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情報:農業と環境 No. 59 (2005.3)

No.59 2005.3.1
独立行政法人農業環境技術研究所
No.59
・京都議定書の発効
・気候変動に関する日中韓国際シンポジウムが開催された
・農業環境技術研究所年報−平成15年度−が刊行された
・NIAES Series No. 5: Material Circulation through Agro-Ecosystems in East Asia and Assessment of its Environmental Impact, Edited by Yousay Hayashi が出版された
・農業環境技術研究所編「農業環境研究の最前線」(3月刊行予定)
・農業環境技術研究所編「農業環境研究20年の歩み」(3月刊行予定)
・農業環境技術研究所編「散策と思索」(3月刊行予定)
・論文の紹介:外来種の影響を減少させるための研究方向
・本の紹介 160: Acquiring Genomes; A Theory of the Origins of Species, Lynn Margulis and Dorion Sagan, Basic Books (2002)
 

京都議定書の発効

平成17年2月16日、地球温暖化を防止するために二酸化炭素(CO)などの温室効果ガスの排出量を削減するルールを定めた京都議定書が、発効した。残念なことに、世界最大の排出国である米国が離脱したままであるが、世界140か国と欧州連合(EU)が批准した。削減目標の達成に向けて、日本も新たなスタートを切ることになる。

京都議定書では、先進国は2012年までに温室効果ガスを1990年比で少なくとも5%削減するように義務づけられている。これから各国は、排出枠を売買する「京都メカニズム」も利用して、削減目標の達成に乗り出す。すでにEUでは、2005年初めから域内でCO排出量を取り引きするための市場が設置されている。

米国が「経済に深刻な打撃を及ぼす」として、2001年に離脱したのは有名な話である。13億の人口を持つ排出大国である中国は「途上国」として扱われるため、削減義務がない。このため、この議定書の実効性を疑問視する声もある。

地球温暖化の影響とみられる現象は、世界中で顕著になってきている。このことについては、これまで「情報:農業と環境」に機会あるごとに紹介してきた。「気候変動に関する政府間パネル(IPCC)」の最初の報告書「Climate Change: The IPCC Scientific Assessment」が出版されたのは1990年である。第1章の「Greenhouse Gases and Aerosols」の執筆に参加した筆者には、この15年の歳月の経過に、今昔の感がある。

日本の削減目標は6%であるが、2003年の値ではすでに8%増加しているので、目標を達成するためには、14%の削減が必要になる。この削減目標は容易でない。

詳細は次のホームページを参照されたい。

http://www.iges.or.jp/en/news/topic/0502kyoto.html (対応するURLが見つかりません。2014年12月)

 

気候変動に関する日中韓国際シンポジウムが開催された

農業環境技術研究所は、中国の南京土壌科学研究所と韓国の農村振興庁農業科学技術院とMOUを締結している。これまでも農業環境研究に関するさまざまなシンポジウムを共同開催してきた。今回は、韓国水原市で「気候変動にかかわる日中韓のシンポジウム」が開催されたので、その内容を紹介する。

International Symposium on
Corresponding Strategies to the United Nations
Framework Convention on Climate Change

International Conference Hall, RDA, Suwon, Korea
21 February 2005

Rural Development Administration (Korea)
National Institute for Agro-Environmental Sciences (Japan)
Chinese Academy of Agricultural Science (China)

Opening Session

Opening Remarks: Chairperson of the Symposium Organizer

Congratulatory Message: Mr. Jeong-Soon Son, Administrator, RDA, Korea

Welcome Address: Dr. Myung-Ho Um, Director General, NIAST, RDA, Korea

Introduction of Speakers: Program Director

Session I   Chairperson: Dr. Choong-Hoe Kim, NIAST, RDA, Korea

Keynote Address: Nitrogen Cycle, Trends of Nitrogen Flow in Japan, and Mitigation Strategies for Reducing N2O Emission and NO3- Pollution: Dr. Katsuyuki Minami, NIAES, Japan

Prospective Mitigation Option and Research Progress of Greenhouse Gases in Korean Agriculture: Dr. Yong-Kwang Shin, NIAST, RDA, Korea

Session II   Chairperson: Dr. Katsuyuki Minami, NIAES, Japan

Preparation of 2006 Revised IPCC Guidelines and Current Progress of the Studies on Greenhouses Gas Emissions from Agroecosystems in Japan: Dr. Kazuyuki Yagi, NIAES, Japan

Status of Research on Greenhouse Gases and Countermeasures for Climate Change in China: Dr. Yue Li, CAAS, China

Session III   Chairperson: Dr. Qu Liang, CAAS,China

Dust Sand Storm Monitoring and its Development: Dr. Hao Quan, SJFC, China

Microbial Distribution, Status, and Characteristics of Asian Dust Descending in Korea: Dr. Yong-Seon Zhang, NIAST, RDA, Korea

Agricultural Implication of Climate Change, Agro-Meteorological Environment, Crop Production, and Earthquake Disaster: Dr. Jeong-Taek Lee, NIAST, RDA, Korea

Effects of Increasing Atmospheric Concentrations of CO2 on Paddy Ecosystem and their Interaction with Climatic and Soil Conditions: Dr. Kazuhiko Kobayashi, Tokyo University, Japan

Closing Session   Chairperson: Dr. Ki-Cheol Eom, RDA, Korea

General Discussion

Synthesis and Closing Remarks: Dr. Qu Liang, CAAS, China

 

農業環境技術研究所年報−平成15年度−が刊行された

はしがき

われわれは、科学技術の大発展とそれに付随した成長の魔力に取り憑かれた20世紀後半を駆け抜けてきた。この歴史の潮流の中で、われわれ人類はものを豊かに造り、その便利さを享受してきた。その結果、さまざまな環境問題が続出した。

その様態は、カドミウムや水銀に代表される重金属などによる点源の環境問題から、窒素やリンによる河川や湖沼の富栄養化などの面的な環境問題を経て、メタンや亜酸化窒素などよる温暖化など地球規模の環境問題へと広がった。環境問題は、点から面を経て空間にまで至った。

一方、われわれの生活を豊かにするために造り出した化学物質が、ヒトの生殖機能に作用し次世代にまで影響を及ぼすことも知った。今や環境問題は時空を超えてしまったのである。

21世紀における農業環境技術研究所の使命は、農業と環境の関わりにおいてこれらの時空を超えた問題を研究することにある。そのためには、2001年に新たに構築した組織を、よりよいシステムのもとに機能的に稼働させることが重要である。そのことを目指して3年の歳月が経過した。

研究所の機能を向上させるためには、次の9点の活動項目を積極的に実施することが必要と考え、この3年間、それぞれの項目が達成されているか常に点検しながら研究所の運営に当たった。

受信(社会・専門・政策)/研究(自己増殖・成長)/連携(MOU・専門・行政)/討論(セミナー・啓発)/貯蔵(インベントリー・発酵)/評価(業績・課題・運営・機関)/発信(専門・一般・パブリックアセスメント)/提言(リスク評価・マスタープラン)/宣伝(新聞・TV・雑誌・インターネット)

