今回は、このページの準備が授業前にまにあわず、 授業のときには、本を読んだときのメモのうちで関連するところを見せながら話しました。 12月4日 (日) の早朝に、ようやく予定したところまで書きました。
人びとが環境をどうみてきたかについては、1回ではすまない多様な論点があると思う。 今回は、生態学という学問分野の発達をたどり、それに関連して出てきたかぎりでの 環境観にふえることにする。
英語の ecology には、学問分科としての「生態学」と、 社会思想としての意味がある。後者は日本語でも「エコロジー」とされることが多い。
たまたまわたしが読んだ本であり、他の本よりもよいかどうかは不明。
英語の ecology にあたることばが最初に出てくるのは、 ヘッケル (Haeckel 1834-1919 ドイツ) の 1866年の生物形態学の本。 ドイツ語で「Ökologie」。語源はギリシャ語の oikos (家) + logos (ことば、学問)。 ただし、ヘッケルは生態学を研究したとはいいがたい。
日本語では、三好 学 (1861-1939) が 1885年に、 ドイツ語の Pflanzenbiologie (植物生物学) を「植物生態学」とした。(篠田 第3節)
英語では、エレン スワロー (エレン スワロー リチャーズ Ellen Swallow Richards 1842-1911 アメリカ) が 1892年ごろつかいはじめているが、環境保全をめざした社会運動をさしている。(篠田 第4節)
「大航海」の時代に、世界のどこにどんな動植物がいるかについての知識収集がさかんになった。
リンネ (Linné, 1707-1778、スウェーデン) の 1749年の著書 (フランス語版の題名は『自然の経済』にあたる) では、 生物の種内、種間、生物と環境の相互作用などにあたることが論じられている。 ただし、それを神の摂理のあらわれと見ていた。(マターニュ 3章)
19世紀以後の科学者の多くは、神の摂理や目的因をもちださず、 「機械論」的に (「作用因」からの) 因果関係を考えるようになった (村上陽一郎のいう「聖俗革命」)。 いまの生態学にあたる学問分野のばあいもそうである。
植物地理学、動物地理学がしだいに発達した。 つぎのような問題関心のわかれかたがある。
とくに (1b)・(2b) に注目した人びと (マターニュ 4章 に出てくる多数の人のうちから、 増田が暫定的に選択した。)
(そのうち) 熱帯に重点をおいた人 (マターニュ 19章)
「自然観の変遷」の本すじからはなれるが、 わたしは、植物群系 (biome, 生活形に注目した植物群落の種類) の地理的分布を制約する気候要因についての これまでの知見の整理を 松山・増田 (2021) の第8章でこころみた。
その概略は、つぎのブログ記事の「- 5 -」節と表を見てほしい。
その参考文献リストは [植生を制約する気候要因の探索] のページにある。
(題材はホルドリッジの話のつづきだが、「自然観」に関する論点なので別の節をたてる。)
マターニュ (19章) は、科学の知識は普遍的なものをめざしているはずだが、 実際には科学者の出身地や長く滞在した地域の環境の影響をうけがちで、 温帯にかたよりがちであることを指摘し、 熱帯からの発想の例として、コスタ リカ に本拠をおいたホルドリッジをとりあげている。
上にあげた問題関心の「(3b)」にあたる、 植物群落の時間変化に注目するたちばがある。 たとえば、何かの理由で裸地が出現したところに、まず草原、それから森林が成立する。 このような変遷を succession、日本語では「遷移」とよぶ。 森林は成長をつづけるが無限に成長するわけではなく、(準)定常状態に達するだろう。
クレメンツ (Clements, 1874-1945, アメリカ) はこの定常状態を重視し、climax (「極相」) と呼んだ。 (マターニュ 15章)。
(現代の知識では、遷移はかならずしも極相にむかうとはかぎらない。)
(マターニュ 15章のクレメンツの話のつづきだが、「自然観」に関する論点なので別の節をたてる。)
