閉鎖生態系実験装置(ミニ地球)を用いた環境-生命系の動態研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07458126
• Research Institution: Nihon University
• Principal Investigator: 森山 茂 日本大学, 生産工学部, 教授 (80060044)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高原 光子 日本大学, 生産工学部, 助教授 (50059424)
• Keywords: 閉鎖生態系 / ガイア実験 / 生命論 / 地球生命圏 / 酸素濃度 / CO_2濃度 / ATP / 複雑系

Research Abstract

生命の創り出す系であるリビング・システムと閉鎖生態系(CES)の動態を研究するため、前年度に引き続き、1)大気圏の酸素濃度測定、2)同じくCO2濃度測定、3)水圏の溶存酸素濃度測定、4)ATP濃度測定、5)pH測定などを長期間継続した。1から3は24時間連続観測された。また、リビング・システムの不安定性を調べる実験、開放系と閉鎖系に対する性質の知見を得るための実験を行った。それらの知見は次の通りである。
1.完全暗的条件でも、CESは内部の構成要素の組み換えによって、ダイナミックな環境改変を行うことができる。すなわち何らの外因なしでも、生命圏はその内的動作のみによって、環境とシステムそれ自体の動的性を保持する。この事態は、巨大CESとしての地球も、外因なしで、気候変化を引き起こしうることを意味し、気候変化解明に地球自体のCES的動態の探索が欠かせないことを意味している。
2.CESは2日、4日、1週間といった短期間暗期設定の突如の擾乱に対し、敏感に酸素濃度などの激減反応を引き起こすが、再度まったく以前の状態に復することが出来る。つまり一時的にまったく別の状態へ遷移するにも関わらず、再度、以前の状態を再現しうるという強固な安定さを示す。
3.微小擾乱に対する不安定性と、強靱な復元性が、CESに内在する固有な特徴である。これは〈複雑系〉としてのCESの性質の一端であろう。
4.オートポイエ-シス論の展開から、「共生」の論理、「環境」とは何かなど、新しい生命システム論の展開が進んだ。これらの論考は出版物の中で公表した。
古生代から中生代、中生代から新生代とった地球史の大変換期に、大規模無酸素海洋状態が存在したことが発見されているが、巨大CESとしての地球の、微小擾乱への閉鎖生態系的動態が似た様相を呈する。以上のことから、CESの動態研究は、リビング・システムとしての地球の動態を明かすための重要な研究でありその継続的研究が望まれる。

Research Products

• [Publications] Shigeru Moriyama: "A dynamic state of a closed ecosystem and its significance to the generation of the Earth's environment" MICROBIOLOGIA SEM. 13. 37-44 (1997)
• [Publications] 森山 茂: "自己創成するガイア" 学習研究社, 301 (1997)