-(food web)
(grazing food web)
(detrital food web)
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P-T K-T [2]
K-T
P-T
生態系とは
今から考える生態系は、地球を生物、
地殻、海洋、大気などのシステムの集
合体として捉え、これらシステム相互の
物質循環、エネルギー循環によって地
球という惑星を捉える考え方の中で、
人間と地球の自然科学的関わりである。
それは、人類が狩猟採集の生活様式
を取り、自然界の一要素として存在して
いる間は、生物圏というシステム内であ
り、農耕開始以降は人間圏という新し
いシステムが地球に誕生したとみなし、
現在の地球は新しいシステムが誕生し、
システム相互の新たな均衡に向かって
変化しつつある時代に入ったという考え
方である。
生態系とは
ある一定の区域に存在する生物と、それを取り巻く非生物的環境をま
とめ、ある程度閉じた一つの系と見なすとき、これを生態系と呼ぶ。相
互作用する動的で複雑な総体である。
生態系とは（無機的環境）
太陽光：
太陽から放出された光は、
電磁波とされ、地上には主に
可視光線領域の光が届く、
地球に吸収される太陽光エ
ネルギーの量は約
120PW、
植物の光合成に使われるエ
ネルギーは、その約
0.04％
（約
50TW）と見積もられる。
人類が地上でエネルギー源
として実際に利用可能な量
は約
1PW(年8670PWh)と
いわれる。これは
2008年時
点の世界全体の一次エネル
ギー供給量
(131PWh)の約
67倍である。
生態系とは（無機的環境）
温度・気温：
温度とは、物質を構成する分子運動のエネル
ギーの統計値であり、気温とは大気の温度である。
地球の気温：
ステファン・ボルツマンの法則（ Ｅ＝
σＴ4）から
算出すると、地球（大気圏外）に到達する太陽エ
ネルギーは
1.37×103Ｊ／㎡・S、地球が受け止め
る太陽エネルギーは、
1/4（πｒ２
/４πｒ２
）×0.7（アル
ベド
0.3）＝2.4×102Ｊ/ ㎡・Sである。
Ｔ４
＝ （2.4×102Ｊ/ ㎡・S）÷（ 5.67×10-8Ｊ/㎡・Ｓ・
Ｋ４
）、Ｔ＝255Ｋ＝‐18℃、実際の地球の温度は
15℃、33℃分が水蒸気を中心とした温暖化ガス
の効果である。
熱の南北輸送：
低緯度から高緯度への熱の移動、 大気の大循
環、海流、水蒸気の潜熱という形をとる。
生態系とは（無機的環境）
水：
地球の創世記、微惑星の集積の終わり頃になると、
炭素質コンドライトがたくさん衝突した可能性がある。
炭素質コンドライトの中には、水（
H2O）を6％も含む
ものがある。地球の材料となった微惑星全体を平均
しても、
1％くらいのH2Oが含まれていたと考えられ
る。現在の地球の海水の質量は、地球の質量の
0.027％である。微惑星の中のH2Oの40分の1が脱
ガスすれば量的には充分ということになる。
水の有無が、他の惑星との大きな違いを生み、地
球上のすべての既知の生命体にとって、水は不可
欠な物質となった。光合成では、ＡＴＰを合成する動
力源のＨ＋
となり、その際の不要物である酸素が排
出され、現在の生態系を形作った。
地球における水の循環は、太陽エネルギーを主
因として、固相・液相・気相間で相互に状態を変化
させながら、蒸発・降水・地表流・土壌への浸透など
を経て、地球上を絶えず循環している。
生態系とは（無機的環境）
酸素：
地球地殻の元素では質量が最も多く
47%が酸素であり、酸化化合物として
存在する。気体の酸素分子は大気の体積の約
21％を占め、ほとんどが、緑
色生物の光合成によるものである。電気陰性度が大きいため酸化力が強く、
ほとんどの元素と発熱反応を起こして化合物をつくる。地球に生きる多くの生
命体は、この反応性の高い、酸素分子を利用することによって、大きなエネル
ギーを得て、高度な多細胞生物へと進化したのである。
昔の構造式
栄養段階
植物による光合成を
起点として、エネル
ギーが何段階もの生
物を経由していく事。
一つ上の栄養段階で
利用できるエネル
ギーは１
/10といわれ
る。
炭素の循環
光合成：
太陽からのエネルギー
（光子）を化学エネルギー
（電子）に変え、ＡＴＰを作
り、大気中の炭素を固定
し、グルコース（
C6H12O6)
を作る事。
呼吸：
エネギーの源ＡＴＰを作る
