形態の生命誌: なぜ生物にカタチがあるのか (新潮選書)

著者 : 長沼毅

• 新潮社 (2011年7月1日発売)

作品紹介・あらすじ

ヒマワリの花はなぜ美しい螺旋を描いているのか?シマウマや熱帯魚はどうして「アニマル柄」なのか?数学者もびっくりした蜂の巣の六角形構造とは?体節から生えてくる昆虫の翅の起源はなにか?最先端の進化発生学を援用しながら、「生命が織り成す形」の法則性を探り、個体の発生プロセスに進化のダイナミズムを見出す、生物学の新しい冒険。

感想・レビュー・書評

[ouiさんの感想 · 2021年9月5日]

なぜ生物にカタチがあるのか。
それはアンドリュー・パーカー『眼の誕生』に詳しいように、眼という感覚器が生まれ、捕食者／被食者との間に見る見られる関係が生じたからだ。ではどのようにカタチは形成されるのか。筆者はそのあたりを、ただ解説するのではなく、ともに読者と思考しようとする。話はあちこちするがそこが読み物として面白い。

私がとくに見つけようとしていたのはチューリング・パターンに関する記述。たとえばシマウマのしましまのデザインなどが生成するアルゴリズム。

これがリンデンマイヤーのLシステムにつながり、フィボナッチ数列につながり、プリゴジンの「散逸構造」につながり、フラクタルへ。

おまけにドゥルーズの襞と差異についても言及され、なるほど襞＝差異とはそう解釈すればいいのかと意外なところから納得。そういえばカントやベルクソンにまで話が及び、ゲーテが形態学においては主役級の役割を果たしたという驚くべき話へ……
ああ、物を知らないって楽しすぎる。

[nakaizawaさんの感想 · 2011年11月17日]

(2011.11.16読了)(2011.10.20借入)
神さんが興味を持って、読みたいというので図書館から借りてきました。3週間たっても読み終わりませんでした。どんどん読める本ではなさそうです。
僕も読んでみたかったので、神さんに中断してもらって、読んでみました。
｢へんないきもの｣早川いくを著、のような本を期待していたのですが、違っていました。植物や動物について普段、自分の目で直接見たり写真や映像で見たりしているので、結構見て知っているように思っているのですが、この本を読んでみて、気がつかなかったことがいくつもあってびっくりしました。著者は、形態学の専門家ではないそうなので、今度はぜひ、形態学の専門家の本を読んでみたいと思います。
この本の中で、ゲーテの本が何度も引用されています。
｢ゲーテ形態学論集・植物篇｣ちくま学芸文庫、2009年3月
｢ゲーテ形態学論集・動物篇｣ちくま学芸文庫、2009年4月
｢若きウェルテルの悩み｣や｢ファウスト｣を書くだけではなく、色んな研究をしていたようです。

この本の章立ては、以下の通りです。
第1章、イノチのカタチ―体節と左右相称
第2章、イノチの小部屋―細胞骨格の構造
第3章、不都合なカタチ―食道と気管
第4章、口のカタチ―タテグチかヨコグチか
第5章、不動の動のカタチ―植物の｢原型｣
第6章、数学的なカタチ―黄金比と螺旋
第7章、哲学的なカタチ―生成のアルゴリズム
第8章、模様のカタチ―チューリング・パターン
第9章、イノチをつくる散逸構造―ミツバチの巣の謎
第10章、カタチをつくる衝動―カメは甲羅を脱げるのか
第11章、逸脱したカタチ―天使の翼と昆虫の翅
第12章、カタチの原型―進化と発生のリズム

