●脳誕生への道:微生物のコミュニティ

 38億年前、核のない単細胞の原核生物=細菌(古細菌真正細菌)が誕生した。最も単純な生命である細菌はコロニーをつくり、細菌間のコミュニケーションにより協調して環境に適応しながら生存競争を生きのびたのだった。

 

●細胞間での最初の情報交換=遺伝子交換

 

 生命初のコミュニケーションは、細胞間での遺伝子の交換だ。細菌は、細胞分裂により増え続ける。細胞核が存在しないため、細菌間での遺伝子の交換が発生しやすく短期間に遺伝子が伝搬する。遺伝子の交換は、細菌の接合による交換だけでなく、死によっても拡散する。突然変異で生き残ったものと遺伝子交換が発生しやすく、群生するコロニーが原初生態系における遺伝子組み換えの実験場となり1種類の細菌から膨大な種類の細菌を派生させる進化の原動力となる。

 

●細菌のコロニー内でのコミュニケーション


 原初の細胞間での化学物質による情報交換は、栄養の乏しい場所でエネルギーを効率よく取得すための細菌のコロニーにおいて発生した。細菌の生存戦略は、ニッチな栄養源となる無機質と場所を開拓し、他の細菌を抗生物質により抑制し、それを防ぐ防護壁(細胞壁、粘液性の皮膜)を構築することにある。戦略選択の繰り返しは、自律的に複数種類の細菌による群生=コロニーを形成することとなる。初期のコロニーは、ある細菌の排泄物を別の生物が再利用ことにより発生する。これをつなげることによりエネルギー摂取の連鎖ができ、電子をやりとりする電子市場が構築される。例えば、メタン菌が水素と二酸化炭素からメタンを発生させ、別の菌がそのメタンを食べて二酸化炭素と水素を排出する。硫黄と水素で回るサイクルもある。異なるコロニーどうしが闘いあうこともあるが長期的には均衡状態を探り合うことになる。

 

 二酸化炭素、メタン、二酸化硫黄、硫化水素、窒素などの生産―消費連鎖をつくるが、再利用の環を完璧に均衡することは難しく、電子市場の効率性的な均衡を探索し続けることにより複雑化する。細菌のコロニーが複雑化するにつれて、細菌の進化により多様な無機質を養分として摂取するようになる。さらに、外部環境に適応した細菌からの遺伝子の供給により、コロニー全体が外部環境に適応するよう進化する。

 

微生物の社会[4]

 

 現代の微生物コロニーでは、微生物どうしで神経細胞が行っているようなイオンチャネルによる電気信号伝達を利用してコミュニケーションを行っている。血管や神経路の代わりに浮遊する分子によって情報伝達することにより、コロニー内の位置を把握し、周囲の環境の情報(浸透圧、pH、湿度など)を処理し、他の生物との競争に役立つ物質を合成してコロニーを防衛し、養分の再利用の効率を上げるように空間分布を修正する。微生物コロニーとしては、腸内や口内のフローラや、免疫や抗生物質に抵抗する細菌のバイオフィルムなどが知られている。

 

●粘菌集団による知的行動[5]

 

 粘菌は単細胞真核生物(アメーバ)だ。細胞性粘菌は、飢餓状態になると化学物質を放出して、それを合図として集合してキノコのような形の集合体となり、胞子を放出して拡散する。

 真正粘菌のモジホコリは、個々には独立している細胞が集合して1個体として探索行動を行う多核細胞のアメーバ状となり、細胞質の管のネットワークを通じて栄養を行きわたらせる。迷路の入口と出口にエサを配置して、粘菌を分散して配置すると、迷路全体に広がった後、効率の悪い経路や行き止まりに伸ばした体を引き上げ、最短距離となる経路だけを結ぶ1本の太い管を残す。関東の地図上36か所にエサを配置して東京に粘菌を配置する実験では、最終的に関東の鉄道網に近い形となったという。

 

 原初に発生した細菌コロニー内での化学物質による情報交換は、多細胞生物として巨大化していく過程で、体内細胞間での連携、血管や神経細胞を利用した情報交換へと受け継がれ進化してゆく。


フューチャー・リテラシー:インデックス

考えるって、どういうこと?