事、その時、グルコースか
ら作られたピルビン酸
（
CH3C(=O)COOH）が、
窒素の循環
自然界での窒素固定：
生物的窒素固定は、いくつかの真正細
菌（細菌、放線菌、藍藻、ある種の嫌気
性細菌など）と一部の古細菌（メタン菌な
ど）によって行われる。また、雷の放電
や紫外線により、窒素ガスが酸化され、
これらが雨水に溶けることで、土壌に固
定される
人工的窒素固定：
20世紀に入ると、ハーバー・ボッ
シュ法が発明され、窒素と水素から
アンモニアが合成されるようになり、
肥料として用いられるようになった。
現在の生体窒素の半分が工業的に
固定化された窒素を利用している。
つまり我々の体の半分は工場で作ら
れた窒素によるものである。
生態系を流れるエネルギー
ある孤立系の中のエネル
ギーの総量は変化しないと
する（と主張する）法則である。
物質は生態系の中を循環し、
エネルギーは流れている。
動物の活動のエネルギーは、
元をたどれば、太陽エネル
ギーが、植物等の光合成・化
学合成によって合成されたも
のに依存している。また生命
活動を駆動したエネルギー
は排熱となり、赤外線として
宇宙空間に放出され、宇宙
のエントロピーは増大する。
エネルギー保存則とエントロピー増大則
生態系を流れるエネルギー
エネルギーとは：
自然科学においては、ある系が潜在的に持っている、外部に対して行うこ
とができる仕事量の事、とされる。
エネルギーには様々な形態が存在し、多くは何らかの機器を使用すること
で相互に変換することができる。例えば、光エネルギーは太陽電池によっ
て電気エネルギーに変換することができ、また、位置エネルギーは運動エ
ネルギーに運動エネルギーは電磁誘導により電気エネルギーに変換する
ことができる。等々・・・
特殊相対性理論においては、エネルギーは質量と可換とされており、質量
はエネルギーのひとつの形態だと解釈することができる。
生物多様性とは
生物の多様性に関する条約では「すべての生物の間の変異性をいうも
のとし、種内の多様性（遺伝子の多様性）、種間の多様性及び生態系
の多様性を含む」と定義されている。
遺伝子の多様性
「個体の遺伝子構成（遺伝子型）」間での多様性と「個体群の
遺伝子構成（遺伝子プール）」間の多様性があり、遺伝的多
様性はそれら二つの多様性を合わせたものである。
遺伝的多様性は、種の生存と適応において重要な役割を演
じる。遺伝的多様性が高いことは、種に含まれる個体の遺伝
子型に様々な変異が含まれ、種として持っている遺伝子の種
類が多いことを意味する。このような場合、環境が変化した
場合にも、その変化に適応して生存するための遺伝子が種
内にある確率が高い。逆に、遺伝的多様性が低い場合には、
環境の変化に適応できず種の絶滅を招く可能性が高くなる。
キーワード：
ＤＮＡ（ゲノム）、有性生殖（減数分裂）、中立進化説（突然変異、
遺伝的浮動）、メタ個体群、遺伝子汚染、・・・・・・・・・・・・
種の多様性
全世界の既知の総種数は約
175万種で、このうち、哺乳類は約6,000種、
鳥類は約
9,000種、昆虫は約95万種、維管束植物は約27万種となってい
る。まだ知られていない生物も含めた地球上の総種数は大体
500万～
3,000万種の間という説が多いようである。
種の豊富さと均等度
生態系の多様性
様々な生態系：
見かけ（景観）の違う、自然環境は、それぞれ独立の 生態系とみなす。
生態系サービス
①供給サービス
（有用性の源泉）
人間の生活に重要な資
源を供給するサービス
を指す。
②調整サービス
（安全・安心の基盤）
環境を制御するサービ
スのことを言う。
③文化的サービス
（豊かな文化の源泉）
精神的充足、美的な楽
しみ、宗教・社会制度
の基盤、レクリエー
ションの機会などを与
絶滅の歴史
生物の歴史は発生、分化（進化）、そして絶滅の歴史といえる。そして、およそ
6億年
の間に、誕生した生物の
90％以上（99％という考え方もある）が絶滅したといわれる。
大絶滅は現在までに
5回あったといわれる。大量絶滅の直後には、空席になったニッ
チ（生態的地位）を埋めるべく、生き延びた生物による急激な適応放散がおきる。
完新世の絶滅
約一万年前に農耕が始まって以来、人為に関する絶滅が多くなる。特に
現在、私たちは生物の歴史上、かつてないスピードでの「大量絶滅」の時
代に生きているといわれる。近代から現代にかけて起きた野生生物の絶