●かたちを保つ(19頁)
約4億年前、大気上層にオゾン層ができて紫外線が遮蔽され、生物の陸上進出が始まった。ただ、陸上には紫外線だけでなく、重力という問題もある。水中にいるうちは浮力の恩恵を享受できたが、陸上では自力で重力に抗し、自分の｢かたち｣を保たねばならない。その支持構造として骨格が使われた。
●寒冷化の暴走(25頁)
何らかの理由でいったん両極が寒冷化すると海も冷たくなる。寒冷化を防ぐのは二酸化炭素CO₂による温暖化だが、冷たい海ほどCO₂を大量に吸収するので、寒冷化が止まらなくなる。寒冷化の暴走だ。もちろん、逆のケース、いったん温暖化したら海がCO₂を吐き出すので温暖化が加速するという熱暴走シナリオもあり得る。
●生物の属性(31頁)
生命や生物を特徴づける三つの属性
代謝：体を作って維持すること
複製・増殖：増えること
代謝や複製の単位が細胞膜で包まれていること
●食道と気管(50頁)
食道と気管のどちらが本線かと言うと、それは食道である。気管は後からできた支線である。そもそも動物とは｢食べる生き物｣である。
●昆虫類の食性(67頁)
昆虫類の食性は｢噛む｣と｢吸う｣に分けられる。噛むものはタテグチでムシャムシャ食む。吸うものはタテグチが対合した口吻をストローのように使って、樹液や蜜液を吸う。そこから派生したのが｢刺す｣もので、蚊は口吻を針にして他の生物に刺し、その体液や血液を吸う。
●生物の本質(81頁)
生物の本質は｢喰って殖える｣ことだと思う。喰うのは｢個体の維持｣のため、殖えるのは｢種の維持｣のためだ。
●ハテナ(82頁)
岡本典子氏が2000年に和歌山の砂浜から発見し、2005年に米国のサイエンス誌に発表した｢ハテナ｣という生物は、文字通り｢はてな?｣だ。これは単細胞の植物（藻類）で、他の娘細胞藻類と同様に分裂して二つの単細胞に分かれる（伝統的に「娘」と呼ぶことになっている）この時、一方の娘が葉緑体という光合成装置を継承し、他方は何ももらえず無色になって光合成不能、モノを食べるようになるというのだ。つまり、分裂すると一方は植物、他方は動物になる!?
●花（96頁）
植物の花のハタラキはただ一つ、殖えること。すなわち生殖である。
●漱石の呪い
科学はhowに答えるものであり、whyには答えない
●カメの甲羅(171頁)
カメは甲羅を脱がない、いや、脱げないというべきか。カメの甲羅はもともと肋骨だからである。肋骨が横方向に扇状に広がったものなのだ。
●眼の誕生(206頁)
いまから5億4300万年前のカンブリア紀に突如として｢眼｣という視覚器官が誕生したことが生物界、とくに動物界のカタチを爆発的に多様化させた原因であるという
●防御(214頁)
｢眼の誕生｣以前の生物は、攻撃的な捕食に曝されなかったので、特に守りを固める必要がなかった。しかし、眼が誕生してから世界が一変し、攻撃からの防衛が必要になった。一つは甲殻化であり、もう一つは俊敏さである。甲殻化は外骨格を作り、俊敏さは内骨格を作った。
※気になる参考書
｢人体　失敗の進化史｣遠藤秀紀著、光文社新書
｢人口論｣マルサス
｢カメのきた道｣平山廉著、日本放送出版協会
｢眼の誕生｣パーカー著、草思社

☆関連図書(既読)
「へんないきもの」早川いくを著、バジリコ、2004.08.18
「ウソつきな生き物」来栖美憂著、PLAY BOOKS、2005.07.15
(2011年11月17日・記)

[beakmarkさんの感想 · 2019年1月20日]

おそらくこの著者の長沼さんは、かなりの「フカオイスト」なのではないかと。

各章、おもしろい展開だったけど、第12章は、読んだ当時思わず「エキサイティング！」と読書メモにも残した「眼の誕生」を思い出して楽しかった。

[bookkeeper2012さんの感想 · 2018年11月5日]

形態学は専門外とのことで、軽く楽しく読める雑学の詰まったエッセイ集の趣。

細胞の形を作るのは細胞壁と細胞骨格。細胞壁のない動物では細胞骨格：タンパク質のフィラメントが主役。

消化呼吸器系の発達史としては食道が本線、気管が支線。

生物界全体を見ると節足動物などタテグチが主流。エイリアンもタテグチの方が怖かったのでは。

毛管現象で吸い上げられる液体の高さは管の直径に反比例する。吸う系の口吻をもつ昆虫が大きくなれない一つの理由。

Ｌ−システム：単純なパターンの繰り返しでフラクタルな構造が作られる。植物のかたちをよく再現する。内因的に形が作られるとする立場。⇔環境との相互作用（これは複雑）をシュミレートする外因的な立場。

葉序パターン（対生、互生、らせん）も力学・化学・物理の３つの説明モデルがある。科学モデルが植物学好み、環境変化に対して化学物質の濃度勾配で形を作る。物理モデルはＬ−システム的。フィボナッチ数列が出てきたり。
参考）物理モデルのこんな<a href="http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/labs/skondo/saibokogaku/fibonacchi.html" target="_blank">反論</a>をみつけた。
黄金螺旋、白銀螺旋（白銀比：半分に折ってもタテヨコ比が変わらない長辺ｖｓ短辺の比。すなわちＡ４、Ｂ４とかの紙のサイズ）、生成文法、チューリングパターン、散逸構造とか付いていききれず。結局どういうことか分からん。

ゲーテって、なかなかのアマチュア自然学者だったそうな。

[titowg7さんの感想 · 2016年10月28日]

k

[脳内豪傑さんの感想 · 2014年5月13日]

カタチへの問い。ちょっと分野違いの専門家による生物の形態の話。専門性が低いという意味では読みやすい。

[nyankoteacherさんの感想 · 2014年1月11日]

１４０１１１　中央図書館
あちこちに話が飛び火しながら進んでいくようにみえて、発生生物学、古生物学、数理的（構造主義的？）な生物形態論まで、綺麗にまとまっていく。
タテクチ、ヨコクチの話、アノマロカリス、フラクタル、生成文法、L-システムなど興味をそそられる内容が多かった。

[8chiさんの感想 · 2013年4月16日]