また、農業環境研究を進めるためには、とくに「国際・学際・地際」の視点が不可欠である。空間や時間を超え生じている大きな環境問題を解決するには、一つの研究所だけでは不可能で、国の内外はもとより広い分野や所属をこえ、さらには現場に立脚した研究を推進することが必要である。国際・学際・地際の融合である。

これらの活動を進めるにあたり、研究所の職員が共通の意識をもてるように、「風にきく 土にふれる そして はるかな時をおもい 環境をまもる」をキャッチフレーズに、「安全・安心・制御・次世代への環境資源の継承」をキーワードに、さらには「土・水・大気・植物」が象徴されるロゴマークを創り、研究所の運営にあたってきた。

このような観点から、これまで、農業、林業および水産業にまたがる環境研究三所連絡会および各省庁にまたがる環境研究機関連絡会(10研究所)の設置、ドイツ、中国および韓国の農業環境研究機関とのMOU(協定覚書き)の締結、県の農業試験場との共同研究、日中韓共同国際会議の開催など、数多くの活動を行ってきた。

この年報にもその成果が、少しずつ現れてきている。ここにお届けする平成15年度の活動が、少しでも農業と環境のために役立つことを希望する。IV章に所員の研究成果リストも掲載した。関心のある方はいつでも必要な資料をご請求いただきたい。

平成16年12月 
独立行政法人農業環境技術研究所理事長 
陽  捷行 

目次

はしがき

I.研究実施の概要

1.地球環境部 2.生物環境安全部 3.化学環境部 4.農業環境インベントリーセンター 5.環境化学分析センター

II.平成15年度研究課題

1.年度計画研究課題一覧 2.受託プロジェクト研究等一覧:再委託先リスト 3.法人プロジェクト研究課題一覧

III.研究成果と展望

1.トウモロコシ花粉飛散量の連続的自動計測

2.わが国における1980年代以降の窒素収支の変遷

3.衛星画像を用いたモンスーンアジアでの主要穀物の栽培期間の推定

4.根圏土壌を用いた他感作用の検定手法の開発

5.チャノコカクモンハマキの交信撹乱剤に対する抵抗性系統の確立

6.ショウガ科植物に寄生する青枯病菌の新規系統は外来性である

7.日本産珪藻および藍藻を用いたOECD藻類生長阻害試験法の改良

8.カドミウム高吸収特性を示すイネ品種を利用した汚染水田土壌の修復技術

9.黒ボク土畑における水と硝酸性窒素の地下水到達時間と流出経路

10.農業環境技術研究所が所蔵する昆虫タイプ標本一覧表ならびに画像のWeb公開

11.一粒の玄米中のカドミウムを測定する

IV.研究成果の発表と広報

1.研究成果

(1) 農業環境技術研究所の刊行物 (2) 学術刊行物 (3) 学会等講演要旨集 (4) 著書・商業誌等刊行物 (5) その他

2.広報

(1) 所主催によるシンポジウム・研究会 (2) 刊行物一覧 (3) 情報:農業と環境 (4) 個別取材一覧 (5) 新聞記事 (6) テレビ・ラジオ等 

V.研究・技術協力

1.会議等

2.海外出張

3.産官学の連携

(1) 共同研究

(2) 行政との連携

1) 行政機関等の主催する委員会への派遣 2) 国際機関への協力 3) 研究会等への講師派遣 

(3) 外部研究者の受入

4.研修等

(1) 技術講習 (2) 外国人研修 (3) 職員研修

5.分析・鑑定等

VI.総務

1.機構

2.人事

(1) 定員 (2) 人事異動 (3) 役職員名簿 (4) 受賞・表彰

3.会計

(1) 財務諸表 (2) 決算報告書 (3) 予算、収支計画及び資金計画 (4) 国定資産 (5) 機械等購入 (6) 特許等一覧表

4.図書

5.視察・見学者数

6.委員会

 

NIAES Series No. 5: Material Circulation through Agro-Ecosystems in East Asia and Assessment of its Environmental Impact, Edited by Yousay Hayashi, NIAES (2005) が出版された

Preface

A vast variety of materials circulate through the atmosphere, hydrosphere, pedosphere, and biosphere. From the mid-20th century onward, however, unrestrained human activities have been disturbing the sustainability of global material circulation, and brought about various imbalances in material flows, resulting in a rise in greenhouse gases (GHG), water shortages, soil deterioration, natural resource exhaustion, accumulation of toxic chemical substances, and a reduction in biological diversity.

The Earth Summit 1992 sounded an alarm bell heard all over the world, calling attention to the importance of global-scale environmental conservation for human existence. To cope with the current worrying situation, a series of international pacts concerning global warming have been concluded among the member nations of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), and the Kyoto Protocol. In addition, great efforts have been made internationally in preserving endangered biological species, establishing international standards for toxic chemical pollutants, such as dioxins and cadmium. Consequently, the Convention on Biological Diversity (CBD) was also concluded.

East Asian countries, in particular, China, Korea, and Japan, share many agro-environmental problems in common, such as the emission of GHG from farmland, effects of elevated C02 on crop growth, pollution of soils and crops by heavy metals and dioxins, deterioration of water quality, and the environmental risks of invasive species and GMO & GM-crops. The National Institute for Agro-Environmental Sciences, the leading institute of agro-environmental research in Japan, has successively concluded Memorandums of Understanding, in 2001 with the National Institute of Agricultural Sciences and Technology of the Rural Development Administration, Republic of Korea, and in 20O2 with the Institute of Soil Science of the Chinese Academy of Sciences, the People's Republic of China, in order to enhance the three-party research collaboration on shared agro-environmental problems, and to work out better solutions collaboratively.

As the first high-profile step to implement research collaboration among the three parties, at the International Workshop on Material Circulation, the top scientists from China, Korea, and Japan reported relevant information regarding agro-environmental problems in East Asia. In this workshop, scientists from the three institutes discussed important issues common to agro-environments in East Asia, to aim for feasible and effective schemes of collaborative research in order to work out better solutions to correct the poorly balanced material cycle in agro-environments, and reduce its environmental impact.

This monograph is a compilation of research papers presented at the international workshop, which was organized by NIAES. I am confident that this monograph will serve as a valuable reference for researchers, students, and extension staff in their efforts to develop more effective approaches to material circulation through agro-ecosystems.