クレメンツは、群落を、あたかも生物個体のような「有機体」であると考え、 植物群落の遷移を個体の一生になぞらえ、極相を成体に対応するとした。
生態学者のうちには有機体論に賛成しない人もいた。 たとえば タンズレー (Tansley, 1871-1955 イギリス) はクレメンツの論を批判した。
群落はたしかに個体が単にあつまったものではなく、 個体間 (同種も、異種も) の相互作用や、生物と環境との相互作用が重要なので、 システムとしてあつかうべきであり、ecosystem (エコシステム、生態系) と よばれるようになった (この表現は タンズレー が 1935年につかいはじめた)。 群落を個体になぞらえる有機体論は不適切と考えられるようになった。
動物が食物をとることにはいくつもの機能があるが、 そのうちに、生存や行動に必要なエネルギーをとることがある。 化学物質としての食物のもつエネルギー (かつては「熱量」あるいは (その単位名から) 「カロリー」といわれた) は、 化学の方法で測定可能になった。
光合成をする植物から、草食動物、肉食動物への食物連鎖があり、 その各段階ごとに、(有機化合物の化学エネルギーの形になった) エネルギーの たまり と、 上の段階へのエネルギーの流れの量を評価することができる。 たまりの量は上の段階に行くにしたがって小さくなるので、 それをあらわす図式はピラミッド型になる。
リンデマン (Lindeman, 1915-1942, アメリカ) は、 湖の水生生物の生態系を、このようなエネルギーの流れを中心としてとらえた。 (しかし、若いうちに亡くなった。) (マターニュ 16章)
E. P. オダム (Eugene P. Odum, 1913-2002, アメリカ) と H. T. オダム (Howard T. Odum, 1924-2002, アメリカ) の兄弟は さまざまな生態系をあつかい、 エネルギーの流れにもとづく生態系生態学の考えかたを体系化した。 (なお、H. T. オダムは、リンデマンと同じく、ハッチンソン (Hutchinson, 1903-1991, イギリス出身, アメリカ) のもとで学んでいた。) (マターニュ 17章)
ここでのべたエネルギーの流れは、有機化合物の形になった炭素の流れと、 だいたい一体になったものである。
(12月1日の授業では話さなかったが) 生態系のなかのエネルギーと炭素の流れの解明には、 第2次世界大戦後に利用可能になった放射性同位体がつかわれたものが多い。
近代的化学元素論や質量保存の法則で知られる ラヴォアジエ (Lavoisier, 1743-1794 フランス) は、 地圏・水圏・気圏の物質循環を考えた。 植物が生存に必要な物質を土壌から摂取していることも認識していた。
ニコラ テオドール ド ソシュール (N. T. de Saussure, 1767-1845, スイス (ジュネーヴ)) が、 緑色植物が、大気から二酸化炭素を、根から水をとりこみ、 有機物を合成し、酸素を出していることを示した。
植物 (ここでは維管束植物をさす) は炭素以外の必要元素を根からとっている ことが認識された。 テーア (Thaer, マターニュの本では「ターエル」, 1752-1828, ドイツ, 農学者) は、 土壌中の植物遺体を主とする「腐植」が栄養源であるとした。 (この「腐植」ということばの意味は現在の意味とずれている。)
この「腐植」が生物由来であることが必要だと考えた「腐植栄養説」に対して、 植物に対する栄養は無機化合物でじゅうぶんであるという「無機栄養説」がとなえらえた。 その代表として、リービッヒ (Liebig, 1803-1873, ドイツ, 化学者) があげられることが多い。 リービッヒは 1840年に「制限要因説」 (「最小の法則」) をのべている。 複数の栄養元素それぞれに必要量があり、 それぞれの状況でいちばん欠乏している元素が植物の生育の制限要因になるということである。
【van der Ploeg, R.R., W. Böhm and M. B. Kirkham (1999) [文献書誌情報は西尾のウェブページを見よ] によれば、 無機栄養説や制限要因説は、シュプレンゲル (Sprengel, 1787-1859, ドイツ) がリービッヒよりもさきに指摘していた。