参考書籍:

[1]ポール・G・フォーコウスキー(2015), "微生物が地球をつくった -- 生命40年億年の主人公", 松浦俊輔訳, 青土社

[2]ベンジャミン・マクファーランド(2017), “星屑から生まれた世界 --進化と元素をめぐる生命38億年史--“, 渡辺正訳, 化学同人

[3]アントニオ・ダマシオ(2019), "進化の意外な順序", 高橋洋訳, 白揚社

[4]中西直人編(2017), "微生物の驚異 :マイクロバイオームから多剤耐性まで :細菌も電気通信で”会話”", 別冊日経サイエンス, p47, 日系サイエンス

[5]川上新一監(2017), "粘菌 知性のはじまりとそのサイエンス : 特徴から研究の歴史、動画撮影法、アート、人工知能への応用まで", 誠文堂新光社


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分子生成の連鎖が、循環する地球システムをつくった

 水のないドライな地球に降り注いだ大量のウェットな隕石がきっかけとなり、化学反応の連鎖がはじまる。分子生成の連鎖はやがて、循環するダイナミックな地球システムをつくってゆく。

 

●ドライな岩石惑星「地球」と月の誕生:455000万年前


 大気も水ない鉄とケイ酸塩を主成分とするドライな岩石惑星「地球」が誕生、その直後の微惑星との衝突により月が生成される。鉄などが重力で沈み込み表面を固い地核で覆われるが、重力的に安定した均衡状態となり磁場は発生ていない

 

●ドライな地球にウェットな隕石が降り注ぐ:437000万~42億年前

 

 木星と土星の軌道移動をきっかけとして、火星よりも外側から水と炭素を含む大量の隕石が降り注ぎ、再び灼熱状態となる。大気は二酸化炭素が80%程度で他にメタン、一酸化炭素、窒素で構成。地球が冷えてくると大量の二酸化炭素を含む酸性の雨(炭酸水)が降り注ぎ、還元状態の地表と激しく化学反応をおこし、地表の岩と結合してケイ酸塩が流れだし、硫酸、硝酸、塩酸などが溶け込んだ超酸性・超高塩分・重金属元素を大量に含んだ猛毒の海が誕生する

 

●地球の急冷、プレートテクトニクス、花こう岩:40億年前~38億年前


 原始海洋が大気中の二酸化炭素を大量に吸収し、地球が急速に冷える。地球の冷却と原始海洋の増加の相互連鎖が加速し、1000度から130度までいっきに冷却する。

 

 地球の冷却の影響で、海洋地核の下のマントルが上昇して裂け目(海嶺)をつくり、吹き出したマグマにより海洋地核を形成、マントルがプレートを押し上げ、プレートの自重で大陸地殻の下にプレートが沈み込むプレートテクトニクスによりプレートの循環が始まる。海中の溶岩がつくる含水鉱物は潤滑油として働くとともに、岩石が溶融する温度を極端に低下させ、酸性のマグマ(二酸化ケイ素)を生じ、地表へと上昇して地球特有の岩石=生命素材をふくむ花こう岩をつくる。

 

●プレートテクトニクスが海を浄化:38億年前~35億年前

 

 風化によって陸上から中性の砂や泥が海中に堆積し超酸性の海水と反応して中和し、海底の裂け目(海嶺)から噴出する熱水と岩石の反応により重金属鉱床となり、プレートテクトニクスによりマントルの地下深くに運ばれて重金属イオンが除去され、海がしだいに浄化されていく。海の浄化とともに、温泉や海嶺近くに自己複製する高分子ネットワーク(生命)が誕生する。

 

●磁場バリアが太陽風から地上を守る:32億年前

 

 鉄などの重い物質は重力によりコアを形成、プレートテクトニクスが原初大陸を破壊してコアの上部に運んだウランの発熱により液体化した金属がコアの周りを対流し、地球磁場を発生させる。しだいに強くなる磁場がバリアとなり、ふりそそぐ宇宙線、太陽風、紫外線から地表を守る

