーが提唱しました。

アイソ(iso)とは、「等しい」という意味で、地殻が浮くためには、地殻の荷重と地殻に働く浮力がつりあっているとする説であり、「地殻均衡説」ともいいます。

しかし、アイソスタシー理論だけでは、なぜマントルの上を地殻が移動するのか、その移動の原動力はなんなのかについては説明できません。

この問題を解決したのが、イギリス人の地質学者、アーサー・ホームズです。彼は1928年に地球内部には「熱対流」があり、マントルが、地球の表面各地で、一定の深さでぐるぐると対流している、とする「対流説」を唱えてこれを説明しました。

その後、古地磁気学分野での研究が進展し、海洋底の磁気異常の様相が明らかになったこともあり、1960年代にはさらにはアメリカ人の地球物理学者、ロバート・ディーツが「海洋底拡大説」を唱えました。

これは、地球内部のマントルが太平洋や大西洋の海の底の「中央海嶺」でマグマとなって上昇し、新しく海底の岩盤を作るため、海底が中央海嶺の両側へ拡大するという仮説です。拡大する一方、これとは別の端にある海溝ではその岩盤が沈みこみ、結果として大規模な物質循環が起こって大洋底が徐々に更新されているとするため、海洋更新説ともいいます。

こうして「地殻均衡説」「対流説」「海洋底拡大説」の3つの説、これを全てをまとめて発表されたのが、プレートテクトニクス理論です。スコットランド系カナダ人の地球物理学者で地質学者のツゾー・ウィルソンによって、1968年に提唱されました。

この功績によってウィルソンは、カナダ勲章のオフィサー(Officer)を1969年に受賞し、さらにカナダ勲章最高位であるコンパニオン(Companion)を1974年に受賞しました。またカナダとロンドンの王立協会のフェローとなったほか、トロント大学エリンダール校の学長に就任しています。

またテレビ番組「The Planet of Man」の主宰者としてカナダ国民に親しまれましたが、1993年に84歳で亡くなっています。

こうしてウェーゲナーの提唱した大陸移動説を数多くの学者がそれぞれ発展させる形でプレートテクトニクス理論が提唱され、地殻変動を総合的に説明できる説が完成しました。

しかしやはり一番の功績者は最初に大陸が移動する、という大胆な考え方を思いついたウェーゲナー自身であり、彼の提唱した大陸移動説は「古くて最も新しい地質学」として再評価され、現在では高く評価されるようになっています。

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このウェーゲナーという人の人生をもう少し詳しく見てみましょう。正しい名前は、Alfred Lothar Wegenerであり、1880年11月1日 にドイツで生まれ、1930年11月2日、ちょうど誕生日の次の日に50歳で亡くなっています。

もともとは気象学者であり、地質学とは無縁の人です。が、現在では気象学者や地質学者も含めて地球物理学者とすることも多いわけであり、気象学と地質学は兄弟のようなものです。1908年、28歳からマールブルク大学で教鞭を執るようになり、1924年、44歳でオーストリアのグラーツ大学の教授に就任しました。

義父(妻の父親)は「ケッペンの気候区分」で有名なロシア出身のドイツ人気象学者ウラジミール・ペーター・ケッペンです。ドイツ学派の気候学の大成者として著名であり、彼の考案したケッペンの気候区分は、改良を加えられながら現在も広く使われています。

ケッペンは、おそらくは同じ研究対象である気象つながりでウェーゲナーと知り合い、才能のある男と見込んで、実の娘を嫁がせたのでしょう。

一方のウェーゲナーは、リヒャルト・ウェーゲナーと妻アンナの間に生まれた5人の子の末っ子でした。しかし、ケッペンのように、けっして学究者の家柄に生まれたわけではありません。彼の父、リチャード・ウェゲナーは、で神学者であり牧師でした。

この信仰心の篤い家庭で育てられたウェーゲナーは幼いころから神童と言われていたようです。ベルリンの高校を首席で卒業し、その後大学では物理学、気象学や天文学を学んだあと、ベルリン市内のウラニア天文台でアシスタントの職に就きました。その後、フリードリヒ大学(今日のフンボルト大学)に入学して、1905年、25歳で天文学の博士号を取得。

その年に、同じベルリンにあるリンデン天文台に勤務するようになりました。ここでは、気象学や極地研究に携わる一方、気象観測のための気球に興味を持ち、これを用いた気象調査を実施するようになります。そしてやがては高層気象観測技術における先駆者といわれるようになりました。

