環境と人間
環境と食糧
工学部・医学系研究科赤田 倫治
三葉虫の化石
カンブリア爆発ジュラシックパーク 6500万年前に絶滅
Human
60 20 10 30 BC 8000 2000 億人 BC 8000 100万人 BC 2500 1億人 BC 0 2億人 1000年 3億人 1650年 5億人 1800年 10億人 1900年 20億人 1960年 30億人 2000年 60億人
世界人口の推移をグラフにしなさい
22億トン
一人:xx kg/年なので
11億トンは何人分?
答え:
2.世界の穀類総生産=22億トン そのうち半分を飼料にすると残りは11億トン 1.一人当たりの穀物量の計算 米1合:150g 一日何合(パンなど合わせて)食べるか? 合x0.15kg= kg 365日では xx kg0 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 7,000 8,000 9,000 10,000 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050 年 人口 ( x 1 0 0 万人) 世 界 アジア 北アメ リカ 南アメ リカ ヨー ロッパ アフ リカ 総務省 統計局 人口増加
(1,000人) 国名 総人口 国名 総人口 中 国 1,275,215 イ ン ド 1,531,438 イ ン ド 1,016,938 中 国 1,395,182 ア メ リ カ 合 衆 国 285,003 ア メ リ カ 合 衆 国 408,695 イ ン ド ネ シ ア 211,559 パ キ ス タ ン 348,700 ブ ラ ジ ル 171,796 イ ン ド ネ シ ア 293,797 ロ シ ア 145,612 ナ イ ジ ェ リ ア 258,478 パ キ ス タ ン 142,654 バ ン グ ラ デ シ ュ 254,599 バ ン グ ラ デ シ ュ 137,952 ブ ラ ジ ル 233,140 日 本 127,034 エ チ オ ピ ア 170,987 ナ イ ジ ェ リ ア 114,746 コンゴ民主共和国 151,644 メ キ シ コ 98,933 メ キ シ コ 140,228 ド イ ツ 82,282 エ ジ プ ト 127,407 ベ ト ナ ム 78,137 フ ィ リ ピ ン 126,965 フ ィ リ ピ ン 75,711 ベ ト ナ ム 117,693 ト ル コ 68,281 日 本 109,722 2000年 2050年 特にアジア
一人:
219
kg/年なので
11億トンは何人分?
私の答え:
50億人分
2.世界の穀類総生産=22億トン そのうち半分を飼料にすると残りは11億トン 1.一人当たりの穀物量の計算 米1合:150g 一日何合(パンなど合わせて)食べるか? 4 合x0.15kg= 0.6kg 365日では 219 kg0 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 7,000 8,000 9,000 10,000 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050 年 人口 ( x 1 0 0 万人) 世 界 アジア 北アメ リカ 南アメ リカ ヨー ロッパ アフ リカ 総務省 統計局 人口増加
50億
60億人以上
もしも世界が100人の村ならば
・80人は標準以下の居住環境に住み
・70人は文字が読めません
・50人は栄養失調で苦しみ
・ひとりは大学の教育を受け
・ひとりだけがコンピューターを所有している
山口大学工学部 ゲノム生命機能研究室 赤田 倫治
環境と人間
未来へ
2008.11.27
地球の歴史
生命の歴史
動物の歴史
人類の歴史
世界の歴史
日本の歴史
世界人口と食糧
前回
1900 10 20 30 40 1950 60 70 80 90 2000 10 1860
明治
大正
昭和
平成
1900 10 20 30 40 1950 60 70 80 90 2000 10
1939-1945
World War II
今から22年後2030年はどんな年?
18才なら40才に
48才なら70才に
2008年
11月27日
今から22年後2030年の11月27日
(水曜)には何をしている?
そのとき「しあわせ?」
1984年、ロサンゼルス。
奴は2029年の未来から送り込まれて来た殺戮マ シーン。その使命は、サラ・コナーという女性を抹 殺すること。 サラを巡ってのその激闘の中で、どこにでもいる 女子大生だった彼女は確実に変わっていった。変え たのは使命感。そして、それを抱かせたのは彼女に 伝えた2つの事、1997年8月29日に核戦争が勃発 し、人類が滅亡するという決定的な事実と、ジョン がサラに宛てたメッセージだった。 「・・・未来は決まっていない。運命は自分で 創り出すものだ・・・。」
人類世界の危機的な問題は何だと思うか?
質問4
3つの危機
・温暖化
・人口
3つの危機
・温暖化
・人口
・石油
1900 10 20 30 40 1950 60 70 80 90 2000 10 1860
NASA 北極の氷は年々融けている
地球温暖化で何が問題となると思うか?
質問5
地球温暖化
台風の勢力増加
雪の減少からの水不足
マラリアなどの感染症の広域化 海水位上昇
質問6
豊かな生活をするためには環境を破壊し
なければならず,環境を保全するためには
豊かな生活をやめなければならない。
どちらを選ぶ?
豊かさ
環境保全
なぜ?
