第1回は、生命応答システム分野の園池が担当し、光合成の研究の過去の流れと、今後の研究の方向性について話しました。題目の「4次元」というのは、「構造」の3次元に、時間的変化という次元を含めた4次元の見方が今後の研究には必要である、との思いが込められています。講義を聴く学生さんの中には、文系の人も1割程度はおり、また高校で生物を取っている人は半分だけということだったので、かなり基礎的なことに重点を置き、実際のデータを用いての専門的な話はしませんでした。下に載せたレポートを見る限り、生物をよく知っている学生さんには物足りないものになってしまったようです。少なくとも、もう少し範囲を絞って、1つのことを掘り下げて紹介した方がよかったかと反省しています。実際には、具体的な研究紹介も用意していったのですが、時間切れになってしまいました。第1回なので、すべての寄せられたレポート(41通)を以下に載せておきます。今日の授業で一番印象に残ったのは、もやしの話でした。”なぜモヤシはあんなにひょろひょろのびるのか?”という質問に対して私はあの場でこう考えた。1:何故モヤシになるか?・・光がないから。2:光がある時とない時の違い・・光合成できるかできないか。3:光合成できる時とできない時の違い・・栄養を自分で作れるか否か。4:栄養がなければどうすればよいか?・・栄養を吸収すればよいのではないか。それには、表面積を増やして吸収すればよい。よって、光がない時モヤシのようにひょろひょろのびる。講義では、できるだけ早く地上に顔を出し、光合成するためだ、と聞いた。それでは上の考えはどこが間違っているのか?1,2,3はまあ正しいと言えるであろう。実際のモヤシをみても、表面積が増えてるとはいえない。したいのなら、根毛状のものが作られるべきだ。私の考えは基本的に間違っていたと分かった。それだけでも今日の講義に出ていて良かったと思いました。今学期間よろしくお願いいたします。今まで大学で習ってきたのは主に生化学の分野であった。授業では主に「どうして」こういう反応が起きるのかという、機構の説明ばかりが重視されていた気がする。確かにそういうことを学ぶことは意味があるが、「なぜ」そういう反応が起きるのかを学ぶことの方がずっと面白い。日光の当たるところで育てたら普通に育つ生物が、暗闇で育てるともやしになるのか?また、なぜもやしは生長点をしたに向けて育つのか?こういったことの理由を考えるとき、生物が、なんて緻密に設計されているのだと感心してしまう。今まで生物に持っていたイメージが少し覆された気がするし、生物に興味を持たせる動機にもなった。ついでだから、スーパーでもやしを買った帰った。難しい講義名とは裏腹にわかりやすい講義でほっとしました。光合成(太陽)について興味が湧いてきました。次の講義からは、私も(一部の人がしていたように)先生の質問に手を挙げて答えられるようにがんばります。光合成とは、光エネルギーを使って、無機物から有機物を作る反応で、植物はこの方法で自ら有機物を作ることの出来る独立栄養生物である。動物は光合成は行えず、外界から有機物を取らなければならない。確かに動物は移動できる能力を持っているけれども、有機物の合成だけを見ると、植物のほうが優れているような気がする。恒常性を保つ仕組みを持つ動物に対し、環境に応じて体を作り変えて対応できる植物も、すごい仕組みをもっているのだと、改めて植物の力強さみたいなものを感じた。衛星を使った調査とか、海に鉄を撒くといったプロジェクトなど、初めて聞くことばかりで楽しかった。他の研究内容もたくさん聞きたいと思う。光合成そのものは中学校でも習う事柄であり、草木が光合成により酸素を作り出すということが当たり前のように語られている。今回の講義を聞いて光合成の奥の深さを実感し、現在行われている光合成の研究の着目点にも触れることができて非常に有意義だった。中学校時代に一つ面白いことを考えたことがある。それは、『草木は光合成により二酸化炭素を吸収し、酸素を生み出す。人間に葉緑体を注射すれば人間も植物と同じ役割を果たせるのではないだろうか?』というものだった。今回の講義を聞き、そのことを思い出した。講義の中では、動物は移動の効率化のために葉緑体を持たないことを選択した、というように述べられていた。