生態学（高崎経済大学非常勤講義）

（分割版目次）

最終更新： 2001年12月25日火曜日 12時49分

予定の部分に関しては内容が変わることがあります。

第１回「生態学とは何か」（2001年4月12日）

講義概要

ヘッケル(Ernest Haeckel, 1869)の造語：oikos（家庭） + logos（学）／economicsとの関係 oikos（家庭）+ nomics（管理）
生態学の定義：「生物とその環境との相互作用の科学的研究」の意味で，“生物の家庭生活” by Haeckel (1869)／「生物の分布と豊富さを決める相互作用の研究」 by Krebs (1972)／Krebsの定義のそれを，個体，個体群（同種の生物の集まり），群集（複数の個体群からなる）という３つの水準で扱う。 by Begon/Harper/Townsend (1990)
個体(organism)レベルでは…：どのように個体がその生物的あるいは非生物的な環境によって影響されるか，そしてまた，それらに影響を与えるかを扱う。
個体群(population)レベルでは…：特定の種の存在あるいは不在，その種が豊富か稀か，その個体数の変化の傾向や変動を扱う／２つのアプローチ＝まず個体の属性を扱い，それからこれらがどのように結合して個体群の特徴を決定しているのかを考える vs 直接個体群の特徴を扱い，それからその諸側面を環境と結びつける
群集(community)レベルでは…：群集の成分あるいは構造を扱い，それから群集がどのようなエネルギー，栄養素，他の化学物質の経路を通るのか（群集の機能）を扱う／２つのアプローチ＝その群集を構成する個体群を考えることでパタンやプロセスの理解を追求 vs 直接群集自体の性質（種多様性，バイオマスの産生速度など）を観察
生態学の広がり：生物学の中心分野の１つというばかりでなく，他の分野（遺伝学，進化学，行動学，生理学など）と重なる学際性をもつ，ただし，出生，死亡，移住といった，分布や豊富さに影響する特徴に最大の注意を払う／自然界の個体，個体群，群集だけでなく，人工の環境や，人間の影響を受けた環境や，人間の自然への影響（環境汚染や地球温暖化など）も扱う
研究の過程：観察と記述／説明あるいは理解（第１の目標）／モデルの構築／予測（第２の目標）／制御（第３の目標）
講義予定（２～８）：生物と環境の相互作用（個体レベル）／生物多様性を生み出す環境条件（環境の話）／資源としての生物～生物ピラミッド（群集を記述し理解するための１つの方法）／生存と死亡の生態学（個体群レベル）／種内競争（個体群レベル）／種間競争（群集レベル）／被食捕食関係～食う,食われる関係はどういう意味をもつか？（群集レベル）
講義予定（９～１３）：分解者の役割（群集レベル）／寄生と病気（群集レベル）／共生（群集レベル）／人間化された生態系（発展）／人類生態学入門（発展）／後期は，「環境生態学序説」の事例を使って具体的な話を主にする予定。

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板書（専門用語，重要な点，図）を希望→やります
難しそうで不安→難しい概念もありますが，すべてわかろうとしなくても構いません。実例を出します
環境問題，遺伝，植物，ヒトの病気などへの期待→主に後期に応用事例へは展開します

第２回「生物と環境の相互作用（主に個体レベル）」（2001年4月19日）

講義概要

生命が存在するための環境条件
- 暑すぎず寒すぎない
- 水が存在する→多様な地形，多様な環境
- 生命が利用するエネルギーは太陽エネルギーを使った光合成を元にするのが主流。
- 熱帯は暑いので光合成効率はよいが，蒸発量が多く，水が乏しいところが多い（とくに砂漠），極地方は寒いので水は豊かだが，凍ってしまうので液体の形で生物が利用できる水は少ないし，光合成効率は悪い。
適応放散
- 世界のさまざまな物理化学的環境（地形，地質，気温，湿度，降水量など）に応じて，その環境に適した生物種が存在すること。
- 裏を返せば，ほとんどの種は，多くの時代に大抵の場所にはいないということ。世界は，時間的・空間的な生物群集のパッチワーク。
- ダーウィンは，ガラパゴス諸島のフィンチの嘴の多様性（後述）を見て，さまざまな島の環境に広がるため適応進化したと考えた。その意味で「適応放散」という
適応進化の考え方＝進化論
- １つの種の個体群を作っている個体は同一ではなく，形質にばらつきがある
- このばらつきは遺伝する
- すべての個体群は地球上に広がれる潜在能力をもっているが，そうならないのは，多くの個体が子孫を残す前に死ぬから
- 個体によって残す子孫の数（＝適応度）が違う
- その環境に適した個体ほど残す子孫の数が多い
- その環境に適した形質をもった個体が増える
- 生殖隔離によって種分化が起こる＝その環境に適した形質をもった種が固定
生物の拡散への制約条件
- 歴史的制約
- 収斂進化（まったく系統が違っても，同じ環境では似たような形に進化すること。例：海に棲む大型肉食動物は，魚類の鮫，爬虫類のイクチオサウルス，哺乳類のイルカ，鳥類のペンギンという全く違った系統の生物が，似たような流線型の体制をもっている）と平行進化（異所的であっても，同じような広がりをもって適応放散が起こること。例：約9000万年前に他の哺乳類が単孔類しかいなかったオーストラリア大陸に辿り着いた有袋類の祖先は，他の大陸での哺乳類（有胎盤類）と正確に平行した適応放散をした。似たような環境条件の場所には似たような形や大きさ，行動特性をもった生物が進化して，そのニッチを埋めたと考えられる）
- バイオーム(biome)：生物地理学者が認識していた地球上のいくつかの植物相と動物相の塊（ツンドラなど），海のバイオームと淡水のバイオーム
- 群集間の収斂と群集内の多様性
- 種内の種分化：エコタイプ（生態型），遺伝的多型
- 変化する環境（周期的，方向性，無法則）への適応
事例：飛べない鳥の適応放散，ダーウィンフィンチの適応放散（ガラパゴス諸島），亜寒帯の針葉樹林，温帯林，熱帯林，ツンドラ，サバンナ，砂漠

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Ｑ．飛べない鳥は南半球にしかいない？: ゴンドワナランドからできたのは南半球の大陸なので，共通祖先種がゴンドワナランドに住んでいた走鳥類（講義で示したシギダチョウ，ダチョウ，エミュー，キーウィ，ヒクイドリなど）は南半球にしかいません。走鳥類以外にもカカポとかペンギンのように飛べない鳥は南半球に多いのですが，系統的には走鳥類とは遠く，天敵が少なかったことが飛べない鳥が生き残るのに適していたと考えられます。北半球でも，飛ばずに陸上を生活の場にする方が餌を得やすかったり天敵に見つかりにくかったりというメリットがあった場所では，飛べない鳥もいます（例：ヤンバルクイナ）
Ｑ．生殖隔離とは？　形態も遺伝子も違っても同種？: 種という概念にはいろいろあって，進化学の最先端の議論では「種という実体はなく，たんに分類上の操作概念に過ぎない」という意見もかなり支持者を集めていますが，少なくとも現在のところ，生物学の主流派は生物学的種概念を認めていて，２個体が同種であるかどうかは，雑種第１代が子孫を作る能力をもっているかどうかで決まります。したがって，形態や遺伝子が多少違っていても，交配種に繁殖能力があれば同種と見なすのがふつうです。
Ｑ．肥満遺伝子があっても体質を変えることは可能？: レプチン欠損とかレプチンレセプター欠損といった場合は困難ですが，セットポイントが違うとかβ３アドレナリンレセプター遺伝子がTrp64Arg変異型だという程度なら環境因子の影響も大きいので必ず太るとは限りません。
Ｑ．言語の違いも環境による？: これはなかなか深い質問です。環境適応が直接言語に影響したことを証明するのは困難ですが，現在見られる地域間の言語の違いは，それを話す人々の遺伝的な近縁関係をかなり反映していると考えられます。気候の変動や環境条件の違いによって人類集団の分布できる範囲が決まり，また移動が起こってきたことで，現在の人類集団の遺伝的な近縁関係が決まってきているのですから，その意味では，言語の違いも環境によると言えます。例えば以下の本が参考になります。
●鈴木秀夫(1988)「気候の変化が言葉をかえた」（NHKブックス607）
●J. グリーンバーグ著，安藤貞雄訳(1973)「人類言語学入門」（大修館書店）
Ｑ．古細菌，化学合成細菌の詳細？: 第２回の講義では説明に不明確な点があったかもしれません。ほぼ同じものを指すのですが，古細菌は，系統的に他の生物の分岐より古い時代，おそらく30億年以上昔に，生物の共通祖先から分岐した一群の生物を指します。硫黄泉などの高温・強酸環境でも生存できるものなど，おそらく原始地球の環境に適応したものが，特別な場所で生き残り続けてきたと考えられています。化学合成細菌とは，太陽エネルギーでなく，硫化水素，硫黄，メタン，アンモニア，亜硝酸などを酸化させる反応で生じるエネルギーを使って生きているという意味です。これも，原始地球の環境に適応するには必要なことでした。例えば以下の本が参考になります。
●黒岩常祥(2000)「ミトコンドリアはどこからきたか？」（NHKブックス887）
Ｑ．環境に適さない個体はなぜ子孫が少ないのか？: 早く死ぬからというのが理由の１つです。適応度という概念を説明しましたが，逆に，多くの次世代に寄与する子孫を残した種類の生きものがその環境に適応していたのだ，と考えるわけです。

第３回「生物多様性を生み出す環境条件」（2001年4月26日）

講義概要

環境条件

定義：
時間的空間的に変化し，生物がそれらに対して違ったやり方で反応するような，非生物的な環境因子
例：
温度，相対湿度，pH，塩分，流速，汚染物質濃度
考え方：
生物種それぞれにとって，その条件でその種が最大限の能力を発揮するような最適な濃度あるいは水準が存在
温度と個体の関係～温度との関係による生物の分類

温血動物 vs 冷血動物
主観的で不正確
恒温動物 vs 変温動物
区分が曖昧
内温動物 vs 外温動物
より正確「自分の代謝を利用して体温調節のためのエネルギーを生み出すものを内温生物(endotherm)，体温調節を外部の熱源に頼るものを外温生物(ectotherm)と呼ぶ」内温生物は鳥類や哺乳類，植物や菌類や原生生物は，ほぼすべて外温生物（例外はある）
外温生物における熱交換：体内の代謝，地表との熱伝導，他の生物との放射，空中への放射，太陽光線の直接放射，雲などを介した反射的放射，太陽熱で暖められた岩などからの放射，風による空中への熱放出など，外部環境の影響をダイレクトに受ける
時間と温度

生理学的時間(physiological time)
外温生物の代謝時間は，外部環境の温度によって変わって来る。そのため，外温生物を調べるときは，時間と温度を組み合わせた「生理学的時間」で考える必要がある。
例（day-degreeという次元）
例えば，ある種のバッタは外気温20℃（成長可能な閾値より4度高い）では成長に17.5日かかるが，外気温30℃（成長可能な閾値より14℃高い）だと5日で十分。4 x 17.5 = 5 x 14 = 70（＝日・温）という次元で考える
刺激としての温度：冬を越さないと芽が出ない種は多い→低温曝露が発芽刺激として必要（一定の波長の光が同じ役割を果たすこともある）
順化(acclimatization)：外温動物の温度への反応は，過去に経験してきた温度によって影響を受ける。例えば，数日間25℃で飼ったカエルは，数日間5℃で飼ったカエルに比べて10℃に置いたときの活動量が低くなる。こういう現象が実験室条件で見られるとき順応(acclimation)と呼び，自然条件で見られるとき順化(acclimatization)と呼ぶ。
高温：
●生物にとって酵素が活性を失って危険なほどの高温環境では，生物は生存できない
●高木が生えるところとしては夏は世界最高温度のカリフォルニア「死の谷」は，昼間の気温が50℃にも達する。desert honeysweetという多年生草本は急速な蒸散によって葉の温度を45℃以下に保ち，かつ極めて急速な光合成が行われている。
低温
●氷点下１℃未満におかれると死んでしまう生物が多い。
●植物の多くは冬になると水分を減らして硬くなり耐寒性を増す。
●10℃未満におかれると膜構造が壊れて寒冷障害を示す植物もある（熱帯性の観葉植物など）。
内温動物：内温動物は温度を効果的に調節するが，そうするために大量のエネルギーを消費する。
内温動物にとっての環境温：考えるべき要因としては，緯度の違いと季節差，高度の多様性，連続性，微気候，地中温度，といったものがある。
温度，分布，豊富さ～垂直分布と水平分布の違い

水平分布
内温動物については，近縁の種で比べると，Allenの法則（高緯度地方ほど突起部が減る）とBergmannの法則（高緯度地方ほど大きい）が概ね成り立つ。つまり，高緯度地方は寒いので，放熱しにくい形になっている。
垂直分布
ケニア山の例。低いところではアカシアの木が生える暑いサバンナとなっておりゾウのような大型草食動物が生存できるが，高いところは降水量が少なく寒冷で土壌も豊かでないので木本が生育せず，ハイラックスのような小型の動物しか生息していない。
温度の影響まとめ
●致命的な温度条件が分布を限定するかもしれないが，そこまで広がろうとするのは時々である
●分布は最適でない条件の影響を受け，繁殖，死亡などに影響する
●最適にちょっと足りない条件は種間関係を変えることで分布に作用
●上記のメカニズムが多様性をもたらす。寒冷地では最適でないが生きられるような温度範囲が狭いので，多様化はしにくかったと考えられる
その他の条件：地表環境の水分＝相対湿度，土壌中または水中のpH，塩分，流速，干潟のゾーニング，汚染物質濃度など（時間の都合から詳しい話は省略した）
生態的地位(ecological niche)
●Hutchinson (1957)の考え方
●温度，湿度，流速などその生物の生存に必要なすべての条件の組み合わせ（複数次元空間として理解される）をいう
●非生物的な条件のみでfundamental nicheは決まるが，天敵がいたり十分な個体数を維持できる空間がなかったらrealized nicheとはなりえない。

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Desert honeysweetを見たい。: カリフォルニア大学バークレー校のCalPhotosというDigital Libraryのプロジェクトから参照できます（一覧）。
「死の谷」に外温動物は？: 至適温度が37.5℃，砂の中を泳ぐように移動できるMojave fringe-toed lizard (Uma scoparia)のような，高温環境に適応したトカゲの類が生息しています。しかし，このトカゲも44℃あたりを超えると生存が難しいため，昼間は砂の中の湿ったところにいるようです。
極地方に外温生物は？: 魚類や甲殻類，藻類などが生存しています。これらは氷点下でも体液が凍結しないように特殊なタンパク質をもっているといった，低温条件への適応をしています。
外温生物の「生理学的時間」のベースは，なぜ成長可能閾値との差であってピークとの差でないのか？: 成長可能閾値より上なら，外温動物の成長速度がほぼ温度に比例して増加するためです。厳密にいえば緩やかなＳ字状の関係ですが，直線とほぼ一致します。バッタだけでなく，外温動物の成長はすべて基本的に「生理学的時間」で考える必要があります。
ヒトが生存できる閾値は？: ヒトは，服を着るとか，建物を作るとか，火を使うといった文化的適応手段が使えるので，氷点下70度の世界にも行けますが，裸だったら案外弱いものです。痩せた人なら，裸で動かずに２時間，５℃の外気に曝されると，意識がなくなる可能性が高いです。下北半島のニホンザルが北限のサルとして知られるように，ヒトを含む霊長目は熱帯起源なので，内温動物の中でもあまり低温環境への適応はしていないようです。
内温生物と外温生物の生存可能温度幅の差は？: 基本的には内温生物の方がさまざまな環境下で安定して生存するには有利なのですが，外温生物の方が歴史が古いので，厳しい環境に適応して特殊な進化を遂げたものがいます。１つの種でいえば，一般的には内温生物の方が生存可能温度幅は広いと考えていいと思います。
外温生物でない植物は？: 例えば，フィロデンドロン属の花はその代謝熱によって，比較的一定温度に保たれています。

５月３日は国民の祝日なので講義はありません

第４回「生物にとっての資源」（2001年5月10日）

講義概要

生物にとって資源とは？
●「生物によって消費されるすべてのもの」(Tilman, 1982)
●「消費」の意味が曖昧。食べられる，バイオマスに取り込まれる，という意味だけでなく，排他的に利用されれば「消費」
●例えば，リスが木の穴に住んでいれば，その穴には他のリスは入れないので，リスにとってその穴は資源といえる
資源の種類
●放射線（主として太陽光線）＝生物の活動のためのエネルギー源：可視光線に限らない。緑色植物のもつ葉緑体が利用できる波長(380-710 nm)は，ほぼヒトの可視光線と同じだが，光合成細菌がもつバクテリオクロロフィルが利用できる波長のピークはは800, 850, 870-890 nmにあって，ずっと長い。可視光線は全放射線の44%。
●無機イオン，無機分子＝生物体を形作るもの：二酸化炭素，硝酸，燐酸など。金属元素もいろいろ
●生物＝生物体を形作るもの：植物食の動物なら植物は資源。リスにとっての木の実など
●場所あるいは空間＝生物が生活史を展開する場：蜂やリスにとって木材に開いた穴など
資源としての放射線
●放射線エネルギー：太陽から植物への直接，間接の放射線の流れ。植物は光合成によって放射線をエネルギーに富んだ炭素化合物に変換し，後でそれを呼吸で使うことでエネルギーを取り出す
●植物によって捕まえられない限り失われる（最大利用効率は3～4.5%，熱帯林で1～3%，温帯林で0.6～1.2%。
●時間的（日内，季節），空間的（緯度，高度）に変動
●波長の違ういくつもの放射線の連続体。
●水供給と密接に関係
水損失を制御しつつ放射線を効率よく利用するための様々な戦略
●砂漠の一年草のように，水の豊富な時期のみ光合成をして活動し，その他の時期は種などの状態で休眠している
●雨緑樹林（例：アカシア）のように水の豊富な時期のみ葉を付け，他の時期は葉を落とす，あるいは葉の形状を季節変化させる
●水を失いにくい肉厚の葉をつける（ただし多量には光合成できない）
●植物は，光合成の中間産物となる有機酸の炭素数の違いによってC3（コケ，小麦など）, C4（トウモロコシ，サトウキビなど）, CAM植物（ウチワサボテンなど）に分かれるが，C4植物は細胞内の二酸化炭素濃度が低く，気孔からの蒸散が少なくても光合成効率が高い
●実は，光の強さに対する光合成効率の関係がC3植物とC4植物では大きく異なる。C3植物は弱い光でも効率が悪くない反面，光が強くなっても効率が上がらない。C4植物はその逆。至適温度もC4植物の方が高い。CAM植物は中間的（昼夜，あるいは季節的に気孔開閉を制御して水利用効率が良い）
資源としての無機イオン，無機分子
●二酸化炭素～濃度は300 ppm程度だが，毎年0.4～0.5%増加している（地球温暖化に関連）
●水～雨や雪が溶けてリザーバとしての土壌に溜められ，そこから根を通して吸い上げる。土壌中の水分布に応じて根の発達度合いが違う
●ミネラル～土壌あるいは水から直接取り込む
- 動物のみ必須：Na, Cl
- 微量元素：Mn, Zn, Cu
- ある限定された生物群にのみ必須：Bo, Cr, Co, F, I, Se, Si, V
  （注）この分類は，栄養学と異なるので注意，
  （注２）植物が必要とするミネラルは種類としては共通で，構成比が植物毎に異なる
●酸素～呼吸に用いる
資源としての生物
●独立栄養生物を除けば，他の生物を資源として利用する
●食性による生物分類
- 雑食(omnivore)
- 植食(herbivore)
- 動食(carnivore)
●炭素窒素比：植物の方が動物よりも炭素／窒素比が遙かに高い。植物では40:1くらいなのに，細菌，菌類，動物では8:1～10:1程度。植物にはセルロースからなる細胞壁があることが大きいが，細胞壁以外の部分でも窒素が少ない。
●多くの植食動物は細胞壁はそのまま利用できず，腸内にいるセルラーゼという酵素をもつ細菌が分解した産物を利用する
●植物は大きく組成が異なる部分（根，種，茎，花，果肉など）の集合体だが，動物の組成は比較的均質。
●食べられないための防御を発達させている場合もある。物理的に棘をもつとか堅果とか，化学的に毒物（シアン化合物など）を含むとか，警戒色とか擬態とか。但し，「蓼食う虫も好きずき」。
資源としての空間
●空間，というのはいわゆる「かばん語」であり，空間そのものではなくて，その空間内にある他の資源が本質である場合が多いが，空間そのものを指す場合もある
●同じ資源を共有する２種の生物が共存する場合，２種は直接相手の存在に反応するのではなく，各々が作り出す資源枯渇状況に反応する（分捕り合戦=exploitation competition）のが普通だが，高等動物や鳥類では，空間をなわばり(territory)とするという形での直接の妨害競争(interference competition)に移行する
●トカゲが岩の上の暖かい場所を取り合うような場合，温度条件は消費される資源ではなく，好みなのだが，この暖かい場所は排他利用されるので，定義によって資源といえる。
資源の分類～２つの資源の関係で
●本質的な資源：置き換え不可能なもの。緑色植物にとっての窒素とカリウムなど。
●置き換え可能な資源：鶏にとっての小麦の種と大麦の種など。
●相互補完的な資源：一緒に消費すると利用効率が上がるようなもの。ヒトにとって，ある種の豆と米を一緒に食べるとタンパク利用効率が上がることなど。
●拮抗阻害的な資源：一緒に消費すると利用効率が下がるようなもの。俗にいう食べ合わせが悪いという。
●禁止的資源：一緒に消費すると致命的なもの。少量なら必須だが多量だと毒になるような資源が高レベルで消費される場合（資源でなくむしろ制約条件となる）。

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コンクリート以外のものでも二酸化炭素を吸収する？　コンクリートに吸収された二酸化炭素はどうなる？

●コンクリート以外にもアルカリ性の土壌などなら吸収する可能性はあります。コンクリートが二酸化炭素を吸収した場合，コンクリート中の水酸化カルシウムと反応して炭酸カルシウム（石灰岩）になります。バイオスフィア２以前からコンクリートが二酸化炭素を吸収することはわかっていましたが，バイオスフィア２の中では空気中の二酸化炭素濃度が高く，そういう状況では外界での10倍も多くの二酸化炭素をコンクリートが吸収し，酸素と炭素を物質循環から奪ってしまったために，空気中の酸素濃度が（元々外界と同じ20.9％だったのが）14％まで低下してまずいことになったというのが予想外の事態だったようです。

【参考文献】アビゲイル・アリング／マーク・ネルソン著，平田明隆訳「バイオスフィア実験生活　史上最大の人工閉鎖生態系での２年間」講談社ブルーバックス，税別816円，ISBN4-06-257147-1

可視光線以外の放射線（赤外線，紫外線，俗にいう放射線）の生物にとっての意味は？

紫外線は，例えばヒトの体内でビタミンＤが活性型ビタミンＤに変化する反応に関与しています。多くの毒蛇は獲物が発する赤外線（700 nmから100000 nmの波長の電磁波で，熱作用をもつので熱線とも呼ばれます。熱をもつものは赤外線を発しています）を感知して襲います。Ｘ線などの電離放射線は細胞障害作用をもつ反面，突然変異を起こすことに寄与する可能性があるので，進化の原動力の一つとえるかもしれません。

化学的に証明されている食べ合わせは？

あまりありません。貧血対策で鉄剤を飲むとき，お茶と一緒に飲むと無機の鉄分の吸収が阻害されることは知られていますが，微々たるものです。多量に摂取すると他のものの摂取が妨げられるケースはあると思いますが，その作用は非特異的なので食べ合わせとは呼びにくいように思います。

ハエ等を食べる植物はどのような食性による生物分類になる？　それらは光合成をしている？

ウツボカズラとかムジナモとかハエトリソウのような，いわゆる食虫植物と呼ばれるものは，主に取り込んだ動物を窒素源として利用し，炭水化物，つまりエネルギー源としては，他の植物と同じく太陽エネルギーを光合成で固定しています。従って，エネルギー的に見ればやはり独立栄養生物です。食虫植物にもまったく系統の違うものがあるので，これは収斂進化の一例といえます。