July 2O04
Katsuyuki Minami
Director General, National Institute for Agro-Environmental Sciences (NIAES)

CONTENTS

Keynote address

Global nitrogen and carbon cycles, agriculture-related disruption of these cycles, and the environmental consequences: K. Minami

Part 1.   Regional Agriculture and Environment in East Asia

Environmental and ecological aspects of Korean agriculture: K. C. Eom, T. W. Kim and J. E. Yang

Agro-climatological backgrounds for impact assessment in East Asia and speculation about future rcsources: Y. Hayashi

Part 2.   Greenhouse Gas Emission and Sequestration in Agro-Ecosystem

Options for mitigating CH4 emissions from rice fields in China: Z. Cai and X. Hua

FACE: a window through which to observe the responses of agricultural ecosystems to future atmospheric conditions: K. Kobayashi

Estimating carbon sequestration in Japanese arable soils using the Rothamsted carbon model: Y. Shirato and M. Yokozawa

Part 3.   Cycling of Farm Chemicals in Agro-Ecosystem

Studies on the coordination of the soil phosphorus supply with rice photosynthesis under different nutrient treatments: C. Yang, L. Yang, and T. Tadano

Development of a comprehensive system for the analysis and evaluation of water quality in medium-sized watersheds: S. Itahashi and M. Takeuchi

Distribution and long-term changes in levels of polycyclic aromatic hydrocarbons in South Korean soils: J. J. Nam, B. K. Park, K. H. Sho and C. Y. Park

Temporal changes in dioxin levels in Japanese paddy fields: N. Seike and T. Otani

Development of a crop-soil database for evaluation of the risk of cadmium contamination in staple crops: K. Sugahara, T. Makino and Y. Sakurai

Estimating methyl bromide emissions due to soil fumigation, and techniques for reducing emissions: Y. Kobara

Development of technologies for assessing nutrient losses in agricultural ecosystems in Korea: P. K. Jung, Y. S. Zhang, S. H. Hur, K. K. Kang and M. C. Seo

Part 4.   GMO, Bio-Remediation and Bio-Diversity

Components of root exudates from genetically modified cotton: W. Shi and W. Yan

Methods for assessing the indirect effects of introduced hymenopteran parasitoids on Japanese agricultural ecosystems: A. Mochizuki

Part 5.   Construction of Environmental Resources Inventory and Its Utilization

Monitoring of environmental resources and their utilization in South Korea: M. H. Koh. G. B. Jung and K. C. Eom

A l:1 OOO OOO-scale soil database and reference system for the People's Republic of China: X. Shi, D. Yu, X. Pan, W. Sun, Z. Gong, E. D. Warner and G. W. Petersen

Construction and use of a soil inventory by NlAES, Japan: H. Obara, T. Ohkura. K. Togami and M. Nakai

Construction of an insect inventory and its utilization by Japan's NIAES: K. Yasuda, S. Yoshimatsu and Y. Nakatani

 

農業環境技術研究所編「農業環境研究の最前線」(3月刊行予定)

はしがき

わたしたちは、独立行政法人農業環境技術研究所が発足する前から新しい農業環境研究を目指して様々な角度から研究所の構造を改革してきました。さらに、この構造がうまく機能していくために様々なシステムを構築しました。

当たり前のことですが、独立行政法人農業環境技術研究所は明確な目的のために存在する集団です。そのため、わたしたちはこの組織を単なる共同体ではなく機能体として捉えていかなければなりません。したがって、この機能体の機能をさらに向上させることが、研究所の使命の1つでなければなりません。

そのために、研究所が忘れてならない活動に、受信(社会・専門・政策)、研究(自己増殖・成長)、連携(MOU・専門・行政)、討論(セミナー・啓蒙)、貯蔵(インベントリー・発酵)、評価(組織・課題・運営・機関)、発信(専門・一般・パブリックアセスメント)、提言(リスク評価・マスタープラン)および宣伝(新聞・TV・雑誌・インターネット)があります。

ここにお届けする「農業環境研究の最前線」は、独立行政法人農業環境技術研究所が発足する1年前の平成12年度から「農環研ニュース」に掲載された「研究トピックス」と、これから「研究トピックス」に掲載される予定の成果の一部を前倒しでまとめたもので、上に掲げた活動のうち、「評価」と「発信」の部分に当たります。現在ではデータや内容が古くなり、訂正しなければならない部分もありますが、研究の流れを知ることの大切さから、その当時のままの姿で載せています。

これらの「研究トピックス」の中には、新たな「技術知」と「生態知」と「統合知」が含まれています。「技術知」とは目的と手段を定めたうえで、資源を活用し水平方向に新しい技術を開発していく知です。「生態知」とは現場で観察し、獲得してきた知です。「統合知」とは、これらの二つを融合した知です。ここにお届けする数多くの「研究トピックス」には、これらの「知」が混在していますので、この研究所のもつ「知」の多様さをお楽しみください。

江戸時代の儒学者である伊藤仁斎は、彼の著書「童子問」で次のように語っています。

大抵詞(ことば)直く 理明(あきらか)に 知り易く
記し易きものは必ず正確なり
詞難しく 理遠く 知り難く
記し難きものは必ず邪説なり

この冊子が伊藤仁斎の詞を満たしているとは努々思いませんが、できるだけ仁斎の詞に近づける努力はしました。それでも、成果の要点のみを簡潔にまとめようとしたので、細部については不明な点もあると思われます。不明な点、さらにはご意見やご質問があれば、当所の研究企画科にお問い合わせください。

平成17年2月 
独立行政法人農業環境技術研究所理事長  陽 捷行 

目次

・温室効果ガス

アラスカの湿地ツンドラにおけるガスフラックスの長期観測

水管理と施肥管理による水田からのメタンと亜酸化窒素の発生抑制

日本の畑土壌はCOの吸収源になる可能性があるか?