一方では、冒険家としての一面もあり、同じ気象台に努めていた兄の気象科学者、クルト・ウェーゲナーとともに気球に乗って滞空コンテストに参加し、当時の最長滞空の世界最高記録である52.5時間を達成しています。

また、ウェーゲナーは1906年にこの気球を使ってグリーンランドに遠征しており、ここで2年間かけてデンマークの探検隊と共に滞在し、気象観測を行うとともに、同島の北東岸の地図作りの手伝いをしたりしています。

1910年、30歳になったとき、この当時はまだ珍しかった世界地図を見て、南大西洋を挟んで、南アメリカ大陸の東海岸線とアフリカ大陸の西海岸線がよく似ていることに気づきます。そしてこれが大陸移動説のアイデアの元となりました。

1912年にはフランクフルトで開かれたドイツ地質学会で初めて大陸移動説を発表。1915年にその主著「大陸と海洋の起源」の中で、地質学・古生物学・古気候学などの資料を元にして、中生代には大西洋は存在せず、現在は大西洋をはさむ四大陸が分離して移動を開始、大西洋ができたとする「大陸移動説」を主張しました。

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ところが、ウェーゲナーの専門は気象学であり、地質学は専門外であったため、なかなか彼の主張は認められませんでした。また、当時の地質学は今日では古典的とされる化石の研究や同一地点の地層の重なりを調べる「層序学」を主流の手法としており、気象学者である彼の言い分に耳を傾ける人は多くはありませんでした。

そんな彼の新説に対して同意し、援助を惜しまなかったのは義父のケッペンでした。1919年、39歳のとき、ウェーゲナーは、ケッペンの後任としてハンブルクの海洋観測所気象研究部門長となり、「大陸と海洋の起源」第2版を出しました。ケッペンも古気候学者として協力し、1922年には第3版が出版されました。

1929年、49歳のときには「大陸と海洋の起源」の第4版を出版。この中で、南北アメリカ大陸だけでなく、こんにち存在するすべての大陸は1つの巨大大陸「パンゲア」であったこと、しかし約2億年前に分裂して別々に漂流し、現在の位置および形状に至ったとする説を発表します。

またこの版においては、各大陸の岩石の連続性や氷河の痕跡、石炭層や古生物の分布などから漂流前の北アメリカとユーラシア大陸が1つのローラシア大陸であったこと、南アメリカとアフリカがゴンドワナ大陸であったことを説きました。

しかし当時の地質学者たちは化石に基づく研究から彼が主張する大陸移動の根拠を上述の「陸橋説」で説明し、「大陸は沈む事はあっても動くことはない」として批判しました。

一方、大陸が移動する原動力は地球の自転による遠心力と潮汐力だと主張する彼の説明には矛盾も多く、これをうまく説明できなかったウェーゲナーの説は、またも完全に否定されてしまいます。実は第4版で彼はマントル対流にまで言及していたものの、これが大陸移動の原動力であると彼は気づいておらず、この点は残念でした。

ウェーゲナーはそれまでの実績から、気象学分野、とくに大気熱力学においては一人者といわれていました。しかし、それでだけでは満足せず、大陸移動説をもって地質学の分野でも認められようと一層の努力を惜しみませんでした。

このため、大陸移動の根拠を探すために、1906年に始めて訪れたグリーンランドで何度も探査を行い、第一次世界大戦をはさんで、ここに4回も遠征しています。

ドイツ政府も彼の実績には敬意を持っていため、援助を惜しんでおらず、このため1929年に行われた3度目の遠征の際には、この当時としては革新的なプロペラ駆動型のスノーモービルを使用しています。ふんだんな調査費用があったことの表れでしょう。

1930年に行われた4度目の、そして最後の遠征で彼は、同僚の気象学者フリッツ・ロエベと13人のイヌイット(グリーンランド人)を連れて9月に現地に乗りこみました。しかし、この年のグリーンランドの気象は荒れに荒れ、旅の間、温度はマイナス60℃に達しました。

この厳しい寒さでロエベのつま先が凍傷にかかったため、ウェーゲナーは12人のイヌイットとともに彼をキャンプに戻し、彼自身は一人のイヌイットともに現場に残り、調査を続けようとしました。

しかし、やがては食糧不足から橇を引いていた犬を殺して食べざるを得ないような状況にまで追い込まれました。最後にはキャンプに戻ろうとしたようですが、その後同僚のイヌイットとはぐれ、消息と経ち、戻ってくることはありませんでした。もう一人のイヌイットだけはキャンプ無事たどり着きました。