光が長い間空気を通ると力を失うのはなぜ？

可視光線に限らず，距離と時間と遮蔽が放射線防護の３原則と呼ばれています。放射線の影響は距離が遠いほど，曝露する時間が短いほど，遮蔽物があるほど，小さいということです。空気が遮蔽物として機能すると考えれば，太陽光が長い距離の大気を通過しなければならない高緯度地方の方が地表に到達するエネルギーが小さいのは当然でしょう。

警戒色とか擬態をする動物を見てみたい

画像の著作権の関係でイメージを表示するわけには行かないので，リンクしておきます。

自衛する蝶（擬態）では，【メスアカムラサキの♀，タテハチョウ科で無毒】と【カバマダラ，マダラチョウ科でトウワタを食草とするため有毒】の事例がわかりやすいと思います。

コスタリカの展示案内及びユカタンビワハゴロモ（頭部の拡大写真へのリンクあり）も面白いです。天敵がワニと見間違いをすることは実際にはないにしても，こんなに奇妙な形をしていることには，何か適応的な意味があったのでしょう。

CAM植物，C3植物，C4植物についてもっと説明希望。

種類	C3	C4	CAM
二酸化炭素と反応する物質	リブロース二燐酸(C2)	ホスホエノールピルビン酸(C3)	ホスホエノールピルビン酸(C3)
二酸化炭素固定時期	昼間	昼間	夜間
固定後最初にできる物質	３－ホスホグリセリン酸(C3)	オキサロ酢酸(C4)	オキサロ酢酸(C4)
光の利用	光が弱くても光合成できるが強くてもすぐ飽和	光が弱いと光合成能力は低いが強いほど活発	昼間，有機酸を分解して高濃度二酸化炭素を作り光合成
事例	イネ，コムギなど多くの植物	トウモロコシ，サトウキビなど	サボテン，ベンケイソウなど

C4では，葉肉細胞中でオキサロ酢酸ができ，それがアスパラギン酸かリンゴ酸に変化し，維管束鞘細胞に運ばれて高濃度の二酸化炭素を放出し効率的に光合成を行うことに寄与。CAMではオキサロ酢酸からリンゴ酸などの有機酸に変わって液胞中に保存され，昼間の利用に供される

第５回「生存と死亡の生態学」（2001年5月17日）

講義概要

生命の生態学的事実
- これまで生物同士あるいは生物と非生物環境の相互作用の話をしてきたが，今回の焦点は個体数を決めるプロセス
- 生命の生態学的事実として，現在の個体数N_nowは直前の個体数N_then，出生数B，死亡数D，移入数I，移出数EとN_now=N_then+B-D+I-Eという関係をもつ。未来についても同様。
- 生物の分布と豊富さを記述し，説明し，理解しようとするのが生態学の主目的だから，それに決定的影響を与えるこの人口学的プロセスは重要。
個体とは何か？
- 簡単に個体数と言ってしまったが，では個体とは何か？　どの個体も同じように出生，死亡，移住すると考えていいのか？
- 昆虫など変態するものを考えれば，生活史上のステージによって「個体」が異なることは明らか。
- 同じステージでも，大きさ，重さ，体脂肪などに個体差があることも明らか。
- 個体がモジュールの集まりである場合にこの問題は顕著。
単一体(unitary organism)とモジュール体(modular organism)の生物
- 犬や魚のような単一体の生物は体制が決定的である。犬の脚は４本だし，バッタは６本である。ヒトは単一体の代表。精子が卵に受精して接合体である受精卵になり，子宮壁に着床し，決まったパタンで成長，発達する。基本パタンは環境によらず予測可能。
- 多くの植物のようなモジュール体の生物は接合子が発達してモジュールとなり，似たようなモジュールを生成する。発達パタンは予測不能で環境と関連している。動物では海綿や珊瑚がモジュール体。原生生物や菌類も。
- かつての生態学や進化の理論は単一体の生物に基づいて一般化されてきたものが多いので要注意。
モジュールのカテゴリ
- 垂直成長する成分と水平に広がろうとする成分の２つに大別される
- 高木と低木はその成分の割合が違う。多くの高木の構成要素は垂直に広がっているための死んだ組織。
- Obelia（オベリア属のヒドラ状生物）のようなモジュール体動物でも植物と同じく有性生殖と無性生殖の両方が行われる
モジュール体での「生命の生態学的事実」
- modules(now)=modiles(then)+modular birth-modular death
- モジュール体であることは個体を多様にする
- モジュール体生物個体は年齢構造をもつ（落葉高木の葉は毎年死ぬが根はそうでない）
個体数を数える
- 個体数変化のプロセス内部まで踏み込まなくても個体数変化を数えることはできる
- 「人口」(population)の意味
- 人口密度の意味
- 完全な計数
- サンプリング（方形区法），リンカーン法(CMR)，豊富さの指標
生活史を見る
- 生命表と生存曲線～死亡
- 妊孕力スケジュール～出生
いろいろな生活史：図示（１年生か多年生か，一生に一度だけ繁殖してその後死ぬsemelparousな生物か，繁殖しても死なず何度も繁殖するiteroparousな生物か，による区分）
いろいろな生命表（計算方法や考え方は難しいので，わからない学生が多ければ来週フォローする予定）
- コホート生命表
- 静態生命表
- 生命表と妊孕力スケジュールから計算される基本増殖率 R₀=Σl_xm_x
繁殖戦略と生存曲線：図示（生存曲線の形が，ヒトのように矩形化した上に膨らんだタイプか，対数軸での直線に近い，つまり生活史を通じて死亡率がほぼ一定の植物に多いタイプか，それとも魚のように生まれてすぐに大量に死んでしまうために大量に産卵する，下に膨らんだタイプか，という話）

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リンカーン法について詳細説明希望: 正確には一般名称を「標識再捕獲法(Mark-recapture methods)」というのが普通のようです。基本的アイディアとしては，ある集団からn₁匹の動物を捕まえてマークをつけて放し，暫く待ってそれが完全に元の集団と交じり合った頃を見計らってもう一度n₂匹の動物を捕まえたとき，そのうちm₂匹にマークがついていたとすると，元の集団全体の個体数がN（未知）だとすれば，n₁/N = m₂/n₂という比例関係が成り立つと考えられるので，N = n₁n₂/m₂と変形すればNが推定できるというものです（実際には統計的な理由によりN = (n₁+1)(n₂+1)/(m₂+1)-1とします【Petersenの方法】）。チンパンジーなど個体識別ができる場合はマーキングは不要で，１回目にn₁個体，２回目にn₂個体を観察して，m₂個体が重複していたら，上と同じ式で全個体数Nが推定できます。マーキングと再捕獲を繰り返すことで推定精度を上げる方法がいくつも考案されています（例えばSchnabelの方法，BurnhamとOvertonの方法など）。マークとしては，鳥だったら番号を付けた足輪とか，蛾だったら捕獲場所ごとに違う色の何色かのペンキで点をつけるとかいった方法があります。２種類のマークAとBを使えば，マークAが消えた確率は，Bが付いている個体の再捕獲率を，それ自体とAとBの両方が付いている個体の再捕獲率の和で割った値として推定できます。マーキングが死亡率や行動に影響を与えてしまうとまずいので，そうならないような注意が必要です。また，捕獲される個体が偏らないようにするために，捕獲装置の質や量にも注意しなければなりません（例えば目の粗すぎる網で昆虫をトラップすると小さい個体の数を過小評価してしまいます）。また，この方法は基本的に最初の捕獲と再捕獲の間で他の集団との出入りがなく出生や死亡も無視できるくらい小さいという意味で「閉じた」集団であることを仮定していますが，実際にはそうでないのが普通です。Jolly-Seber法など，これを補正するための方法も考案されています。
豊富さの指標(index of abundance)とは？: 相対的な集団サイズを示すもので，いろいろな値が考えられます。絶対値を示すものではありません。ショウジョウバエの豊富さの指標は，例えば，標準的な餌を使った誘引トラップで毎日捕獲される数として得ることができます。また別の例としては，捕獲船のトン数・日数当たりのクジラの捕獲数は，クジラの豊富さの指標になります。絶対値はわからなくても，長期間同じ値を調べれば，変化の傾向を知ることはできるので価値はあります。
生活史による生物分類: 出生と死亡との関係でいえば，生物の生活史は５つのパタンに分けられます。一年生の生物（図のa～d），世代が重なる一生に一度しか繁殖しない生物（図のeとf，例えば17年ゼミ），個体間に繁殖期のずれがあってずっと子を産みつづけるようにみえる一生に一度しか繁殖しない生物（図のg），世代が重なる，一生のうちに何度も繁殖する生物（図のhとi），ずっと繁殖しつづける生物（j，例えばヒト）です。
生命表と平均余命について: x歳平均余命とは，x歳以後平均してどれくらいの期間生存するのかという値ですから，x歳以降の延べ生存期間の総和(Tx)をx歳時点の個体数(lx)で割れば得られます。延べ生存期間の総和は，年齢別死亡率qxが変化しないとして，lx(1-qx/2)によってx歳からx+1歳まで生きた人口Lx（開始時点の人口が決まっていて死亡率も変化しないのでx歳の静止人口と呼ばれます）を求め，それをx歳以降の全年齢について計算して和をとることで得られます。ヒトの人口学では年齢別死亡率からqxを求めて生命表を計算するのが普通ですが，生物一般について考えるときは，同時に生まれた複数個体（コホート）を追跡して年齢別生存数としてlxを直接求めてしまう方法（コホート生命表）とか，たんに年齢別個体数をlxと見なしてしまう方法（静態生命表，偶然変動で高齢の個体数の方が多い場合があるので平滑化するのが普通）がよく行われます。ヒトの場合は個体数変動が大きいので，現在人口しかわからないような無文字社会での短期的な研究でも，年齢別人口を少なくとも２回調べてその差から年齢別死亡率を推計し，あくまで死亡率から計算します。
生存曲線のType IIについて: Type IIの動物はヒドラなどです。年齢別生残数の自然対数をとった値の年齢別生残数で重み付けした平均値の符号を逆転させたもの（死亡エントロピー指数）が0.5になります。Type Iの実験室のショウジョウバエとか先進国のヒトなどは死亡エントロピー指数が0に近く，Type IIIの牡蠣とか魚などは死亡エントロピー指数が1を超えます。
草食動物と肉食動物で生存曲線が違う？: 食性との関係よりも産仔数との関係がはっきりしています。産仔数が多い種は若齢での死亡率が高いため生存曲線の形はType IIIに近くなり，逆に産仔数が少ない種は多くの個体が高齢まで生きて皆同じような年齢で死ぬ「生存曲線の矩形化」が起こってType Iに近づく傾向にあります。
単一体にはモジュールはないのか？: 単一体の場合，ある意味では，生殖細胞は体細胞とは別のモジュールと考えていいと思います。
obeliaってどんな生物？: 和名はオベリアクラゲというようです。生活史の中で，ポリプ状の無性世代とクラゲ状の有性世代が世代交代します。The double life of obelia（MICROSCOPY UKという英国の顕微鏡写真に関する団体のサイトにある文章），写真（アイオワ州立大学のサイトから），生活史（シカゴ大学のサイトから）などが参考になります。
参考書，推薦テレビ番組の紹介希望。: 第１回に回覧したものの他に，もうじき発売される（2001年5月30日刊行予定），鷲谷いづみ「生態系を蘇らせる」ＮＨＫブックス，916，227ページ，税別920円，ISBN4-14-001916-6はお薦めです。いろいろな環境に生きる生物を見たい方にお薦めするテレビ番組としては，NHK総合の月曜夜20:00-20:43「地球！ふしぎ大自然」がいい感じです。チンパンジーに関していえば，TBS系日曜夜20:00-21:00「どうぶつ奇想天外」で時折放映されますが，それを監修している西田利貞教授（京都大学）は世界でも５本の指に入るチンパンジー研究者で，物凄く貴重な映像が出ることもあります。
食虫植物の捕虫嚢に昆虫以外のもの，例えば牛肉を入れたらどうなるか？: やってみた事例を知らないので確かではありませんが，タンパク質を分解する酵素を分泌しているわけですから，消化されると思います。

第６回「分布のパタン，移住，拡散，種内競争」（2001年5月24日）

講義概要

移住と拡散の意味

・厳密な区別はない

・どちらも生物の移動のある側面を表すコトバ。

・移住(migration)は，ある１つの種に属する多数の個体が１つの場所から別の場所に一方向性の移動を行うときに最もよく用いられる（例：鳥の渡り，ウナギの成長に伴う回遊，潮干帯の生物の時間移動）

・拡散(dispersal)は，複数の個体が他の個体（多くの場合，親あるいはその他の血縁個体）から離れて広がることを意味するときに用いる。能動的なものだけでなく，受動的なものも含む（例：植物の種やヒトデの幼生が親から離れて漂いだす，草原のハタネズミが他のハタネズミの移動とは反対側にバランスをとるように移動する，列島の上を陸鳥が生活場所を探して移動する）

分布のパタン

・移住や拡散といった生物の移動は，生物の分布のパタンに影響する

・分布のパタンには次のものがある

ランダムな分布：個体同士が互いに他個体の存在に影響しない場合
規則的な分布：互いに他個体を避ける場合
集中分布：生息場所のところどころに個体が好む環境条件や資源が偏っている場合

移住のパタン

・何度も往復する場合

表水層と深水層の間のプランクトンの日内移住
コウモリなどの採餌場所と休息場所の間の日内移住
カエルなどの水と陸の間の年間移住
鹿などの高地と低地の年間移住
カリブーのツンドラと北半球温帯林の年間移住

・１往復のみの場合

ヨーロッパの池や川とサルガッソー海のウナギの移住
ヨーロッパの川と大西洋の間の鮭の移住
蝶の幼虫の居住環境と成虫の居住環境の間の移住（産卵のときに幼虫の居住環境に戻る）

・片道切符の場合

ある種の蝶（例えばVanessa cardui）の北欧と南欧の間の移住（夏，英国に着いてそこで産卵した個体はそこで死に，卵から生まれた次世代の蝶は南に飛んで地中海に着き，そこで繁殖する。

拡散のパタン～探索的発見と非探索的発見としての拡散

・植物の種の飛散は，非探索的発見。受動的。

・動物にも非探索的発見として拡散するものもいる（池のミジンコなど）。

・中間的な発見として拡散するアリマキ（有翅型でさえ飛翔力が弱いので探索とは呼べない）

・英国のツバメの一種(sand martin)が探索的発見を求めて拡散するなど，探索的拡散は多いと思われるが，何種類の生物に見られるのかはデータがない。

拡散の効果

・分布域を広げ，遺伝的多型をもたらす

・他殖の可能性を上昇させる

・リスクヘッジ（時間的拡散としての休眠，例えば植物が種の状態で休眠するとか）

種内競争～ここからは個体群レベルの話

・同種の個体は生存，成長，再生産のために，きわめて似た要求をもつ。これらの要求を全て満たす資源が十分に供給されないとき，これらの個体は競争を始める。

・一応の定義「競争は個体間の相互作用の１つで，供給が制限されている資源の欲求がかち合うことでもたらされ，それらの個体の生存，成長，再生産を低下させることにつながる」

種内競争の特徴

・究極の効果は出生力低下と死亡率上昇

・多くの場合，新たな資源を開発することにより資源のオーバーラップを避けようとする。しかし，互いに資源利用を妨害する場合も多い。

・一方的相互関係：強くて早い個体が勝つ

・競争が適応度を増す場合もある

・密度依存性

密度依存の死亡と出生

・密度がある程度低いうちは，死亡率は密度と独立。ある程度密度が上がると，密度とともに死亡率が上昇する。これを密度依存の死亡率と呼ぶ。しかし密度依存で死亡率が上昇しても暫くは出生数が死亡数を上回るので密度は上がり続ける。さらに密度が上がると死亡率の上昇が急になり，「過補償」状態になって密度は低下する。ちょうど補償するところで密度は定常になる。

・出生についても，密度がある程度低いうちは独立で，ある程度上がると出生率が下がり始め，ちょうど補償する点に収束する。

人口支持力(carrying capacity)

・ちょうど補償する場合，密度は一定値Kに収束する。この値を人口支持力または環境支持力と呼ぶ。

ロジスティック成長

・人口密度が十分に低いとき，個体群の人口増加速度は，現存量，すなわち現在人口に比例する。dN/dt=rNとなるので，指数関数的な人口増加（マルサス的成長）が起こる。

・密度が高くなってきて人口支持力に近づくと，人口増加速度は，現在量だけでなく，人口支持力と現在量の差の人口支持力に対する割合にも比例するようになる。これによって人口増加はS字状のロジスティック曲線になる。これをロジスティック成長という。dN/dt=rN(K-N)/K

・上記は連続時間で考えていいときに成り立つが，離散時間で考えねばならない場合は，差分方程式なるので，rの値によって大きく人口増加の様子は変わる。いわゆるカオスになる。

・さらに，密度効果がすぐに出生率や死亡率に影響せず時間遅れがある場合も，数理生物学の分野でいろいろ考えられている。基本的に減衰振動となる場合が多いように思う（ちょっと自信なし）。

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時間的拡散としての休眠の周期は？　長いものはどれくらい？: 大賀ハス（写真が載っているサイト）というのを聞いたことがないでしょうか？　縄文時代に咲いてできた種が何千年も休眠していたものを，大賀一郎教授が昭和26年に咲かせたものです。その他にも，種の状態でならかなりの長期間休眠していることが可能な宿物はいくつもあります。
チンパンジーはどこで個体識別できる？　もし微妙な顔の違いなら，どうしてそれが鳥では不可？: 鳥でも個体識別できる場合もあるようです。しかし渡り鳥などでは，個体識別ができるほど長い時間その場所にとどまっていないことが多いです。
ランダムな分布と規則的な分布の違いは分布の形だけ？　基本的には同等では？: ランダムな分布は他個体と無関係な場合，規則的な分布は他個体と避けあう場合に成立します。
種内競争で「早い個体」の意味は？: 成長が早いという意味です。
リスクヘッジとは？: 危険を分散するということです。
ロジスティック成長は他種との関わりがあるとどうなる？: 第７回と第８回にお話しします。
生物の絶滅が予測できるのはどれくらいまで個体数が減ったとき？: 保全生態学の分野でMVPという理論があり，50個体を切ると絶滅の危険が相当高いことが数学的に示されています。レッドデータという言葉を聞いたことがあると思いますが，最近のレッドデータはMVP理論に基づいています。
ヒトは種内競争している？　種内競争している有名な種は？: 他人の存在が自分の生存に影響しますから，種内競争しています。サバクワタリバッタのように，群集相と孤独相の相変異をする生物は，密度によって見た目が変わるという意味で，種内競争の様子がわかりやすいです。
ヒトが持ち運ぶことで受動的に移動した動物は受動的拡散といえるか？: 言われてみれば，そう言えそうですね。
ヒトデなど水中生物は子育てしない？　渡り鳥や鮭は方向感覚や地理感覚をもっている？: この辺りの話に深入りすると動物行動学や生理学の話になってしまうのですが，渡り鳥は視覚で，鮭は嗅覚で場所がわかるといわれています。
プランクトンは何のために日内に上下動するのか？: 植物プランクトンが昼間は光合成のために上層へ，夜は燐など他の栄養素が下層に溜まっているので下層へ移動し，動物プランクトンはそれを追うのだと考えられています。
再生産とは？: ほぼ「繁殖」と同義と思って良いです。出生との違いは死亡も考慮することです。
ロジスティック成長と高校で習ったロジスティック曲線は同じ？: 同じです。

第７回「種間競争」（2001年5月31日）

講義概要

種間競争の本質: ●ある種に属する個体が，別の種に属している個体による資源利用や，妨害を受けた結果として，妊孕力や生存あるいは成長の減少という作用を被ること。; ●種間競争は競合している種の個体群動態にさまざまなやり方で影響する。それらの種の立場に立ってみれば，分布と進化に影響する。
種間競争の典型的パタン: ●鉢植えの植物で，他の植物と，鉢を共有した場合と，地上部分の空間を共有した場合と，その両方を共有した場合の，いずれにおいても成長量が減ること，その作用が相乗的だったことが実験的に示されている（図示）
種間競争のいろいろな例: ●アパラチア山脈南部に住む，Plethodon glutinosusとP. jordaniという２種のサンショウウオ。互いに相手がいない方が多く産卵するし，早く成長する。; ●英国のヤエムグラの仲間Galium hercyniumとG. pumilum。前者は酸性土壌を好み，後者は石灰質土壌を好む。どちらの土壌でも生育可能だが，酸性土壌では前者が勝ち，石灰質土壌では後者が勝つ。(Tansley, 1917); ●スコットランド（北西ヨーロッパの岩海岸に広く分布）フジツボの仲間，Chthamalus stellatusとBalanus balanoides。前者の方が高いゾーンに住むが，幼生は後者と共通の高さも使う。後者がいると生育が悪い。
競争排除か共存か？: 種間競争のロジスティックモデル：係数αを用いて，ロトカ・ヴォルテラの競争方程式が導ける; ４つの競争のタイプ; 競争排除の原則; 実験的証拠; 共存の条件
ロトカ・ヴォルテラの競争方程式
４つの競争のタイプ

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今日の講義（とくに競争方程式）は難しくてわからなかった。何か参考書は？: 上の方程式とグラフを見ながら，時間をかけて落ち着いて考えてみてください。そんなに難しいことではありません。Microsoft Excel 2000があれば，このワークシートを使って，簡単に自分で数値実験をしてグラフを見ることができます。; 詳しい参考書はいろいろありますが（巌佐庸「数理生物学入門－生物社会のダイナミックスを探る」共立出版など），今日の講義以上にこのテーマについてやさしく書かれたものは存在しないと思います。
種間競争の典型的パタンの図で，根を共有する方が地上の空間を共有するよりも鉢が１つなので成長しにくそうだが，なぜ違うのか？: 無機塩類と水よりも，光合成に使う光エネルギーの方が，少なくとも例示した植物の場合は，成長への影響が大きかったのだと考えられます。
排除が絶滅とすると，それによって生態系は崩れないのか？: 生態系は２種間関係ではなく，動的にバランスが保たれているので，仮に２種間で競争排除が働いて，そのうちの１種がその場所からいなくなっても「崩れる」ことは少ないと考えられます。
日本のトキの減少も種間競争のせいか？: これは種間競争よりも資源の不足の問題でしょう。
十分な栄養と場所があっても同一場所の２種は競争するのか？: 十分な栄養と場所がある状態ではロジスティック成長より指数関数的な成長をするはずですから，その時点では競争関係は弱いと考えられます。
競争排除が続くと１つの種だけが生き残って他は滅びるか？: 講義では２種間の単純な場合のみ説明しましたが，実際には３種以上の競争が多く，３すくみ状態で共存することもありますから，単純に競争排除が起こるとは限りません。
動物と植物の種間競争はないか？: 動物と植物では被食捕食関係はありますが，空間を除けば共通資源が少ないので，あまり今回説明したような意味での種間競争はないと思われます。