 海面に降り注ぐ太陽風や紫外線の減少にともない、海面近くの太陽光を使った光合成により海中の二酸化炭素を吸収し酸素を放出する生命=シアノバクテリアが誕生する。

 

●磁場が急激に強くなり、シアノバクテリア大量発生:27億年前


 海底の冷たいプレートがマントルに沈みこむことにより、地球がしだいに冷えていくとマントルの対流が激しくなり、地球磁場が急激に強くなる。有害な光線が減った海面近くでシアノバクテリアが大量発生する。海中の二酸化炭素を大量に消費し、放出した酸素が磁鉄鉱となり海中に大量に沈殿する、黒い海は「青い海」へと変化19億年前まで大量に沈殿した鉄が産業革命以降に活躍する。

 

 冷却と秩序化の営みが、新たなプラットフォームとメタな秩序化の営みを生みだす。シアノバクテリアが地球上に大量の酸素をもたらし、酸素を呼吸する巨大生命を生み、オゾン層が宇宙線から地球を守り、生命が地上に広がる。プレートテクトニクスの活動が大陸を、そして超大陸をつくり、大陸移動、山の生成、火山、地震につながる地球システムの活動がスタートする。大陸の離合集散、風化の増減、雨の増減、生物死骸の地下への移動と火山噴火が、生命と地球が相互に連鎖しあいながら地球システムの恒常性を形成、酸素濃度と気温を一定の範囲に保つこととなる


フューチャー・リテラシー:インデックス
元素に富んだ岩石惑星「地球」誕生

参考書籍:

[1] 丸山茂樹(2020),"最新 地球と生命の誕生と進化:[全地球史アトラス]ガイドブック", 清水書院

[2] 丸山茂徳, 磯崎行雄(1998), "生命と地球の歴史", 岩波書店

[3] 丸山茂徳(2018), "地球史を読み解く", 放送大学教育振興会

[4] デイヴィッド・クリスチャン監(2017), "ビッグヒストリー大図鑑 :宇宙と人類 138億年の物語", 秋山淑子, 竹田純子, 中川泉, 森富美子訳, 河出書房新社

[5] 大森聡一, 鳥海光弘(2016), "ダイナミックな地球", 放送大学教育振興会

[6] 森山茂(1998), "自己創成するガイア -- 生命と地球は強制によって進化する--", 学習研究社


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古代都市を循環させる貨幣情報ネットワーク

 集落から古代都市へと人口を広げたとき、人々の分業をつないだのは言葉や文字によるコミュニケーション、そして新たな収穫の分配の仕組みだった。

●集落の拡大と食糧の分配


 ヒトが狩猟採集を家族から集落で協力して行うようになったとき、家族のために持ち帰る獲物は集落の共有するものとなった。やがて農耕生活により集落の規模が大きくなり分業が広がるようになると、首長が調停者となり作物を集め再配分する習慣、争いを避け友好を深めるための部族間での贈り物を授受する習慣が生まれる。
 

●都市国家を支える貨幣情報ネットワーク


 貨幣(金属、穀物、家畜、貝など)の用途は4つで説明されるが、時代や地域によりその比重は異なる。
 
 貨幣の用途:
 1)支払い
  債務の決済、税の支払い
 2)保存・蓄積
  支払いの遅延、財力を示威、予備
 3)尺度基準
  財・モノの数値化、共通に利用できる量的基準
 4)交換
  モノと交換できることを保証
 

【古代エジプトの金】

 紀元前3000年、古代エジプトは世界の金産出の中心だったが「金は太陽神の肉体・生命のシンボル」であり、不滅の神々の象徴だった。王宮、神殿、神像、神の化身であるファラオの装身具、衣装、王座が金でおおわれ、金の蓄積が権威の象徴となる。やがてリング型の金がアジアとの交易に使われるようになるが、金貨として流通することはない。
 