後半に行くにつれ、著者の地がでてはっちゃけている感じ。ゲーテが好きなんだな。覚えておくべきジャーゴンとしては「エヴォ・デヴォ」か。

[masatosama1007さんの感想 · 2012年7月9日]

作者の文章がエッセイのような感じで論理的に伝わってこない。
一つ一つの話は魅力的だが、そこから得られるものが限られている。

もう少し、カタチという側面から生物学が読み解かれると期待していたので
残念。

[サイトムさんの感想 · 2012年3月28日]

「辺境生物学者」長沼氏の形態学である。生命に興味があるので、形についても知識を得ようと思い、読んでみた。全12章、連載で体系的ではなく、著者の想像も入り読みにくいが、生物学の知見を知ることはできる。第1章は体節と左右対称（専門用語では左右相称）の話、陸上の内骨格生物では10tが限界、マグロのサシは植物プランクトン由来の油脂の生体凝縮などにもふれる。第2章は細胞骨格の話、ロバート・フックによるコルクの細胞観察(1665)、バイオマス(量)では微生物が5兆t、植物が2兆t、動物は数億t、人間は3億tくらいらしい。ガラスをつくる植物とか、細胞を膨らませる浸透圧の話。第3章は人体の食道と気管の話で、飲むだけの食道、吐く吸うの機能をもつ気管を切り替えるのはやっかいらしい。細胞から原口と原腸ができ、原腸が貫通した反対側が口になるのを「新口動物」（脊椎動物）、原口がそのまま口になるのは「旧口動物」（節足動物）となる。第4章は昆虫などの縦に切れている口は脚が変化したもの、脊椎動物の横にきれている口はエラが変化したものだとする。蚊は空気圧ではなく毛細管現象で血をすっているので、口は小さくないと液体を吸えない。パージェス頁岩の生物や中国雲南省澄江の生物群などの化石にも触れている。第5章はゲーテの「植物は一つの統一体ではなく、いくつもの統一体から合成された」という説にふれ、念珠藻の形を再現したL-システム（ハンガリーの生物学者、リンデンマイヤー1968）のしくみ、第6章はLシステムにやどるフィボナッチ数列・黄金比・螺旋などの話、第7章もLシステムの具体的解説、「最初はA」「Aが分裂してABになる」「Bが大きくなってAになる」。この法則で細胞の配置パターンなどを再現できる。第8章はチューリング・パターンの話で、自己言及の反復パターン（BZ反応などの「反応拡散系」）で生物の模様やシマなどが再現できるとのこと。第9章はベルクソンに影響をうけたプリゴジンの散逸構造と、ミツバチの巣の話。平面や空間充填の問題を生物は解いているらしい。第10章は、亀の甲羅の話で、甲羅は肋骨が広がったもので、甲羅を脱ぐことは不可能とする。ゲーテの「形成衝動」についても触れ、生物は形式と素材に限定されながらも、衝動・内的欲求・強制力・力・能力で変わっていくとする。第11章のペンギンの話、ペンギンは蹲踞の形で歩く。決して脚の短い生物ではないそうだ。泳ぎやすいように手首と手の骨が癒着して一枚になっているそうだ。翼・ヒレ・腕などは「相同器官」といい、どの生物も通常一種類しかもてない。昆虫のハネは気管エラの保護部分の背板が伸びて動くようになったものらしい。サナギをつくる完全変態は「繰り返し体節」から「頭胸腹システム」への再編という意味づけはあるものの、なぜ完全変態があるのかは不明だそうだ。最後は、眼の誕生から100万年で5億4200万年前の「カンブリア爆発」が起こったことから、見られるから「形」ができるという事実を裏づける。カントの判断力批判やゲーテ、三上茂夫の形態論について触れ、形成衝動やリズムにもふれる。多細胞生物の成立仮説で酸素から身を守るために生殖細胞を囲みこむ多細胞生物が生まれたとするのも興味ぶかい。分裂すると動物と植物になる「ハテナ」という生物の話など、最新の知見も多い。

著者プロフィール

1961年、人類初の宇宙飛行の日に生まれる。深海生物学、微生物生態学、系統地理学を専門とし、極地、深海、砂漠、地底など、世界中の極限環境にいる生物を探索する。筑波大学大学院生物科学研究科博士課程修了、海洋科学技術センター（JAMSTEC、現・海洋研究開発機構研究員）、カリフォルニア大学サンタバーバラ校海洋科学研究所客員研究員などを経て、現在、広島大学大学院生物圏科学研究科教授。『宇宙がよろこぶ生命論』（ちくまプリマー新書）、『形態の生命誌――なぜ生物にカタチがあるのか』（新潮選書）、『辺境生物探訪記　生命の本質を求めて』（共著・光文社新書）、『地球外生命　われわれは孤独か』（共著・岩波新書）、『生命の始まりを探して僕は生物学者になった』（河出書房新社）ほか著書多数。

「2016年 『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』 で使われていた紹介文から引用しています。」