中国の主要な水田地帯からのメタンと亜酸化窒素の発生

畑地・林地土壌によるメタン、一酸化炭素、水素ガスの吸収

・食料生産予測

FACE(開放系大気CO増加)圃場では米の収量が増え、タンパク含量が減る

生育阻害要因を考慮して水稲生産のぜい弱性を評価する

被覆資材による土壌くん蒸用臭化メチルの大気放出量削減技術の開発

日本と韓国における水稲収穫量変動の特徴と推定

・モニタリング

衛星画像を用いたモンスーンアジアでの主要穀物の栽培期間の推定

航空機搭載多目的デジタル分光画像計測システム −農耕地生態系情報の高精細マッピング−

野外計測用高速ハイパースペクトル画像計測システム −植物生体情報を非破壊・リモートでとらえる−

衛星SARデータ等による水稲作付け面積の推定手法

・物質循環

わが国における1980年代以降の窒素収支の変遷

黒ボク土畑における水と硝酸性窒素の地下水到達時間と流出経路

水質モニタリングデータの図形表示・データ集約システム

酸性雨による土壌化学性変化を予測するモデルの開発

・化学物質

日本産珪藻および藍藻を用いたOECD藻類生長阻害試験法の改良

一粒の玄米中のカドミウムを測定する

カドミウム高吸収特性を示すイネ品種を利用した汚染水田土壌の修復技術

メダカを使って化学物質の内分泌かく乱作用を簡易に検出する

イネは土壌からダイオキシン類を吸収しない

ダイズのカドミウム吸収特性解明のためのCdトレーサー試験法

ダイオキシン類の水田からの流出・流下特性

土壌中のダイオキシン類の農作物への吸収・移行

除草剤抵抗性雑草の抵抗性遺伝子はどう拡散するのか

ホウ素およびストロンチウムの安定同位体比によるコメの生産国の判別

水系における農薬の挙動とそのリスク指標

薬剤解毒酵素遺伝子の構造解析およびその発現量比較による抵抗性ワタアブラムシの識別

・侵入・導入生物

トウモロコシ花粉飛散量の連続的自動計測

ショウガ科植物に寄生する青枯病菌の新規系統は外来性である

ひと目でわかるトウモロコシの交雑 −キセニアを利用した交雑率の簡易調査法−

雑種タンポポの識別と全国分布

・持続的農業技術

チャノコカクモンハマキの交信撹乱剤に対する抵抗性系統の確立

根圏土壌を用いた他感作用の検定手法の開発

DNAを吸着してしまう土から微生物のDNAを抽出するには? −スキムミルクを用いた黒ボク土からの微生物DNA抽出法の確立−

発生調査に有効な、キャベツなどを加害するハイマダラノメイガの雄成虫誘引物質の発見

ヘアリーベッチに含まれる植物生長阻害物質シアナミドの発見

土壌線虫の多様度を利用した環境影響評価に向けて

ミトコンドリアDNAで識別される高度耐凍性の雪腐黒色小粒菌核病菌

クレオメ(セイヨウフウチョウソウ)に含まれる他感作用の強い揮発性物質の同定

アジアの稲作地帯に発生するテヌイウイルスのゲノム構造の解析

土壌中に蓄積するタンパク様窒素化合物のチンゲンサイによる直接吸収

畦畔管理におけるヒガンバナの意義とその他感物質リコリンおよびクリニンの同定

・インベントリー

農業環境技術研究所が所蔵する昆虫タイプ標本一覧表ならびに画像のWeb公開

わが国における小麦の放射能汚染 −1959年以来42年間の長期観測とその解析−

九州以北で新たに確認されたヤガ科害虫3種

ヤガ科害虫4グループ類似種の幼生期の識別法

 

農業環境技術研究所編「農業環境研究20年の歩み」(3月刊行予定)

まえがき

今から10年前、ある雑誌に「地球生命圏と農業と肥料」と題した小論を書いた。そこでは、46億年前に地球が誕生して、混沌(カオス)から大気圏、水圏、地殻圏、生物圏、土壌圏などが分化したあとに、今から約1万年前に人間圏と称されるべき新しい物質圏が誕生したことを解説した。さらに、この地球生命圏が、拡大した人間圏の圧力に耐えられるかどうかという疑問を呈した。

その原因に、次のことがあることも述べた。すなわち、地球環境問題は、まさに人口増加の問題で、人口問題は食料の問題で、増加しつつある人口に食料を提供するのは農業の問題であると。われわれの生きる糧を生産する農業活動が、地球環境に負荷をあたえていることを様々な例で示し、21世紀は環境の時代というよりはむしろ農業の時代であると。

人間の英知でこのような問題を解決するために、現在の生産力を維持しながら持続的な生産が可能な農法を確立することの必要性も説いた。そのためには、農業の持つ多面的機能の活用や、環境保全型農業や持続型農業が重要であると主張した。これらの例の一つとして、被覆肥料に代表されるような利用効率の高い肥料の開発と、その活用技術の必要性を紹介し、さまざまな専門分野でこのような技術の開発が必要であることを強調した。さらに、増加しつつある人口に食料を供給し続けることと、崩壊しつつある地球環境を保全することとを両立させなければならない難題が、いまわれわれ人類に与えられていることも強調した。

それから10年の歳月がたった。残念なことに、そのときに危惧したわたしの思いは、歳月を追うとともにさらに現実味を増してきた。人間圏の圧力に悲鳴をあげはじめている地球生命圏の姿が、オゾン層にも、大気にも、土壌にも現れている。そのことは、いま問題になっている温暖化、オゾン層の破壊、森林の伐採、沙漠化、土壌侵食などのさまざまな現象に見ることができる。環境と農業の関わりが、ますます重要な時代になってきた。

環境とは、自然と人間の営みとに関わるものであるから、環境が人間と離れてそれ自身で善し悪しが問われるわけではない。人間と環境の関係は、人間が環境をどのように見るか、環境に対してどのような態度をとるか、そして環境を総体としてどのように価値付け、概念化するかによって決まる。すなわち、環境とは人間と自然の間に成立するもので、人間の見方が色濃く刻み込まれているものである。

だから、人間の文化を離れた環境というものは存在しない、となると、環境とは文化そのものである。すなわち環境を保全するとか改善するということは、とりもなおさず、われわれ自身を保全するとか改善することにほかならない。そのためには、われわれの人生の豊かさ、心の豊かさが必要であろう。人生の豊かさ、心の豊かさを問うことは空間の豊かさを問うことから切り離すことができない。豊かな環境とは、空間の質と量の豊かさであろう。これまで空間の豊かさは、次の三つの思想を通して追求されてきた。

ひとつは、西行や慈円などに見られる文学や宗教にかかわる思想である。もうひとつは、風土の概念を導入し、空間と時間を環境につなげた和辻哲郎に代表される哲学的な思想であろう。最後は、熊沢蕃山、古在由直、吉岡金市などに見られる公害や水理などにかかわる科学の思想である。結局、環境は文学や思想や科学の履歴書なのである。

もちろん、農業環境研究は科学の思想に属する。日本の公害問題に科学者として最初のメスを入れたのは、古在由直(こざいよしなお)である。あの渡良瀬川沿岸の足尾銅山の鉱毒調査に全力を注ぎ、わが国で初めて農業と公害問題を提起した学者、古在由直は、独立行政法人農業環境技術研究所の前身(農業技術研究所)のさらに前身である農事試験場の第2代目の場長(明治36〜大正9年)であった。古在由直が「足尾銅山鉱毒ノ研究」を発表し、「農業と環境」の関わりを指摘したのは、今から113年前の明治25年(1892)のことである。その後、この国ではさまざまな「農業と環境」の問題が起こり91年の歳月が経過していく。今から22年前の1983年に、はじめて「農業と環境」の関わりを研究する農業環境技術研究所が創立された。これによって、農業環境という言葉が定着する。

研究所の英語名は National Institute of Agro-Environmental Sciences と命名された。当時この英語名は、国外でも目新しく現代的な名称と評価された。なお、独立行政法人農業環境技術研究所に改組された2001年4月からは、研究の焦点を Science から主として Agro-Environment に向けたため、英語名は National Institute for Agro-Environmental Sciences に改称された。