半年後の1931年5月12日に、ウェゲナーの遺体は発見されました。最終目的地とキャンプのちょうど中間地点でした。彼は晩年に至るまでヘビースモーカーであり、また心臓発作の持病を持っていたといわれており、おそらくは過労も加わったためにキャンプに帰還できるだけの体力が残っていなかったと推定されます。

冒頭でも述べたとおり、亡くなったのはちょうど50歳の誕生日の翌日と推定されています。
彼の墓は、遺体が発見されたグリーンランドのその場所にあります。大きな十字架が立てられ、その墓標には「偉大なる気象学者であった」と記されています。しかし、大陸移動説については何も触れられていません。

彼はこの最後の遠征に臨む直前、「大陸と海洋の起源」の最終版である第5版を用意していましたが、その死により、この版は未出版のままとなっています。

その後、上述のとおり、彼の死後この大陸移動説は世界中の人々に信じられるようになりました。ただし、彼の説は、海底面を構成する地層の上を大陸自らが滑り動くとするものであり、海底面もがその表面に露出する大陸を伴って動くとするプレートテクトニクス理論とはメカニズムが異なります。

しかし、「大陸が動く」というコペルニクス的な発想の変換がその後の地質学にもたらした
影響は大きく、とくに地震国である日本では、地震学の進展の上においても、この理論の導入は大きな恩恵をもたらしました。

その日本においては、このウェーゲナーの大陸移動説から発展したプレートテクトニクス理論は、戦前には既に紹介されていました。ただし、この時代にはまだやはり「異端の説」という扱いでした。

この時期にこの説を信じる地質学者はほとんどおらず、当然、科学雑誌などに掲載されることは多くなく、ほとんどフィクション上の話と思われていました。しかし、戦後すぐのころから広く認知されるようになり、それを知った医者であり漫画家の手塚治虫は「ジャングル大帝」(1950~ 1954年)の中で大陸移動説について描いています。

同作品のクライマックスは、大陸移動説の証拠となる石を発見するための登山であり、ヒゲオヤジがレオの護衛でその山、「ムーン山」に登る、というシーンでした。寒さのため凍死しそうになるヒゲオヤジのため、レオは進んで自らの死を選び、レオの毛皮で、なんとかヒゲオヤジは下山することに成功する、といった話だったようです。

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その後、日本では1960年代になって、主に地球物理学系の学者によって上記のマントル対流とともに紹介され、70年代には小学生向けの科学読み物も取り上げられるなど、広く知られるようになりました。また、その中ではとくに、1973年に小松左京が発表した小説「日本沈没」と同年公開のその映画版は、この説を普及させる上で大きな役割を果たしました。

ただし、このころにはまだ、地球物理学系の学者と地質学系の学者の間でこの説の受容に差があり、1980年代までの高等学校の地学の教科書では出版社によって扱いに違いがあったそうです。確か私が読んだ高校の教科書にはまったくそういった記述が抜け落ちていたような記憶があり、大学に入ってからそういう理論があることを知りました。

しかし、私が通っていた大学は理系であり、また海洋学を教えていたため、そういう先進の知識が得られたのであって、他の大学、ましてや文系の大学ではまだそうしたことは教えていなかったでしょう。

日本列島の形成史という地球規模の理論、および断層帯における地震の発生といったミクロに属する領域までもが大陸移動とプレート説に基づいている、とされる説明が日本で一般的に定着したのは、「付加体説」が受容された1990年前後のこと、といわれています。

付加体というのは、英語ではaccretionary wedgeといいます。海洋プレートが海溝で大陸プレートの下に沈み込む際に、海洋プレートの上の堆積物がはぎ取られ、「陸側に付加したもの」のことで、現在のところ「日本列島の多くの部分はこの付加体からなる」という見方がされています。つまり、プレートの端っこに乗った「おまけ」です。

1976年に九州大学の勘米良亀齢(かんめらかめとし)という地質学者が、南九州の四万十層を調査して、その構造を付加体と名付けたもので、この概念によって日本列島を形成する海洋起源の堆積岩や変成岩について、系統的な説明ができるようになるとともに、そこにある断層帯において自身が発生する、といったことがわかるようになりました。

欧米でもほとんど同時期にオックスフォード大学の地質学者、スチュワート・マッケローらがスコットランド地方の複雑な地質を調査して1977年に付加体構造に関する論文を発表したため、現在ではこの理論は世界的にも認知されるようになってきています。