これは遺伝的には納得できるのだが、人工的に人間もしくは動物が葉緑体を持つことは可能なのだろうか?ただ、世の中の動物がみんな緑色になっているのは不気味ですが...。大学に入学したばかりで、レポートを書くのになれておらず、かなり至らない点が多いとは思います。第一回の授業で最も印象に残ったのは、生物の一見見逃してしまいそうな特徴に対し生物学者の側から積極的に疑問を出しそれに対して論理的な推論を与えようとするという姿勢である。具体的にいうと、なぜ動物は光合成をしないのかという疑問に対して光合成には広面積を要し移動に不都合だからという理由がつけられる。この論理の明快さに非常な感銘を受けた。このような事例を通じて生命がなにげなく行っていることの中にも実は深い論理と合理性とが潜んでいることがわかり、生物を履修していない僕でも非常に興味のわく面白い内容であった。このように内容が理解できたのは教授がこちらの理解度を気になさってたびたび基本的な単語の定義や意味などを細かく説明してくれたからでもあり、次回からの教官にもそのような配慮をお願いしたい。第一回の講義がこのように満足のいくものであったため次回からも出席しようと思う。私は高校時代にも生物を学んでいたのですが、光合成というのは単に植物が自分自身の栄養を生成する活動であり、酸素はその副産物として作られているという認識をもっていました。したがって、光合成により発生した酸素が現在地球を覆っているオゾン層の形成に関わっていたということは思いもよらないことでした。このことはつまり今からでも地球の緑化をすすめれば再度オゾン層を構築することが可能であるということを意味するとみていいということでしょうか。緑を増やすことは二酸化炭素の軽減にも役立つわけですから地球の温暖化をくいとめることにもつながるでしょう。これはあまりにも楽観すぎるとらえかたにすぎません。現在の日本をはじめ多くの先進国は、木々を伐採したあとの地を利用しなければこれ以上の発展が望み難い状態にあるわけですから。この先植物がいかなる形で順化適応していくのかを自分なりに考える契機にしたいと思います。(396字)「四次元の光合成」を受講しての感想は、文科生も結構いたのでそれに配慮なさったのだと思いますが、高校で生物を履修した理科生の僕にとっては少し物足りませんでした。光化学系の仕組みなどをもっと詳しく知りたかったです。よる地球温暖化について触れていましたが、光合成を行う植物にとってはよい影響を与えるのではないでしょうか。自然状態では二酸化炭素濃度と気温が限定条件となってしまい、最大速度で光合成を行うことができないからです。光合成速度が上がれば植物の成長速度も上がり作物の収穫量が増えるので、人口増加による更なる食糧不足が懸念される人類にとってもある程度ありがたいことだと思います。よって、温暖化を防ごうとするのなら産業界からのCO2排出量の規制よりは、農林業によるCO2吸収量を重視すべきだと思います。「光合成」という言葉を初めて耳にした時、CO2を吸収しO2を放出するという不思議な作用を持つ植物は、O2が生存の絶対条件である人間の心強い味方だと思った。人間のためではなく、CO2とH2Oから糖を合成することが植物自身の生存に必要であるのだが、今回の講義で、巨視的観点からの光合成研究として植物プランクトンの分布を地球的規模で観測することによる温暖化解消の試みがあることを知り、人為的にではあるが壊すのではなく増やすことで人間にも利益があるなら試みる価値があるのではないかと思った。本で調べると(高校では生物を選択しませんでした。)、光合成が行われる際光のエネルギーによってクロロフィルやカロチノイドに含まれるP700やP680という物質が励起状態の電子を生じ、それが元の基底状態に戻るときに螢光がでると書かれていた。植物プランクトンはその螢光で観測される。植物と光との意外な関係を見た気がした。第一回目の講義を経て、私が高校で学んだ「生物学」はほんの一かじりにすぎなかったのだな、ということをまず知らされたと思う。光合成や植物という高校教科書ではわずか数ページで書かれているものに、今まで知りもしなかった「深さ」があるという印象を大きく受けた。中でも、DNAのマイクロアレーの利用による発現の網羅的解析などの新たな応用にはとても驚いた。同時に、高校教科書をはるかに超えた広い科学の世界が存在することに興奮と期待を覚えた。