今から10年前の1995年に、当時の農業環境技術研究所が中核となり農林水産技術会議事務局編纂による「環境保全型農業技術、農林水産研究文献解題 No.21」が刊行されている。この資料は、「我が国における農地の劣化と農業による環境負荷の実態」と「環境保全型農業」をテーマに農林水産研究の文献解題の第21集としてまとめられたものである。内容は、土壌劣化、水質汚染、大気汚染、農薬等有機化学物質による環境負荷、有害生物による農地の人為汚染、温室ガス等の発生状況、土壌の保全・養分管理、病害虫・雑草防除、物質循環、有機農業の技術的解析および環境保全型農業の経営技術問題、にわたるわが国の研究成果を中心にした文献の収録である。

今回のこの本は、独立行政法人農業環境技術研究所の研究者が内外の環境研究の動向に即応しながら、この国の過去20年間に得られた「農業と環境」に関わる研究成果をまとめたものである。これまでとは違い研究成果を帰納的にまとめたので、各章が具体的なタイトルになっている。内容は、農業生態系の持つ多面的機能と国土保全、温室効果ガスの放出削減、気候変動と食料生産予測、空間情報に基づく農業環境資源のモニタリングと評価、農業生態系における物質循環、化学物質の動態と生物影響、侵入・導入生物による農業生態系への影響、生物を活用した持続的農業技術、統計解析と情報システムの開発と利用および農業環境インベントリーの構築、に分かれている、

序章では、環境問題に関わる国内外の動向と農業環境技術研究所の関係が紹介される。終章では、今後の環境研究の展望が語られる。最後に、レイチェル・カーソンに始まる「世界の環境問題と国内の農業環境問題」と題した小環境史年表を資料として掲載した。

鎌倉の瑞泉寺境内の一角に立つ鐘楼の近くに、評論家の故大宅壮一の記念碑がある。その碑には、「男の顔は履歴書である」という大宅のことばが刻まれている。この言葉を真似るようだが、この本の内容が、「この国の農業環境研究の履歴書」たらんことを切に望む。そして、これらの研究成果が、現在さらに大きく不気味な潮流となりつつある人間圏から水圏、大気圏、土壌圏への軋轢を軽減するために少しでも役立てば、執筆者全員のよろこびは甚大である。

最後に、この本を出版するに当たり、執筆以外に陰になり日向になりご協力いただいた独立行政法人農業環境技術研究所の研究企画科および情報資料課の職員の方々に心からお礼申し上げる。

独立行政法人農業環境技術研究所 
理事長  陽 捷行 

目次

序章 (陽 捷行)

1. はじめに

2. 環境問題に関わる世界の動向

3. 環境問題に関わる国内の動向

4. 農業環境技術研究所の設立

5. 農業環境研究の成果

第1章 農業生態系のもつ多面的機能 (谷山 一郎)

1. はじめに

2. 土壌侵食・土砂崩壊防止機能

(1) 土壌侵食防止機能 (2) 土砂崩壊防止機能

3. 水質・大気浄化機能

(1) 水質浄化機能 (2) 大気浄化機能

4. 生物相保全機能

(1) 植物 (2) 動物

5. 居住快適性機能・保健休養機能

6. 総合的機能評価

7. 今後の課題

引用文献(成果リストを除く)

第2章 農業分野における温室効果ガスの放出削減 (野内 勇)

1. はじめに

2. 温室効果ガスの大気濃度の動向とグローバルな収支

(1) 二酸化炭素(CO2) (2) メタン(CH4) (3) 亜酸化窒素(N2O) 

3. 温室効果ガスの測定技術の開発

(1) フラックスの測定方法 (2) CO2フラックスの測定 (3) メタンフラックスの測定 (4) N2Oフラックスの測定 

4. 温室効果ガスの生成・吸収メカニズム

(1) CO2生成メカニズムと発生 (2) メタンの生成・吸収メカニズム (3) N2Oの発生源と生成メカニズム  (4) わが国のメタンおよびN2Oの排出量 

5. 発生制御技術の開発

(1) CO2 (2) メタン (3) N2Oの発生制御技術

6. 今後の展望

引用文献(成果リストを除く)

第3章 気候変動と食料生産予測 (清野 豁)

1. はじめに

2. 温暖化による農業環境資源の変動

3. 温暖化による生産地域・生産量の変動予測

(1) 植物生産力 (2) 水稲 (3) 牧草 (4) 世界の生産地域変動

4. 紫外線増加による植物影響

5. 今後の展望

引用文献(成果リストを除く)

第4章 空間情報に基づく農業環境資源のモニタリングと評価 (今川 俊明)

1. はじめに

2. 衛星リモートセンシング

(1) 土地利用/土地被覆分類手法 (2) 農業災害や環境問題のモニタリング (3) 農業資源評価 (4) 作物の生育診断

3. 地理情報システム

4. 農業環境資源計測システムの開発

(1) 作物の構造・生育診断のための計測 (2) 作物の構造・生育診断のための上空からの計測システム (3) その他の計測システム

5. 今後の展望

第5章 農業生態系における物質循環 (齋藤 雅典)

1. はじめに

2. 食料・農業を通した地域−国レベルでの物質循環

3. 水質の悪化と窒素浄化機能

(1) 硝酸汚染の実態 (2) 窒素流出量の推定とモニタリングデータの活用 (3) 土地利用連鎖等を利用した窒素浄化 

4. 土壌中における水と栄養塩類の挙動

(1) 土壌中の水分・栄養塩類のモニタリング (2) 硝酸性窒素等の土層内の移動予測 (3) 酸性降下物と土壌の反応 (4) 窒素の動態解明 (5) リンの挙動 (6) 植物の養分吸収機構研究の新たな展開 

5. 水質浄化システムの開発

6. 今後の展望

引用文献(成果リストを除く)

第6章 化学物質の動態と生物影響 (上路 雅子・小野 信一)

1. はじめに

2. 農薬の環境動態と生物影響

(1) 環境動態とその制御 (2) 生物に対する作用

3. ダイオキシン類の動態とその制御88

(1) 農作物におけるダイオキシン類 (2) 農地土壌における汚染実態と分解技術の開発 (3) 水系への流出とその制御 

4. 微量元素など微量成分の動態

(1) 分析法の開発 (2) レアメタルなど微量元素の環境での分布と負荷 (3) ヨウ素の土壌中における動態 (4) 農耕地生態系におけるトリハロメタンの生成 (5) ケイ酸の動態と肥効評価 (6) イオウ、鉄、マンガン、ホウ素、アルミニウムの動態 

5. 土壌のカドミウム汚染と対策

(1) イネのカドミウム吸収を抑制する栽培技術 (2) ダイズのカドミウム吸収特性の検討 (3) 肥料由来のカドミウムの作物吸収と耕地への負荷量評価 

6. 今後の展望

引用文献(成果リストを除く)

第7章 侵入・導入生物による農業生態系への影響 (松井 正春・小川 恭男)

