カルシウムの話1

生命維持装置としての骨

古代中国の神話や北欧神話には、巨神の死によってその骨から岩石
が生まれたと語る話がある。中国では天地の開闢(かいびゃく)をな
した神とされる巨神｢盤古(ばんこ)｣の死が、また北欧神話では巨神
｢ユミル｣の死が、巨岩の景観を生んだと語るのだ。峰々が連なる大
地の隆起を目のあたりにして、古代の人々は、その由来を巨神の背
骨に求めたのだろう。雄大な神話だ。

しかし大地のバックボーンとも見える巨峰の連なりが、我ら脊椎動
物の進化に欠かせないものだったといったら、にわかに信じること
ができるだろうか。実は、巨神の背骨ともいうべき雄大な峰々と我
ら地上の脊椎動物の脊椎とは深い関係があるのだ。まずはその謎解
きから話を進めてみたいと思う。

生命の揺籃(ようらん)であった海は、そこで生きはじめたプランク
トンのような古代生命に、生きる上で必要な栄養素と身体を支える
ための浮力までも与えてくれた。海はやさしかった。

その後、進化の過程で海中の生物たちは大地に上がろうと試み始め
た。およそ３億6000年も前のことである。その時、彼らはやさしき
海が与えてくれた、生命代謝に必要なミネラルを体内に蓄える戦略
を採りながら揚陸を果たしたのである。それはどういうことか。

私たちが体内に持つ骨は、海で生まれた生物が揚陸するに際し、海
中のカルシウムを蓄えるために身にまとった一種の生命維持装置な
のである。それはまるで宇宙飛行士が大きな箱として背負い込むあ
の生命維持装置と同様のものであった。

私たちが生きる上で欠かすことのできない無機質をミネラルと呼ぶ
が、骨に含まれるカルシウムやリンはその代表格である。生きるた
めに必要とされるミネラルを、揚陸する生物たちはそれを骨に蓄え
て生命維持装置としたのである。

また地上に進出しようとした彼らは、重力に対抗して身体を支える
手段としても骨を支柱として利用する戦略を採った。地上には海が
与えてくれた、あのやさしき浮力はないからである。骨のこうした
働きがなければ、私たちはやさしき揺籃である海を離れて、この地
上に棲息することなどかなわなかっただろう。

海で生まれた生命が揚陸するまでには長い進化のプロセスが必要で
あった。その発端を開いた最初の生命が｢ピカイア｣と呼ばれる｢ナ
メクジウオ｣のような生物である。彼らは背骨こそまだ持っていな
いが、そこには背骨の原型ともいえる｢脊索(せきさく)｣があった。

脊椎動物は、誕生のプロセスにおいて生物進化をなぞるといわれる
が、母胎内で脊索の時期を経ながら、そのまわりに背骨をかたちづ
くっていく様子を見るとき、ピカイアが我々脊椎動物の遠い遠い祖
先であることがしのばれる。

しかしピカイアの脊索には、リンやカルシウムを含む骨はできあが
っていない。最初にリンとカルシウムの化合物であるリン酸カルシ
ウムを身体にまといはじめたのは｢アランダスピス｣という、頭部の
長いオタマジャクシが鱗を鎧(よろ)ったような魚であった。

しかしアランダスピスもまだ、リン酸カルシウムを体内に骨のかた
ちとして蓄えるには至っていない。頭部を２枚の板で被うようなか
たちでリン酸カルシウムを蓄え始めただけである。

これを皮甲(ひこう)というが、その皮甲はやがて皮骨(ひこつ)と呼
ばれる、より強固なものへと進化する。実はこの皮骨こそ、人間の
頭蓋骨や鎖骨の原型となるでもあるのだ。

ではなぜ、これらの魚はリン酸カルシウムを体に蓄えはじめたのだ
ろうか。海水中には、実は大量のカルシウムが存在している。その
含有量は、人間や魚の体液のおよそ４～５倍にも達するという。私
たちの身体は、体内のカルシウム濃度が高すぎても低すぎても生命
活動を危機にさらすことになる。

そこで古代の魚たちは、体液よりカルシウム濃度の高い海水を取り
込んだ結果として過剰となる体内カルシウムをリン酸カルシウムと
いうかたちで排泄しているうちに、これを皮膚の下にためて皮甲や
皮骨にしたというのだ。ひとつの仮説は以上ように語っている。

その後の進化プロセスにおいて、このリン酸カルシウムを脊索に集
めて頑丈な背骨を作り出す魚たちも生まれはじめた。そして、その
背骨を取り囲む筋肉の力を使って、魚類は高い遊泳能力を獲得した
のだという。このような魚たちの進化が図られた舞台のひとつが巨
大な河口であったといわれる。

魚が皮骨を鎧い、脊索にリン酸カルシウムを蓄えはじめたころ、海
の覇者は、イカ・タコの祖先にあたるオウムガイだったという。円
錐形の身体とジェット推進力で自在に海を泳ぎ回り、その強力なク
チで原始的な魚を襲っていたのだ。

そこでひ弱な魚たちは河口へ逃れた。その河口は、現在のアマゾン
河口にも匹敵する巨大な河口だった。４億年ほど前のこのころ、大
陸にまだ生命の姿はなく、地表は２つの大きな大陸として形成され
ていた。そしてプレート移動が活発に行われて、ヒマラヤ級の巨大
な山脈がいくつも生まれていたという。

こうした巨峰の数々は、当時赤道直下に位置しており、多量の降雨
を集めて巨大河川を形成していたのだ。その河口が、魚たちの新た
な進化の舞台だった。デボン紀と呼ばれるおよそ４億800万年前か
ら３億6000万年前のころ、巨大河川の河口では魚たちが次々に進化
を果たした。デボン紀を別名｢魚の時代｣と呼ぶわけはここにある。

海水と淡水の入り交じった汽水(きすい)の中で、魚は淡水で暮らす
ための生命維持装置である骨を、体内の背骨として発達させ、やが
て淡水の中においても生き続けられる体構造を作り上げていった。

それまでの魚が鮫のような軟骨で身体を支えていたのに対し、塩分
が乏しく浮力の少ない汽水で身体を支えるために、背骨はリン酸カ
ルシウムをさらに集めて硬い背骨を作り上げていったのである。

そして、骨の成分であるリン酸カルシウムで作り上げた歯、強力な
顎、骨に支えられた力強いヒレなどを備えた魚たちは、高い遊泳能
力と捕食の武器を携えて、地形の大規模な変化の中でふたたび海に
戻り、オウムガイやその子孫であるアンモナイトなどから広大な海
の制海権を奪回することとなったのだ。

また、ヒレの内部にさらに硬い骨を持ち筋肉を発達させた魚類もい
た。肉鰭(にくき)類と呼ばれる魚たちである。シーラカンスや肺魚
の祖先である。この｢手足を持った魚｣たちから、やがて両生類が生
まれる。そしておよそ３億6000万年前のある日、忽然と揚陸が開始
されるのだ。これが陸上脊椎動物すべての祖先となった。

大地のバックボーンたる巨大な峰々が作り出した大河の河口が、我
ら地上における脊椎動物の揺籃の地であった。巨峰の連なりと我ら
のバックボーンとがつながる謎は、見えてきただろうか。

[2]へ続く