第８回「捕食行動と被食捕食関係」（2001年6月7日）

講義概要

捕食行動: 行動生態学のテーマ。最適採餌理論（Optimal Foraging Theory）とか。; 捕食行動は，被食者と捕食者両方の個体群動態（個体数とその分布の変化）に影響する。
食物の幅（食餌幅，食域）と組成: 消費者（＝捕食者）は，単食（monophagous），少食（oligophagous），複食（polyphagous）のどれかに分類される。植食動物は単食，寄生虫は少食，真の捕食者は複食であるものが多い。しかし例外はあって，タニシトビ(Rostrahamus sociabilis)という鳥はほぼ完全にタニシしか食べない。
食物の好みとバランス: 少食や複食の種でも，食べられる被食者に好みがある。; 例えば，White pine，Red pine，Jack pine, White spruceという４種類の松について，同じ量が同じように植えられていても，シカの食害にあった量はJack pineが最大だった(Horton, 1964)。; しかし，実際には被食者の現存量に応じてバランスのとれた摂食をしている
食物の好みのスイッチング: 多くの消費者の好みは固定しているが，環境条件によってがらっと変わることがある（スイッチング）; 被食者が集中する場合や，より豊富な被食者を捕食する効率が良い場合におこる
食物の幅（食餌幅，食域）と進化: 単食(monophagous)や少食(oligophagous)の利点は，１つあるいは少数の被食者に特化してよくfitしているために，摂食効率がよく，捕食者間での種間競争を避けられること。; 複食(polyphagous)の利点は，量に応じて被食者を選択できるので，個々の被食者の量が変動してもそれほど影響を受けないこと。; 被食者捕食者共進化？
→被食者が毒をもつとか，変な形とか刺などいろいろ防御するので，すべてを食べられる捕食者はいない。何らかの形で特化する。単食や少食の捕食者が増えると，被食者は新たな防御を獲得し，それによって捕食者も多様化するような進化があるかもしれない。単食の利点は
最適採餌理論(OFT): この理論によれば，捕食者が食物の幅（食餌幅，食域）を拡大すると，平均探索コストが減少し，平均追跡・処理コストは増加する。この結果，最適な食物の幅（食餌幅，食域）は，探索コストの減少が，追跡・処理コストの追加による損失の増大より大きい最後の被食者を端として含むものになる。捕食者が増加して，全体的に被食者数が減ってくると，探索コストが増大するので，最適な食物の幅（食餌幅，食域）は，１つずつ被食者を加えながら増大する。; 数式とグラフで説明することも可能だが，ここでは省略する。要望があればフォローする。
被食捕食関係のダイナミクス: 種間競争のモデルと同じLotkaとVolterraが開発したモデル(Lotka-Volterra Model)で表現されるのが最も単純な場合。もちろん，もっと複雑な場合もあるが，ここでは割愛する。与えるパラメータが適当なら，フェーズのずれた振幅になるのが有名。

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被食捕食関係のダイナミクスについてもExcelのワークシート希望。: このExcelのワークシートを使えば，いろいろな数値で試すことができます。
タニシトビってどんな鳥？: Duke大学湿地センターに写真と説明文がありました。絶滅の危機に曝されているそうです。猛禽類は最上位の捕食者なのがふつうで被食者になることはほとんどなく，彼らの数が減るのは，被食者の減少や繁殖に適した空間の減少，あるいは環境内分泌攪乱物質の影響などによる繁殖能力の低下，といった理由が考えられています。
シカの好みは１匹ずつ違う？: 好みという言葉が悪かったのかもしれませんが，捕食行動の説明で話した，食物の好み(diet preference)というのは，その種に遺伝的に備わった性質を想定していて，１匹ずつのvariationとは（あるとは思いますが）別の話です。
３種間の被食捕食関係はより複雑か？: もちろんです。たとえば，クロレラ（生産者）とミジンコ（第１次消費者）とタモロコ（第２次消費者）の関係なら，ミジンコはクロレラを食べるだけでなくタモロコに食べられるので，各々の種の個体数変化についての微分方程式は３本になります。また，１種類の被食者を２種の捕食者がshareしているような場合は，被食捕食関係と種間競争が混ざった複雑な関係になります。
スイッチングについて詳細説明希望（ヒトにあるか？）: 被食者に対する好みのスイッチングは，異なるタイプの被食者が異なる生息環境に住んでいて，消費者が，もっとも捕食効率が良くなる生息環境に集中するような場合に起こります。また，豊富な被食者を捕食するときにもっとも効率が良くなるときにも起こります。捕食者が特定の「探索イメージ」を発達させた結果とも言われています（Tinbergen, 1960）。個々の捕食者が徐々に好みのタイプを変えるのではなく，好みのタイプが違う捕食者の割合の変化のために種としてのスイッチングが起こるのだという説もあります。ヒトは，かつて採集と昆虫食だった段階から，狩猟と肉食を始めたときに１回目のスイッチングが起こり，農耕を開始して穀物を主食とするようになったときに２回目のスイッチングが起こったと考えられます。さて，現代のヒトはどうでしょうか？

第９回「分解者と屑食者」（2001年6月14日）

講義概要

分解者と屑食者: ●植物や動物の身体は，死ぬと他の生物のための資源となる。植食動物が食べて消化するときは植物は死んでいるし，肉食動物が食べるとき，食べられる動物は死んでいる。; ●植食動物や肉食動物が食べることは，資源（食べられるもの）が生産される速度に直接影響するが，資源が生産される速度に影響せずに死体を食べる（ドナーコントロール型）という意味で，分解者（細菌と菌類）と屑食者（detritivoreの訳で，腐食性生物ともいう。死体を食べる動物という意味で屍食者ともいうが，この講義では屑食者で統一する）は特異である。; ●分解者や屑食者の存在は，生態系における物質循環にとって必須である（火事のような非生物的分解だけでは間に合わない）。
※「生態系における物質循環」については，栗原康「有限の生態学」（岩波同時代ライブラリ）が面白い。とくにミクロコズムの実験の話はお薦め。
資源(R)生産速度の式: ●植食動物，肉食動物，寄生体の場合：dR/dt=F(R)-aP, Pが捕食者数; ●双利共生（第11回に説明予定）している場合：dR/dt=F(R)+δM, Mが双利共生している種の個体数; ●分解者と屑食者の場合：dR/dt=F(R)
分解の意味: ●非生物的な栄養素が生物の一部として取り込まれるとき，その栄養素の不動化が起こる（第一に緑色植物が光合成するとき）。; ●分解は，逆に，生物の一部としての有機物からエネルギーを開放し，化学的栄養素をミネラル化する。; ●分解者や屑食者の資源は死体だけではなく，生物体の一部（髪や爪など）や排泄物（生物の死体の一部であるには違いない）も含む。
分解者: ●細菌(bacteria); ●菌類(fungi); ●好気的分解と嫌気的分解という分解過程の違いで物質の変化は異なる。; ●最初はアオカビ，ケカビ，クモノスカビなどのsugar fungusや，乳酸菌など可溶性の糖類を分解する細菌が付く。; ●次いで，澱粉，ヘミセルロース，ペクチンとタンパク，セルロース，リグニン，スベリン，クチンと，分解されにくいものへゆっくり進行する。各々を分解する特別な細菌が存在する。; ●化学組成が変化することで（相対的に糖よりタンパクが残りやすい），屑食者の存在する余地がある; ●分解者の多くは土壌中あるいは植食動物の胃や腸の中で複雑系を構成している。
※土壌中の生物群集の話については，イボンヌ・バスキン「生物多様性の意味」（ダイヤモンド社）の第５章がお薦め。
分解の３段階: ●溶存有機物の放出を伴う，物理的および生物的作用による粒状の生物屑の生成; ●屑食者による比較的速い腐植の生成および可溶性有機物の放出; ●腐植のゆっくりとした栄養塩（ミネラル）化
屑食者: ●微生物（微細な植物＝ミクロフローラ，微細な動物＝ミクロフォーナ）：線虫や原虫など; ●中くらいの動物（メソフォーナ）：ダニなど; ●大きな動物（マクロフォーナ）：ミミズなど; ●熱帯林や熱帯草原では大きなものが多く，極地やツンドラでは微生物が多い。
被食者としての屑食者: ●農薬などを溜め込んだミミズを食べた鳥が繁殖能力を失うとか死ぬといったことがある。生物濃縮の影響など。; ●参考：中村方子「ミミズのいる地球」中公新書

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屑食者の中で個体が大きい（ミミズの長いとかでなく）ものは他に何がある？: ファーブルが観察したフンコロガシの仲間のコガネムシとか，野鳥やネズミの死骸などに群がっているシデムシなどは数センチメートルの長さ，１センチメートルの体幅をもつものがありますし，カブトムシの幼虫などもかなり大きいものがいますが，体長3.6メートルに達するオーストラリアのミミズの１種（Megascolides australis）に比べると遙かに小さいですね。ハイエナとかハゲコウ（ハゲタカ）などは，かつては，ライオンなどが狩って食べ残した動物の遺骸を専ら食べていると思われていましたが，最近の研究によってハイエナでも自分で狩って食べる量が６割に達することがわかったので，屑食者というよりも肉食動物とみなすべきでしょう。
オーストラリアやパプアニューギニアの巨大ミミズは，そんなに大きくても屑食者？: 落葉が湿って細菌によって多少分解された後でないと食べられないので，ミミズは典型的な屑食者です。巨大なミミズでもたぶん同じでしょう（直接の確認はできませんでしたが）。
ミミズには水中に住むものもいるそうだが呼吸は大丈夫？　土中にいるものとは体の機能とかも違う？: ミミズには肺のような特別な呼吸器官がありません。肺なしに空気呼吸をする最大の生物と言われています。酸素は皮膚を通ってゆっくり血液に入り，ヒトより50倍も酸素親和力が強い特別なヘモグロビン（なんとミミズはヘモグロビンをもっています）を使って組織に酸素を運び，ゆっくり代謝しています（「ゾウの時間・ネズミの時間」を参照）。水中にいるものも，水に溶けている酸素が皮膚からゆっくり入るという点では同じです。塩分濃度の高い水に半ば浸かった状態でも生活できるミミズもいますが，多くの水中に住むミミズは淡水に住むので，それほど機能の違いはないようです。
非生物的な栄養素（栄養塩類）とは例えばどんな？: P（燐）, S（硫黄）, NO3-（硝酸イオン）など。主に植物が根から吸収することで生態系における物質循環に入っていきます。
キノコにカロリーがないといわれるのは人間がミネラルを栄養として吸収できないから？: ミネラルはもちろん栄養だし，人間も吸収できますがエネルギー源ではありません。
熱帯林や熱帯草原では大きな屑食者が多く，極地やツンドラでは微生物が多いのはなぜ？　「ツンドラ等の寒いところでは土地が痩せている」と聞いた記憶と矛盾するが？: 屑食者はあらゆるタイプの地上環境で見られ，しばしば莫大な数に達します。だから，例えば，温帯森林で１平方メートルの範囲の土壌の中には1000種の動物，個体数で言えば1000万を超える線虫と原虫，10万のトビムシとダニ，5万かそこらの他の無脊椎動物が含まれていることがあります。ミクロフォーナ，メソフォーナ，マクロフォーナの相対的な重要性は緯度によって異なります。ミクロフォーナは，亜寒帯林，ツンドラ，極砂漠の有機質土壌で，相対的により重要です。ここでは低温のために分解が遅くなって豊富に維持されている有機物が土中の湿り気の状態を安定させるので，土壌の隙間の薄い水の層に住んでいる原虫，線虫，ワムシに適した微小生息環境ができています。熱帯の熱くて乾燥したミネラルに富んだ土壌ではこれらの動物は少ししかいません。温帯林の深い有機質土壌は，これらの中間的な性質をもっていて，ダニやトビムシやヒメミミズが最も多い場所です。他の土壌動物の大部分は，乾燥した熱帯に行くにつれて減少していき，乾燥に強いシロアリにとって代わられます。そのため，熱帯ではマクロフォーナが相対的に多くなるのです。
ミミズはどうやって農薬を溜め込む？: 植食動物や肉食動物や屑食者が有機物を食べるとき，農薬には脂質に親和性が強いものが多いので，分解されないままに内臓の脂肪にたまることが多いのです。他の成分は排泄されたり代謝されて減っていくので，相対的に農薬などが多く溜まっていくことになります。これが生物濃縮あるいは生体濃縮と呼ばれる現象です（普通は消費者について栄養段階が上がるたびに濃縮が起こることをさしますが，分解者や屑食者でも有機物を食べるので濃縮は起こりえます）。分子の性質によって生物を構成している成分との親和性が違うため，例えば海域の食物連鎖において2,3,7,8-ダイオキシンは濃縮しないがコプラナーPCBは濃縮するそうです。
線虫って何？　ミミズを虫という人がいるが，本当は何？: 1995年の日本経済新聞でも線虫についての研究をミミズと間違って紹介している事例があるのですが，線虫は体節構造がなく，ミミズは体節構造があるので，比較解剖学的にはまったく異なる生物です（線虫は線形動物門，ミミズは環形動物門で，系統上は線虫の方がずっと原始的です）。線虫の中でもC. elegansは，最もよく研究されている実験動物の一つで，最初にゲノムの全塩基配列が決定された多細胞生物として有名です。Natureの表紙を飾ったり，虫の集いのような専門研究団体ができたりしています。; ▼なお，「虫」という言葉は，明確な定義のある専門用語ではなく，日常生活用語なので，ミミズを虫といったところで間違いとはいえません。広辞苑でも「虫」の第一義として「本草学で，人類・獣類・鳥類・魚介以外の小動物の総称。昆虫など」と書かれているので，節足動物門昆虫綱に限定された言葉ではないのです。別役実という作家が「虫づくし」という本を書いていて，虫を肯定的な語りによって定義しようと「にょろつくもの」「げじつく場合もある」と定義を増やしていった挙句に全部ご破算にして「我々が小さいと考えるところのもの」という間接定義を考え出し，ネズミだって小さいという反例を自ら挙げて悩んだ果てに「虫は虫である」という究極の語りに行きつくという人物を創造しているのですが，それほど日本人にとって「虫」という言葉が醸し出すイメージは豊かなものだと言えます。
分解者と屑食者の違いは？: 生物の死骸や排泄物を食べて，より小さな有機物を排泄するのが屑食者です。分解者は，有機物を好気的あるいは嫌気的に分解して無機の栄養塩類にします。相互補完的に作用しながら，有機物を分解して植物が利用できる形の無機塩類にまでもっていく役割を果たしています。
複雑に絡み合った多種間の関係のグラフの信頼性は？: データの場合，そのデータについては信頼できても一般性があるかどうかはわかりません。モデルの場合，抽象されたモデル自体の振る舞いとしては正しいのですが，モデルの抽象の仕方が正しいかどうかはわかりません。しかしグラフの大まかなパタンは，多種間の関係を感覚的に理解するには便利だと思います。
ダンゴムシ，ムカデ，ゲジゲジなど嫌われている虫は屑食者？: ムカデとゲジゲジは肉食で，ダンゴムシは屑食（ただし生きている植物も食べる）です。
分解者や屑食者が絶滅することは？: もちろんあるでしょう。化学肥料をまいて土壌が硬くなってしまった畑ではミミズが絶滅してしまうことがよくあります。
高校生物の良い参考書か問題集は？: 試験はやりませんので，問題集はあまり意味がないと思います。資料集としては浜島書店の「図表生物」をお薦めします。生物学一般の参考書としては，ブルーバックスから出ている「新しい生物学」は良書だと思います。1999年に第３版が出ています。

第10回「寄生と病気」（2001年6月21日）

講義概要

寄生の定義
- 寄生体は，その栄養を１個体あるいは２～３個体の宿主から得る生物で，宿主を傷つけるがすぐには殺さない。
- 寄生虫学者の定義では，（１）寄生体と宿主の近接性，（２）環境制御について宿主に依存，が強調される。
- 生態学的には，寄生関係と共生関係を区別するのは，それが宿主に害を与えるかどうかである。
寄生体の多様性
- マイクロパラサイト（細胞内寄生体）細菌とウイルスがもっともはっきりしている。マラリア原虫やトリパノゾーマなど原虫も。宿主から宿主へ直接感染するものと他の種（ベクター）を通して間接感染するものがある
- マクロパラサイト（細胞外寄生体）腸管寄生虫，ノミ，シラミ，ダニ，菌類（例えば水虫）など。やはり直接感染するものとベクターを介して感染するものがある
島としての宿主
- 宿主は，寄生体によって植民される島と考えられる。つまり，伝播のベースでもある。
- 伝播は宿主間の接触確率（概ね人口密度と対応）に影響される
- 病気の広まりは宿主間の距離によって影響される（感染経路にもよる）
複数種の混合の影響
- 宿主を他の種と混ぜると，相対的に密度が低下する（例えばマラリアにおけるZooprophylaxis）
- 感受性の異なる宿主を混ぜる効果もある
寄生体と宿主の分布
- 寄生体は通常集中分布＝寄生体の密度はあまり意味がない
- 代わりに使える指標が，有病割合（prevalence）と感染強度（intensity）
宿主因子
- 宿主は生きている
- 不均質な環境なので，宿主全体に広まるのではなく，特定の部位に寄生する
- 宿主個体内部で，寄生体には種内競争が起こる
- 宿主は免疫反応を起こす。免疫学的寛容を起こす場合もある
ダイナミクス: マラリアの数理モデルを参照。

フォロー

サナダムシも寄生体？（ダイエットに効くっていうけど？）: 東京医科歯科大学の藤田紘一郎教授がサナダムシを飲んで飼っているということで有名になった話です。藤田さんは「共生の意味論」（講談社ブルーバックス），「恋する寄生虫」（講談社）など，寄生虫関係の面白い本をいくつも書いています。; もちろんサナダムシはヒトの腸管寄生虫ですから，立派な寄生体です。サナダムシに限らず，腸管寄生虫というものは，ヒトが食べて噛み砕き，分解して小さな分子にして，さあこれから吸収してやろうという段階で栄養を横取りするわけです。満腹感は胃の末端にセンサーがあって感じるので（血糖値も影響しますが），腸で寄生虫に横取りされて，胃の段階で食べたと思ったよりも少ない栄養しか吸収できなければ，当然やせてきます。もともと栄養状態が悪かったころは，子どもに腸管寄生虫が寄生すると，栄養失調の原因になることがあり，寄生虫は駆除しようという方向性が確立しました。; 藤田氏は，この飽食の時代なら，食べ物のおこぼれをかすめとるような寄生虫を腸に飼っていても栄養失調になることはないから（有鉤裂頭条虫みたいな肉に食い込んでくるやつは駄目ですが），といって，わざとサナダムシの卵を飲んで飼うという体験をしています。大きくなってくると肛門からサナダムシの頭が出たり入ったりするそうです。
寄生体は独立生活の生物に進化する？　それとも独立生活をしていた生物が進化して寄生体になった？: 寄生体が繁殖するためには宿主がいなくてはならないから，当然寄生体の出現の方があとです。
マラリア関連の補足: ●蚊は血以外の栄養はとらない？
　→メスの蚊の成虫は，産卵するために脊椎動物の血を吸います。中にはチカイエカのように無吸血性産卵をするものもいますし，オオカの類のように他の種類の蚊を捕食するものもいます。オスは水を飲むだけです。幼虫（ボウフラ）のときは，プランクトンを食べています。; ●マラリア関連の本は？
　→英語でもよければKnellの"Malaria"という本がOxford University Pressから出ていて手頃だったのですが，現在out of printだそうです。日本語では，橋本雅一「世界史の中のマラリア」（藤原書店），ロバート・デソウィッツ「マラリアvs人間」（晶文社，絶版），ロバート・デソウィッツ「コロンブスが持ち帰った病気」（翔泳社）あたりが読みやすいです。; ●日本にもハマダラカがいると聞いたが，マラリアは流行しないのか？
　→本州にはシナハマダラカ，沖縄にはコガタハマダラカなど，何種類かのハマダラカがいますし，かつては何度も流行が起こっていました。東北地方までは流行が起こったことがありますし，滋賀県の彦根あたりでは風土病となっていました。しかし現在ではハマダラカの個体数が少ないですし，何より海外で感染して持ち込む人以外には原虫をもった患者がいません。そういう患者はせいぜい年間100人にも満たないので，その人がたまたま発熱したのを放置しておいて国内でハマダラカに吸血される確率といったら，ほとんどゼロに近いです。とはいえ，今後地球温暖化によってライフサイクルが短縮されてハマダラカの個体数が増えたり，海外旅行がさらに活発になって患者の流入が増えたりすれば，マラリアが流行する可能性はあります。; ●マラリアが蚊で感染するのにエイズが蚊で感染しないのはなぜ？
　→マラリア原虫は，ヒトの血液中で生殖母体となっているときに，蚊によって吸血されると，蚊の胃の中で接合し，オオシストとなって増殖して，スポロゾイトを形成し，それが蚊の唾液腺に移行し，次に蚊が吸血したときに，蚊の唾液とともに人体に移る，というメカニズムで，患者から蚊を介して次の患者に移ることができます。しかし，エイズウイルスは，患者の血液中（のリンパ球）で生存していますが，それが蚊によって吸血された場合は，蚊の胃の中で血液が消化されるのと一緒に消化されてしまいます。蚊の唾液腺に移るメカニズムをもっていないので，エイズは蚊では感染しません。
Ｑ．現代人が花粉症などのアレルギーを起こしやすいのは，かつて体内にいた寄生虫がいなくなったからと聞いた事がある。寄生虫と人間は共生関係にあった？　それならなぜ寄生虫と呼ぶ？　寄生虫ダイエットがブームになったことがあるが，身体に害はないのか？: 「文明とアレルギー病」に詳しく書かれていますが，元々は井上栄博士の持論です。最近は東京医科歯科大学の藤田紘一郎教授が広めています。共生との違いは来週。
蚊以外の吸血生物も寄生体を運ぶ？（コウモリやヒルなど）: ペスト菌はネズミノミによって媒介されますし，インフルエンザウイルスは鳥やブタにも感染します。新型インフルエンザは鳥からブタを介してヒトにもたらされると考えられています。日本脳炎ウイルスは，ブタとヒトの間をカによって運ばれます。マレーシアで流行した致死性が高いニパウイルスは，ブタにもかかりますし，オオコウモリにも感染することが知られています。
試験はない？: 前期の評価は，夏休みのレポートで行いますので，試験はありません。レポートの出来が悪かった場合でも，出席状況が良ければ救われるでしょう。

第11回「共生」（2001年6月28日）

講義概要

共生=symbiosis（相利共生=mutualism）: 定義：互いに利益をもたらす２種の生物間の関係。; 説明：共生関係にある生物の片方の種に属する個体は，他方の種に属する個体が存在するときの方が存在しないときよりも高い率で成長，生存，あるいは繁殖する。; 生物の世界は，かなりの部分，共生関係から成り立っている。
共生関係の数理モデル: 数式で表せば，共生関係にある種１の個体数をN1，種２の個体数をN2と書けば，; dN₁/dt=r₁N₁(K₁-N₁+α₁₂N₂)/K₁; dN₂/dt=r₂N₂(K₂-N₂+α₂₁N₁)/K₂となる（αは正）。つまり，種間競争の場合の「ロトカ・ヴォルテラの競争方程式」の，αの符号が変わっただけ。ただし，何か制約条件をつけないと，両種とも無限大に発散してしまう。
共生の３つのタイプ（注：日本語訳は定訳ではない）: Facultative（任意共生）:共生体(symbiont)は宿主（host）から利益を得るが，依存していない。; Obligate for one partner（一方向絶対共生）:片方の種はもう１方の種に依存しているが，逆はそうでない。根粒バクテリア（アゾトバクターなど）とマメ科植物の関係など。; Obligate for both partners（双方向絶対共生）:互いに相手がいないと生存できない。反芻動物やシロアリと，それらの胃の中の原生動物や細菌の関係など。; 下の関係ほど相互依存度が高く，距離が近い。共生こそが真核細胞の起源といわれている。
事例１：大型魚とホンソメワケベラ，ウツボとアカシマシラヒゲエビ: 写真が載っているサイト（ホンソメワケベラと大型魚，ウツボとアカシマシラヒゲエビ）。Facultativeな関係。hostは寄生虫を食べてもらえるし，symbiontは捕食から守られる。
事例２：ダテハゼとニシキテッポウエビ: 写真が載っているサイト。エビの掘った穴に居候をさせてもらっている代わりに，ハゼは外敵が来ないか見張る
事例３：クマノミとイソギンチャク: 写真が載っているサイト。クマノミが採った餌のおこぼれがもらえる代わりに，イソギンチャクは毒のある刺胞で，クマノミを外敵から守る（クマノミがやられないのは，体表の粘液がイソギンチャクのそれと似ているため）