紙面の関係でもう詳しいことは書きませんが、この考え方の基礎は、日本列島の周辺では、約3億年前から断続的に海洋プレートが沈み込んでおり、各年代において特徴的な地質構造を有し、日本列島の骨格を形成している、というものです。

そして、海溝から遠い大陸側(日本海側)のほうがより古い地層となっており、手前にある海洋プレートにおける沈み込みは、延々と太古から現在までも継続している、という考え方です。

現在においても東海地震や南海地震の震源とされる南海トラフにおいて、日々、フィリピン海プレートが日本列島の下に沈み込んでおり、またこの活動により、四国沖では新たな付加体が形成され続けています。

熊本地震だけではなく、現在も着々と日本の沖では新たな地震エネルギーが蓄えられつつあるわけです。

新たな震災に対する備えをくれぐれもお忘れなく。

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人体から宇宙へ

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DNAとは何か、と聞かれて即、デオキシリボ核酸(deoxyribonucleic acid)の略だ、と答えられる人はそう多くないでしょう。

中学校で習ったはずですが、多くの人が忘れていると思います。たしか、遺伝子のことだよな、と言う人もいるでしょうが、正確ではありません。

DNAとは、地球上の多くの生物において遺伝情報の継承と発現を担う「高分子生体物質」のことを指し、遺伝子とはそのDNA上に刻まれている「遺伝情報」を指します。

人間などの生物のもつ細胞の中にはそれぞれ核が存在し、その中には細長い二重らせん構造のDNAと染色体が絡み合うようにして存在しています。そしてその中で、「その生物を形作る情報」を特定して「遺伝子」と呼んでいます。

一般には「ゲノム」と呼び、すべての生物にあります。このうち、人のもののみを特定して「ヒトゲノム」と定義しています。人間を形作るために一人一人に設定された情報のことであり、いわばヒトの体を作るための設計図です

もう少し詳しく言うと、このヒトゲノムは、たんぱく質の造成とそれを組み合わせて体を作ることの指示のための仕事をしています。人間は各臓器ごとに異なる種類のたんぱく質を必要としており、その必要なたんぱく質の種類や配置を判別するための設計図と指示役をヒトゲノムが担っています。

こうしたヒトゲノムの情報がすべて解読できれば、人間のからだのしくみがより詳しくわかるだけでなく、いろんな病気の原因もわかりそうです。ヒトの細胞の中で、DNAと染色体中にどういうふうに並んでいるか、これを「塩基配列」といいますが、この全塩基配列を解析することでそうしたことを実現しようとするプロジェクトがかつてありました。

人間の遺伝子情報を解読しようとする計画であり、これはヒトゲノム計画(Human Genome Project)と呼ばれていました。1991年にスタートし、1953年のDNAの二重らせん構造の発見から50周年となる節目の年である2003年にその解読は一応、完了しました。

このプロジェクトは1990年に米国のエネルギー省と厚生省によって30億ドルの予算が組まれて発足したものです。15年間での完了が計画され、発足後、プロジェクトは国際的協力の拡大と、特に配列解析技術の進歩などのゲノム科学の進歩、及びコンピュータ関連技術の大幅な進歩により、まずその下書き版(ドラフト)が2000年に完成しました。

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このドラフトの完成は予定より2年早いものでした。プロジェクトが加速した一つの理由としては、この公的なプロジェクトとは別に、アメリカのバイオ企業、セレラ・ジェノミクス社による独自の商業的なヒトゲノム解読の試みがあり、同社はその事業に莫大な投資を行いました。

そもそもこのセレラ社の事業の目的は、より高速かつ効率的なDNAシークエンシング法(DNAの配列を調べる方法)の開発であり、それを産業化に向けて技術移転することにありました。

このため、同社は「ショットガン・シークエンシング法」という新しい遺伝子情報の解析方法を開発し、これによって加速度的に解読が進められるようになりました。

最終的にはこうして発見された遺伝子情報を特許化し、私物化しようとしました。がしかし、これとは別にヒトゲノム計画が既に公的資金によって進められており、ヒトゲノムを解読しようとする試みは同じでしたが、その成果の運用は、公と私ということで拮抗してしまいます。

このため、その成果を特許化し、一企業が独占するということに対しては大きな批判が巻き起こり、結果としては、セレラ社が折れ、その成果は全ての研究者が自由に利用できるようにするという合意が成されました。