ここから、リン、カリウムなどの無機肥料の製造・利用がさかんになった。
リービッヒの無機栄養説には、窒素についての考察がふくまれていなかった。
ブサンゴー (Boussingault, 1801-1887, フランス) が、 植物は空気中の窒素をとりこまないことを示した。
マメ科植物の根粒に大気中の窒素を固定できる (植物が利用可能な窒素化合物に変えることができる) 微生物がいることを、 ベルトロ (Berthelot, 1827-1907, フランス, 化学者) が示した [注]。
(ここまで、マターニュ 10章)
土壌に関する自然科学的認識も進み、土壌学という専門分科が成立した。 これには 『ロシアのチェルノーゼム』(1883年) などで知られる ドクチャエフ (Dokuchaev, 1846-1903, ロシア) のはたらきが大きい。
ドクチャエフから鉱物学を学んだヴェルナツキー (Vernadsky, 1863-1945, ソ連) は、 広く地球化学 (geochemistry) を研究し、地球上の元素の循環にとっての生物の役わりを重視して、 のち「生物地球化学」(biogeochemistry) といわれる専門分野のさきがけとなった。 ヴェルナツキーは、(ドイツの地質学者 ズュース (Suess) が言いだした) 生物圏 (biosphere) という概念をも発展させ、ひろめた。
(ここまで、マターニュ 12章)
生態学のうちには、生物の個体数 (ヒトのばあいは人口) の時間的変化に注目する学問的流れがある。 (マターニュ 7章)
背景として、 マルサス (Malthus, 1766-1834, イギリス、経済学者) の『人口論』 (初版 1798年) がある。 人口は指数関数的にふえようとするが、食料供給はそれに見あってふえることができないので、社会的困難がおきる。 【これはダーウィンの「自然選択」の発想の背景にもなった。】
フェルフルスト (Verhulst, マターニュの本では「ヴェルハルスト」, 1804-1849, ベルギー、数学者)が、 指数関数型の成長が資源の制約によって頭打ちになるような人口変化の理論式 (微分方程式) を考えた。 これはのちに「ロジスティック (logistic) 方程式」とよばれる。 【ここでの logistic は 資源の供給 (軍事用語では「兵站 [へいたん]」) をさしている。】
生態系の中での捕食者と被食者の個体数が、位相がずれた振動をおこすばあいがあることが認識された。 ロトカ (Lotka, 1880-1949, アメリカ) と ヴォルテラ (Volterra, 1860-1940, イタリア) が (それぞれ独立の研究で) このような振動をおこしうる理論式 (連立微分方程式) を考えた。 いまではこの式は現実の個体数の変動を定量的に説明することはできないことがわかっているが、 現実の生態系にもある相互作用のしくみのひとつをとりあげたものとしての重要性はある。
初期近代の「大航海」につづく植民地化のなかで、 鉱山、農地、牧場などの開拓にともなって、 (いまのことばでいえば) 生態系の破壊や生物多様性の損失がおきたことが、 しだいに認識されてきた。 たとえば、モーリシャス島は、ポルトガルなどの支配をへて、 1721年にフランス領となったが、 すでに海岸ぞいの森林がうしなわれていることが認識された。 (マターニュ 1章) 【森林の減少が気候を変えたという考えも生じたが、 このような考えについては、別の回の話題としたい。】
1760-1800年ごろ、モーリシャスをふくむいくつかの地域で、 森林保護の法制化がされた。(マターニュ 2章)
絶滅した動物種があることも認識され、 19世紀、動物相や植物相の保護運動が成立した。(マターニュ 2章)
工業・鉱業からの汚染物質による人の健康への害が、 とくに 1960-70年代に社会問題になった。日本では「公害」として知られる。 汚染防止を訴える運動を受けて、 法制度もつくられた (たとえば日本では 1967年に公害対策基本法、1971年に環境庁)。 (篠田 1節、マターニュ 21章)