1. はじめに

2. 外来植物の影響

(1) 意図的な導入植物 (2) 意図しない導入植物 (3) 侵入植物の定着と蔓延

3. 外来昆虫の影響

(1) 意図的に導入された昆虫 (2) 非意図的に導入された昆虫

4. 外来微生物の影響

(1) 非意図的に導入される微生物の同定診断

5. 遺伝子組換え作物の生態系に対する影響評価

(1) 遺伝子組換え作物の安全性評価試験 (2) 遺伝子組換え作物の一般栽培における現状と将来 (3) Bt遺伝子組換えトウモロコシの生態影響に関する緊急調査 

引用文献(成果リストを除く)

第8章 生物を活用した持続的農業技術 (長谷部 亮)

1. はじめに

2. 天敵生物、フェロモン利用による害虫制御

(1) 天敵生物 (2) 性フェロモン (3) 害虫(媒介虫)の生態・行動、人工飼育法

3. 拮抗微生物、抗菌物質による病害制御

(1) 拮抗微生物 (2) 抗菌物質 (3) 病原菌の検出、特性・生態 (4) 抵抗性誘導、伝統的耕種法による制御 

4. 植物のアレロパシー現象を利用した雑草制御

(1) アレロパシー作用と物質 (2) 雑草生態・植生変化

5. 微生物・植物利用による養分供給の促進

(1) 有用微生物の特性、接種技術、効果判定 (2) 植物の利用

6. 今後の展望

引用文献(成果リストを除く)

第9章 統計解析と情報システムの開発と利用 (廉澤 敏弘)

1. はじめに

2. 農業環境資源の解析手法

(1) 環境解析のための統計手法の開発と利用 (2) 環境生物の分類のための数理科学的手法の開発 (3) 専門家の視覚と判断を代替する画像データ解析技術 

3. 農業環境資源評価のためのシミュレーションモデル

(1) 局地気象および微気象を推定・予測するためのモデル (2) 農作物生育の推定・予測モデル (3) 農作物病害の発生モデル (4) 土地利用変化の予測モデル 

4. 情報システムの構築

(1) 研究用データベースシステム (2) データ交換・提供システム

5. 今後の展望

第10章 農業環境インベントリー (上沢 正志・塩見 敏樹)

1. はじめに

2. 農業環境資源の分類・同定・診断および分布目録の作成

(1) 分類 (2) 同定・診断 (3) 農業環境資源の分布と目録

3. 農業環境資源の特性解明と評価

(1) 土壌の特牲解明と評価 (2) 昆虫の特性解明と評価 (3) 微生物・小動物の特性解明と評価

4. モニタリング手法の開発

(1) 土壌 (2) 水質 (3) 同位体元素のトレーサー利用 (4) 生物多様性

5. 標本や情報の集積と利用システム

(1) 標本や遺伝資源の集積 (2) 観測情報の集積 (3) 利用システム

6. 今後の展望

引用文献(成果リストを除く)

終章 (陽 捷行)

1. 技術知、生態知そして統合知をめざして

2. 意識の変革を

3. 有限とレンタルのもとに

4. 連携と進化をめざした農業環境研究を

5. 安全・安心・制御・次世代を考えて

6. 将来に残された研究の夢

(1) 窒素、炭素、硫黄、リンの代謝と循環 (2) 地形連鎖の機能 (3) 水の特性とその効用 (4) 音波栽培 (5) 新規作物の問題点 (6) ミミズと土 (7) 昆虫と紫外線と臭い (8) 雑草(ただの草)の本質的意義 (9) 作物から除かれてきた抵抗性遺伝子と病害虫 (10) 電磁波・磁気と植物・土壌 (11) 微量元素のバランス (12) 化学物質の有害性予測 (13) 農業と人間の健康 (14) 環境倫理学と農業環境 

7. おわりに

農業環境技術研究所成果リスト

農業環境技術研究所成果情報

農業環境技術研究所報告

農業環境技術研究所資料

農環研ニュース −研究トピックス−

農業環境研究叢書

NIAES Series

農業環境問題と研究の流れ

 

農業環境技術研究所編「散策と思索」(3月刊行予定)

はしがき

荘子の特徴的な解説に、有用と無用の価値を逆説的に大転換させる論法がある。

荘子は、その著書のなかで、ただバカでかいだけで材木としての用をなさない大木を指して、「散木」とよんでいる。ここで「散」の原義は、とりとめがなくものの役に立たないことをいう。このように無用の木ではあるが、いやその無用さによって、枝を折られたり幹を切られたりすることもなく、樹木として生命をよく全うする。この大樹の周りには、他の多くの生命が共存する。アブやハチの類は花の蜜を吸い、トリやリスの類は木の実をついばみ、ヒトは樹下に涼を求める。大樹はこれほどまで多くの生命とかかわっている。

「散策」という言葉は、唐代の中ごろに登場する。宋の蘇軾(そしょく)に、「散策して塵人に遊び、手を揮いて此の世に謝せん」の句がある。唐の白居易(はくきょい)には、「日は西にして杖と履を引き、散歩して林の塘に遊ぶ」の句がある。「散策」と「散歩」は、いずれも気ままで無目的なそぞろ歩きである。

農業環境技術研究所の来し方については本文にも触れられているが、平成17(西暦2005)年で112年もの歳月を経過した、日本でもっとも歴史のある農業に関わる研究所である。そのような研究所に伝わったり、残されたり、新しく作られたりした昔や今の「お宝」、「施設」、「研究」などをまとめてみた。紹介する内容の文章に長短がある。これは話題が混在し、なかには資料として残したいものもあるためである。読むことを散策しながら遊んでいただきたい。

「思」の田はし(し)を意味する。しは、幼児の頭蓋骨がまだ完全に縫合し終わらないとき、脈拍につれてヒヨヒヨと動いて見える前頭と後頭の一部で顋門(ひよめき)の形を現している。その中は考える働きをする脳があるところだから、心を加えて「おもう、かんがえる」の意味になる。「索」は縄をなう形である。上部に木を通して結び、そこから縒り始めて索(ひも)状に編み続けていく。それで「なわ、なわなう」の意味になる。縄を縒りなうように、しだいにたどってものを探し尋ねるので、「さがす、もとめる」の意味となる。併せて「思索」は、物事の筋道を立てて深く考えをめぐらすことを意味する。

農業環境技術研究所は社会の変貌に応えて、この5年間、組織改編という激動渦巻く潮流の中を乗り切ってきた。ここに、その5年間のときどきの断片の「思索」をまとめた。「散策」と併せてご覧いただき、農業環境技術研究所の来し方行く末を思っていただければ幸いである。

なおこの冊子は、農環研ニュースの第47号(2000年)から65号(2005年)までの「所内トピックス」と「巻頭言」、「Annual Report」の「Message」を抜粋し、その一部を修正加筆したものと、一部書き下ろしから構成されている。

平成17年3月 
独立行政法人農業環境技術研究所 
理事長 陽 捷行 

目次

◎散策編◎

・記念碑と記念樹

・初代農事試験場長:沢野淳の銅像

・盈科而進(えいかじしん)