フォロー

ヒトに共生はどのくらいある？　サナダムシも共生か？: 共生も寄生も種間関係であることに注意してください。ヒトは，農耕や牧畜という形で，作物や家畜と共生関係にあります。もちろん，腸内の常在菌（乳酸菌など）とは相互依存の共生関係にあります。飽食の社会だとは言っても，サナダムシとは微妙です。サナダムシは腸管という体外に生存しているわけですし，藤田紘一郎氏がいう通りなら，定義により共生となりますが，サナダムシはビタミンB12を奪うのでヒトが貧血になりやすく共生とは言い難いという指摘もあります。なお，サナダムシは腸内で１匹のことが多いのですが（複数いることもあります），雌雄同体なので単独で繁殖できます。毎日100万個の卵を産むそうです。多くの腸管寄生虫は，コンバントリンなどの虫下しを飲むことで，比較的容易に駆除できます。
イソギンチャクの毒はどのようなもので，体表の粘液が似ているとどうして平気？: 種類によって違い，溶血毒と神経毒の両方または片方をもつそうです。例えば，ヒトがウンバチイソギンチャクの刺胞に刺された場合，その部分が壊死したり数週間も痛みが続くなど，ひどい症状になります。スナギンチャクのもつバリトキシンという毒は哺乳類に筋肉痛を起こさせますが，スナギンチャクを食べるアオブダイには影響しません。それで，ヒトがアオブダイを食べてバリトキシン中毒症状を呈することがあります。たくさん食べると死ぬこともある猛毒です。; 体表の粘液が似ているとやられない理由は，他の生物が来たと認識されず，刺胞が反応しないので，毒が分泌されないからです。免疫とか毒を通さないとかいう俗説に根拠はありません。
共生関係にある生物は誰に教わったわけでもなく共生を始める？: 共生をするという遺伝的形質を偶然もった個体は，定義により共生しない個体より生存，成長，繁殖などの能力が高いはずなので，多くの子孫を残す可能性が高いです。つまり，遺伝子に組み込まれている可能性が高いと思われます。
アリはアブラムシを外敵から守る代わりに甘い蜜をもらうそうだが，これは共生か？　言えるとしたらどのタイプか？: アリとアリマキの関係は，意外に複雑です。互いに生存に必須というわけではないので，facultativeな共生関係といえます。アリマキには敵が多く，テントウムシやクサカゲロウに容易に捕食されます。動きが鈍い上に毒もなく，栄養豊富なごちそうなのです。アリはこれら捕食者からアリマキを守る代わりに，独占的にアリマキの分泌する蜜を得ています。アリマキは夏の間単為生殖で爆発的に増えるので，数が多くなりすぎると植物を枯れさせてしまう可能性があります。そこで彼らはクサカゲロウを呼び寄せるフェロモンを分泌して，自らの個体数をコントロールしているようです。なお，アリマキの高い繁殖力の源は，菌細胞という形で共生している菌が，アリマキが植物から吸い取る炭水化物や窒素化合物を代謝て，必須アミノ酸を作り出してアリマキに供給しているからだそうです。; 菌細胞については，森山和道さんのメールマガジンNetscience Interview Mailで2001年７月から配信されている中鉢淳さんのインタビュー記事が詳しくて面白いので，是非読んでみてください。

第12回「人間化された生態系」（2001年7月5日）

講義概要

人間化された生態系
- これまで環境条件や資源，及びいろいろな種間関係を見てきたが，これらすべてを含めて，「ある地域の生物のすべて（生物群集）が物理化学的環境と相互関係をもち，エネルギーの流れがはっきりした栄養段階，生物の多様性，生物と非生物部分間の物質の循環を作り出しているようなシステム」を生態系と呼ぶ。
- 現代の多くの生態系は，人間が環境を大きく改変したことの影響を受けている。合成化学物質の生物濃縮が起こるのも人間化の影響の１つ。
- ここでは，人間が手を入れることで初めて存続可能になるような系を，人間化された生態系と呼ぶことにする。
- 典型例としては，都市，雑木林（里山），耕地，牧草地等。
生態系の見方
- 生態系の基本的構成要素は，生物群集，エネルギーフロー，物質循環の３つ。
- ForresterやH.T. Odumが開発したコンパートメント図で見るとわかりやすい。
生態系の機能図
都市～従属栄養的な系の代表
雑木林：ヒトが手を入れることで極相林への遷移を妨げ，かえって多様性が維持される。
耕地・牧草地
統合系

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コンパートメント図利用の利点，不利点は？: 利点は，講義で触れたように，複雑な関係が絡まりあった状態を見やすく表示するということです。不利な点というと，本当のシステムに対して，何らかの単純化をせざるを得ないということでしょう。が，科学による理解というのは，現実を何らかの意味でモデル化することなので，この単純化は多かれ少なかれ仕方がない面をもっています。
エネルギーフローがいまいちよくわからない。: 生態系において，物質は土壌及び大気から植物または動物に入り，他の動物や菌類を経由して（通らないこともある）また土壌または大気に戻るという形で循環していますが，エネルギーは，物質とともに移動しながら，つねに外界に熱として放出されますし，無機物になった段階で放出しきったと思っていいので，一方向に流れるだけで循環しません。そのため，生態系におけるエネルギーの流れは，エネルギーフローと呼ばれます。
自然生態系を利用して二酸化炭素とかを減らしても，ヒトが生きている限り地球環境は悪くなる一方では？: そこまで悲観しなくても，適正規模の人口を保つ限り持続的生存は可能と思います。
どんな生物でも生きることを最優先するのではない？: 絶滅に至らないような形質をもった生物種の組み合わせが生き残ってきていると考えられます。短期的に，個体レベルでは生きるのに不利なように見えても，遺伝子レベルで考えれば違うこともあるのです。このことを説明するには古来いろいろな仮説が提唱されてきています。現在では種の利益を個人の利益より優先するという説明ではおかしいことはわかっていますが，常にこれが説明原理だと言い切れるようなものはまだ定まっていません。
閉鎖生態系としての入り口がない水槽は自分で作れる？: クロレラとミジンコとワムシくらいなら，フラスコ程度でうまくできそうですが，金魚となるとなかなか難しいと思います。
今朝，畑の横の道を通ったら，たくさんのミミズが道路の上で干からびていた。ミミズは＋の走地性があると習った気がするが，なぜあんなに多くのミミズがわざわざ道路に？: 土中の酸素が減ってくると地上に出るという説と，モグラに捕食されるのを避けるため，地中にモグラと似た振動があるのを感じると地上に出るという説があります。どちらが正しいのか，どちらも場合によって正しいのか，またはどちらも間違っていて第３の説明があるのかは，わかっていません。地上に出たときに太陽が出ていると紫外線が当たって動けなくなるそうです。
都市が従属的な生態系ならば，ほぼ自給自足で成り立つような農村などがあった場合は独立している？: 完全に自給している農村ならそうですが，服とか工業製品をまったく取り入れない村は現代の日本などにはないと思うので，独立しているといえるかどうかは微妙です。もともと，生態系の中で物質循環はある程度完結しているべきなので，都市を生態系とみるのは特別なのです。
陽樹と陰樹のところで，なぜ陽樹は枯れて陰樹ばかりになるのか？　陽樹の方が高ければ陽樹ばかり育つような気がする。そもそも陰樹ばかりになるのは悪いことか？: 樹木にも寿命があります。アカマツは理想的な状態ならかなり長く生きていますが，数百年経つと必ず枯れますし，普通はそれよりずっと前に，虫害や大気汚染などさまざまな要因で枯れてしまいます。それゆえ，森林に生える樹種を考えるときには，幼樹が生きられるかどうかが重要になってきます。アカマツ林の林床でシイ，タブなど陰樹の幼樹は成長できますが，アカマツの幼樹は成長できませんから，いつかは陰樹に取って代わられ，シイ・タブなどの高木の林床ではやはり陰樹の幼樹しか成長できないので，陰樹だけで世代交代が行われ，山火事などの擾乱が起こらない限りずっと同じ景観が続く，極相林と呼ばれる状態になります。裸地から一年生の草本からなる草原となり，そこにススキなど多年生の草本が入ったあと，潅木や陽樹が育ち始め，多種からなる陽樹の林を経て最終的に極相林に至るというこの一連の変化は，遷移と呼ばれます。遷移は自然に起こることなので，いいも悪いもありません。
遺伝子組換え食品の消費者に対するメリット，デメリットは？: 遺伝子組換え食品といってもいろいろあって，その種類によって影響は違います。厚生労働省医薬局の遺伝子組換え食品ホームページが参考になりますが，大きく分けると，（１）ラウンドアップ耐性大豆のように，作付け可能な場所を増やすことと除草の手間を減らすことを通して生産段階での利便性を上げることを目的として開発されたもの，（２）フレイバーセイバートマトのように保存性を高めることによって流通段階の手間を引き下げることを目的としたもの，（３）Btトウモロコシのように作物に害虫抵抗性をもたせて生産段階での手間を省くことを目指したもの，（４）ペクチンを多く含むトマトや，低アレルゲンイネ，コレラ予防バナナ，βカロチンを多く含むイネといった，食品としての付加価値をつけたもの，があります。このうち（４）は直接消費者にとってメリットとなりますが，（１）から（３）は生産者にメリットをもたらすことを通して，食品の価格を下げることで消費者にメリットとなります。デメリットとしては，昭和電工トリプトファン事件のように，予期せぬ突然変異によってヒトに対して毒性をもたらす可能性があることと，生産の根幹を遺伝子組換えができる一握りの大企業に握られてしまうことによるリスクを覚悟しなければならないこと，などがあります。

第13回「人類生態学入門」（2001年7月12日）

講義概要

人類生態学のスコープ: ・ヒト個体群に注目する。; ・先週は人間化された生態系ということで，ヒトを含む生態系において，ヒトから物理化学的環境へ，あるいは生物への影響を考えたが，人類生態学では，その逆向きの作用（地域生態系の中での，物理化学的環境や生物からのヒトへの影響）も考える。そのために，ヒト個体群をターゲットとした研究を行う。
ヒトの特性: ・ヒトは環境を改変する能力がきわめて大きいので，分布域がもっとも広い生物となっている。; ・ヒトがさまざまな物理化学的及び他の生物と相互作用するとき，それぞれ特有の言語と文化と社会組織を介している。; ・それゆえ，ヒトがさまざまな物理化学的環境に生きるとき，他の生物と共進化を起こすパタンは，地域によって異なっている。
人類生態学の方法: ・ヒト個体群（大抵の場合，１つの言語族）を含む地域生態系を対象にフィールドワークを行って，人口，文化，社会組織，行動，食事などを調べる（食物獲得のための活動にどれくらいのエネルギーを投入し，その見返りとしてどれくらいの摂取カロリーが得られるのか，そのバランスを調べることをinput-output analysisといい，人類生態学の基本的方法の１つである）; ・同時に環境試料や生体試料（主として健康状態の評価のため）を採取し，持ち帰って実験室で分析する（必要ならメカニズムを明らかにするために動物実験も追加する）。ただし，「健康」には多くの水準があり，測定値だけで定義できるものではないことには，注意が必要である。; ・それらの結果をもとに，そのヒトの集団の生存を，その地域生態系の特性と関連付けながら包括的に明らかにすることを目標とする。
研究の例: ・パプアニューギニア低地に居住する，ギデラと呼ばれる人々の鉄栄養とマラリアと貧血の関係; ・倹約遺伝子仮説（配布資料とビデオを参照）

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特定の物質のみに働く倹約遺伝子はある？: パプアニューギニア高地の中には，一日のタンパク質摂取量が成人男性で45 g程度であるにもかかわらず激しく活動している人たちが住んでいる場所があります（日本人の栄養所要量は中等度の生活活動強度の成人男性で一日当たり70 g）。しかし彼らは筋肉質で元気に暮らしています。このことを説明するのに，空中窒素を固定する腸内細菌と共生しているとか，窒素の再利用効率が高い（尿素を再利用できるとかいった形の）遺伝的変異をもっているとかいった仮説が立てられています。もし後者が正しければ，タンパク質に特異的な倹約遺伝子といえるでしょう。
ヒクイドリを食べた？　ワラビーやヒクイドリの写真を見たい。: フィールド調査では，村人から出されれば食べるのが当然です。ましてや，彼らにとってもご馳走なのですから，喜んで食べました。ブッシュワラビーの写真（下左）とヒクイドリの写真（下右）は，ギデラの村で撮ったものです。
パプアニューギニアのような南国の人々はなぜイモをいっぱい食べる？: 南国だからというわけではなく，南太平洋の根菜農耕文化圏だからという歴史的理由が大きいと思います。パプアニューギニア高地の気候と土壌がサツマイモの栽培に適していたという生態学的な理由も，もちろんあると思います。なお，パプアニューギニアでも，低地に住む人たちは，イモよりも，サゴヤシというヤシの幹につまっている澱粉を抽出して焼いたり団子にしたりしたものを主食として食べます。参考までに，サゴヤシからのデンプン抽出の仕方を下に図解しておきます。; サゴヤシの木。湿地に半自生しています（ヒトは株分けをするが，その後は放っておくのです）。; まず切り倒して樹皮を剥ぎます。; このような道具で内部を叩いて細かいチップにします。; こんなカゴにチップを溜めておきます。; ココヤシで作った手作りの濾し器にチップをセットし，水を掛けながら絞ります。受け皿はバナナの皮です。; 絞り込んでいる手元のアップです。相当力を込めて何度も絞ります。; フィルターは絞っている部分の直下と，出口の部分の２ヶ所にセットされています。ココナツの繊維を編んで作るそうです。; 濾しとれたサゴデンプンが沈殿した後，上澄みを捨てて，葉で巻いているところです。この形のまま直火で焼き，葉を剥ぎ取って香ばしい中身をガブッと食べるのがギデラと呼ばれる人々の伝統的な食べ方です。サゴデンプンと一緒に，サゴ甲虫の幼虫や，ココナツミルクを混ぜることもあります。パプアニューギニアでもセピック地方では，沸騰した湯にサゴデンプンを溶き入れ，粘りのある団子状にして食べるそうです。
マラリアって貧血を起こすくらいで済む病気？: マラリアは，ヒトに罹るものは４種類あって，そのうち最も重症になる熱帯熱マラリアの場合は，日本人が熱帯に行って罹った場合，まったく免疫がないので，1/4という高い死亡率になることが知られています。ギデラと呼ばれる人々は，子どもの頃から頻繁にマラリアに罹りながら成長するので，成人になってからはそれほど死にません。マラリアによって死亡に至るのは，原虫が赤血球を破裂させて血液中に漂いだすときに出る高熱のためか，マラリア原虫が脳の血管に詰まった状態になる脳性マラリアのためか，どちらかによる場合が多いのですが，そこまで重篤になる前の段階でも，赤血球を破裂させながら増えるという原虫の性質から，溶血性貧血を起こすのは普通です。
「環境試料」とは，具体的に何を指す？: たとえば所沢で狭山茶の葉からダイオキシンが検出されましたが，あれは環境試料を環境中の毒物のモニタリングに利用した例になります。土壌の肥沃度は，その土地にどれくらいの作物が育つかを規定する大きな要因なので，人口支持力の大きな決定因子になります。その意味で，土壌サンプルという環境試料を分析することは役に立ちます。
過去の適応が現在の環境に対して過剰な反応を示している例が他にもある？: 井上栄氏や藤田紘一郎氏がいうように，現代においてアレルギー疾患が増えているのが，寄生虫がいなくなってIgEが余っているからだとすれば，それほどまでに高いIgEレベルは，過去の寄生虫への適応として遺伝的に選択されてきた可能性があります。もしそうなら，これは過去の適応が現在の環境に対して過剰反応している例になるでしょう。
肥満の定義は？: 肥満に書いたとおり，さまざまな定義がありますが，現在のところBMIで判定するのが簡便なために良く使われています。
太るということは遺伝なのか，環境が原因なのか？　倹約遺伝子と空腹との関係は？: もちろん，遺伝と環境の両方が影響します。倹約遺伝子がβ３アドレナリンレセプターで，その役割が産熱を抑えるということならば，空腹になりにくいでしょう。

レポートについて

以下の課題の中から１つを選んで，生態系という考え方と関連させながらA4用紙数枚にまとめ，夏休み明け第一回の講義の日に，教務課に提出してください。

環境条件と適応放散
生物にとっての資源
生物の個体数を決めるメカニズム
生物の分布のパタン
種内競争
種間競争
被食捕食関係
分解者と屑食者
寄生と病気
共生
人類生態学

第14回「魚種交替現象」（2001年9月20日）

講義概要

後期の講義構想

▼生態学の基礎はだいたい前期の講義でカバーしたと思うので，今回から，主として松田裕之「環境生態学序説」（共立出版）に出ている問題を取り上げ，実際に起こっている環境問題を生態学的に考えていく。

問題の所在

▼初回に取り上げるのは，「魚種交替」という現象である。日本の沿岸漁業で獲れる魚にはマイワシ，マサバ，カタクチイワシがあるが，これらの漁獲高は経時的に上下動し，1980年代には豊漁だったマイワシが，現在では少ししか獲れなくなり，代わってカタクチイワシが増えている。このように，主に獲れる魚の種類が替わる現象を魚種交替という。

▼参考：河井智康「イワシと逢えなくなる日」角川ソフィア文庫，税別629円，ISBN4-04-348902-1，2001年８月刊（Amazon）

日本の浮魚類の漁獲量変動

▼例えば，漁業白書掲載の図などを参照。

魚種交替のポイント

▼世界中普遍的に見られる

▼場所によってパタンは違う

▼マイワシの変動幅はとくに大きい

▼沿岸の個体群はそれほど変化しない（浮魚類は個体数が増えてくると沖合い（日本近海太平洋岸では黒潮域）で産卵し，生まれた仔魚が索餌域（日本近海太平洋岸では親潮域）にやってきてプランクトンを食べて成長する，というサイクルをもっているが，沿岸域では魚種ごとに異なる産卵場所で産卵し，餌も豊富なので年中その場所に根付いている）

想定される原因の分類

▼見かけの変動 漁獲なので漁法や漁具，漁業者の活動変化の影響を受ける

▼真の変動

環境決定論：エルニーニョなど
生態学的要因：種間競争と被食捕食関係の組み合わせ，種内競争～自己振動モデル，プランクトン食害説，三すくみ説，安定戦略モデル，餌条件モデル

種間競争と被食捕食の組み合わせ

▼二種の種間競争だけでは，前期に説明した通り，安定共存か一方が他方を駆逐するかに帰着し，振幅しない

種内競争，自己振動モデル

▼密度依存成長？

▼密度とは独立？

▼両者の交替？

プランクトン食害説（河井）

▼魚食性プランクトンが大発生して，そのとき主な魚種となっている魚の幼魚を食べてしまうことが魚種交替の引き金になるという点がポイント。

三すくみ説（松田）

▼３種間の種間競争としてロトカ＝ヴォルテラの競争方程式を拡張する。常に微小量の聖域（他種の影響を受けない繁殖場所）からの供給（c）があるとする。

N₁(t+1)=c₁+exp[r₁(t)-a₁₁N₁-a₁₂N₂-a₁₃N₃]N₁(t)

N₂(t+1)=c₂+exp[r₂(t)-a₂₁N₁-a₂₂N₂-a₂₃N₃]N₂(t)

N₃(t+1)=c₃+exp[r₃(t)-a₃₁N₁-a₃₂N₂-a₃₃N₃]N₃(t)

▼上記モデルは，三すくみ説のExcelワークシート（但しrに偶然変動がない場合）を使って試すことができる。ただし，上の式ではr(t)として内的自然増加率が経時的に変動することを考慮し，松田「環境生態学序説」の図では偶然変動が考慮されているが，このワークシートは簡単のためrが魚種ごとに固定されているものとした。数値計算すると下記のような結果が得られる。

▼なお，このRのソースコードをR（オープンソースでプログラムもできる統計ソフト）から呼び出せば，増加率の偶然変動も松田のモデルの通りに考慮したシミュレーションができる。Rでプロットをうまくoverlay（重ね書き）することができなかったので，上下に３つ並べたグラフが書けるようになっている。実行させるたびに乱数の違いでパタンは変わるが，必ずピークをずらして振動するグラフになっていることに注意されたい。

フォロー

魚食性プランクトンってどんな生物？: ▼プランクトンとは，自力で泳がずに水中を漂っているという生活型をもつ生物を指すので，特定の種を示すものではありません。魚食性プランクトンとは，クラゲやヤムシのように，稚魚を主な餌とする動物プランクトンをいいます。（参考サイト：国立科学博物館のヤムシ，和歌山県水産試験場の「水試だより」第203号「海洋の食物連鎖と植物プランクトン」）
魚種交替のようなことは他の生物にもある？: ▼似たような現象は他の生物でもあると思いますが，これほど人間の生活に密接な関わりをもった個体数変動を長期間示してきたものはないと思います。
交替の主役となる魚種で，仔魚の死亡率の低い年ができる理由は？: ▼はっきりした答えはわかっていません。海流の変化で餌となるプランクトンの供給が増えるからという説もあれば（稚魚の死亡が餌不足によると仮定した場合），たまたまその種に好適な環境であったという説もあれば，ヤムシやクラゲなど魚食性プランクトンが少なかったからという説もあります。
沖の方で魚種交替が起こらないのはなぜ？: ▼理由はわかっていません。しかし，魚種交替を起こすマイワシ，マサバ，カタクチイワシ，マアジ，サンマといった浮魚のような，多量に産卵し，産卵に適した場所と餌をとって成長するのに適した場所が異なるために回遊し，同じ資源（餌と場所）を奪い合う微妙にnicheが異なる魚種が多数存在する，という状況が沖の方にはありません。; ▼なお，説明が混乱していましたが，魚種交替する浮魚類の個体数があまり変化しないのは沖合いではなく，沿岸域の話です。
クジラの数が増えてサンマが減っているというのは本当？: ▼小松正之「クジラは食べていい！」（宝島社新書）によると，「ミンククジラは通常オキアミだけを捕食すると思われてきたが，日本が現在行っている北西太平洋における捕獲調査により，日本近海では，サンマ，カタクチイワシ，スケトウダラなどを大量に食べていることがわかった」とあり，ミンククジラは全世界で百万頭もいる上，その主な生息場所である南氷洋での捕鯨は禁止されているので，おそらく増えているでしょう。サンマは90年代には増加しましたが，現在は減少傾向にあるようです。
「安定戦略モデル」及び「餌条件モデル」について（河井，2001より）: ▼安定戦略モデル：種間のアンバランス（非多様性）は生物全体の安定性を損なうので，多様性を回復させる機能が働くという考え方。例えばマイワシが極端に突出する（多様性を示す指数がある限界値を超えて低下する）と魚種間のバランスを失い，安定化への自然界の力が作用し交替劇が起こるとする。; ▼餌条件モデル：動物プランクトンの生産量が年々変化することと，それへの餌としての依存度が魚種によって異なること（例えばマイワシは50％，サンマは100％，マサバは75％など）に基づき，特定魚種の資源が増えればそれだけ多くのプランクトンが消費されるので，その量が彼らの食べうる総プランクトン量を超えようとするときに交替が起こるとするモデル。