滅の原因は、ほぼ人類の行為に起因するものであり、地質時代の絶滅と
は全く様相が異なる。
近代からの大量絶滅
大航海時代の絶滅：
人や物品の移動が大きくなって世
界的な規模での絶滅が始まる。移
入種、乱獲、乱開発が主な原因
産業革命以降の絶滅：
テクノロジーの発達（蒸気機関、エ
ンジン、発電機等）により、社会活
動に大量のエネルギーの投入が
可能になった。農業革命・緑の革
命の結果と共に、人口が爆発的
に増え、大量消費、大量生産、大
量廃棄、社会を産み乱開発、乱獲、
ゴミの廃棄など大量絶滅の原因を
作っていった。
何故、絶滅は問題なのか
生態系サービスの低下が問題
私たち人間は、酸素も食べ物も作り出すことはできな
い、全て生態系サービスに頼っている。生態系が脆弱化
し、その結果として、種の絶滅が続くなら、必ずその先に
は人類の絶滅があることを理解しなければならない。
どのように「野生生物が絶滅しそうな問題」を
考え、行動していくか。
ゴミ問題：
生物多様性喪失の大きな原因の一つは、人の営み（市民・社会活動）から排
出される不要物である「ゴミ」である。生態系の物質循環によって処理（浄化）
できない（物質循環の環に組み込まれない）、人為による不要な排出物「ゴ
ミ」の蓄積が、地球環境（生態系）に大きな負のインパクトを与え、生物多様
性を喪失させていく。
どのように「野生生物が絶滅しそうな問題」を
考え、行動していくか。
ゴミ問題（二酸化炭素）：
大まかに数字を信頼すると
生命発生前が実線（青色）
生命発生後が鎖線（緑色）
自然界は数億年という長い
時間をかけて、安定な状態
をつくってきた。
ヒト登場後が鎖線（赤色）
人類が地殻から掘り出して
いる量、
6×1012kg/年が、い
かに多いかもわかる。
どのように「野生生物が絶滅しそうな問題」を
考え、行動していくか
自然と共生する社会（農耕の開始から近代まで）：
人は、文明の発達とともに野生下での狩猟から農耕へと生活技術を発達
させ、生きるために必要となる資源を確保するために、自然と折り合いを
つけながら歴史を創ってきた。農地をつくることにより自然破壊することに
よって生産性を確保しながら、自然と共生してきた。人々は、自然となじみ
ながら、自然と人とが共生する道を探しながら、自然破壊（農地の開発）を
してきたのである。もちろん失敗例も多く、多くの文明の崩壊もあった。
近現代までは、少々人口が増えてもそれを維持できるだけの資源の提供
が、生態系の再生産の中からできた。
どのように「野生生物が絶滅しそうな問題」を
考え、行動していくか
文明の崩壊：近代までも多くの文明の崩壊はあったが、絶海の孤島イースター島
での生態系の脆弱化による文明崩壊までの歴史は、一つのモデルケースといえる。
次期 島の状況 人口
４～５世紀頃 世界でも有数の巨大ヤシが生い茂る亜熱帯雨
林の島。
人が住み着く（マル
ケサス諸島から）
サツマイモの栽培、森林の伐採が始まる。
人口の増加（外敵、疫病の少ない世界）。
１０世紀頃～ 祭礼（モアイ像等）が盛んになる。巨大ヤシが
なくなりカヌーが作れなくなる（外界との断絶）。
１５５０年頃 人口のピーク
7000人～10000人
枯渇する資源をめぐり、恒常的な戦乱。 人口の減少
どのように「野生生物が絶滅しそうな問題」を
考え、行動していくか
自然と共生する社会（近現代）：
近現代においては、生物が人間に与えている恩恵（生態系サービス）を
理解せずに、一方的な収奪が行われ、多くの生物が絶滅し、生態系を変
えていった。その不都合な真実に、人は気づき自然を保全、回復、再生
させ、自然と人の営み（市民・社会活動）が調和する「自然と共生する社
会」を目指している。
しかし、自然の生態系の再生産の中から、現在の人口を維持する資源
は提供できない、多くのエネルギーが必要である。この折り合いをつけて
いくという難しい、人類の生存にかかわる問題がある。
どのように「野生生物が絶滅しそうな問題」を
考え、行動していくか。
我々がしなければならない事
「野生生物の絶滅」を防ぎ、生物多様性を保全するために、
乱獲を止め生態系の再生可能な範囲で利用していかねばならない。
乱開発を止め、乱開発（河川の横断構造物等）された自然を回復してい
かねばならない。
移入種の問題にも取り組んでいかねばならない。
「ゴミ」の排出を抑制する「循環型社会」に向けて努力していかねばなら
ない。
その他・・・・