古代都市の交易】

 紀元前3300年、ウルク都市国家群が陸路・海路を使ったインダスとの交易が行われる。古代都市間の交易は、商業的な利益を求めるものではなく、政治的な贈り物の物々交換であり、王により俸給で雇われた商人(後にタムカルムと呼ばれる身分型の交易者)が商取引を担当する。物々交換を仲介するものとして、銅・銀・穀物が尺度基準として利用され、特に価値が変化しにくい銀が遠隔交易では重宝される。宝石・装飾品の他に木、石、金属(銅、錫、鉄)を受け、毛織物・油を贈る。
 

古代都市の貨幣管理】

 ウルク都市国家群の各都市では、王と神殿が銀を貯蔵し、貸借関係の記録を管理し、銀の重量基準により商品の価値、罰金、利子率、賃金を公示したが、周辺地域から輸入した銀は都市内に流通することはなく、税金・関税・貢納・罰金・利子の支払いに充てられ、王・貴族・神殿によって消費・貯蔵される
 

古代都市と市民生活】

 古代都市では首長・官僚・神殿が都市周辺の農民や都市内の職人から農業生産物・手工業製品を税・貢ぎ物として集め、職人や農民にその階級や働きに応じて生活必需品を再配分する。市民のための市、貨幣は存在しなかった。
 

【自給自足する農耕民】

 都市をささえる農耕民は、その誕生から産業革命までのあいだ自給自足であり、税の支払い、馬・牛を含む道具の購入、借用、罰金のために作物を貨幣に交換して支払う
 

【最初の硬貨】

 紀元前650年ごろ、貨幣を最初につくったリュディアのギュゲス王は、銀の計量のわずらわしさをなくすため金銀の自然合金エレクトロン硬貨をつくり、その携帯の容易性と保存性から兵士への支払いのために使う。兵士は硬貨を自身の生活のために使い、結果、硬貨は交換のためにも使われ始める
 
 古代都市における貨幣は、遠隔交易における尺度基準、権力者の示威、税や兵への支払い代替するための道具、各地域の異なる政治・文明・文化とモノの価値基準の翻訳手段、言葉、文字などと同様のシンボル=情報であり、貨幣情報ネットワークの上に古代都市国内の分業、都市・国家間の分業を循環する血液であった
 
 やがて、硬貨の発明が労働を価値に置換して蓄積し、時空間に広がる貨幣情報ネットワークの上で利益を生む手段となったとき、市場、両替商の信用、硬貨の発行、貨幣の商品化による錬金術を次々と編み出すこととなる。
 
 そして、スミソニアン協定、プラザ合意をへて、電子マネー、ブロックチェーンへと貨幣の仮想化が進み、ますます実体の希薄なモノへと姿と価値をかえてゆく。

フューチャー・リテラシー:インデックス

参考書籍:
[1] 湯浅赳男(1988), "文明の「血液」 :貨幣から見た世界史", 新評論
[2] ジョナサン・ウイリアムズ(1998), "図説 お金の歴史全書", 桂川潤訳, 東洋書林
[3] 吉沢英成(1994), "貨幣と象徴 :経済社会の原型を求めて", 筑摩書房
[4] フェルナン・ブローデル(1985), "交換のはたらき --物質文明・経済・資本主義15-18世紀", 村上光彦訳, みすず書房
Fernand Braudel(1979), "LA Civilisation materielle, economie et capitalisme, XVe-XVIIIe siecle, Tome 2 : Les Jeux de L'ecghange", Armand Colin
[5] デイヴィッド・クリスチャン監(2017), "ビッグヒストリー大図鑑 :宇宙と人類 138億年の物語", 秋山淑子, 竹田純子, 中川泉, 森富美子訳, 河出書房新社
[6] 松岡正剛監修, 編集工学研究所(1996), "増補 情報の歴史", NTT出版


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国家形成に向けた専門分業と集落間の生存競争

 ヒトはコミュニケーションによりつながり、分業して助け合い仕事を効率化するコミュニティ=分業ネットワークの形成を生存戦略とする。仕事が複雑化するにつれて分業が進み、コミュニケーションの技術と文化を編みだし、周囲の統合と専門分業のリズムを刻みながら巨大化してゆく。


家族社会の形成 :440万年前~


 無毛の顔と白目により表情をゆたかにして感情と情愛を交換するコミュニケーションにより、育児と採集を分業して助け合う家族を形成する。


草原への進出と集団防衛 :370万年前~

 