今まではただ当たり前のこととしてしか受け止めていなかった「動物が光合成をしない」ことの理由を知ったときは、自然の効率のよさへの追求に感銘を受けるとともに、知識を鵜呑みばかりしていたじぶんを変えねばというあらたな意識が私の中に生まれたと思う。先端生命科学という分野は先日知ったばかりであるが、今後のゼミが非常に楽しみである。地球にとっての太陽の役割(=エネルギー源)ということや、もやしの話は中、高の時の生物の授業で教わったことと似ていた。「動物はなぜ光合成をしないのか」に対してわたしは「移動できるのであれば捕食によりエネルギーを得る方が効率的だから」だと思っていたのだが一概にそうはいえないのだろうか。それとも因果が逆なのか。植物がどうやって成長するか、は幼い頃の疑問であった。生物の学習に興味をもったのもそのような存在するのに目に見えないことも教えてくれるからであった。四次元の「生物」とは少しつかみにくい。高校生物でいえば「遷移」くらいである。知りたいと思うもののなかには遺伝子関係がある。調べて分かったがDNAとは遺伝子の本体であるらしい。あとゲノムという言葉は二、三年前の辞書には見当たらなかった。最先端の生命科学とは興味深いものばかりである。光合成という小学校で習うような現象から、大きなサイエンスの世界が広がっていることに驚いた。DNAというナノメートルレベルの現象から地球規模での温暖化現象まで、三次元空間を横断したかと思えば、時間軸の観点まで持ち出して、長期的な展望を広げる。その全ての分野が何らかの形で有機的に絡まって、大きな体系を作り上げているのだろう。個人的に関心を持ったのは、植物(や動物)に対して、機械論的な扱いだけでなく、目的論的な視点が所々に導入されていたことだ。もやしが日陰で細長く伸びることに対して、「もやしが、まだ地中にいると勘違いするから」という説明が加えられると、時に無味乾燥な科学の世界が非常にダイナミックに感じられる。先生は丁寧に言葉を選んでおられて、上の台詞そのままには喋られなかったが、僕にはそのような意味としても聞こえた(単なる勘違いなのかもしれない)。当然ながら科学に求められるのは、解釈する人間の主観が混じるとはいえ、可能な限りの客観性だろう。科学を科学たらしめてきた大きな部分は客観性と再現可能性に有るのだろうから。時に植物に(そして物理法則にだって!)何か意志のようなものが垣間見える時、そこにもまた科学の醍醐味が有るのではないかと思う。「4次元」たる主題には少々そぐわないのかも知れないが、私が今回の講義で興味を引かれたのが、植物の生育状態における明条件下と暗条件下での違い、であった。暗条件下で成長点が下向きになるという事実すら知らなかったが、それ以上にその暗条件下(自然界では「地中」である)での形態というのが、できるだけ効率よく地上に達し、そして光合成を行うことを目指すものである、とのことなのだ。地中と空気中の判別はできぬのであろうか、という点が実は少々引っかかったのではあるが、ともあれ植物の光合成を行うための戦略に驚きを覚えたのである。「動物の光合成」の項で、動物と比較して如何に植物が光合成に適した形態を成しているか、改めて考えさせられたのだった。食物連鎖の底辺たる光合成によるエネルギーが斯くも巧妙な戦術によって造られるとは、なんとも爽快だった。文系学生や生物未修者が多いことを考慮されて先生もだいぶ遠慮して授業を進めていただいたように思います。,”ポストゲノム時代の生命科学”という講座タイトルに惹かれてきた学生達ですし,本講座は全学自由ゼミナールで,成績にもあまり関係ありませんので,もう少し突っ込んだ内容でも良かったのではないかと思います。今回の授業では,”なぜ光合成の時間軸に沿った経過が面白いのか”といったことをもう少しくわしく聞きたかったと思います。人間が知恵と技術を用いて太陽エネルギーを自らのものにするのと同様に、植物は光合成によりそれを行っている。この営みの結果、人間は資源の枯渇などで自らを苦しめているのに対して、植物は酸素を発生させることによりオゾン層の形成に貢献し、二酸化炭素の吸収により温室効果の削減をして自らにとって+要素のものへと結びつけている。ここに人間が作り上げたエネルギー変換のシステムと自然界のシステムの歴然たる差のように思える。