第15回「資源管理」（2001年9月27日）

講義概要

資源管理とは？: ▼例えば，クジラは食べていいか？　という問題について，絶滅の危機に瀕しているから食べてはいけないという批判があるが，クジラの種類によっては増えすぎて餓死しているものもいるし，増えすぎたクジラによって魚が減少しているという指摘もあるので，心理的な側面を別にすれば，問題は「どれくらい食べてもいいか」ということなのだとわかる。マサバなども，乱獲すれば激減してしまうが，適正に獲っている限りでは個体数が維持され，安定した漁業資源となるので，「どれくらい獲るのが適正か」ということは大きな問題である。資源管理とはこの問いに答える考え方である。; ▼ヒトによる捕獲を捕食と考えれば，この問題は，自然の生態系に対して１つの被食捕食関係を追加した場合に，どこまで捕食圧を高めても生態系が安定していられるか，という問いに帰着する。
資源管理の基本（狩猟でも同じだが，漁獲を例にとって説明する）: ▼野生生物は自己増殖し，その個体数はロジスティック成長する。dN/dt=r(1-N/K)N; ▼漁獲は，野生生物を利用する人間の営為である。環境収容力Kに近い個体数があるときは，多少獲っても個体数は回復する。; ▼単位時間当りCだけの漁獲を加味すると， dN/dt=r(1-N/K)N-C; ▼Cが大きすぎると資源は枯渇する（絶滅する）。枯渇しないで獲り続けられるぎりぎりの量を最大持続収穫量（MSY）という。真のMSYは不明なことが多く，しばしば乱獲により資源は枯渇する。
乱獲の理由: ▼割引率の効果：成長経済の下では，未来の価値が現在の価値より低く見積もられる。持続的に漁獲するより，今年獲り尽くして投資により利子を回収した方が経済的には得になる場合がある。; ▼共有地の悲劇：自由競争の下では，自分が控えめに獲っていても，誰かが乱獲したらその損害は皆が受ける。抜け駆けが得をする。; ▼資源が非定常であること（MSYの理論は資源が定常であることを前提にしているので，実際の生態系では役に立たない）
共有地の悲劇について補足: ▼ハーディンが唱えた仮説で，「共同で使用されるあらゆる資源は，必然的にその資源の乱開発あるいは劣化を招かざるを得ない」意味で「悲劇」という。; ▼環境問題そのものも「共有地の悲劇」と考えることもできる。例えば，「環境自由大学　青空メーリングリスト」に投稿されたICUの広木さんのメール[Bluesky:661]などを参照。
資源以外の要因: ▼漁業者の後継者不足：東京湾などでは，木更津漁協組合員の平均年齢は60歳くらい。若い漁業者がいる漁種もあるが，年寄りと血縁はない場合が多いので，「持続的漁獲」への動因にはならない。; ▼開発によって漁場を潰すときの経済補償額が，漁業による収益だけで判定されていること。自然の恵みを考えないと，現状を残そうという気になりにくい。
非定常資源の持続的利用: ▼クラーク(1988)の理論によれば，CES（constant escapement policy），つまり獲り残し量一定方策が，長期的に見ればもっとも多い漁獲量を上げられる。; ▼しかし，資源が減ってきて獲り残し量を下回ると全面禁漁になり，それが長期続くかもしれないし，何年続くかわからないので，漁業者は困ることがある。資源量以上に漁獲量が変動してしまうのが問題。; ▼1/5漁獲の方が適応的。

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今日の講義のようなことを実際に漁を行っている漁師さんは知っている？／漁業者は数値などを気にしながら漁業をやっている？／一体誰が漁獲量制限を決めている？: ▼細かい数式までは一々気にしていないと思いますが，漁獲高には（漁種によりますが）指定枠があるので，どれだけ獲れたか気にしながら漁業をやっているはずです。指定枠は，いろいろな情報を元にして，漁協ごとに漁労長が決める場合が多いと思われます。
資源が減って獲り残し量を下回るときが何年も続いているような時に1/5漁獲をしたら資源はどんどん減っていってしまうことにはならない？: ▼減りますが，1/5なら，自然条件で死亡する仔魚の量に比べて，それほど大きなダメージにはならないと考えられます。
日本ではクジラを食べることにそんなに抵抗はないが，どうして西欧では抵抗があるのでしょうか？: ▼文化的な理由でしょう。鯨油採取のための乱獲によってクジラの個体数を激減させた歴史や，自然保護のシンボルとしてのわかりやすさなど，さまざまな理由が考えられます。
「共有地の悲劇」のところででてきた，ツカツクリの写真を見てみたい。: ▼上野動物園で実物を見ることができます。
今まで居なかった韓国などが参入することで乱獲につながって，例えばサンマの来年の漁獲量に影響を与えることもあるのですか？: ▼浮魚類の場合は，もともとの変動幅が大きいので，その影響かどうかということは難しいのですが，影響がないとは言い切れないでしょう。
人間の行動が関与する事象は，科学的説明や理論が成り立たないのではないか？: ▼科学的推論には，演繹，帰納，アブダクションの３つがありますが，自然現象には必ずといっていいほど確率的なゆらぎが入るので，現代の多くの科学は，その推論をアブダクションによっています。つまり，ポパーがいうように，反証可能性が大きな仮説を立てて，その仮説が反証されるまではとりあえず正しいかもしれないとしておく，というやり方です。その意味では，ヒトの行動や心理を入れたからといって，それだけで特別視する必要はないと思います。

第16回「レッドデータブックの考え方」（2001年10月4日）

講義概要

レッドデータブックとは？

▼国際自然保護連合(The World Conservation Union: IUCN)は，絶滅の恐れのある生物（絶滅危惧種）を３段階（絶滅危惧Ia類，Ib類，II類）に分けたリスト（レッドリスト）を作成している。

▼レッドリストに載っている生物を紹介した本をレッドデータブックといい，段階分けをレッドリストカテゴリーという。

▼1994年以前はそうでもなかったが，1994年からは判定基準が徹底的に数量化された。この判定基準をレッドリストクライテリアという。

他の基準

▼CITES（ワシントン条約締約国会議）でも，絶滅の恐れの程度に応じて，各生物を附属書I, II, IIIに載せている。判定はIUCNとは独立。

▼附属書Iに載ると国際商取引は禁止，IIに載ると制限される。自国の生物を保護するために協力を求める場合はIIIに載せる。

レッドリストカテゴリー日本版（定義詳細）

●「絶滅（ＥＸ）」我が国ではすでに絶滅したと考えられる種

●「野生絶滅（ＥＷ）」飼育・栽培下でのみ存続している種

＜絶滅危惧＝絶滅のおそれのある種＞

●「絶滅危惧I類（ＣＲ＋ＥＮ）」絶滅の危機に瀕している種

「絶滅危惧IＡ類（ＣＲ）ごく近い将来における絶滅の危険性が極めて高い種
「絶滅危惧IＢ類（ＥＮ）IＡ類ほどではないが、近い将来における絶滅の危険性が高い種

●「絶滅危惧II類（ＶＵ）」絶滅の危険が増大している種

●「準絶滅危惧（ＮＴ）」現時点では絶滅危険度は小さいが、生息条件の変化によっては「絶滅危惧」に移行する可能性のある種

●「情報不足（ＤＤ）」評価するだけの情報が不足している種

●付属資料「絶滅のおそれのある地域個体群（ＬＰ）」地域的に孤立しており、地域レベルでの絶滅のおそれが高い個体群

レッドリストクライテリア（詳細PDFファイル）

▼A～Eのどれか一つを満たせば，そのカテゴリに入る。

A:一定基準以上の個体群減少
B:一定基準未満の出現範囲
C:一定基準未満の成熟個体数＋一定以上の減少
D:一定基準（Cより少ない）未満の成熟個体数
E:数量解析により一定以上の絶滅確率が見込まれる

クライテリアの問題点

▼ミナミマグロの場合，1996年時点でオーストラリアの推定値によれば，過去29年間に90％減少していたので，判定基準Aを満たし，CRと見なされた。3歳から7歳の魚は最近増えているので，危険を過大に見積もっている可能性もある。

▼基準Eなら紛れがないが，信頼性の高い絶滅予測ができるほど十分なデータがある場合は珍しく，基準AからDによらざるを得ない場合が多い。

▼情報が不足しているからといって対策をとらないでいると手遅れになる場合があると考えて，「予防原理(precautionary principle)」により，必ずしも絶滅危険性が高いことを証明できなくてもリストに載せるという判断。

▼地球環境問題は，概ね予防原理によっている。

ダルマガエル（絶滅危惧II類）

▼本州（中部地方南部，東海，近畿地方中部，山陽地方東部）に分布。

▼関東に分布するトウキョウダルマガエルとは近縁。

▼ほとんど水辺から離れないで生活する。足に吸盤がないので，U字溝に落ち込むと這い上がれない。田の区画整理で激減したと言われる。

カエルの減少の理由

▼皮膚が薄いので，環境変化の影響を受けやすい

▼区画整理など

▼ツボカビの感染

▼データは少なく，予測も難しい

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カエルの絶滅を防ぐには？　絶滅するとどういう影響？: どういう影響が出るかは予測できません。絶滅を防ぐ方法はカエルの種ごとに違っているでしょう。ダルマガエルだったら，田んぼのＵ字溝を壊して元の土の畦にすれば有効でしょう。
日本固有のザリガニは個体数が減っている？　それとももともと少なかった？: ニホンザリガニは絶滅危惧II類VU。もともと分布は本州北部でしたが，個体数も減っています。
カワウソはもう絶滅している？: ニホンカワウソは，CRです。
レッドリストに載っている生物のうち，自然淘汰されてしかるべき存在のものはないのか？: わかりません。ただ，レッドリストは急速に個体数が減っている生物に適用される場合が多いので，ヒトの影響がある場合が多いでしょう。
アマガエルもあまり見なくなった気がするが，やはり弱いのか？: アマガエルは足に吸盤があるので，Ｕ字溝にトラップされる危険がない分，それほど減ってはいないようです。
蛍はどうか？: クメジマボタルが絶滅危惧II類，ミヤコマドボタルとコクロオバボタルが準絶滅危惧となっています。ゲンジボタルやヘイケボタルはまだ大丈夫なようです。
タナゴは？: ミヤコタナゴやニッポンバラタナゴ，スイゲンゼニタナゴが絶滅危惧IA類，イチモンジタナゴやゼニタナゴがIB類，セボシタビラやカゼトゲタナゴがII類，タナゴが準絶滅危惧です。
調査はどんな割合でどうやって実施？: 生物種によっていろいろです。日本では維管束植物の調査が大規模かつ系統的に行われた例として有名です。

第17回「植物レッドリストとPVAの考え方」（2001年10月11日）

講義概要

植物レッドリスト

▼1989年に日本自然保護協会と世界自然保護基金日本委員会が，植物分類学者の協力を得て作ったリストが最初。

▼1997年，環境庁が発表したものが最新。 IUCNの1994年基準に基づいて全面改訂。調査は，環境庁の委託で植物分類学会が実施。

▼1/25000地図で4400枚に及ぶ日本各地に生育する植物について，400人の調査員が種名と株数と減少率を調べたデータを元に，シミュレーションモデルで減少率を予測し，A～Eの基準を適用して分類したもの。

絶滅の恐れのある植物の例

▼サクラソウ，カワラノギクなど。

データの例：サクラソウの場合

（松田裕之「環境生態学序説」所収の表を提示）

日本の植物レッドリストで採用したACD基準とIUCNのA, C, D基準

（松田裕之「環境生態学序説」所収の図を提示）

▼N₀(1-R)<50だとCR，N₀(1-R)^2.5<250だとEN，N₀(1-R)¹⁰<1000だとVUという基準は，IUCNの基準とは違って滑らかな曲線になる。

▼定量的予測が可能になったのが重要な点。

環境揺らぎと人口学的揺らぎ

▼生物が直面する絶滅の危険性

人為的影響によって減りつづけている場合
既に数が減っていて，偶然絶滅する場合
- 環境揺らぎ：同じように数が減っていても，環境がよければ多少長持ちし，悪ければ一気に絶滅。
- 人口学的揺らぎ：数が減ってくると，実際に残す子どもの数は，偶然のいたずらによって，平均からずれる可能性が大きくなる（二項分布を考えるとよい）

集団存続性解析

▼Population Viability Analysis (PVA)という。

▼Minimum Viable Population (MVP)がCRの基準値。遺伝学的MVPはもっと大きい（近交弱勢の影響などによる）。

▼環境揺らぎと人口学的揺らぎを考慮した個体数変動の基本方程式は，分集団構造を無視すれば，dN/dt=r(N)N +σ_eZ_e(t)・N + Z_d(t)√N

※右辺第２項が環境揺らぎ，第３項が人口学的揺らぎを表している。

カワラノギクの絶滅確率予測

（嶋田正和「あの花はどこへいったの？」－西山賢一編「生命の知恵・ビジネスの知恵」丸善ライブラリー所収－を紹介）

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化学物質の動物への影響が叫ばれているが，そもそも始めに吸収する植物はこれによって減少，絶滅してしまわないか？: ▼化学物質の中でも，微量で内分泌を撹乱する，いわゆる「環境ホルモン」は，ふつう動物について言われます。というのは，植物にもエチレンやオーキシンなど植物ホルモンと呼ばれる物質はありますが，これと同じ作用をもつ有機化合物（植物成長調節物質）を与えて植物の生理過程を人工的に調節することが古くから行われてきたからでしょう。例えば，未熟な果実を収穫してエチレンに曝露させておくと果実が熟すことが知られています。エチレンのような比較的単純な構造をもつ物質を生理活性のシグナルに使っている植物が外界の影響を受けやすいのは当然なので，取り立てて騒がれることはありません。動物の精緻な内分泌作用が外界のごく微量な化学物質の影響を受けてしまうことが驚きだったので騒がれたのです。; ▼他方，酸性雨をもたらすSOxや，生命維持にとって必須の機能を阻害するような化合物は，動物にとっても多くの植物にとっても有害です。ただし，植物の中には，動物にとっては有害な化合物を代謝して無害化してしまう能力をもったものがあります。大気汚染の原因物質として挙げられるNOxを大量に吸収して窒素源として利用できる植物も存在しますし，ある種のシダは土中の砒素化合物を吸い上げ，濃縮して植物体内に溜め込むことが報告されています。このような，植物の機能を利用して環境中の毒物の毒性を低下させる試みはphytoremediation（ファイトレメディエーション）と呼ばれて注目されています。ちなみに，遺伝子組換えした細菌を使って環境中の毒性の強い化合物を代謝させてより毒性が低い物質に変えることはbioremediation（バイオレメディエーション）と呼ばれ，やはり注目されています。
人間は血が濃くなると弱くなるけど，サラブレッドはなぜ強い？: ▼すでに純系になっているので，実験用のマウスと同じで遺伝的には安定しているのです。しかし，遺伝的にかなり均質だということは，感染症などが伝播しやすいことを意味するので，必ずしも「強い」とはいえないと思います。
カワラノギクが絶滅するとツツミノガも絶滅する？: ▼ツツミノガの幼虫がカワラノギクの種子だけを特異的に食べているならそうですが，ノコンギクという近縁のキク科植物の種も食べるという観察があるので，たぶん絶滅しないでしょう。
サクラソウとカワラノギクがまだ普通に咲いていたとき，どの地域に多かった？　今はどこで見られる？: ▼サクラソウはまだ群馬県でも見られます。カワラノギクは群馬県にはありませんが，栃木県の鬼怒川流域とか，東京都の多摩川流域などで見られます。
近交弱勢は動物の種類によって強く現れるものと弱く現れるものがあるのですか？: ▼有性生殖をする動物であれば，それほど変わりません。ただ，多産多死の動物の方が影響は受けにくいでしょう。
カワラノギクがもし絶滅してしまったら科学の力とかで復活できる？: ▼完全に種までなくなってしまったら復活させることは現在の科学ではできません。この「一旦絶滅したら取り返しがつかない」ことが，絶滅を危惧する最大の根拠だと思います。
レッドリストに載っている動植物がリストから外れる場合はどれくらいあるのか？: ▼まとまった情報を見つけることができなかったので，「どれくらい」かはわかりませんが，例えば，米国でのハクトウワシは30年間絶滅危惧種とされていたのが，1999年に外れました。
日本古来のタンポポというのも今ではほとんどなくなってしまった？: ▼在来種でいえば，カントウタンポポやシロバナタンポポなら，まだかなりあります。RDBに載っているのは，フタマタタンポポ（CR)，タカネタンポポ（CR)，ツクシタンポポ（EN)，クザカイタンポポ（EN)，シコタンタンポポ（EN)，クモマタンポポ（EN)，コケタンポポ（VU)，ヤマザトタンポポ（NT)，オダサムタンポポ（NT)です。
群馬県における植物レッドリストに載っている植物は？: ▼たくさんありますが，例えば，タチスミレ(EN)，オオバタチツボスミレ(VU)，サクラソウ(VU)などは群馬県での生育が確認されています。アキノハハコグサ(EN)は高崎市の一部も入っている前橋メッシュでの生育が確認されています。
植物は動物ほど絶滅に対する関心は少ないと感じていたが，動物のような保護はされている？: ▼希少植物の群落ではふつう，採取が禁止されています。高山植物を勝手に掘って持っていこうとして処罰された人のニュースを見たことはあるでしょう？
レッドリストに載っている動植物の逆で，異常発生している動植物もあるが，それを適正な個体数にする，という形での自然保護もなされているのか？: ▼次回，エゾシカの個体数管理という話を例にとって説明します。

第18回「増えすぎた動物をどう扱う？」（2001年10月18日）

講義概要

エゾシカとは

▼参考URL道東地域エゾシカ保護管理計画（北海道環境生活部環境室自然環境課）pdf形式で詳細な文書をダウンロードできるようになっている。

▼明治時代には食肉（一部は缶詰として輸出），角，毛皮に商品価値があり，乱獲された。

▼豪雪もあり（20年に１度の割合で起こり，成獣が半減），明治・大正年間にかけて捕獲数は激減。

▼1884年から1901年と，1921年から1950年代半ばまでは禁猟。

▼戦後は等比級数的に激増。肉の流通経路もなく，商品価値も消滅。

▼畑や牧草を食い荒らし，カラマツ樹皮を剥ぐ害獣に。1995年被害額は40億円を超えた。

シカの個体数変化

▼ニホンジカは２歳で成熟し，毎年１頭ずつ仔を産む。

▼ほとんどあらゆる草を食いつくし，「環境容量」を超えて増え，やがて集団で飢え死にし，低い密度で貧しい植物相のもとで，小さな角をつけたシカが細々と生きる。

▼洞爺湖中島に1957年から1968年に３個体放されたシカは年15%増加し，1983年秋には299頭に達し，それから半年で67頭が自然死，95頭間引き。いまだに植生は回復せず。

増えすぎた動物にはどう対処すればいいのか？

▼致死的な病原体や，フィステリア[Pfiesteria piscicidaとP. shumwayaeの２種が知られる]（渦鞭毛藻類に含まれる生物できわめて危険。最近の分類学では，マラリア原虫などと近縁の生物であることがわかってきた。「腐海」という小説を参照）なら，根絶を目指しても悪くない（もちろん接触を絶てればベスト）。ドーキンスが言う通り，ヒトには予測能力があるから，共存し得ない危険な生物は叩くのが合理的。

▼アオコ（藍藻の一種）とか，日光などのニホンザルとか，このエゾシカのように，増えすぎると他の生物の負担になるが，かといって根絶すると生物多様性を低下させることになる生物の扱いが問題の焦点。増えすぎるのもヒトの活動の影響であることが多いので（例えば，生活廃水などによる湖の富栄養化がアオコ大発生の最大の原因），ヒトには責任がある。

北海道道東地区エゾシカ保護管理政策

▼1998年策定。保護政策を見直し，かつ乱獲も避ける，エゾシカを人間にとって適正な数に保つ「保護管理」を原則とする。

▼ヘリコプターからの目視で８万～16万頭（1993年）と見積もり。出産率，生存率，成熟年齢は洞爺湖中島の調査から推定。これらの値に20%程度の不確実性を加味し，放置した場合の増加率を年12%から18%と推定し，５年後に適正水準になるよう，適正捕獲頭数を決定。

適正捕獲頭数の推定原理

▼毎年秋の目視調査で個体数推定。６月が出産期で目視調査は秋なので0.5歳と1.5歳以上の個体数がわかる。1.5歳以上の年齢構成は別のデータから推定。

▼管理計画の原則は「フィードバック制御」。常に監視して減ってきたら守り，増えたら獲る。

エゾシカ管理計画の方策

▼管理目標：

IUCNの絶滅の恐れのある野生動物の基準に引っかからないよう，1000個体以上に保つ。
数理模型に基づき，不確実性を見込んで，100年後までに1度でも1000個体を下回る恐れを１％以下にする（「リスクアセスメントして，リスクマネージメントをする」という考え方）。

他の動物でフィードバック管理が検討されている例

▼商業捕鯨の改訂管理方式。ただし，イデオロギー的な反対によってモラトリアムが継続している。

▼1999年の鳥獣保護法（「鳥獣保護及狩猟ニ関スル法律」）改正。増えすぎたシカやカモシカなどは，有害鳥獣駆除ではなく，特定鳥獣保護管理計画に基づいて管理されるようになった。

▼ヒグマやカラスにも考えるべき。

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エゾシカには天敵がいない？　エゾシカの寿命は？: ▼以前はエゾオオカミが天敵でしたが，絶滅してしまいました。現在，敢えてエゾシカの天敵を探せば，それは人間ということになるでしょう。野生動物の寿命を推定するのは難しいのですが，地域産業研究会というサイトの情報によれば，エゾシカの寿命は14歳くらいだそうです。
もしかして増えすぎた動物を殺すということもある？: ▼駆除というのは，ヒトがその動物を殺すことです。
ヒグマやカラスも，エゾシカのように植物を大規模に食い荒らしたりして大きな被害を出している？: ▼エゾシカと違って，ヒトへの被害が中心です。また，クマは全国的に数が減少傾向にあります。
エゾシカが減りすぎたらどうなる？　被食される植物すべてが基本的には増えていく？　それとも特別な動植物の数が変化？: ▼わかりません。しかし，普通に遷移が起こるとすれば，おそらくは最初は繁殖力が強い一年草が増え，その後に多年草，木本という順番で増えていくと思われます。
日本にはフィステリアのような根絶を目指しても悪くないような生物は存在する？: ▼致死的な病原体とは共存不可能なので，根絶を目指してもしかたないと思います。たとえば，HIVとか，狂牛病のプリオンとかいったものです（もっとも，ウイルスやプリオンは，半生物みたいなものですが）。
フィステリアの分布は？: ▼メリーランド州チェサピーク湾など，北米東海岸に分布しているようです。米国農務省のリンク集から米国環境保護庁のフィステリアのページやノースカロライナ州立大学のフィステリアのページを見ると，ノースカロライナ川河口域から中部大西洋と書かれているので，それほど分布域は広くなさそうです。
オーストラリアやニュージーランドは現在の鯨がどういう状況にあるのかを知った上で捕鯨を禁止している？: ▼知っていても日本などが出したデータを信じられないという人と，データが正しいとしてもイデオロギーとして捕鯨は許せないという人がいるそうです。
最近カラスの被害が増えているが，カラスの数も昔と比べてそれだけ増えているということ？: ▼樋口広芳・森下英美子「カラス、どこが悪い！？」（小学館文庫）によれば，明治神宮のねぐらでは1996年から2000年までの５年間で，約4000羽増加しているという観察結果があります。一方，東京湾中央防波堤の埋め立て処分場では，生ゴミの焼却処分が進んで，完全に灰だけを埋め立てるようになった1997年からはカラスの姿は激減したそうです。その他いろいろな情報を併せて考えると，著者の推定では，「東京のカラスは全体として増加していると判断して間違いないだろう」とのことです。
カラスが仮に絶滅すると何か困ることがある？: ▼カラスに捕食されている小鳥などが異常に増えるかもしれませんが，カラスを餌にする生き物はほとんどいないので，生態系にどれほどの影響があるかは未知数です。しかし，仮に生態系への影響が小さいとしても，病原体でもないし数が増えすぎなければ人間の生活にほとんど害がないような野生生物を（しかも数が増えすぎたのは，明らかに生ゴミを出しすぎる都市の生活のせいなのですから），人間の都合で絶滅に追いやることはおかしいと思います。
人間も増えすぎている動物といえそうだが，この問題はどうすればいい？: ▼人間については難しいです。リスクアセスメントはできても，リスクマネージメントをするための合意を得るのが困難でしょうし，それ以前に倫理的に許されるかという問題があります。
家で植物いろいろ扱っているのですが，絶対に日本（または群馬）では育てられないような植物もある？: ▼温室を使えばかなりの種が育てられるでしょう。が，万能ではないと思います。絶対に，といわれると難しいのですが。
鳥獣保護法によって実際に管理されている鳥類にはどんな種類がある？: ▼実際に保護管理すべき種は，環境大臣または都道府県知事が定めることができるとされていて，ヤマドリやキジやガンカモ類の多くは狩猟による捕獲数量が制限されているという意味では管理されているといえます。しかし，科学的なリスクアセスメントとリスクマネージメントが的確になされているとはいえない状況だと思います。本来が狩猟を規制する法律だったこともあって，野生生物の保護という観点からすると疑問が残る点もあり，WWF-Japanなどは現在の法律に反対しています。二次的な生態影響（エゾシカ管理のために鉛の銃弾で狩猟をした場合，死体を食べたオオワシが鉛中毒になるといった事例があります）を考慮していないことや，管理計画の策定が地方自治体に任されたことに対して，当初無理だと答えた自治体もあったことなどが，反対理由の中心です。しかし，管理計画の実施にはきめ細かく迅速な対応が必要なので，地方自治体が実施主体になること自体は悪くないと思います。問題は，法律の条文に具体的な規定や数学的な根拠が書かれていないために，実施が完全に自治体任せになってしまうと，きちんと管理される保証がなくなってしまう点にあります。