 やがて草原に進出したヒトは、複数の家族が集まって10人~数十人の集団で行動することにより、肉食獣などの危険から身を守り、生存をおびやかす出来事や攻撃に対応する。危険を知らせ協調して動くための発声が、連携して集団を守るために使われる


●狩猟採集生活と部落 :180万年前~

 

 狩猟採集生活が発達すると、長距離を走って獲物を追い詰めるための役割分担、木の実や根を集め、子を育て、食料を加工するなどの分業が組織化され、25~60人程度の血縁の集落をつくるようになる。調停を行う長、火の保持、老人の知の口伝など男女の性別による水平分業と世代毎の垂直分業によって構造化した集団は、ヒトの多様性を生かす互助的な組織をつくる。集団の規模が大きくなるにつれて、より複雑な情報を交換するようになり、徐々に原始的な言葉と宗教が構築されていく。


農耕生活と集落間の生存競争 :1万年前~


 農耕生活によって土地と人口密度を広げ食料を保存・貯蔵するようになると、略奪者や利害・思想の異なる近隣の集落との争いが頻発するようになる。相互不信が不安を生み、安定を求める意識が約束事(法)を守らせる権力への従属を生む

 

 集落どうしの争いが、集落を単位とする競争となり、より巨大で強力なものが他を飲み込み、パワーの均衡がとれるまで争いが続く組織内の運用、外に向けた軍事力をより整えた集落が生存競争で生き残る

 

【巨大集落を継続して運用するための条件】

 ・法と政治による組織運営

 ・宗教による意識の統一、侵略戦争の大義名分の共有

 ・効率的な分業

 ・戦闘能力の強化・維持

 ・食料生産プラットフォーム

  非食料生産者を養う大多数の食料生産者と税の仕組み

 

 大きな集落は周囲に征服戦争をしかけることによりさらに巨大化し、小規模な集落はより大きな集落にのみ込まれていく。さらに集団の規模が大きくなるにつれて、法を守らせるための首長、文字により組織を運用する書記などの官僚、征服戦争に宗教的な正当性を与える僧侶、征服・防衛をになう軍人、武器・防具などの製造技術を開発する加工職人などの食料生産に従事しない新たな職業に専門分業する。貯蔵・蓄積された食料を非生産者たちに再分配する仕組みは、やがて税収の仕組みをつくり、それを管理・支配するものに権力を与える。組織を管理する権力は、軍事力を操りさらに権力を増す。

 

 税収の予測や計算、予算の計画や執行のための「計数する言葉」、神の言葉を代弁する「神の言葉」、軍人に対する指令などの「戦の言葉」を記録・保存する「文字が誕生する。職業の専門分業は、新たな「語彙」とコミュニケーション手段と文化をつくり、言葉の交換がさらなる職業の細分化を促進する

 

 部族社会は、他の部族社会を征服・併合して首長社会となり、やがて国家、帝国へと巨大化してゆく。

 

フューチャー・リテラシー:インデックス


参考書籍:

[1]デヴィッド・クリスチャン, シンシア・ストークス, ブラウン、クレイグ・ベンジャミン(2016), "ビッグヒストリー --われわれはどこから来て、どこへ行くのか--", 長沼毅日本語版監修, 石井克弥,竹田純子, 中川泉訳, 明石書店

[2]ジャレド・ダイアモンド(2000), "銃・病原菌・鉄",倉骨彰訳 , 草思社

    - Jared Diamond(1997), "GUNS, GERMS, AND STEEL: The Fates of Human Societies", W.W.Norton & Company.

[3]青柳正規(2009), "人類文明の黎明と暮れ方", 講談社

[4]トーマス・ホッブズ(1970), "リヴァイアサン", 水田洋訳, 岩波文庫

    - Thmas Hobbes(1651), "Leviathan or the matter, forme and power of a common-wealth ecclesiasticall and civil"



 

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佐藤基

Author:佐藤基
『フューチャー・リテラシー -- 過去・現在・未来、複雑系の未来を読み解く』
を執筆中。

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