一つ授業中に気になったことは、「船で鉄を海にまくと植物プランクトンが増える」という話の途中先生がおっしゃった、「しかし、そうやって生態系をかってに壊していいかはわからない」という言葉だ。理系の学問の利用はみな自然の変化をもたらすように思える。考えるうちにどういう技術が善であるかが分からなくなった。善い技術とは何かについてアドバイスを頂きたい。今回の講義では、光合成が地球の歴史と共に進化し、環境からの作用を受けると同時に環境の変化を促してきたということがわかりました。これから、光合成はどう進化して行くゆくのでしょうか。第一は、光合成速度の上昇です。現在光合成を律速している二酸化炭素濃度や温度は、人為的な要因によって上昇しつつあります。進化ではなく、単なる変化なのかもしれませんが、確実な兆候です。第二は、光合成をする種の増加ではないでしょうか。講義では、動物の光合成は移動性からみて不利だと聴きましたが、たとえば植物における食虫植物のように、主たる栄養源を補うという形であれば、比較的下等な動物において出現する可能性はありますし、表面積を増加させる何らかの手段が講じられれば、可動性があるぶん光を得やすいのではないでしょうか。地球環境に合わせて、これからも光合成は際限なく進化してゆくでしょう。光合成の進化が止まらない限り、人の光合成研究も止まらないことでしょう。考えさせられる講義でした。今回のゼミを聞いて驚いたことは、とても説得力のある推論が実証されていない、ということです。もやしの「形態形成は光合成の効率を上げるのが目的」だとか「動物が光合成しないのは広い面積をもって移動するのが非効率だから」とか...。話を聞いていた私はなるほどと納得しましたが、実証されていなければ真理ではありません。あんなに筋が通っているのになぜ実証されないのか不思議に思ったほどでした。その厳密さが科学なのだとも思います。光合成という現象への多様なアプローチ方法もおもしろかったです。原子や地球規模の視点でみたりするとどうなるのか、という例がよくわかりました。主題でもある時間軸をからめた「四次元の光合成」の意味があまりよくわかりませんでした。具体的に例をだしてほしかったです。第1回目の講義ということで、どんな内容なのかまったくわからない状況で聴いていましたが、いろいろ新しい事を学べて僕にとってはとても有意義な講義でした。僕は高校では生物選択だったので、光合成の事も少しはわかったのですが、この講義を通して、光合成自体についてはけっこう勉強したけどその周囲に及ぼす影響やこれからの研究に関してはほとんど無知であることを知りました。遺伝子学やゲノム関係の方面に進みたいと考えていますが、これまでの勉強方法では無理だと思いました。講義については、個人的には環境ストレスや老化、DNAマイクロアレーなどをもっと掘り下げて説明してほしかったです。生物情報工学の話ももっと詳しく聴きたかったです。遺伝子の解明が進み、生物学が新たな未知の世界に入ろうとしてる今、僕たちのやるべき事、またできる事についてぜひアドバイスを。四次元の光合成ってなんだ?この題名に興味を引かれて講義を聞いた。ぼくは今まで生物の勉強をしっかりやったことがないので少々心配だったが、わかりやすい、いい講義だった。ぼくの興味のある分野はゲノムで、今様々な生物の塩基配列、そして遺伝子が明らかになっているがはっきりいってそれで何ができるのか、それをどう活かせるのかに興味がある。講義の最後の部分で、遺伝子変異の網羅的解析についてのところで、新しい手法が必要とあった。変異してる部分が一つなら、ある変化が起こったならばその変異が原因とわかるが、多数の変異が重なるともう何がなんだかわからないということだが、これを聞く限り、ゲノムの分野はまだまだこれからだと感じた。分かっていることを実際に利用している部分はまだ数少ないのだろう。今加熱しているゲノム業界でこれからどういう方向に進んでいくのか、それを学んでいきたい。私は高校時代生物を学んでいなかったので今日の講義は難しかった。面白かったのは動物と植物の違いだ。動物は自分の体温を常に一定に保とうとし、植物は環境に適応しようとするということだったが、それを知り植物も生命なんだなあと思った。動物が機動力を持った上で光合成を行えたら効率的な気がする、それがなぜできないのか不思議に思った。