第19回「生態系の間接効果と非決定性」（2001年10月25日）

講義概要

生態系の間接効果: ▼種間競争や被食捕食関係などを考えれば，ある種の個体数の消長が，直接関係のある他の種の個体数と関係することは自明。; ▼生態系を考えると，直接関係しなくても，間接効果があることも容易に想像できる。
砂漠の種子食性のアリとネズミの関係
間接効果を与える架空の食物網の数理模型
数理模型による間接効果の説明: ▼種1から種4への被食捕食関係がないときと，種1から種4への被食捕食関係があるときでは，群集行列にはその部分が変わるだけだが，その逆行列に符号をつけた感度行列にはいろいろな場所で違いが出る。種1と種2の関係（間接効果である）に関して言えば，符号が変わることがある。; ▼明示的に考えている被食捕食関係が限られているために群集行列では0のところが多くても，感度行列では0のところはほとんどなくなってしまう。間接効果があることを意味する。
殺虫剤の逆理: ▼殺虫剤を撒いても，害虫の天敵を殺してしまうと，却って害虫の個体数が増えることもある。; ▼世の中にこのような例は多い。人間の浅知恵ということか。
京都宣言の逆理: ▼京都宣言では，漁獲対象の魚の間の被食捕食関係があるとき，どちらも満遍なくとるのが望ましいとされている; ▼しかし，普通に数理模型を立てて最適解を求めると，どちらか1方だけ獲ったほうが良いと出る。; ▼間接効果をうまくモデル化できていないから。
多様性と安定性の逆理: ▼多様だから安定とは限らない。Eltonがワイタムの森で素朴に考えたことを支持する数理モデルはまだない。

フォロー

「安定」の定義は生物によってやはり異なるものでしょうか。: ▼安定性と多様性の関係を評価するために必要な「安定」という概念は，さまざまな多様性をもつ生態系に共通していなければなりません。しかし，目に見える姿としての安定性は，たしかに生物によって異なるでしょう。例えば，イワシは大きな個体数変動を示しますが，ちゃんと振幅している限りは安定といえます。しかし，ヒトがイワシほどの個体数変動を示したら，それは不安定と解釈されるでしょう。
生物の多様性を守るためにヒトを犠牲にすることはやむを得ないと言える？: ▼そう考える人たちはdeep ecologistと呼ばれています。ディープエコロジーについては，京都精華大学環境社会学科のwebサイトの環境雑学マガジンの11月3日付けの記事に，ちょうど取り上げられていました。
殺虫剤を撒いても害虫の天敵を殺してしまうと却って害虫の個体数が増えるとあるが，例えばどんな虫があてはまる？: ▼マメハモグリバエは豆科作物の葉を食害しますが，その幼虫に卵を産み幼虫から羽化するカンムリヒメコバチや，卵に産卵するハモグリミドリヒメコバチなど28種の寄生蜂が知られています。ホソヘリカメムシの卵に産卵するカメムシタマゴトビコバチはカメムシが分泌する集合フェロモンの成分の１つに誘引されることがわかっています。
間接効果をうまくモデル化するにはどうしたらいい？: なるべく詳細なモデルを立てるしかないでしょう。しかし際限ないので，ほどほどで妥協するのが普通です。
京都宣言の時には専門家の意見を聞かなかったのか？: 聞いて，経験的には京都宣言の方が正しいらしいことはわかっているのですが，単純な数理モデルでは京都宣言に合う結果が出てこないということです。
殺虫剤の逆理について：殺虫剤で寄生蜂が激減した結果害虫が増加するということは，寄生蜂は餌が増えるからその個体数は増加して，結局は殺虫剤を撒く前のような状態になる？: ▼コナガに寄生するコナガサムライコマユバチやコモリグモなどは農薬に非常に弱く，ごく薄い濃度でもたやすく全滅してしまいます。そうなったら，殺虫剤耐性を獲得したコナガが餌であるアブラナ科の野菜を食べ尽くすまで増えるだけです（モンシロチョウの幼虫などと種間競争を起こすことはありえますが）。
この夏，「網戸に虫来ない（アースあみ戸に虫こない）」という殺虫剤（？）を買ったが，網戸に直接薬をスプレーして虫を避けるのは良いとして，網戸に付いた薬が風を家の中に取り込む際（空気の入れ替え時など），風に乗って部屋に入り，自分も殺虫剤を吸い込んでしまうのではないかと思い，使うのをやめた。もし使っていて，身体に悪影響がでたら「殺虫剤の逆理」になる？: ▼ヒトが過ごしやすくなる目的で使った薬品が逆にヒトを病気にする，という意味では逆理ですね。ただ，網戸に塗って虫が来ないようにする薬なら殺虫剤ではなく，昆虫忌避剤だと思います。1957年から使われているDEETが代表的なものですが，殺虫剤よりは低毒性のはずです（「買ってはいけない」では環境ホルモンを含んでいるといって批判されていますが）。DEET処理やデルタメスリン処理をした蚊帳で蚊を効率的に駆除するところから発想したのでしょうが，蚊帳と違って網戸を介して囮餌があるわけではないので，その効果は小さいでしょう。網戸は，風通しの良さと昆虫の侵入しにくさがトレードオフの関係にあるので，風通しが良いまま昆虫が侵入しにくいように，ある程度大きな目の網戸に昆虫忌避剤を塗ることは合理的です。安井至さんすら「無意味」と言っていますが，必ずしもそうとは言えません。DEETなら普通数時間しか有効でないので，1.5ヶ月も持続するというのは，ただのDEETではないのでしょうが。
多様性と安定性の逆理のところで，安定だと多様といえる？: ▼必ずしもそうは言えません。環境変動がない限りは，２種の競争系でも，1種しかいない系でも安定になることはありえます。
強引に生態系に逆らうことこそ，最も影響が強いということがわかった。殺虫剤などを減らすような努力はしているのか？: ▼IPM (Integrated Pest Management)という考え方があり，米国などでは殺虫剤使用量を減らす努力がされています。遺伝子組換え作物もそのような流れで出てきたものという側面もあるのですが，必ずしも成功しているとは限りません。
大昔は人間も生態系の間接効果をもろに受けていたと思うが，今はどう？　ちょっと複雑ですが受けていると思うのですが。: ▼明らかに受けています。

第20回「どうやって生態系は多様化したのか～進化生態学のモデル」（2001年11月8日）

講義概要

問題を逆に捉えてみよう: ▼前回，生態系は多様で複雑な関係でなりたっていて，ちょっとした種間関係の変化でも間接効果があらわれ，しかもそれが予測不可能であることを示した。; ▼しかし，生態系が今あるようになったということは，それが進化の道筋で適応的だったからと考えることもできる。; ▼生態系を複雑系^*として一般化してみる～要素還元万能論へのアンチテーゼ; ^* M.M.ワールドロップ「複雑系」（新潮文庫）
コンピュータによる進化の実験: ▼種間関係だけを定めた複数種の生物をプログラムとして作って，全体がどうなるかをシミュレーションしてみると，間接効果が見える; ▼種間関係が変わりうるように，進化できる生物をコンピュータ上に実現してみたらどうか？　と考えた研究者が現れた。→いわゆる「人工生命」の研究
人工生命: ▼一定のアルゴリズムに従って生活，死亡，繁殖を行う生物のモデル。複数個体を同時に生活させ，相互作用も考える。従うアルゴリズムそのものを遺伝子を模した記号列で表し，繁殖の際に突然変異や有性生殖でアルゴリズムが変わるようにすることで進化を表す。; ▼ライフゲーム，遺伝的アルゴリズム，神経回路模型なども人工生命である。; ▼生態系の進化を考える人工生命モデルとしては，Tom RayのTierraが有名。; ▼webからダウンロードできたり，Javaで書かれていてブラウザで参照するだけで実行できるものが多い。ライフゲームの例として，LifeX (Windows用)，生態系シミュレーションの例としてSF作家としても有名な数学者ルーディ・ラッカーのBoppers (Windows用)，進化する人工生命の実験としてHelix4 (Windows用)を紹介。リンク集としては，人工生命の宝庫から辿ると良い。
進化生態学の考え方: ▼人工生命のように，生態学的な関係が，どのように現在の形に進化したか，と考える学問を進化生態学という。（cf.　進化心理学）; ▼問題設定の例：雌雄はなぜ半分ずついるのか？　ヒトだけがなぜ繁殖しなくなってからも長期間生き続けるのか？　シマウマはなぜ草を食べ尽くさないで休んでいるのか？; ▼考え方の例：血縁淘汰，進化的に安定な戦略(ESS)，おばあちゃんの孫育て仮説，分別ある捕食者説

フォロー

進化生態学の考え方は，１つの問題について何種類くらい？: 問題によって違います。例えば，なぜ個体ごとに雌雄に分かれている生物では，体の大きさや子の世話・性行動・移動定住性・利他行動など，行動上のさまざまな側面に雌雄の違いが見られるのか？　という問題に対しては，（１）子育てをしない生物では，精子を作る方が卵を作るのに比べて圧倒的にコストがかからないために，雄の繁殖成功が雌との出会いを増やす能力と強く関係するのに対して雌の繁殖成功が卵を生産する能力や適切な産卵場所を選ぶ能力によって決まってくるため，性行動は雄をプレーヤーとして繁殖可能な雌を巡って競合するというゲームのモデルで説明しやすいとか，（２）孔雀の飾り羽のように雄だけが極端な形質をもつことの説明として，他の雌と同じ好みをもつ方が有利になるという正のフィードバック効果であるランナウェイ仮説とか，優れた遺伝子を子どもに残すことを通じての間接的な利益としての「セクシーな息子」仮説（既に否定されたが）とか，わざと極端な形質をもっていても生きられることをディスプレイすることで他の形質の優秀さを示すという「ハンディキャップの原理」など，さまざまなアプローチが知られています。
人工生命についてもう少し詳しく知りたい。: 人工生命については，ワールドロップ「複雑系」（新潮文庫）の第６章を読むことをお薦めします。自己を記述し変化し増殖するプログラムのコードは，自己組織化する複雑系という意味で，生命と極めてよく似ています。ラングトンは1971年の暮れから1972年初頭にかけてアルバイト中に見たライフゲームの画面に生命そのものを感じて，「人工生命」というパラダイムを考え出したということです。ランダムにパラメータを変化させながら自己複製をし，広がるコンピュータウイルスは，人工生命の一種といえます。小説の中では物凄く強力な遺伝的アルゴリズムを組み込んだコンピュータウイルスが拡散してパニックが起こるというアイディアが何度も使われています（幸森軍也「あなたの待つ場所」角川ホラー文庫，川端裕人「S.O.U.P.」角川書店，ディレーニイ＆スティーグラー「ヴァレンティーナ」新潮文庫など）。
おばあちゃんの孫育て仮説などの考え方についての参考書，本などの紹介希望。: おばあちゃんの孫育て仮説は，提唱されてまだあまり時間が経っていないので，載っている本は多くないのですが，杉本正信・古市泰宏「老化と遺伝子」東京化学同人の第２章に取り上げられています。進化生態学や行動生態学の理論については，柴谷・長野・養老編「講座進化（７）生態学からみた進化」東京大学出版会や，巖佐庸編「数理生態学」共立出版が参考になると思います。
今日紹介された他にもお薦めプログラムは？　ＥＳＳとは？: いろいろなプログラムが公開されています（上記リンク集から辿れます）。多くはJavaで書かれていて，ブラウザで見れば実行されます。ＥＳＳとは進化的に安定な戦略と呼ばれます。先頃京都賞を受賞して昨日受賞記念講演をしたJohn Maynard=Smithさんが提唱した概念です。簡単に言えば，平均的な生き方が淘汰の上で安定に維持されることです。
部族によってすきっ歯な人がモテるとか，首が長い人がきれいだと言われるのは，くびれの例と同じこと？: ケースバイケースなのでわかりませんが，タイなどに住む首の長い人たちは金属の輪を徐々にたくさん嵌めていって人為的に首を伸ばすので，それに魅力を感じるのは文化的な要素が大きいように思います。
雌雄なぜ半分ずついるのか？　について詳しく知りたい。: 進化的に安定な性比が1:1だという議論は，もともとR.A.Fisherによってなされたものです。数式で厳密に表現することもできますが，感覚的に説明すると，次のような仕組みになります。集団中の雌の数が雄よりも多いときは，雄についても雌についても交尾機会が集団内で一様ならば，雄が平均して雌よりも多くの子を残すことができるので，雄雌を決定する遺伝子の世代間伝達確率がその遺伝子自体の存在と独立ならば，その親で働く遺伝子のうち雄を作らせる遺伝子が，より多くの子孫に伝えられることになります。雄が雌よりも多くなった世代に至って，雌が雄よりも平均して多くの子を残すことができるので，今度は雌を作らせる遺伝子がより多くの子孫に伝えられることになります。それゆえ，進化的に安定な唯一の性比は1:1となるわけです。しかし現実には1:1でない場合もあります。例えばエジプトヤブカのいくつかの集団では，雄の方が雌よりも極端に多くなっています。これは，Ｙ染色体上にある遺伝子Ｍが減数分裂のときにＸ染色体を壊すため，Ｘ染色体をもつ精子が劣化して，Ｙ染色体の方が多く受精に成功するために雄が多くなっていることがわかっています。これだけだと雌がいなくなって絶滅してしまいますが，Ｍによって壊されない耐性Ｘ染色体が存在するので，そうはならないということです。この場合は，遺伝子Ｍが，自らが親世代から子世代に伝えられる確率に作用するので，前提の一つが崩れています。自分の腹の中で孵化する子どもを産み，子ども同士が交尾するダニの一種Acarophenaxでは，一腹の卵から雄が１匹だけ孵化し，15匹程度の姉妹と交尾した後で母親の体内から出ずに死んでしまうという，極端に雌に偏った性比になっていることが知られています。これは，局所的配偶者競争が起こるのでやはり前提の一つが崩れているからと考えられます。
遺伝的アルゴリズムや神経回路模型について，もう少し詳しく知りたい。: 産業技術総合研究所の宇津木明男さんによる用語解説を参照。
プログラムとして間接効果をシミュレーションする場合，どんなことに注目して見てみればいいか？: 直接効果の妥当性があるかどうかを確かめた上で，パラメータをいろいろ変えてみて，どういう間接効果が出てくるかを見ます（感度分析）。
遺伝子組換え技術とバイオテクノロジーの違いを知りたい。間接効果のプログラムは自作するのか？: 遺伝子組換え技術はバイオテクノロジーの一種です。プログラムは，ふつう、研究者が自作します。

第21回「自然の価値」（2001年11月15日）

講義概要

参考文献

▼鷲谷いづみ・矢原徹一「保全生態学入門」（文一総合出版）

▼イボンヌ・バスキン（藤倉良　訳）「生物多様性の意味」（ダイヤモンド社）

▼Nunes P.A.L.D., van den Bergh J.C.J.M. (2001) Economic valuation of biodiversity: sense or nonsense? Ecological Economics, 39: 203-222.

自然を守ろうという世界的な気運

▼1992年にリオデジャネイロで開かれた地球サミットにおける「環境と開発に関するリオデジャネイロ宣言」，そこで採択された地球の生物種の保全を謳った「生物多様性保全条約」（日本は1993年12月21日に批准）

▼モロッコでの第７回会議が合意に達して終わったので，後は批准を待つばかりとなった「気候変動枠組み条約(COP)」

背景

▼自然の破壊は人類がもたらしたという認識

▼とくに20世紀に破壊が激しかった

▼公害問題，人口爆発，地球温暖化，オゾンホール，砂漠化，地下水位の低下，農地の表土流出，干潟・珊瑚礁・藻場の消失など，このままでは地球がもたないという危機感

自然を守る～生物多様性保全

▼現代における生物の絶滅は，生息地の破壊，乱獲，環境汚染，外来種の侵入など，ほとんどが人為的な原因で起こっている。

▼生物種が次々に絶滅していくことは，ヒトの生存基盤として重要な生物資源と，生態系の環境保全機能が同時に失われていくことを意味する

▼生物多様性を保全するためには，物理化学的環境も，ある範囲に保全しなくてはならない

▼つまり，生物多様性を保全することは，自然を守ることの主要部分を占める

生物多様性の価値（鷲谷，矢原，1996年）

▼直接的価値

消費的使用価値…市場を通らずに直接消費される生物資源の価値（自給経済における食料，燃料，伝統的薬品）
生産的使用価値…市場を通ってから使用される生物資源の価値（木材など）

▼間接的価値

非消費的使用価値…レクリエーション，アメニティ（環境経済学のCVM[仮想評価法]などの手法で数量化できる）
予備的使用価値…世代間不平等を避けるため
存在価値…環境倫理学やディープエコロジーの主張の主要なものの１つ

（注）この分類には生態系サービス(Ecosystem Service)ないしネイチャーサービス(Nature Service)と呼ばれる価値が入っていないが，これも無視できない価値である。また，マイナー・サブシステンスと呼ばれる活動を成立させる基盤としての生物多様性を考えると，非消費的使用価値でもあり，消費的使用価値ももっていることになる。

生物多様性の階層性

▼松田「環境生態学序説」によると，以下の４つの階層で生物多様性が維持されるべき

種の内部にみられる遺伝的多様性
局所集団の数＝分布の多様性
多種共存による多様性＝種多様性
さまざまな生態系が隣接し，あるいはある程度の距離をおいて共存＝景観多様性（里山のような二次的自然も重要）

▼鷲谷・矢原「保全生態学入門」によると，以下の４階層

景観…景観タイプ…景観パタン…景観過程とその分布，土地利用
群集・生態系…群集タイプ・生態系タイプ…相観パタン・ハビタット構造…種間相互作用，生態系過程
種・個体群…種，個体群…個体群構造…生活史，個体群統計過程
遺伝子…遺伝的組成…遺伝的構造…遺伝的過程

フォロー

ディープエコロジーと二次的自然の考えは，正しいといえるのはどちらなのでしょうか？: ▼どちらかが正しくてどちらかが間違っているというものではないと思います。
自然を守らないと人間は絶滅するのですか？: ▼スペースコロニーに何人生きられると思いますか？
京都議定書後のアメリカのやり方について，先生はどうお考えですか？　自分は「経済のためなら，自然の犠牲は一定期間やむをえない」みたいな考え方ならばいつまでたっても自然は守れないと思うのですが。: ▼アメリカのやり方は常にアメリカの民主主義だったと思います。アル・ゴア前副大統領は環境経済学の重要性を説く「自然の掟」などの著書もあり自然保護を重視していましたが，それでも自然保護のために経済を犠牲にするような政策は取れませんでした。
途上国ではどれくらいの人が小学校に通って教育を受けている？: ▼いろいろです。同じ国でも村によって違いますし，男女差もあります。タリバン政権下では女性が学校に行くことが禁止されていたのはご存知ですね？　南太平洋の島々でも，小学校があっても先生がいないとか，教材がないとかいったケースはたくさん見られます。
生物多様性を保全するためには物理化学的環境もある範囲に保全しなくてはならないとはどういうこと？: ▼前期第３回の講義でも触れましたが，世界各地のさまざまな物理化学的環境条件に適応して，生物はさまざまな形や機能をもつように進化してきたのです。逆にいえば，今生きている生物は，ある範囲に限定された物理化学的環境条件のもとでしか生存できません（強酸性の湖だとまったく魚がいないような場所もあります）。したがって例えば，諫早湾の堤防を締め切って潮の流れという物理環境を壊すと，有明海で養殖されている海苔がうまく育たなくなったり，タイラギという貝が成育できなくなったりするという影響が出てしまうと考えられます。
生物多様性を維持していくことはいいことだが難しいのでは？: ▼少なくとも，使用的価値が開発によってもたらされるそれを上回れば開発はするべきではないといえますね。Nature Serviceについてもそういえるでしょう。既得権を含む経済的影響を無視すれば，この水準で生物多様性にはっきりした価値がある場合には，それを維持するという合意を得るのはさほど難しくはないでしょう。; ▼問題はそれほどの価値が見出されない場合です。不便を我慢して予備的価値を守るということに合意を得るのはなかなか難しいでしょう。
医学が発達していく限り，人口爆発などの問題は止まらないと思うが？: ▼人口爆発については，おそらく少子高齢化社会というのが，このところ人類の文化が目指してきた到達点だと思います。だから，少子を受け入れさえすれば，医療の進歩が必ずしも人口爆発につながるわけではありません。
高山植物など一部でつんではいけない植物がありますが，これは非消費的価値や予備的使用価値も含まれていますか？: ▼高山植物にはもちろん非消費的価値や予備的使用価値が含まれています。
森林は減りつづけている？　今のペースだと何年後になくなる？: ▼熱帯では減っています。森林減少は大きな問題の一つなので，次回の主題にしましょう。

第22回「森林減少」（2001年11月22日）

講義概要

参考文献

●伊藤嘉昭(1994)「生態学と社会［経済・社会系学生のための生態学入門］」東海大学出版会，第１章，第２章

●高月紘・仲上健一・佐々木佳代(1996)「現代環境論」有斐閣ブックス，第３章

●石弘之(1998)「地球環境報告II」岩波新書

森林減少問題の捉え方

▼現状

世界の森林面積は約35億ha。毎年の森林減少は約1100万ha（日本の国土の1/3に相当する広さ）。
国別森林減少率1980～1990年
主にアジア，アフリカ，南米の熱帯地域で減少している。温帯・亜寒帯林はやや増加（参照：通商白書2001年度版総論第３章）。
年間減少率0.5%とか0.7%というと少なく感じるが，年間0.7%減少とは，100年で半減することを意味する。

▼原因

直接の人為＝材木採取用森林伐採，焼畑，放牧，ダム建設や道路建設のための森林伐採，オイルパームのプランテーションを拓くための森林伐採など
間接的人為＝酸性雨による立ち枯れなど

▼影響

森林を生息場所とする生物種（とくに熱帯雨林で影響が大きい）や個体数の減少（参照：WWFによる森林生態指数の変化），あるいは特定生物種の爆発的増加（水溜りを繁殖場所とする蚊の類など）
保水力の減少による地下水位の低下，洪水発生率の上昇
土壌流出と砂漠化
二酸化炭素増加と地球温暖化（なお，酸素はほとんど変化しない）

▼対策

森林管理：皆伐をせずに一定の条件を満たす有用樹種のみ択伐するなど。国際的に持続的な森林管理を可能にするためのガイドラインが提案されている（1990年から国際熱帯木材機関[International Tropical Timber Organization=ITTO]が掲げた「西暦2000年目標」など。2000年に開かれた「森林に関する政府間フォーラム[Intergovernmental Forum on Forests=IFF]」の最終会合で設置が提案された国連森林フォーラム[United Nations Forum on Forests]が中心となってこうした動きを進めていくことが期待されている）。
家畜の種類を変える：熱帯での家畜飼養を考えると，牛や羊よりも豚や鶏の方が森林に戻りやすい条件で飼えるし，環境負荷が小さい。アマゾンで牛を飼うための牧草地を作るために森林伐採を行うことは理に適っていない。

事例１：クルコノシェ国立公園（石弘之「地球環境報告II」を参照）

▼チェコスロバキアのクルコノシェ国立公園では，世界でも最大規模の酸性雨による立ち枯れがみられる。

▼標高800m辺りから，地元の人々が「森林の墓場」と呼ぶ大量枯死がみられる。1980年の異常寒波をきっかけに，それまで酸性雨で痛めつけられていた樹木が耐えられなくなったといわれている。

