動的平衡

動的平衡 生命はなぜそこに宿るのか

動的平衡２　生命は自由になれるのか

福岡伸一  (著)

ルドルフ・シェーンハイマー（Rudolph Schoenheimer、1898～1941年）は、ドイツ生まれのアメリカ合衆国の生化学者です。安定同位体元素を用いて生体内での代謝を追跡する手法を見出しました。生物が摂取する食物に含まれる分子が瞬く間に身体組織へ移行し、そしてその次の瞬間には体外へ排出されていることを観察し、生命現象はそのような流れの中でこそ存在しているという事を明らかにしたのです。

シェーンハイマーは窒素を放射性同位元素でマーキングしたロイシンを含むエサを成ネズミに与えました。ロイシンは体に取り込まれやがて、尿中排泄されるだろうと誰もが考えていました。しかし取り込まれた窒素は、そのまま尿中には排泄されることなく，体内に存在する蛋白質に取り込まれ、全身の組織へと分散されていたのです。そしてこの間、ネズミの体重は大きく変化しませんでした。すなわち、タンパクの合成と分解が同時的にしかも別々の場所で行われていたという事です。このように合成と分解との動的な平衡状態が「生きている」ということであり、生命とは、そのバランスの上に成り立つ「効果」であると著者は述べます。生命現象とは、因果関係ではなくただ平衡状態があるに過ぎないと。

エントロピー増大の法則、まさにこの世の中の縮図を表した法則のように思います。この世のあらゆるものはこの法則にあがらう事が許されない。だがしかし唯一生命だけはこの法則に必死にあがらっているように思います。エントロピーとは一言で言えば乱雑さを示す指標で、秩序あるものから無秩序なものへ向かうほど大きくなります。秩序ある状態から無秩序な状態へ、世の中は基本的にはそのような仕方で動いていきます。すなわち形あるものはいつか壊れていきます。

熱湯を氷水に入れると、熱湯の温度はどんどん下がり、氷水の温度は上昇し、やがて室温と同じ温度になり変化が止まります。この見かけ上変化が止まった状態を平衡状態といます。高校化学を思い出します。

A＋B→C　

化合物Aと化合物Bを反応させると化合物Cになる。これは不可逆反応です。エントロピー増大の法則は基本的には不可逆反応でしょう。AとBという秩序ある分け方も、時間の流れとともにその境目があいまいになりCになってしまう。

A＋B⇔C

これは平衡状態を示します。実験室の試験管の中では反応が止まったように見える。だけれども実際はものすごいスピードでA＋B→CとA＋B←Cという反応が繰り返されている。

生物も例外なくこのエントロピー増大の法則の影響を受けます。しかし生物はエントロピー増加による破壊を受ける前に自身を破壊し再構成するのです。これをすなわち動的平衡と呼ぶのです。エントロピー増大の法則にあがらう唯一の方法は，システムの耐久性と構造を強化することではなく，むしろその仕組み自体を流れの中に置くことなのだと著者は述べます。

そして「生きている」という、この実感はどこから来るのか。それはこの生命体を構成している物質の破壊と再生の繰り返し、すなわち動的平衡の「効果」であると福岡伸一先生は仰るわけです。動的平衡はいわば生命がエントロピー増大の法則にあがらうために採用したシステムにほかならないわけです。

「すべてのシステムは、摩耗し、参加し、ミスが蓄積し、やがて障害が起こる。つまりエントロピー＝乱雑さは、常に増大する。このことをあらかじめ織り込み、エントロピー増大の法則が秩序を壊すよりも先回りして自らを壊し、そして再構成する。生物が採用しているこの自転車操業的なあり方、これが動的平衡である」　（動的平衡2　P243）

さらに生命というよりは、地球全体が動的平衡のシステムで動いているのです。動物が吐き出した二酸化炭素は大気中に放出された後、大気の構成成分となり、そしてやがて植物に取り込まれる。また大気中の窒素は一部の細菌の働きで植物に取り込まれ（窒素固定）やがてそれは動物に捕食され、排泄されていく。そうした物質の流れのなかで生命現象は営まれている。

高校生物程度の知識があれば、ほかに高度な知識は不要です。本当にわかりやすく、生命現象の根源的なあり方に迫る、そんな本です。是非2冊続けて読んでみてはいかがでしょうか。