この合意では、セレラ社側がポリシーを変更し、非商業目的の利用に関しては無料で配列を公開する、ということになりました。ただし、研究者がダウンロードできる配列の量には上限を設けるという制限がついていました。

現在に至るまでにはその上限も撤廃されているようですが、とまれ、2003年に完了したこのプロジェクトによってゲノム研究は著しく進展しました。

各国のゲノムセンターや大学などによる国際ヒトゲノム配列コンソーシアムによって組織されるようになり、これまでにワーキング・ドラフトを発表し、現在もその改良版の発表が継続して行われています。

こうしてヒトゲノムプロジェクトヒトによって解読されたDNA配列に関する情報は、今日では多くの分野に生かされています。

たとえば、マウスやショウジョウバエ、ゼブラフィッシュといった試験生物を用いた研究、あるいは、酵母、線虫、また数多くの微生物や寄生虫などのモデル生物の配列解析の成果といったものであり、これらは今後とも生物学と医学の発展に重要な役割を果たすことが期待されています。

今日では、ヒトのDNA配列情報はデータベースに蓄積され、インターネットを介して誰でも利用することができるようになっています。

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ただし、これらのデータは何らかの解釈を加えなければほとんど利用価値がありません。このことから、これらのデータを解析するコンピュータ・プログラムが数多く開発されています。たとえば、単純なDNA塩基配列の中から遺伝子の境界を特定したり、何らかの特徴を見出す技術は「アノテーション」と呼ばれます。

最高品質のアノテーションを行うには生物の専門家に頼らなければなりませんが、現在、アノテーションに用いられている技術として最も役立っているのは、人間の言語の統計モデルをDNA配列解析に応用したものだそうです。形式文法などのコンピュータ・サイエンスから導入した手法を利用しており、簡単にその意味が解釈できるといいます。

この技術を使って、たとえば微生物株の中から産業上有用な株を選定し、ゲノム解析を実施する、といったことが行われています。とくに、食品・健康・環境・エネルギーなどの産業において利用が期待される菌株について、大学・企業がそうした分析を行うようになりました。

かつてのヒトゲノム計画においては、2003年4月14日に解読完了が宣言されました。そう、今日がその記念日になります。この結果、この時点でのヒトの遺伝子数の推定値は3万2615個でした。

しかし、その後の解析によりこの推定値が誤りであることが判明し、新たな推定値は2万2287個であると2004年10月21日付の英科学誌ネイチャー に掲載されました。

ただし、実際の遺伝子数は個人差などにより多少の変動が見込まれるため、未解読の領域や重複領域等について解析が継続されており、2004年の報告以降も定期的に修正報告がなされています。

また、個人のゲノムにおいても父親と母親に由来する配列間でもある程度の差異があり、個人ゲノム配列の解析は医学研究に重要な意味をもつことから、2008年より1000人ゲノムプロジェクトも開始されています。このプロジェクトでは、異なる民族グループから少なくとも1000人分の匿名ゲノムの配列決定を行うことを目指しています。

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こうしたゲノム情報の解明は、上の微生物菌株への応用のようなバイオテクノロジばかりでなく、医学上の飛躍的な発展に貢献することが期待されています。やがてはガンやアルツハイマー病などの疾患の治療に役立つものになっていくでしょう。

かつては不治の病といわれた癌についての応用も既に始まっています。例えば、ある研究者が何らかのガンについて調査していく過程で、ある遺伝子に着目したとしましょう。

この研究者はインターネットに公開されているヒトのゲノム・データベースを訪れることで、他の研究者がこれまでにこの遺伝子について何を調査したのか、すなわち3次構造はどうなっているのか、どのような機能があるのかを調べることができるようになります。これにより癌の原因が特定され、その治療法が進むことが期待されているのです。

また、他のヒトの遺伝子との進化上での関係はどうなっているのか、酵母やマウス、ショウジョウバエと比べてどうなっているのか、有害な突然変異が起こる可能性があるか、他の遺伝子と相互作用するのか、どの組織で発現しているのか、関連する疾患は何か…などなどについても調査することができるようになりました。

このように、公開されているデータによって医学上において有用な情報の種類は多岐におよび、これはいわゆる「バイオインフォマティクス」と呼ばれ、近年、大きな注目を浴びるようになってきています。

日本語では「生命情報学」といい、生物学の分野のひとつで、遺伝子やタンパク質の構造といった生命が持っている「情報」と言えるものを分析することで生命について調べる、といった研究分野です。