▼樹木の９割がドイツトウヒやヨーロッパアカマツを中心とする針葉樹。その８割が枯れたり弱ったりしている。pH4.2の酸性雨も珍しくない。

事例２：ソロモン諸島

▼国外へ輸出することを目的として伐採企業が森林を伐採。

▼最近では，焼畑を拓くために住民が伐採を利用することもある。

▼有用樹種の伐採そのものや，焼畑を拓くことよりも（まだシフティングが可能なくらいに人口密度は低いから），オイルパームのプランテーションを作るときに皆伐となるので影響が大きい。

▼森林が失われると土壌が流出して川の河口が埋まり，蚊が大量に発生してマラリアが流行したケースや，海洋汚染によって貝や魚の漁獲が減ったケースや，木の実を採るというマイナーサブシステンスが不可能になるといった影響が現れている（ガダルカナル島での事例）。

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牛を育てるよりも植物の方が20倍も効率が良いならば，現在の食糧問題も理論的には解決可能なのでしょうか？: ▼ベジタリアンになれば同じ人口を養うために必要な土地は少なくて済みます。逆にいうと，現在ベジタリアンが多いインドの人々が，突然牛肉を食べ始めたら（ヒンズー教で禁止されているのでありえませんが），あっという間に飢えて死ぬ人が続出するでしょう。しかし，現在の食糧問題は，地球全体の食糧が足りないというよりも，分配の不均衡が原因になっている側面が強いので，ベジタリアンになるだけでは食糧問題は解決しません。コーラやラーメンやラジオやタバコやビールを買うために換金作物を作って，主食が足りなくて栄養失調になっている人々がいることを，どう考えたらよいのかということです。
以前新聞で「海面緑化」というのを見たんですが，それをすれば海は広いのでかなり効果的だと思いますが，いつごろ実用化されるのでしょうか？: ▼「海面緑化」は，調べたのですが，朝日新聞系のデータベースには見つかりませんでした。
日本は車がたくさん通っているので空気が汚れている気がするのですが，酸性雨の影響を聞きません。なぜですか？: ▼以前は大きな問題になっていましたし，今でも時折ニュースになっています。ただ，工場からの排気ガスがフィルターを通すようになったことと，自動車メーカーが低公害技術の開発に力を注いだ結果，SOxの排出量が激減し，車の台数の割には大気汚染を低いレベルに抑えることができているために，酸性雨の被害が目立たなくなったのだと考えられます。とはいえ，松枯れに酸性雨の影響があるという話はありますし，数年前に，丹沢でも東京のスモッグ起源と推定される酸性の濃霧によって森林が枯れるという影響が報告されています。
何か酸性雨対策ってないんですか？　また，対策は実行されているのでしょうか？: ▼酸性雨の原因は，火山の噴火といった自然現象もありますが，工場の排気や自動車の排気に含まれる酸化物，中でも硫黄酸化物による部分が大きいです。日本では，工場の排気にはフィルターを通して硫黄酸化物をカットするような工夫がされています。かなり厳しい（ただし達成可能なレベルの）排出規制がされているからです。しかし，東欧や中米，東南アジアなどでは，コストの点から排気に対するフィルターといったものは十分整備されないままに稼動している工場が多々あります。
酸性の強い酸性雨が頻繁に降る地域で生活している人々の人体には，酸性雨による影響はないのですか？: ▼直接の影響は，天水を飲み水にしている場合に，酸性雨に溶け込む重金属が増えることによるなど，稀にしか報告されていませんが，生態学的な間接効果はありますし，酸性雨のもとになる硫黄酸化物による大気汚染そのものが呼吸器系に影響を与えることは頻繁に報告されています。
森林減少率がが途上国で高くて先進国で安定または増加ということなら，木材の輸出を禁止するというのはどう？: ▼たぶん，世界経済への影響が大きすぎるので，一気に実行するのは難しいでしょう。現在の輸出国は多額の対外債務を抱えている国が多いので，主要な外貨獲得源の一つである木材輸出を禁止することは，途上国の経済を破綻させるかもしれません。
熱帯雨林の減少が主に森林減少の原因ということですが，熱帯雨林への先進諸国の保護などはどれくらい効果があるのですか？: ▼定量的な効果は不明です。しかし，環境NGOによるエコフォレストリーなどの活動は一定の成果をあげていると言われています。
資料の中において，日本の森林は安定していることになっているが，今現在のような大量生産・大量消費を続けていれば，ごみ処理場などいろいろな施設の増設が必要になってくるので，近い将来，日本の森林は減少傾向になってくるのでは？: ▼産業廃棄物を国外にしばらく違法投棄していた事件がありましたが，最近は資源の有効利用をする意味もあって，ゼロ・エミッションを目指す企業が増えてきています。そういう生産段階の努力に比べると，消費段階ではまだ無駄が多いのですが，不況でもありますし，大量消費は続かないのではないかと思います。
森林が減少したことで絶滅したか絶滅の危険がある生物は？: ▼大型霊長類（マウンテンゴリラやオランウータン）は，森林の減少によって急速に個体数が減っている動物です。
森林減少が地球温暖化の直接原因？: ▼炭酸同化作用による二酸化炭素の吸収が減ることと，バイオマスとして森林に固定されている炭素が放出されることを通して，大気中の二酸化炭素濃度上昇に寄与するという意味で，森林減少は地球温暖化に寄与するでしょう。逆に，地球温暖化と大気中二酸化炭素濃度の上昇のおかげで，中緯度から高緯度地方の針葉樹林の成長速度が速まっているので，そこに二酸化炭素が固定されているおかげで，当初想定されたほど二酸化炭素濃度が上昇していないことも指摘されています（参考：住明正「地球温暖化の真実」ウェッジ選書，1999年）。しかし，もちろん森林減少だけが原因ではありません。
アフリカの地域などは，UNFFとかには加盟していないのか？: ▼UNFFは国連の組織で，すべての国連加盟国がメンバーシップをもつとされています。アフリカ諸国についても，ナイジェリアは事務局にも入っています。問題は，国際的な取り組みに参加していても，その裏をかいて活動する不法伐採業者が存在することです。
森林問題は良く取り上げられるが，何か具体的な対策は行っているのか？: ▼講義で話したような国際的な取り組みもありますし，各国でももちろん対策されていますが，抜け道ができてしまうので，なかなか実効が上がらないのが現実です。対策を行うと，どうしてもコストが高くなるので，自由市場の下では価格競争力が低くなってしまい，シェアが落ちます。; ▼価格競争力が低くても何らかの差別化によって，消費者側が持続的な森林経営を支援することはできます。例えば，「森林認証システム」という取り組みがあります（参考：森林認証制度研究会）。1993年に，環境保護団体や科学者組織，国際機関などが共同で「森林管理協議会(FSC)」という組織をメキシコに設立し，中立で科学的な第三者機関として，森林が環境に調和して持続的に管理されていることの認証を始めました。そこで認証された森林（2001年11月8日付けで全世界合計23,837,810 ha）から採られた木材及びそれを原料とする製品にはFSCマークがつけられます。日本でも，三重県の速水林業（参考：環境gooに掲載されている，代表へのインタビュー）が，ヒノキを中心とした約1070 haの森林について認証を受け，FSCマーク入りのまな板などが販売されています（参考：井田徹治「データで検証！　地球の資源ウソ・ホント」講談社ブルーバックス，2001年）。

第23回「開発と環境影響評価」（2001年11月29日）

講義概要

参考文献: ▼島津康男「市民からの環境アセスメント」NHKブックス; ▼松浦さと子編「そして，干潟は残った」リベルタ出版; ▼小倉紀雄編「東京湾ー100年の環境変遷ー」恒星社厚生閣
環境影響評価法（平成九年法律第八十一号）～1999年6月12日施行: 第一条　この法律は、土地の形状の変更、工作物の新設等の事業を行う事業者がその事業の実施に当たりあらかじめ環境影響評価を行うことが環境の保全上極めて重要であることにかんがみ、環境影響評価について国等の責務を明らかにするとともに、規模が大きく環境影響の程度が著しいものとなるおそれがある事業について環境影響評価が適切かつ円滑に行われるための手続その他所要の事項を定め、その手続等によって行われた環境影響評価の結果をその事業に係る環境の保全のための措置その他のその事業の内容に関する決定に反映させるための措置をとること等により、その事業に係る環境の保全について適正な配慮がなされることを確保し、もって現在及び将来の国民の健康で文化的な生活の確保に資することを目的とする。; 第二条　この法律において「環境影響評価」とは、事業（特定の目的のために行われる一連の土地の形状の変更（これと併せて行うしゅんせつを含む。）並びに工作物の新設及び増改築をいう。以下同じ。）の実施が環境に及ぼす影響（当該事業の実施後の土地又は工作物において行われることが予定される事業活動その他の人の活動が当該事業の目的に含まれる場合には、これらの活動に伴って生ずる影響を含む。以下単に「環境影響」という。）について環境の構成要素に係る項目ごとに調査、予測及び評価を行うとともに、これらを行う過程においてその事業に係る環境の保全のための措置を検討し、この措置が講じられた場合における環境影響を総合的に評価することをいう。
環境影響評価の手順: ▼計画を作る段階で代替案を含めて事前に検討する（計画アセスメント）; ▼事業予定地や規模，事業の目的などを検討した上で事業計画を発表する; ▼事業者が改めて法に基づく環境影響評価（事業者アセスメント）をする必要があるかどうかをスクリーニングする; ▼必要となった場合，事業計画に従った環境評価のやり方，調査の項目や範囲を定めた方法書を公表して広く意見を求める; ▼方法書に従って調査と予測を行い，影響の有無と対策を述べた準備書を公表し，意見を求める; ▼意見を踏まえて評価書が出される; ▼意見には環境相及び関係省庁の意見も含まれる; ▼評価書が修正をうけ，事業の是非が決まる; ※日本では事業者，コンサル，行政，住民がそれぞれの役割をもって参加するので複雑なかけひきが生じる。米国ではどの段階でも代替案の提示と一般市民への情報公開を含む。インターネット接続環境の普及によって，日本でもwebからの情報公開が進むようになってきている（環境影響評価情報支援ネットワークには莫大な文書やデータが蓄積されている）。
指摘されている問題点: ▼「アワセメント」～これはかなり改善された; ▼事業者アセスメントであることによる限界; ▼最低限満たすべき基準がない; ▼方法書の内容を修正する手続きが曖昧; ▼総合評価を行う方法が書かれていない; ▼生態系が非定常であるという認識が薄い; ▼事業が生態系に与える影響を具体的にどう評価するかが詳しく書かれていない
総合評価を行うには？: ▼異なる軸を統合することは難しい。生物多様性という軸だけでも，稀少種の生物が保全されれば，ありふれた生物は絶滅してもいいのか，という問題の答えは自明ではない。ましてや，物理化学的環境因子や，人にとってのアメニティ，経済効果，生活の利便性，などといった軸について，それを総合して評価することは非常に困難である。; ▼環境経済学の仮想評価法(CVM)を応用するなどして，すべての軸を同じ単位に統一して合計すれば，ある意味では総合評価になるが，妥当性は不明; ▼システムダイナミクスモデル，マルチエージェントモデルなどで，すべての軸に関連をもたせ，アウトプットを多面的に評価すれば，総合的な把握に貢献はすると思われる。ただし，仮定が増えることと，解が得られるわけではないことから考えれば，決して十分とはいえない。

フォロー

「アワセメント」って何？　（質問多数）

▼事業を実施することが前提になっているために，事業者によって行われるアセスメントも，環境基準などの目標値をクリアして辻褄「あわせ」をすることが最初から答えとして用意されている，という批判があり，そういうアセスメントに対して「アワセメント」とか「アワスメント」という揶揄があったのです。

指摘されている問題点が多いのは何故？　対策されないの？　（質問多数）

▼問題点が多いのは，２つの理由があります。１つは，利害関係との絡みで等閑にされていることで，これは情報公開と第三者の監視によって改善されていくでしょうが，２つめの理由，誰にもまだ答えがわからない問題であるという方は，なかなか改善されないと思われます。

人の手による自然の再生工事はどんなものがあるのでしょう？

▼ミティゲーションと呼ばれます。いったんコンクリートで護岸されてしまった土手について，近自然工法で法面を作り直すといった工事が有名です。三番瀬フォーラムの計画はアマモの生える藻場を再生しようというものですが，簡単ではありません。

実際，環境評価の総合評価はどのようにしているのでしょうか？　その時々で違うのでしょうか？

▼はっきりとはわかりませんが，総合評価はなされないか，あるいは主観的意見として付記される場合が多いと思います。

光害とは何が原因で，どんな公害が起こる？　光化学スモッグの一種？

▼光化学スモッグは，光化学オキシダントという物質の大気中の濃度が高まることをいいます。光化学オキシダントは，大気中の炭化水素や窒素酸化物が太陽などの紫外線を吸収し，光化学反応で生成された酸化性物質の総称で，健康被害や農作物への被害をもたらします。光害とは無関係です。

▼光害（「ひかりがい」と読むのが普通なようです）は，ネオンや街灯の光によって夜間，星がよく見えなくなるなどの影響が出ることです。夜間の人工光は道路・航路などの安全確保や都市機能を維持する上で不可欠ですが，必要以上に明るいとエネルギーを浪費し，天体観測を困難にし，動植物の生態に変化をもたらす可能性があります（夜行性の動物の行動圏が変化するなど）。

東京湾の話で，三番瀬があるということは，一番，二番もあるんですか？

▼一番はなく，よい漁場である浅瀬について，船橋の漁師町に近いほうから順に，高瀬，二番瀬，三番瀬と呼ばれたらしいということです（出典：「地理」2001年11月号pp.42）

諫早湾を閉じて得られた良い効果ってある？　今どうなっているの？

▼干拓の目的は，農地を作ることと，水害対策でした。農水省の発表によれば水害対策は効果をあげているということですし（昭和57年7月23日の最大時間雨量99ミリ，総雨量492ミリの豪雨では後背地の小野平野で４，５日に渡って湛水があって農産物被害が１億７百万円に上ったのに，潮受け堤防締め切り後の平成11年7月23日の最大時間雨量101ミリの豪雨では湛水は一時的にとどまって農産物被害額は300万円で済んだと説明されています。しかし平成11年の場合，総雨量が342ミリと少なかった－とはいえ，80年に１度の大豪雨でしたが－ので，単純には比較できません），調整池の水位を下げたことによって周辺干拓地が乾いて農地としても住環境としても良くなったと干拓を推進してきた岡本氏は自己評価しています。しかし，農地供給という点に関しては，諸般の事情から需要がなくなってきているので，今でも意味があるという人はあまりいません（世界自然保護基金ジャパン，日本自然保護協会，日本野鳥の会から合同で出された2001年9月7日付けの提言には，「調整池の水質改善が難しく農業用水としての利用に適さないこと，入植者費用負担が過大であること，しかも，営農計画の収穫見込みは『いずれそのレベルに達するものと思われる』水準で，当面は計画通りの収穫を見込めないこと」から，まだ干陸化していない東工区だけでなく，既に干陸化している西工区にも海水を再導入して干潟を再生することが謳われています）。

▼潮受け堤防の内側は，泥海状態です。ですから，そのまま開門すると，一気に泥水が洪水のように有明海に流れ出して，底質も巻き上げられ，有明海の汚染がひどくなると予測されました。調整池の水位と潮位があまり差がないときだけ開門するといったさまざまなシナリオが検討されましたが，合意に至っていません（2002年4月以降に計画されています）。また，堤防の外側には大規模な貧酸素水塊があって，堤防に近いほど溶存酸素濃度が低くなっているという調査結果が2001年8月に日本自然保護協会から公表されています。

▼参考になるサイトへのリンク集

いまだに愛知万博の跡地を団地にする計画って存在するのですか？

▼2000年4月4日付けで，「新住宅市街地開発事業は行わない」という合意が愛知県知事から発表されています。国際万博協会から住宅建設との分離が強く要求されたため，2000年12月の審査を通るようにと妥協されたそうです。万博開催予定地のうち，海上の森（かいしょのもり）地区は，地下水が分水嶺を越えて行き来しているため，小さな丘の中腹にも湧き水があり，湿地があり，そこにはこの地区に特徴的な希少種が生息している（オオタカの営巣場所でもある），豊かな里山です。そのため，そこを保全しようという運動が全国的に起こり，それが認められる形で，森をできるだけ開発しないように計画が変更されたのです。

▼参考になるサイトへのリンク集

第24回「合成化学物質の生態影響～生態毒性学・生態リスク論」（2001年12月6日）

講義概要

参考資料

▼伊藤嘉昭「生態学と社会」東海大学出版会，1994, pp.118-122（生物的濃縮について）

▼シーア・コルボーンら(1997)「奪われし未来」（翔泳社）

▼シーア・コルボーン，養老孟司，高杉　暹，田辺信介，井口泰泉，堀口敏宏，森　千里，香山不二雄，椎葉茂樹，戸髙恵美子(1998)「よくわかる環境ホルモン学」（環境新聞社）

▼高杉　暹，井口泰泉（編）(1998)「環境ホルモン」（丸善ライブラリー）

化学物質の有害性，生態毒性，評価手法

▼化学物質の有害性の分類基準

▼影響が出るまでの時間（急性毒性，亜急性毒性，慢性毒性，経世代毒性）

▼現れる症状（発ガン性，催奇性，感作性，生殖毒性，免疫毒性等）

▼しきい値の有無（確率的影響，非確率的影響）

▼取り込み経路（経口毒性，吸入毒性，経皮毒性）

▼作用機構（内分泌撹乱性，変異原性，細胞膜障害性等）

▼影響の出る臓器など（腎毒性，肝毒性，心臓毒性，神経毒性など）

▼影響を受ける生物（ヒト毒性，魚毒性，鳥類毒性，藻類毒性など）

化学物質の生態毒性

▼生物的濃縮が起こって，食物連鎖の上位の生物に大きく影響する物質が多い

▼残留性が問題。現在は作っていないDDTやPCBが環境中に残って毒性を発揮する

毒性の評価手法

▼アセスメントにおいて，個体群レベルで毒性があったと判定する基準は，（１）多くの個体が死ぬ，（２）再生産力が顕著に落ちる，（３）豊富さが顕著に落ちる，（４）分布域が顕著に狭くなる，（５）個体群が絶滅する，（６）遺伝的多様性が低下する，（７）個体群の質が低下する（奇形の発生などを含む）

▼ヒトに対する毒性の評価基準としては，損失余命が用いられることが多い。種特異的ではあるが，ある意味で毒性の総合評価になっている。

生物的濃縮(biological concentration)

▼（例）PCBの生物濃縮

PCBは脂溶性なので，脂肪組織に蓄積する
生物の移動や大気大循環，海流などによって拡散する。北極海のPCBはおそらく五大湖あたりが起源？
アザラシでは環境中レベルの５億倍に達し，ホッキョクグマではそれ以上というデータもある
ダイオキシンも脂溶性だが，PCBほどは濃縮されない

ホルモン活性をもつ化学物質

▼参考：http://homepage2.nifty.com/takhorio/text7/text7.html

いわゆる環境ホルモンと野生動物の関係

▼参考：かながわの環境

精子数減少？

▼動物実験では，カドミウムやフタル酸への曝露によって精子形成不全が起こる。

▼複数の文献データのメタアナリシスの結果は灰色（「科学」1999年1月号読者からの手紙欄に掲載された文を参照）

▼最近の日本のデータで減っていないものがある

▼減っている集団が存在するが，リスク因子の特定はまだ

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現在主流となっているDDTやPCBに取って代わるものは？: PCBは全面的に生産禁止されていますし，DDTも途上国でのマラリア対策など限られた用途以外には生産や流通が禁止されているので，長い間には減っていくと思われます。今後，意図的に生産される物質への毒性チェックは厳しくなると思われるので，ダイオキシンのような非意図的生成物で毒性が強いものが問題の中心になってくると思われます。
DDTやPCBの残留性は，何年先くらいまで影響が残るのですか？: 土壌中では，いくつかの微生物によって緩やかに分解されることが最近分かってきました。それでも，半分に減るのにDDTで4年～10年（参考：http://homepage1.nifty.com/remediation/pops/POPs.htm）かかるそうです。半減期が100年（http://www.jca.ax.apc.org/tokyojic/jic-iguci.html）という報告もあるようです（微生物が乏しい土壌での値かもしれません）。
カドミウム混じりのコードみたいなものを赤ちゃんなど人間がかじったりすると，何か異変が起きる可能性はありますか？: カドミウムの毒性は，骨の中でカルシウムと置換することで発揮される慢性毒性（カドミウムを含む食物を摂取しつづけるとか，カドミウムを含む水を飲みつづけるとか，溶接工場でカドミウムヒュームを吸いつづけるとか）が主なので，赤ちゃんが１回かじったくらいではそれほど大きな異常は起きないと思います。取り込んでも肝臓でメタロチオネインというタンパク質によってある程度解毒されます。
公害病の原因物質であるメチル水銀やカドミウムも生物濃縮で魚などに溜まっていたはずですが，これらの物質は魚に影響を及ぼさなかったのですか？: カドミウムは海水に比べて魚類での濃度が7500倍（海水に対する魚類での濃縮係数が7500）と報告されています（不破敬一郎「生体と重金属」講談社）。サケ科の魚への毒性が強く，脊椎の奇形が起こるという報告があります（http://www.nihs.go.jp/DCBI/PUBLIST/ehchsg/ehctran/tran1/cadmi-en.html）。ただし，ヒトのカドミウム摂取源として問題になったのは魚よりも米です。水銀については，水俣での魚の死亡以外には，局所的な高濃度曝露の報告はありませんが，急性毒性があることは明らかです。
化学物質の有害性は，動物の種類によっても違うのか？: もちろん違います。ですから，一般に，動物実験の結果をそのままヒトに当てはめて考えることは正しくありません。

第25回「世界人口予測と地球の環境容量」（2001年12月13日）

講義概要

参考文献

▼マルサス「人口論」中公文庫，1973年（生活財が等差数列的にしか増加しないのに人口が等比数列的に増加するから生活水準を維持するには人口抑制が必要だと論じた古典。原著初版は1798年刊）

▼大塚柳太郎・鬼頭宏「地球人口100億の世紀：人類はなぜ増え続けるのか」ウェッジ選書，1999年（薄い本で読みやすく，1200円と手頃）

▼ジョエル・Ｅ・コーエン著，重定南奈子・瀬野裕美・高須夫悟訳『新「人口論」：生態学的アプローチ』，農文協，1998年（大変に面白い本だが，600ページ以上の長さがあり，6800円と高価）

世界人口の歴史的推移

▼Kremer (1993)の推定値（下記の米国センサス局のサイトから入手可能）をRを使って（wpop.R [=768 bytes]）図示すると，下のようになる。普通の軸（左上）でみると近年の急増が激しすぎて初期の変化がわからないが，両対数でプロットすると（右下）３つの階段状（Deeveyの階段，と呼ばれる）に見える。10000年ほど前までは，ヒトも狩猟採集に頼って生活しており，自然の生態系の一員だったと考えられるが，農耕が始まると人口支持力（環境収容力）が上がり，200年ほど前の産業革命で非生物的資源を大規模に使うようになってさらに環境収容力が上がったという議論がある。

▼1750年以前は年人口増加率は0.5%以下。1930年頃までは1%を超えなかったが，1950年以降は1.6%以上。

▼US Census BureauのWorld PopClockによると，2001年12月12日の世界人口は約61億9200万人。

人口変化の内訳

▼高齢者割合の増加：1950年から1990年の間に増加率が落ちた国では，65歳以上の割合が1.5倍近くなった。

▼エネルギー消費の増加：人間が管理する非生物的エネルギーは1860年には年間１人当たり0.9MWだったが，1990年には19MWに増加。

▼都市人口比率の増加：1800年には人口２万人以上の都市に住んでいた人たちの割合は2%，1995年には45%。1995年には地球上の人間の17%以上が人口75万以上の大都市に集中。