次に面白かったのは海上の葉緑素の分布を調べるというものだった。葉緑素が密にある場所は鉄が多く含まれる場所だというのは非常に興味深かったが、鉄の少ない場所に鉄を補い葉緑素を増やそうという試みは自然の流れに背くことであり途方もないことのように思われた。講義の終わりの方にポストゲノムの話があったが、それと光合成の関係がよくわからなかった。遺伝子が具体的にどのように生命に関わっているのか、生命は遺伝子により定義されうるのかといった疑問がわいた。OHPの字が小さくて読みにくいです。その点を改善していただきたい。石油は作り出すことはできないのでしょうか。できたらすごいですよね!光合成する生物の出現で今の生物が生きていられると言うことをはじめて学びました。もやしの話はとても興味深いものがありました。遺伝情報としてそれがインプットされているとはいえなんかすごいものを感じます。脳がないのにどうしてってかんじです。遺伝子が一体どの様な仕組みで回りの環境に適応しているのかがもっと詳しく知りたい。初めは人間のことについて取り上げると思っていたので肩透かしだと思ったのですが結構新鮮な話ばかりでした。これからの授業も期待しています。光合成について、どのような遺伝子解析が行われているか調べてみた。ATP合成酵素などの解析が進んでいる。これらの研究の応用として、組換えDNA技術による光合成能の向上が考えられている。光呼吸によって二酸化炭素を損失するC3植物のRuBPカルボキシラーゼ遺伝子の改変である。この酵素は、光呼吸のオキシゲナーゼ活性と、炭酸ガス固定のカルボキシラーゼ活性を有している。したがって、オキシゲナーゼ活性が低く、カルボキシラーゼ活性の高い酵素をDNA組換え技術でつくり、これを葉緑体に導入すれば、光合成能の高い植物を作成できる可能性がある。このように光合成に関与する遺伝子とそのメカニズムを明らかにし、その知識を有効利用すれば、食料増産などの産業に役立つのではないかと思う。光合成は水、CO2からグルコースを合成するという植物にとって生育に必要な行為であるばかりか、CO2吸収による温室効果抑制や、オゾン層の形成など、地球環境を形作る働きも持っている。生物の得るエネルギーは光合成によって太陽エネルギーから変換されたものであり、人間にとっても光合成から受ける恩恵は大きい。現在、光合成の研究スケールはDNAマイクロアレーによる遺伝子発現の調査といった分子レベルから、森林の成り立ちといった地球規模の研究にまで、広範囲に渡っていると学んだ。近年、生物学の研究では、ゲノム解析のようなミクロな分野が取りざたされているが、地球規模でのマクロな生物学がもっと注目されてもよいと思う。実験室の中の研究だけでなく植物プランクトンを増殖させるため、鉄を海に入れるといった実際の地道な行動も必要ではないかと、講義を聞いて考えた。高校では光合成について勉強したが今回の講義を聞いて光合成が高校で習ったものよりももっと複雑で奥の深いものだということを感じた。高校の授業では光合成色素の名称を覚え、光合成の化学反応式を覚え、反応途中の産物を覚え、と暗記することばかりだったので今回の講義を通して私の光合成に対する印象は変わった。今回の講義の中で特に興味深かったのは光合成を行う植物は蛍光を発行するということだった。海洋植物が発行する蛍光を宇宙から感知することによって光合成を行っている海藻の群生場所、すなわち海洋生物全般の生育場所がわかるということは私にとって不思議なことだ。することによって漁場がわかるというのは一般の人にとっても重要なことだと思った。生育場所を決める、すなわち限定要因が鉄であるということも興味深かった。今回の講義では大学の授業では高校のときのように受け身でなく積極的に自分から考えなければならないのだとあらためて感じた。ゲノム情報を利用した研究の方向性に興味を感じた。講義を通じて光合成と生命の発展との関わりにも興味を持った。非常に切実な問題として感じられる。出版物やインターネットで時間をかけてもっと具体的に調べてみようと思う。植物に対立する概念なのか。聴講後この疑問が生じた。百歩譲って生物に有効な定義が与えられたとしよう。生物は動物と植物に二分されるのか。講義中に取り上げた植物プランクトンはしかしいずれに属するのか。