この生命情報学において、特にゲノム学と関連して注目を集めている技術として「マイクロアレイ」というものもあります。「DNAチップ」とも呼ばれるもので、これはプローブと呼ばれる「遺伝子断片」が小さな板の上に規則的に配置されたもので、3万件以上の遺伝子について、同時にそれらのサンプル内における存在量を測定できるものです。

このマイクロアレイの技術を使ったもののひとつに「マイクロアレイ血液検査」があります。血液を使った癌の検査で、これはがん細胞がつくり出すタンパク質などを測定することでがんがあるかどうかを診断するというものです。

がんに対する生体反応を遺伝子レベルで捉えてがんの有無を判定する最新の血液検査で、遺伝子の発現変化を見ることでがんの存在を突き止め、発生部位や進行度までも分かるという、非常に優れた血液検査です。

こうしたゲノムの解読によって得られた技術はこれからの医学・科学向けの診断用ツールとしての可能性を秘めていることから、大きな関心を集めており、また、ヒトゲノム計画の結果として今後も数多くの技術がここから派生すると見られています。

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また、人間とその他の動物などの生物間でのDNA配列比較分析が可能となったことで、生物学においては新たな道が切り開かれており、現在では多くの生物学者が、とくに「進化」に関わる問題に関してこうした新しい分子生物学の手法を用いて研究を進めるようになってきました。

例えば、我々の細胞の中で、遺伝情報を読み取ってタンパク質へと変換する機構である「翻訳」のしくみなどが明らかになってきています。このほかにも「胚」の発生から各種器官への発達、免疫系がどうやってできるか、といったことまで分子レベルで関連付けて明らかにできるようになってきました。

こうした数々のプロジェクトのデータによって、今後はますますヒトとその近縁の種の違いや類似性に関する問題が解明されていくであろうと期待されています。

それにしても、ヒトゲノムは今後も新しいものが見つかったとしてもせいぜい30000~4000であると目されています。この数字は多いように見えて専門家からみれば、かなり少ないもののようです。

実は、このように少ない遺伝子からヒトの複雑な体や脳が構築されているという事実は、このヒトゲノム情報が開示された当初、科学者たちに大きな驚きと狼狽を与えました。

さらにその後の更なる研究によって、イネ科の植物の遺伝子がヒトよりずっと多いことや、下等生物と考えられていたウニの遺伝子の数がヒトとほとんど同じであることがわかりました。しかも70%がヒトと共通していることなどが判明すると、人間が遺伝子の数で他の生物より優位にあるはずだという予想は、間違いであることが確定的となりました。

このように、ヒトはほかの生物よりも劣っている部分もあるのではないかということが次第にわかってきており、なぜそうした他より劣っているのにもかかわらず、地球上の動物の頂点に立っていられるのか、などについては、まだまだ解明できていない、むしろ新しい疑問点が数多く出てきています。

ヒトゲノムの解読は終わったとしても、それが持つ意味の全てを理解したとは言えない、というのが現状であり、ましてや今後どのようにヒトが進化していくのかもわかっていないわけです。

昨今「地球温暖化」などの環境問題が叫ばれていますが、今後も何らかの環境の変化があった時ヒトはその環境に適応するため進化をするのではないか、という人もおり、その逆に今よりもさらに退化する可能性もあるわけです。

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はたしてヒトは猿人からの進化の頂点にあって、まだまだ進化する可能性はあるのかないのか?

しかし、温暖化についていえば、これによってすぐに進化が起きるのなら、アラスカのイヌイットとアフリカ人やインド人はすでに別の種に進化しているはずです。

ところが、この二つの民族は人種的な差異はあっても種としての差はありません。イヌイットがアフリカで生活することもアフリカ人が北極圏で生活することも十分可能だし、結婚して子供も作ることができるわけです。

これはなぜかといえば、生物の進化というものは数十年単位程度では顕著には現れず、もっと長いスパンで起こるためです。250万年ともいわれる人類の長い進化の歴史をみれば、温暖化がおこる程度の時間ではそうそう簡単には進化したり退化したりすることはないからです。

また、生物学的にみれば、人類は生物史的にはつい最近二足歩行に進化したばかりともいえ、進化したとはいえ、構造的に色々と粗だらけ、という風に見ることもできます。

たとえば腰の構造は、中途半端に四足動物の特徴を残しており、このためすぐに腰痛になります。また、足の小指は機能的にも構造的にも実に中途半端ですし、虫垂炎を起こす虫垂も、なんでそんなものがあるのかよくわかっていません。あまり存在意義がないものがヒトの体の中にはゴマンとあります。