・マックス・フェスカと日本各地の土性図(1)

・マックス・フェスカと日本各地の土性図(2)

・マックス・フェスカと日本各地の土性図(3)

・古書

・大工原銀太郎博士のデスマスク:九州大学へ移管

・残された遺産:96年前からの公害汚染植物

・残された遺産:農事試験場における肥料依頼分析の記録

・オランダ、ワーヘニンゲン国立農科大学稲専門家養成計画参加者寄贈の絵図

・蟲塚と昆虫標本館

・昆虫標本

・土壌モノリス館

・微生物情報バンク

・気象観測装置

・環境放射能の調査研究

・土壌生成調査実験圃場

・遺伝子組換え植物隔離圃場

・無肥料・無農薬・不耕起を20年間続けた圃場

・農業環境技術研究所にある小さな農村

・環境化学物質分析施設

◎思索編◎

・自己調節機能

・生物環境の安全確保研究の展開・強化

・21世紀に期待される農業環境研究

・独立行政法人に期待する

・真・善・美と環境問題と俯瞰的視点

・地球環境部の役割

・新しい年を迎えて;時間と空間をこえて環境を守る

・環境問題:コモンズの悲劇を越えて

・就任挨拶

・独立行政法人農業環境技術研究所における監事の役割

・農業環境インベントリーの役割

・リスク研究に思う

・就任挨拶

・新しい年を迎えて:「自他の共生」と「機能の向上」をめざす

・日本人と環境保全

・進歩向上

・農業環境インベントリー研究の現在と将来展望

・環境研究の連携と進化をめざして

・「技術知」と「生態知」と「統合知」

・新たなコモンズの創造

・「安全・安心」を目指す農業環境研究

・化学物質の生物影響評価

・網羅的に調べるということ

・効率化に向けた取組みの検証

・就任挨拶

・専門と豊かさ

・環境問題の真髄

・Truth, Virtue, Beauty and Environment

・The Role of NIAES

・The Symbiosis of Self and Others in Environmental Research

・Conserve the Environment by Listening to the Wind, Observing the Soil, and Thinking of Our Future

 

論文の紹介:外来種の影響を減少させるための研究方向

Directing Research to Reduce the Impacts of Nonindigenous Species
James E. Byers et al.
Conservation Biology 16: 630-640 (2002)

農業環境技術研究所は、農業生態系における生物群集の構造と機能を明らかにして生態系機能を十分に発揮させるとともに、侵入・導入生物の生態系への影響を解明することによって、生態系のかく乱防止、生物多様性の保全など生物環境の安全を図っていくことを重要な目的の一つとしている。このため、農業生態系における生物環境の安全に関係する文献情報を収集しているが、今回は、外来種の生態系への影響を効果的に抑制し、環境を保全するために、どのような情報が必要とされ、どのような研究が求められるかについて述べた総説を紹介する。

要約

侵略的な外来種が在来種や生態系に及ぼす影響は、世界中で重要な問題となっている。外来種の有害な影響は、動植物の輸出入の増大や気候変動、土地利用変化とともに増加しており、自然の生物多様性と正常な生態系機能を維持するためには、外来種の管理はきわめて重要である。外来種が在来種の個体群、群集や生態系に及ぼす悪影響は前もって明らかではないため、新たな侵入防止策を取らない、あるいは、新たに定着した外来種への対応を後回しにするという判断がされることもある。各国政府は、外来種の問題に効率的に対応するための戦略を検討しているが、これらの戦略を成功させるためには、外来種の分布拡大、生態影響、防除について、信頼できる基礎情報が求められる。

保全担当者、土地管理者、計画立案者、政策担当者の現実の必要性と生態学の理論との間に隔たりがあるため、外来種が引き起こす重大な問題への取り組みは十分ではなかった。たとえば、カワホトトギスガイ(ゼブラガイ)が北米で大繁殖する前に、その生態についての研究論文がいくつも発表されていたが、米国とカナダの保全担当者はその分布拡大を予測できず、防除対策をとれなかった。資源管理者がすぐに使えるような、入手しやすく、理解しやすい形の情報がなかったからである。

保全のための財源には常に制約があるので、管理者は、どの個体群や種を急いで防除すべきか、あるいは後回しにしたり放置したりしてよいかを日常的に判断する必要がある。この論文は、対策の優先順位を決めるために必要な情報は何か、そしてそれを得る最善の方法は何かという2つの問題に焦点を当て、さらに、順位付けをした後に必要な研究についても検討する。

順位付けのために必要な情報

一部の外来生物の導入によって生態系に大きな問題が引き起こされたが、定着している外来種のうち8〜9割は、実際にはごくわずかな影響しかない。多くの自然地域には、すでに防除しきれないほど多くの外来種が入っているので、管理者は、防除、侵入防止、あるいは侵入区域への封じ込めなどの対策について優先順位を付けなくてはならない。外来種の多くについては、在来の生物相や生態系の機能への影響についての定量的な情報がほとんど公表されていないため、順位付けは、わずかな事例や個人的な判断に頼らざるを得ない。さらに、影響があったという結果は公表されやすいため、侵入の報告は、外来種の生態影響が大きく見える方向に偏っている可能性がある。侵入に失敗した外来種や影響の小さい外来種の情報にも注目することは、影響の大きな外来種の識別、あるいは新たな外来種の重要度の理解に役立つ。

少ない個体数でも、正常な生態系機能や生物間の相互作用を変えてしまう外来種もある。このような外来種を特定して、そのしくみを明らかにする必要がある。このほか、外来種の分布拡大あるいは個体数推移の予測、生態系の侵略されやすさ、生態影響が発生する最小密度、防除の目標値などについて、適切な情報が必要である。

必要な知識を入手するための研究

外来種の重要性を順位付けするための情報を得るには、侵入生物と在来生物群との相互関係の実験的研究、外来種の過去の挙動と近縁種の研究が有益である。また、生態学的モデルの作成や感受性解析、リモートセンシングと地理情報システム(GIS)の活用法なども役立つ。

順位決定後の効果的な活動

優先順位を決めた後、管理者はその外来種の侵入防止、早期検出、根絶、モニタリング、個体数抑制などの戦略に、どのように資源を配分するかを決める必要がある。個体数の抑制には、生物的防除がよく使われるが、個体群生態学のさまざまな基礎データが得られるよい機会である。物理的除去も行われるが、相当の労力が必要で、経費がかかり、効果が上がらないことも多いため、外来種を管理し、在来の生物多様性を守るためにそれが本当に適切なのかを知る必要がある。在来種自体の情報は少ないが、除去のための作業が生態系や在来種に及ぼす影響の情報はさらに少ない。