▼AIDS Pandemicによって，世界人口予測は下方修正されたが，どの地域でも人口増加率はまだマイナスにはなっていない。

古典的問題

▼人口と食糧のジレンマ

紀元前1600年より前の叙事詩に，人口過剰と，病気や天災や不妊がそれを調整する神の恩寵であるという考え方が出ている
ギリシアの叙事詩「キプリア」でも，「地球上の人口が過剰にならないように神が戦争や疫病を課している」とある
紀元前500年頃，韓非子「息子の数が５人というのが多いと思われなくなっているので，人口過剰になって富が減る」

▼ロジスティック成長で解決？

▼農耕の集約化（化学肥料と農薬を使った労働集約的な，高投入高収穫の農耕）と灌漑などによる農地の開発（一時期，「緑の革命」と呼ばれ，もてはやされた）を通しての食糧増産でも解決？

20世紀末以降の問題

▼食糧増産が環境負荷の壁に当たる（土壌劣化，地下水の枯渇など）

▼人口と食糧のジレンマが，食糧と環境のジレンマと相容れない可能性

▼人口減少は解。W.J. Karplus (1992) 「我々の時代のカタストロフについての科学的予測」で，「人口過剰はこの本で議論されたほとんどのカタストロフの根源である。世界の人口が現在の水準の50%あるいは75%のレベルに安定に維持されていさえすれば，ほとんどの環境問題や公衆衛生問題はより簡単に対処できるであろう」

世界人口予測方法

▼見かけの変化に合わせた単純なモデル＝数学的外挿法（実はどれも十分な説明にならないことが既知。しかし，現在でもよりよいfitを求めてモデリングが続けられている）

指数的増加モデル: dN/dt=rN，即ちN=N₀exp(rt)。
ロジスティック増加モデル: dN/dt=rN(K-N)
最後の審判日モデル: 相対増加速度が現在人口に比例。即ち，dN/dt=rN²。1958年までのデータに当てはめると，2026年には無限大に発散してしまうが，1980年頃までは良く当てはまる（相対増加率が初めは実際より低く，後半では高すぎ）。現実の相対増加速度が減少に転じたので否定された。
指数的増加の和のモデル: ２つの部分集団（先進国と途上国）に分けて，それぞれが指数的増加をすると考えたもの。それほど悪くはない。
両対数で取ったグラフへの直線の当てはめ：普通の軸に戻してみると，かなり良く当てはまっているように見えるが，両対数グラフ自体は明らかに直線ではないのでダメ。Rで実行すると（wpopfit.R [777 bytes]），log10(人口)=4.9263-0.9157*log10(現在から遡る年数)という回帰式が得られる。

▼コウホート要因法：Cannan(1895)が開発。主要な人口学研究施設が出している予測はほぼすべてこの原理に基づいている。まず，最新の調査データとして，性年齢階級（現在では５歳階級が多いが，Cannanは10歳階級）別人口を得る。以下，通常は女性人口についてのみ考える。次に，最近５年間の年齢階級別の死亡率を求めて，年齢階級別生残率を得る。それが次の５年間にも維持されるとか10％改善されるとか仮定すれば，５歳未満人口を除く，５年後の年齢階級別人口が推定できる。５年後の５歳未満人口は，再生産年齢（通常は15歳から49歳）の女性について，年齢階級別人口と年齢階級別有効出生率（生残する子どもについての出生率）を掛ければ得られる。年齢階級別有効出生率は，一番単純には，５年前に各年齢階級別女性人口から生まれた現在の５歳未満女児人口を５年前の各年齢階級別女性人口で割れば推定できるが（生残率と同様，それが維持されると考えたり，一定割合で変化すると仮定したりする），他の方法もある。以上で５年後の年齢階級別女性人口が得られたので，後はそれを繰り返せばもっと先が推定できる。男性人口については，女性人口を２倍する方法の他，５歳以上人口は女性人口と同様に年齢階級別生残率から求めて，５歳未満人口に関しては女性人口を1.05倍するという方法などがある。これに移住の影響を組み合わせて将来予測をするのが，コウホート要因法である。最大の問題は，妥当性のある出生率予測だと言われている。最近では避妊実行割合の予測と組み合わせたり，出生率や生残率の予測に確率的な変動を組み込んだりすることも行われている。コウホート要因法は，過去は現在を通じてのみ未来に影響するという意味でマルコフ的であり，一般には予測の関数が線型である。そのため，数学的解析は容易だが，生態学的な制約が考慮されておらず，非現実的だという批判がある。

▼システムダイナミクスモデル：人口予測に，出生，死亡，移動だけではなく，農業，環境，経済，政治，文化その他の要因の影響をモデル化して統合しようという試み。条件付き予測（下記）にならざるを得ないし，長期的には無力である。メドウズらの「成長の限界」「限界を超えて」で用いられたWorld3の結果として得られた「どんなシナリオでも，人口と資本が指数的に増加し，その後崩壊する」という予測は世界中に議論を呼んだが，結局合意に至らなかった。World3の予測が現実と合わなかったのは，1972年以降に起こった出生率と死亡率の急速な低下を予見できなかったからである。つまり，システムダイナミクスモデルでは，非線型の関係もモデル化できるが，その時点で手に入るデータのすべてを説明できるようなレベルで検討されたモデルを作ることは現実的に不可能に近いというのが，このアプローチの１つの限界である。もっといえば，ある時点で手に入るデータを説明できたとしても，新しい資源の発見とか，新技術の発明といったことを予測することは原理的に不可能であり，それは長期予測にとっては決定的な限界といえる。ローカルなシステムモデルは役に立つかもしれないと期待されているが，まだ十分な検討はなされていない。

▼条件付き予測と無条件予測：無条件の予測は無理であるとわかってきたので，なんらかのシナリオを想定した上での予測，つまり家族計画によって出生率が何パーセント抑制されると仮定すれば人口はどうなる，といった形の，条件付き予測をするのが現実的である。

人間に関する地球の環境許容量の推計（コーエンは８つ取り上げているが，そのうち４つを紹介する）

▼「ヨーロッパの植民地として残されている土地」(Ravenstein, 1891)，約59億9400万人：各大陸にある，「肥沃な土地」「ステップ地域」「砂漠地域」それぞれの面積を推定し，肥沃な土地が合理的に耕作されれば１平方キロあたり80人，ステップ地域で１平方キロあたり約４人，砂漠で１平方キロあたり１人として，それを合計したもの。各地域の生産力も，それぞれの面積も変わらないという仮定をしているので合わない。

▼「自然人文地理学の主要な問題」(Penck, 1924)，約159億人，実際にはその半分とした。最大維持可能人口Ｐを，「Ｐ＝生産面積×単位面積あたり生産量／個人の平均必要栄養量」と捉え（この式は後年の他の研究者からも利用されている），世界を気候区分によって11に分けて，各々でＰを計算し合計したものである。最大の問題は，人間の数が食料のみによって制限されるとしている点。しかも，厳密に考えれば，生産される食料と人の口に入る食料は一致しないから（廃棄されるものもあれば，家畜の餌となって間接的に消費されるものもある），Penckの推定は過大になりがち。世界貿易が地球の農業生産性に影響しないと仮定していたのも問題。

▼「地球の潜在生産力と地球が養える人口」(De Wit, 1967)，総ベジタリアンなら約1460億人，肉食をし，農業以外の土地利用もすると約790億人。光合成だけが制限要因であるとして，しかも水と土壌栄養分が無限に得られ，緯度による光強度だけが光合成の潜在能力規定因子であると仮定して計算したもので，まったく現実的ではない。これは条件付きの予測なので意味がないわけではないが，穀物の成長に必要な期間を考慮していないのは本質的な欠点である。

▼「一次食料の供給によって維持される最大可能人口」(Kates et al., 1991)，基本的な食事で59億人，十分かつ健康な食事では29億人。一次食料供給として1986年のFAO生産年鑑に記載されている穀物，根菜類，野菜などの重量を合計し，係数0.15を掛け，５％上乗せして放し飼いや残飯利用による動物や魚の生産量を考慮したものを用い，それを１人あたりの平均食料必要量で割っている。実際の一次食料生産は潜在生産力より小さい筈だし，食料は世界で均等に配分されるわけではないので，非現実的ではあるが，条件付き推定としては意味がある。

ヒトの栄養要求量の推計

▼Katesらが使ったのは，FAO/WHOによる体重１キログラムあたりに必要な平均カロリー量，FAOによる年齢ごとの平均体重，UNUによる現在の世界人口の年齢構造によって計算されたエネルギー摂取基準で，2350kcal。

▼James and Schofield (1990)による，1985年FAOの式と1988年のFAOデータベースを使って，12ヶ国について国別に，性年齢別人口，性年齢別平均体重，基礎代謝，生活活動強度から１人１日あたり平均エネルギー必要量を推定したものでは，エチオピアの1884kcalから米国の2389kcalまでの幅があり，中央値は2100kcalだった。

世界人口問題の解決策

▼人間の生産能力を上げる～これが，環境負荷とのコンフリクトで限界にきている

▼人口を減らす～倫理的に問題あり

▼人々の間の相互作用の様式を変える（市場原理だけを追求するのではなく平等な発展を目指すとか，社会的な幸福と物質的豊かさと行動の結果に関する勘定の仕方を改善するとか，人口と環境と経済と文化の関係をより深く理解するための研究を進めるとか，先進国にとっても利益になるという理解に基づいて国際援助を進めるとか）～コーエンは，これが有力と考えている。

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人口の予測をして何になるのかよくわからない。人口の予測は災害や病気などのことも考えているのか。: 対策を立てるために予測は必要です。例えば，食料や化石燃料などの資源の消費量を予測するためにも人口予測は必要です。化石燃料は非更新資源なので，枯渇しそうだと予測できたら消費量を減らすような工夫ができるわけで，そこが人間の特性なのです。病気は死亡予測に含まれていることもありますが，地震や津波，台風などの災害は考えられていないのが普通でしょう。
1950年頃から，それまでは滑らかに増えていた世界人口が急増している原因はなんですか？　医療の発達？: 普通の軸では急増しているように見えますが，増加率をみると急増しているわけではなく，かえって低下しています。
今，夫婦が産む子どもの数が約１人ということですが，この傾向が代々続いていくならば，子どもの数は物凄く少なくなると思うのですが，少子化傾向はこのまま進んでいくのでしょうか？: 暫くは少子化傾向が進むとしても，ある程度人口が減少したら回復すると予想する研究が多いですが，その保証はありません。
人口の変化と寿命は関係あるのですか？　それと増えているのは人間だけなのか，動物たちも全体に増えているのか知りたいです。: ごく単純にいえば，平均寿命が長くなるということは子どもが死ななくなるということです。その状態で出生率が下がらなければ人口が爆発的に増えます。出生率が下がれば人口構造が高齢化します。人間だけではなく，家畜も，人間を宿主とする寄生体や，人為的な環境を生息場所として好む生物も増えていると思いますが，動物全般の個体数が増えているということはありません。
少子高齢化が進むと，労働人口の割に，それに頼る人口が多くなり，人間の総生産量も少なくなると思うのですが，大丈夫なのでしょうか？　それも人口維持の一つなのでしょうが。: 高齢者が働くようになれば問題は解決に向かうはずという意見があります。縮小経済でもいいではないかという考え方もあります。いずれにせよ，高齢化社会は長寿社会の鏡の背面なのですから，仕方ないと思われます。
高齢者の増加は日本ではかなり社会的な問題にもなっているが，他の国でもやはり大きな問題になっているのだろうか？　これを根本的に防ぐには？: 子どもが死なないような保健医療体制を目標にしてきた以上，人口爆発をしない唯一の解は少子化であり，高齢化社会は到達点なのです。だから，問題は高齢化を防ぐことではなく，高齢になっても健康で働けるような社会作りということになると思います。
日本では少子化が進み，「何年後には…」という予測をよくききますが，その予測にはどれほど信頼性があるのですか？: コウホート要因法（配布資料参照）での予測の場合，年齢別出生率や死亡率が過去何年かに対して緩やかな変化であれば予測も信頼できますが，突発的な変化があった場合の予測はほとんど不可能です。
『核の冬』のように核を使うと空気中にチリが舞って太陽光を遮り，２～３年は地球の気温が下がってしまうことがわかるようですが，これを逆利用して当面の温暖化を防ぐことはできないのですか？: 温暖化を防ぐために爆弾を使って空気中のチリを増やすということは論理的には可能かもしれませんが，倫理的にありえません。
将来的に日本の人口が減少に向かうとして，ゼロになることはありうる？　現在は地球人口は増えつづけているがいつかは減る日もくる？: 減りつづけてゼロになる可能性はゼロではありません。世界人口は2050年頃の90億をピークとして減りはじめると予測されています。
相互作用の様式を変えるというのは，それまで行っていた援助をやめてしまうということですか？: 食糧援助よりも医療援助で子どもの死亡率を低下させ，家族計画を浸透させてリプロダクティブ・ヘルス＆ライツの考え方が普及すれば，出生率が低下するのではないかと期待されています。しかし宗教的な理由で高出生の場合もあるので，常にそれが解だとは限りません。
「人口」の定義は？　人口の大都市集中ですが，ドーナツ化現象というのを昔習ったのですが，何ですか？: 「人口」はヒトの集団の個体数です。ヒトに限らない場合もありますし，集まって住んでいて再生産をすることを条件に挙げる研究者もいます。ドーナツ化現象は，都市の中央部の地価が高騰しすぎてそこだけ人口密度が低下し，相対的に地価の安い周辺部の人口密度が上がる現象をいいます。
人口を減らす努力をしている国もあると思うが，そういう国の人たちはそのことを認識しているのか？: 国として家族計画に取り組んでいるところで，それが人口抑制のためかどうかを市民が意識しているかという意味なら，わかっている人もいればわかっていない人もいるというのが実情です。
エネルギー問題や食糧問題，人口問題を考えると，すべての途上国の国民が（現在の）先進国の生活水準を得るのは不可能ですか？: 中国とインドだけでも今の米国なみのエネルギーを使ったら，あっという間に資源が枯渇しますから，不可能だと思います
世界人口が増えることによって，地球に生存する上で人間に与える影響とは何が上げられるのでしょうか？: 食料や化石燃料が不足してくることが予想されます。

第26回「最近の生態学研究」（2001年12月20日）

講義概要

生態学に限らず理科系の学問の成果は，学会発表されるか，査読者のつく専門誌に掲載される。Personal Communicationというのもあるので，それ以前の段階でも無価値ではないが，一般には研究成果として認知されない。最近はwebへの記載にもオリジナルとしての価値を認めようという動きもあるが，自分のwebサイトに記載するだけでは，他の専門家のチェックが入らないか，入ったとしてもその保証がないという欠点がある。もちろん，査読者がつけば，発表媒体がwebであっても専門誌とみなされる。例えば，人口学の分野では，ドイツのMax Planck研究所から提供されているDemographic Researchという専門誌は完全なweb雑誌であるが，きちんと査読が行われているので速報性が高いと同時にある程度の信頼性も確保された雑誌として評価が高い。そこで，最近の生態学の研究を紹介する今回の講義では，学会の動きと専門誌の動きを説明する。

生態学関連の学会

▼４年に一度，INTECOL（International Congress of Ecology）という国際会議が行われ，世界中の生態学研究者が集う。

▼次回（第８回）は来年８月11日から18日までソウル。Ecology in a Changing Worldというテーマ設定。予定されているシンポジウムテーマも，ヒトによる影響や保全に絡んだものが多い。例えば，“Biodiversity inventory and active protection”, “From human to ecosystem health”, “Monitoring vegetation changes”, “Perspectives in global ecology and global changes”, “Progress in ecological education”, “Resource conservation: new and old strategies”, “Restoration: principles and applications”, “The ecology of urban areas: challenges and perspectives”, “The significance of long-term ecological studies”など。

▼国内では，日本生態学会をはじめとして，熱帯生態学会とか個体群生態学会などがある。

生態学関連の論文掲載誌

▼Science Citation Index (SCI)という文献データベースでは，個々の雑誌の論文がどの程度他の雑誌の論文によって引用されているかどうかを示す尺度として，Impact Factorという値を計算し，Journal Citation Reportsという報告にまとめている。Impact Factorが高いほどよく引用されていることを意味し，その研究分野での重要性をある意味で反映する。

▼Ecology分野での2000年度のImpact Factorが高い順の雑誌リストは下表。

1	TRENDS IN ECOLOGY & EVOLUTION	8.765
2	ECOLOGICAL MONOGRAPHS	6.213
3	ANNUAL REVIEW OF ECOLOGY AND SYSTEMATICS	6.195
4	ADVANCES IN ECOLOGICAL RESEARCH	6.167
5	AMERICAN NATURALIST	3.944
6	GLOBAL CHANGE BIOLOGY	3.775
7	ECOLOGY	3.65
8	EVOLUTION	3.632
9	ECOLOGICAL APPLICATIONS	3.488
10	BULLETIN OF THE AMERICAN MUSEUM OF NATURAL HISTORY	3.111
11	JOURNAL OF ANIMAL ECOLOGY	2.862
12	CONSERVATION BIOLOGY	2.814
13	MOLECULAR ECOLOGY	2.769
14	ECOSYSTEMS	2.753
15	ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY	2.74
16	MICROBIAL ECOLOGY	2.703
17	JOURNAL OF ECOLOGY	2.535
18	OIKOS	2.461
19	WILDLIFE MONOGRAPHS	2.429
20	JOURNAL OF EVOLUTIONARY BIOLOGY	2.357

▼もっと科学一般の知見として重要だと思われる場合は，NatureやScienceやPNAS（米国科学アカデミー紀要）に報告される。

2001年TREE (Trends in Ecology & Evolution)掲載論文の傾向

▼一つの種だけの調査研究はほとんど掲載されていない。

▼進化生態学的モデル研究，分子生態学的実験研究は多い。

▼環境問題絡みや保全生態学絡みの応用研究が多い。

▼この雑誌はEvolutionもターゲットなので，進化のホットな大テーマである種分化(speciation)の論文も多い。

例１

●Terborgh J et al. (2001) Ecological meltdown in predator-free forest fragments. Science, 294: 1923-1926.

ベネズエラの島
海面上昇によって細分化されてしまった区域のうち，面積が小さくて捕食動物が生きていけなくなったところでは植食動物が10倍から100倍に増えてしまって“ecological meltdown”が起こっている
生態系の制御に関して捕食者によるトップダウン効果が効いている証拠

例２

●Roberts CM et al. (2001) Effects of marine reserves on adjacent fisheries. Science, 294: 1920-1923.

フロリダ
禁漁区の設定が隣接区域での漁獲高向上に役立っていることを実証
設定後５年で46-90%（漁法によって異なる）の向上が見られた。

例３

●Fujiwara M, Caswell H (2001) Demography of the endangered North Atlantic right whale. Nature, 414: 537-541.

北大西洋セミクジラ個体群の人口学的分析
1990年辺りから減少傾向
年当たり２頭の母クジラの死亡を防げばNRRが１を超えるという予測が得られた。

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先生は学会に出席されたことはありますか？: ▼普通の研究者なので，当然あります。自分のメインの分野の学会には，毎年発表するのが普通だと思います。
論文は一般に英語で書かれ，発表されるものなのですか？　英語圏でなくても？: ▼科学における一流の研究成果は少なくとも「英語でも」発表されます。というか，英語で書かないと世界に認められないので，人類の学問の進歩にあまり貢献しないわけです。日本の研究者はかつてそれで随分損をしていました。
トップダウン効果とは？　植食動物が10倍から100倍に増えてしまうとバランスの取れない生態系（ピラミッド）になる？　なったらその後は？: ▼ベネズエラの例では，海面上昇で分断されて小さくなってしまった島では肉食動物が生存できずに植色動物が爆発的に増えてしまい，植物の種類も数も減ってきて，やがては植食動物も餌がなくなって生存できなくなり，激減するだろうと見られています。それをecological meltdownと呼んで，食物連鎖の上位の捕食者がトップダウンに生態系のバランスを維持していること（トップダウン効果）の存在証明としたわけです。
禁漁区を設定するとなぜ漁獲高があがる？: ▼魚の数は，稚魚の生存率に大きく依存しています。産卵場付近を禁漁区にすれば，稚魚の生存率が大幅に上昇するので，隣接海域に広がっていく成魚が増えて，隣接区域の漁獲高が上がるのだと考えられます。
クジラの絶滅はありうる？: ▼種によります。シロナガスクジラとかセミクジラは本当に個体数が減っていて絶滅の危機にあるといって間違いありません。
１年あたり２頭の母クジラの死亡を防ぐというのは難しいこと？　現在何か対策は？: ▼セミクジラは北大西洋，北太平洋の広大な海域に生息しているので，見つけるだけでもヘリを飛ばして空中から観察しなくてはいけないので，ましてや保護するとなると大変です。
日本ではクジラ肉を食べる人がいるが，他の国では？　それに対する他国からの批判は？: ▼ノルウェーやアイスランドでも食べますし，南太平洋やカリブ海の島々の人々も食べる人が多いです。小松正之「クジラは食べていい！」（宝島社新書）によると，動物愛護的な批判の中心になっているのはオーストラリアとニュージーランドだそうです。シロナガスクジラとかセミクジラのように絶滅が危惧されるクジラを捕ることは科学的にも批判されて当然ですが，そんなことをしようとする国はありません。増えているミンククジラを捕ることに対しては，動物愛護団体からの批判はありますが，国レベルでの批判というのは少ないそうです。

2002年1月10日は休講にし，代わりに2001年12月20日に補講を行います。従って，12月20日が最終回となります。

後期レポート課題

講義で触れられた内容と関連する本を少なくとも１冊読んで，その内容を踏まえながら，現在起こっている環境問題を生態学の視点から客観的に論じなさい。その上で，その問題を解決するためにはどうすべきか，あなた自身の考えを展開しなさい。A4用紙10枚程度を目安とし，末尾に引用した文献名を明記すること。2002年1月9日（水曜日）までに教務課に提出してください。

生態学（高崎経済大学非常勤講義）

（分割版目次）

第１回 「生態学とは何か」（2001年4月12日）

講義概要

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第２回 「生物と環境の相互作用（主に個体レベル）」（2001年4月19日）

講義概要

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第３回 「生物多様性を生み出す環境条件」（2001年4月26日）

講義概要

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５月３日は国民の祝日なので講義はありません

第４回「生物にとっての資源」（2001年5月10日）

講義概要

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第５回「生存と死亡の生態学」（2001年5月17日）

講義概要

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第６回「分布のパタン，移住，拡散，種内競争」（2001年5月24日）

講義概要

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第７回「種間競争」（2001年5月31日）

講義概要

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第８回「捕食行動と被食捕食関係」（2001年6月7日）

講義概要

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第９回「分解者と屑食者」（2001年6月14日）

講義概要

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第10回「寄生と病気」（2001年6月21日）

講義概要

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第11回「共生」（2001年6月28日）

講義概要

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第12回「人間化された生態系」（2001年7月5日）

講義概要

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第13回「人類生態学入門」（2001年7月12日）

講義概要

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レポートについて

第14回「魚種交替現象」（2001年9月20日）

講義概要

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第15回「資源管理」（2001年9月27日）

講義概要

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第16回「レッドデータブックの考え方」（2001年10月4日）

講義概要

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第17回「植物レッドリストとPVAの考え方」（2001年10月11日）

講義概要

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第18回「増えすぎた動物をどう扱う？」（2001年10月18日）

講義概要

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第19回「生態系の間接効果と非決定性」（2001年10月25日）

講義概要

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第20回「どうやって生態系は多様化したのか～進化生態学のモデル」（2001年11月8日）

講義概要

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第21回「自然の価値」（2001年11月15日）

講義概要

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第22回「森林減少」（2001年11月22日）

講義概要

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第23回「開発と環境影響評価」（2001年11月29日）

講義概要

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第24回「合成化学物質の生態影響～生態毒性学・生態リスク論」（2001年12月6日）

講義概要

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第25回「世界人口予測と地球の環境容量」（2001年12月13日）

講義概要

フォロー

第26回「最近の生態学研究」（2001年12月20日）

第１回「生態学とは何か」（2001年4月12日）

第２回「生物と環境の相互作用（主に個体レベル）」（2001年4月19日）

第３回「生物多様性を生み出す環境条件」（2001年4月26日）