これらの構造はこれからも変化していく可能性があり、また医療はこれからもどんどんと発達していきますから、それらが「淘汰圧」となって、進化に影響を与える可能性もあります。

人類は進化の過程おいて、何等かの環境変化が起こることによってひとつの「選択」をしますが、これが進化であり、その与えられる環境変化が「淘汰圧」です。医学がその環境変化であれば、それによって人類は新たな選択、すなわち「変化」をする可能性があるわけです。

もっともその「変化」は、このあと何千何万年もかけて起きる現象なのですぐに目に見える変化ではないでしょう。しかも、その変化が必ずしも進化であるとは限りません。退化である場合もあります。

その変化はあくまで淘汰圧による微妙な適応変化にすぎないので、それがはたして優れた存在への変化なのかどうかは、すぐには答えはでません。長い間経過を見た結果、実は退化だった、ということもありえるわけです。

例えば2000年前の人類に比べて現代人が知能が高いかと言うとそんなことはないようです。
古代ギリシャ時代の時点で現代でも最高峰の数学理論は完成されており、現代最高峰の数学者たちがこの時代の数学理論を解明しようとやっきになっています。地球の円周や直径はこの時代の人々の計算によって既に答えが出ていました。

もしかしたら、大昔の縄文人は現代の日本人よりよほど頭がよかったのかもしれません。頭脳に関していえば、言語能力や知能などの大脳系は向上していますが運動をつかさどる小脳の機能や五感の機能は低下しています。ほかにも、類人猿の骨格と現代人の手を比較すると、指の精密さを獲得したかわりに強靭な握力を失っており、これは退化といえます。

極端な話、環境次第では、今後人類が言語能力や知能を失って類人猿や四足動物へ進化していくこともあり得るわけです。ただし、それも何千万年単位のそれなりの時間がかかってわかることになりますが。

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ちなみに、生物学者がもっとも完成度の高い動物と認識している生き物はヒトではなく昆虫だそうです。あまりの生物としての完成度の高さは目をみはるものがあるとまでいい、「昆虫は宇宙人が作った地球征服用のロボットだ」なんてジョークもあったりするほどです。

今後の人類は自らを「自主的退化」させる可能性もあり、そうした時代には昆虫によって世界は支配されているかもしれません。自主的退化とは、私たちが人間としてもはや十分に進化したといえる地点まで人間の種を戻し、新たに再構築する、というものです。

人類は過去に悪行を繰り返してきており、地球環境を崩壊させてきました。これに対し、人類が文明を持つ以前の状態に一旦リセットすることで、人類自身や動物、惑星そのものの脅威となることを避けられるはずだ、というわけです。その究極のゴールは文明の終焉でありジャングルへの回帰であるわけであり、将来起こる得ることだと考えられています。

その論法でいけば、「自主的人類絶滅」という可能性もあります。こちらは、いっそ人類が滅亡してしまえば、地球の平穏は保たれるのではないか、というわけです。現在においてもすでに海外では「人類絶滅運動」を推奨する人々が活動中であるといいます。

組織の名前は「VHEMT」と呼ばれ、Voluntary Human Extinction Movementの略です。邦訳は「自主的な人類絶滅運動」であり、彼らは積極的に人類の繁殖を止めるような運動を展開中で、人類の種を減らし、やがて絶滅させることを望んでいるそうです。

そのスローガンは、「長寿は絶滅に至る」だそうで、自分たちこそが、「地球の生態系に対する無神経な搾取や大規模な破壊を防ぐ、選択肢を示している」と主張しています。少子高齢化が進み、長寿大国となっている日本は絶滅の道を歩んでいるといえ、いずれこの団体によって「モデル地区」に指定されるかもしれません。

こうして人類が滅亡したあとには、新たなるポストヒューマン(Posthuman)が現れるともいわれます。

無論、仮説上の未来の種ですが、「その基本能力は現在の人類に比べて非常に優れていて、現代の感覚ではもはや人間とは呼べない」ものではないか、といったことがいわれているようです。

ポストヒューマンの形態として、人間と人工知能の共生、意識のアップロード、サイボーグなども考えられます。例えば、分子ナノテクノロジーによって人間の器官を再設計したり、遺伝子工学によって創られるものです。