地球規模の環境問題は、第2次世界大戦後、たびたび提起された。 【この件は別の回にあつかいたい。】
1950年代には、大気圏内の核実験 (原子爆弾や水素爆弾の爆発) による 放射性物質が世界各地で検出され、多くの人が懸念をもった。 1986年のチェルノブイリ (当時ソ連のウクライナ)の原子力発電所事故によって また放射性物質による汚染への関心が高まった。
オゾン層破壊、地表に達する紫外線の増加、ヒトの皮膚がんの増加の可能性。 まず 1970年ごろ、成層圏をとぶ飛行機の排ガスの窒素酸化物が原因となる可能性が指摘された。 1980年ごろ、合成物質であるクロロフルオロカーボン (CFC、いわゆるフロン) が原因となる可能性が指摘され、 1987年、CFC を規制する国際的合意 (モントリオール議定書) ができた。
地球温暖化の見とおしは、1970年代に専門家のあいだで明確になったが、 広く認識されたきっかけとしては、1988年、アメリカ合衆国議会でとりあげられたことと、 国連のもとに IPCC (気候変動に関する政府間パネル) がつくられたことが大きい。 (篠田 1節、マターニュ 21章)
有機合成化学が発達し、殺虫剤や除草剤などの農薬が開発された。 第2次世界大戦の戦争目的の利用をきっかけに、戦後、農業にも大量につかわれるようになった。
レイチェル カーソン (Rachel Carson, 1907-1964 アメリカ、生物学者) が、 1962年に出した『沈黙の春』 (Silent Spring) という本で、 農薬、とくに 塩素をふくむ化合物である DDT (ジクロロ ジフェニル トリクロロ エタン) が、 食物連鎖と生物体内の濃縮によって、鳥が死ぬなどの影響をもたらしていることを指摘し、 警告した (篠田 3節)。 カーソンの理屈が生態系の有機体説にもとづいていた (マターニュ 15章) ことや、 カーソンがしめした DDT の毒性や生物濃縮の強さなどについては、 その後の知識で修正されたところがあるが、 農薬などの人工物質が、生態系のなかの物質循環によって、 意図しない生物に影響をおよぼしうることの指摘としては、いまも重要である。
また、生態学者は、農薬の存在を条件とする自然選択によって、 害虫や雑草や微生物のうちで、農薬に対する耐性をもつものがふえてしまうことを指摘した (マターニュ 18章)。
害虫の防除には、捕食者 (いわゆる「天敵」) をつかうことも考えられ、 とくに第2次大戦後のソ連でよく利用された。 また、生態学の知見を応用し、 生殖能力をなくした個体を放って、個体数の増殖をおさえる方法も開発された。 (マターニュ 18章)。
1990年代ごろから、遺伝子くみかえによって、 植物病原体、害虫、あるいは除草剤への耐性のある品種がつくられるようになった。 その反面、遺伝子組みかえ作物と近縁の野生種とが近くに生育していると、 自然の交配によって、耐性がある雑草などができ、 農業にはさまたげになることもあることが指摘されている。 (マターニュ 18章)。
生態学と生物地球化学のエネルギー収支や物質循環の考えかたも、 さまざまな規模の環境問題を考えるために応用されている。 とくに、H. T. オダムは、エネルギー収支にもとづく生態学の対象に人間社会もふくめ、 資源問題や環境問題を論じた。(マターニュ 17章、篠田 3節)。
オダムのような発想を経済学にとりいれた 生態学的経済学 (ecological economics; 「環境経済学」とは意味のひろがりがちがう) も 提唱されている。(マターニュ 20章)。
生態学の知識は、農林水産業を持続可能にするためにも参照される。 (マターニュ 20章)。
生物多様性の保全にも、生態学の知見が重要であり、 生態学を生物多様性保全に応用することを意図した「保全生態学」が つくられてきている (篠田 3節)。
(12月1日の授業では小部分をひろって参照しました。 12月4日の段階ではリンクをのこしておきますが、近日中に消す予定です。)