外来種のリスク評価

生態学の理論のみでは、政策決定のための情報の評価、情報の総合化、あるいは防除方法のコストの定量的比較はできない。どの侵入種への対応を優先すべきか、経費を投じて根絶すべきか、それとも緩衝地帯を設けるべきか、などの判断を行う際には、リスク分析と費用/便益分析が利用できる。リスク評価は、意志決定ツールであり、新しい技術や方法を導入する際に、事故などが発生するわずかな可能性があるときなどに使われる。一般的には、対象とする過程の各段階でリスクを最小化する方法を特定するための最初の手順である。

侵入生物の場合は、侵入(侵入経路のリスク分析)、定着(存続可能な個体群を形成するリスク)、分布拡大(分布地域を拡大するリスク)、影響(在来の生物や群集への無視できない影響があるリスク)の4段階に分けられる。導入された生物が次の段階に推移するおおまかな確率として、「10%ルール」が知られているが、各生物グループについての真の推移確率が予測できると、それぞれへの対策の決定に役立つ。とくに最後の影響リスクについての研究は不十分である。

保全管理者と研究者の協力

侵入生物についての管理実験は、研究者、計画立案者、保全管理者が協力することで促進できる。保全管理者は、時間と資源の制約から、日常的な研究活動には参加できないことが多いが、その保全事業において最重要な情報はなにか、とくに重要なサイトはどこかを知っており、それらのサイトの特徴や現在と過去の管理状況についての情報を持っている。研究者からの科学的な検討結果が保全管理者に直接返されることで、順応的管理を短い期間で進めることができるだろう。

対策のコスト

外来種へのさまざまな防除戦略のコストを定量化する研究が必要とされている。そのためには、外来種がどのようにして在来の生物多様性に影響するのか、とくに、ある特定地域では、どの生物種の影響が大きく、どの生物種の影響が小さいのかの情報が必要である。また、総合的な防除法を作成し、標的種および非標的種に対する防除の効果を調べる研究も必要である。さまざまな生態系への侵入確率についての研究や、侵入生物の定着期と分布拡大期のあいだにある潜伏期間についての研究は、危機にさらされている生態系に優先順位を付けるのに役立つ。リスク評価、意志決定理論と疫学は、科学者と政策決定者の協力を通じて、外来生物の防除政策の開発に有用な見通しを提供する。

結論

外来種について、すでにたくさんの有用な情報が存在している。これらを管理者が利用しやすいように分析しなおし、組み立てなおすことが必要となっている。外来種の研究を実施する研究者は、資源管理者が直面する重大な保全上の問題に焦点を当てることができるように、得られたデータをいかに整理し、いかに提示するかについて十分に検討すべきであろう。

 

本の紹介 160: Acquiring Genomes; A Theory of the Origins of Species, Lynn Margulis and Dorion Sagan,
Basic Books (2002) ISBN 0-465-04392-5

40億年の地球の生命の歴史を振り返ると、地球環境の変化に適応して生物が進化し、また、生物の進化によって地球環境が大きく変化してきたことがわかる。本書は、生物の進化が細胞内への微生物の共生によってもたらされてきたことを、きわめて独創的なアイデアで論じたものである。著者リン・マーグリスは「細胞内共生説」で著名な生物学者である。「細胞内共生説」とは、真核生物(原生動物から人間までのほとんどの生物では細胞内に核という特別な構造が存在し、染色体はその中に存在する)の起源は、細菌のような原核生物(細菌類では染色体が細胞内に裸で存在する)の体内に別の原核生物が共生したことに由来するという説である。現在、真核生物のミトコンドリアや葉緑体などの細胞内小器官が過去の細胞内共生細菌に由来することは明らかになっているが、核の起源を共生に求めるこの説については賛否両論がある。

マーグリスは、ラブロックの「ガイア仮説」(本の紹介:97)を積極的に支持し、その普及に活躍してきたことでも知られる。本書においても、一章が設けられガイア仮説と生物進化の関係が論じられている。共著者ドリオン・セーガンは彼女の息子であり、父親は惑星学者の故カール・セーガンである。同じ著者らには数多くの類書があり、翻訳されているものも少なくはない(「性の起源 遺伝子と共生ゲームの30億年」(1995年)、「生命とは何か バクテリアから惑星まで」(1998年)など)。

本書では、新しい種の発生、それも高次の分類レベルで異なる生物群の出現は、遺伝子変異の蓄積と自然淘汰(とうた)によっては説明できないこと、共生こそが生物進化の原動力の一つであり、「種の起原」の一つとしての共生発生説(symbiogenesis)について、縦横無尽に論述される。本書の副題および第1章と最終章のタイトルで示されるように、ダーウィンの「種の起原」を意識し、ダーウィンの解決できなかった問題を共生発生説で説明できると主張している。

最近、数多くの生物種のゲノムの塩基配列が決定され、異なる種をゲノムレベルで比較する比較ゲノム研究が進展している。本書のタイトルからすると、そうした最近の進歩を踏まえたものと期待したが、残念ながらそのような視点からの議論は行われていない。しかし、本書では、著者らが共生発生説の根拠とするきわめて多様な共生現象が取り上げられる。たとえば、光合成する動物:ウミウシの一種は藻類を体表面に共生させており、その光合成産物を利用している、昆虫の生殖を支配する共生細菌:共生細菌は昆虫の栄養獲得や増殖も支配している。さらに、三葉虫も体内に化学合成細菌を共生させており、細菌を通して栄養を獲得していた等々。これらの共生関係を通して、共生菌の機能の一部が宿主である生物に取り込まれ、これまでとは異なる生物種へ進化するというのが「共生発生説」であるが、これらの興味深い事例も、彼女の説を証明するには至っていない。

本書の巻頭言は、進化生物学の大御所と言ってよいエルンスト・マイヤー(2005年2月5日、100歳で死去)によるものである。彼は「本書には現代生物学の常識と相容れない部分がある」とはっきり明言した上で、以下のように続ける「読者は、これらを無視してよい。著者らの斬新なアイデアに目を向けて、素晴らしい生命の世界(訳注:本書で紹介されるきわめて多様な共生現象のこと)、それは多くの生物学者によって無視されてきたのだが、それを著者らが示してくれたことに感謝しよう」。マイヤーは、ほかにもマーグリスらの説の問題点を指摘しつつ、「共生生命説は、生命の世界の理解を助けるものではないが、より深い理解へと導くものである」とも述べている。このような巻頭言があるものかと、評者は感心した。

目次

Forward by Ernst Mayr

Preface

Part One: The Evolutionary Imperative

1. Darwinism Not Neodarwinism

2. Darwin's Dilemma

3. Relative Individuality

4. The Natural Selector

5. Principles of Evolutionary Novelty

Part Two: The Microbe in Evolution

6. Species and Cells

7. History of the Heritable

Part Three: Planetary Legacy

8. Gaian Planet

9. Eukaryosis in an Anoxic World

Part Four: Consortia

10. Seaworthy Alliances

11. Plant Proclivities

12. Chromosome Dance: The Fission Theory

13. Darwin Revisited: Species in the Evolutionary Dialogue

Glossary

References

Acknowledgments

Index

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