こうした新人類は、精神薬理学、延命技術、ブレイン・マシン・インターフェース、進化した情報管理ツール、向知性薬、ウェアラブルコンピューティングなどの技術を適用したものである可能性もあります。

また、ポストヒューマンは、現在の人間の尺度から見て「神」のような存在になるとする考え方もあります。そう聞くと、SFによくあるような高い知能を持ったコンピュータのような存在形態を思い描くかもしれません。神のような人工知能を人々が崇めているような未来を想像するかもしれませんが、そういう意味ではありません。

ポストヒューマンの知性や技術があまりにも高度で洗練されているため、人間が見たらその意味を理解できないだろうという意味であり、現在のわれわれが想像だにしないような姿や形をしている可能性もあるわけです。

それにしてもどこまで変化(進化)したら人間はポストヒューマンになるのか? そしてその最終形はどんな形をしているのでしょうか。

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これについては、誰にも答えを出すことはできません。

あるいはそのポストヒューマンは、形などを持たず、現在我々が身にまとっているような肉体を捨てたエネルギー体のようなものなのかもしれません。

宇宙空間はこれまで真空や虚空と呼ばれていましたが、実は宇宙空間には現在科学の検出装置ではもみえない「ダークエネルギー」が蔓延している、ということが言われるようになってきています。それと同時にそのエネルギーの中に何等かの情報が内蔵されているのではないか、ということまで言われるようになってきました。

日本の研究者によって、幽霊素粒子といわれたニュートリノの質量があるのが発見されて以降、最近、素粒子に関する新発見が相次いでおり、これまで謎とされてきたものがこれからはさらにその正体が暴かれていくに違いありません。

従来、宇宙人といわれてきたものも、その正体もそうした研究の中から明らかになってくるのかもしれません。その形態としてもまさにそうしたエネルギーのようなものでできているようなものもいるのではないかという研究者も既におり、そうなるとこれはまさに「意識体」です。

そうしたものが宇宙に遍満しているとすると、あるいはそれは「宇宙意識」といえるようなものであるのかもしれません。

コンピューターサイエンスの概念で言えば、「クラウドコンピューティング」と似ています。このクラウドコンピューティングでは複数のコンピュータがグリッドや仮想化の技術で抽象化され、インターネット(雲)で接続されたコンピュータ群が巨大な1つのコンピュータになるというものです。

将来的にはそのコンピュータの一つ一つはさらに小型化が進み、究極の世界では素粒子のひとつひとつがコンピュータである、というようなクラウドコンピュータの世界もあるいは実現するかもしれません。そして、そうした時代には、そのスーパークラウドコンピュータに人間の意識をアップロードする、ということも普通に行われているかもしれません。

荒唐無稽な話かもしれませんが、将来的にはこうした進化したクラウド技術を使って、人間は自分の頭脳を仮想化させるようになっている可能性もあり、そうなるともう人間は肉体を必要としなくなるのかもしれません。

アップロードされたブレイン・データは時間の速さを調節することが可能なので、例えば新たな山や海が生まれ、それがなくなるという、地球規模の地形の変化、あるいは星々の誕生や滅亡すら見ることが可能になります。また、アップロードされたブレイン・データは体から体へ移動できるので、様々な外見の自分に遭遇することができます。

その「体」はもう肉体である必要はないわけで、あるいはロボットのようなものでもいいわけです。他にも、コンピュータ生成環境の基本的なパラメーターを変えることができるので、バーチャルな仮想空間や異次元空間を見ることができます。

これはもう、人を超えた新たなる人類であり、途方もない未来の人類シナリオといえます。こうして創りだされたクラウド世界は、文字通り雲のような宇宙意識の情報であり、古代から現在、そして未来へ受け継がれていく人類の叡智は、すべてこの中に取り込まれていく可能性もあります。

宇宙中に過去から蓄積されてきた生命力が満ち満ち、巨大な空間に存在する宇宙の至る所に存在する目に見えないエネルギーがある、という状態なのかしれず、これが、いわゆる「アカシックレコード」と呼ばれるものなのかもしれません。

宇宙誕生以来のすべての存在について、あらゆる情報がたくわえられているという記録層であり、人類だけでなく、元始からのすべての動物、植物、その他のすべての事象、想念、感情が記録されているという世界記憶の概念です。

そしてこの中に過去のあらゆる出来事、そしてこれから起こる未来の痕跡が永久に刻まれていくわけであり、ポストヒューマンの最終形とはまさにこうした宇宙意識との合体に違いありません。

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