3つの危機
・温暖化
・人口
0 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 7,000 8,000 9,000 10,000 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050 年 人口 ( x 1 0 0 万人) 世 界 アジア 北アメ リカ 南アメ リカ ヨー ロッパ アフ リカ 総務省 統計局 人口増加
3つの危機
・温暖化
・人口
エネルギー消費量 石油換算 地域・国 1人当たり(kg) 世界 1,398 アジア 822 北アメリカ 5,245 南アメリカ 846 ヨーロッパ 2,960 アフリカ 376 オセアニア 4,168 アメリカ合衆国 7,532 日本 3,653 インド 324 中国 796 インドネシア 472 フィリピン 370 ベトナム 277
エネルギーは?
1人当たりの石炭・原油・電力消費量 (2003年) 国 石炭(㎏) 原油(㎏) 電力(kWh) アメリカ合衆国 3,099 2,720 14,057 日本 1,320 1,611 8,212 中国 1,196 191 1,440 インド 355 114 594 インドネシア 92 193 498 パキスタン 32 65 493 バングラデシュ 5 9 145 フィリピン 102 162 655 ベトナム 128 0 503
1人当たりの石炭・原油・電力消費量 (2003年) 国 石炭(㎏) 原油(㎏) 電力(kWh) アメリカ合衆国 3,099 2,720 14,057 日本 1,320 1,611 8,212 中国 1,196 191 1,440 インド 355 114 594 インドネシア 92 193 498 パキスタン 32 65 493 バングラデシュ 5 9 145 フィリピン 102 162 655 ベトナム 128 0 503
人口の多い国が資源を日本並に使うよ
うになったので,資源のない日本に石
油や石炭が来なくなった。どうなる?
どうする?
質問7
99.8% 輸入
Jeremy
Leggett
ピークオイル
パニック
質問8
2030年に石油が取れなくなり,
高騰し,世界経済は立ち行かなく
なった。このような世界情勢で,
助かる国はどんな国だと思うか?
EUにおけるBioenergy目標値 ( % in the market) 0.7 9.7 1.5 EU25平均 0.5 38.5 2.7 Sweden 0.0 33.2 13.2 Finland 0.4 48.5 0.7 Lithuania 5.75 15.5 5.1 2010目標値 1.6 3.6 1.1 Germany 1.6 13.4 5.4 Denmark 2004 2001 2002 year Liquid biofuels Biomass for heat Bioelectorisity 0.7 9.7 1.5 EU25平均 0.5 38.5 2.7 Sweden 0.0 33.2 13.2 Finland 0.4 48.5 0.7 Lithuania 5.75 15.5 5.1 2010目標値 1.6 3.6 1.1 Germany 1.6 13.4 5.4 Denmark 2004 2001 2002 year Liquid biofuels Biomass for heat Bioelectorisity
European Biomass Associationによる
•再生可能燃料
•カーボンニュートラル
•大量の資源: 10
15kg セルロース/年
植物由来の炭水化物を酵母に食べさ
せて燃料用アルコールを生産する。
バイオマスエタノール
お米 (デンプン) お酒 コウジ菌アミラー ゼでデンプン分解 酵母で発酵
・植物の光合成
・お米を食べて息をする
6CO
2+6H
2O
⇒
C
6H
12O
6+6O
2+エネルギー
二酸化炭素と水と光で米と酸素ができる。
C
6H
12O
6+6O
2⇒
6CO
2+6H
2O
+エネルギー
米を食べて息をすってはく
植物の光合成
動物の呼吸や木を燃やすこと
6CO
2+6H
2O
⇒
C
6H
12O
6+6O
2+エネルギー
C
6H
12O
6+6O
2⇒
6CO
2+6H
2O
+エネルギー
植物の光合成
酵母のエタノール発酵
6CO
2+6H
2O
⇒
C
6H
12O
6+6O
2+エネルギー
C
6H
12O
6⇒
2CH
3CH
2OH +2CO
2+エネルギー
エタノール
バイオマスエネルギー
光合成植物からのエネルギー
バイオマス燃料 エタノール
2002 Dodge Caravan 2003 Mercedes c320
2003 Stratus 2005 Nissan Titan
アメリカのエタノールで走る車
FLEX FUEL VEHICLE S ALES IN BRAZIL 0 10 20 30 40 50 60
Jan/03 Feb/03 Mar/03 Apr/03 May/03 Jun/03 Jul/03 Aug/03 Sep/03 Oct/03 Nov/03 Dec/03 Jan/04 Feb/04 Mar/04 Apr/04 May/04 Jun/04 Jul/04 Aug/04 Sep/04 Oct/04 Nov/04 Dec/04 Jan/05 Feb/05 Mar/05 Apr/05 May/05
%
サーブ・エアロXは、植物由来のバイオエタノール燃料での走行を可能と した次世代コンセプトだ。バイオエタノールを自動車燃料として使うメリッ トは、出力的にガソリンと遜色なく、原料である植物が成長過程で二酸化炭 素を吸収するため、燃焼時にC02が発生しても、トータルで見るとCO2が 増えも減りもしない=環境負荷にならないことが挙げられる。 スウェーデンのサーブ 2006/3/2-3/12 スイス・ジュネーブモーターショウ2006
さとうきび →糖発酵→エタノール
とうもろこし →デンプン糖化 →糖発酵→エタノール
草本 →セルロース糖化 →糖発酵→エタノール
エタノール製造方法
どんな遺伝子組換え生物
質問9
遺伝子組換えはよい,悪い? ○
よい 悪い
なぜ?
すべての生命の決まりごと
DNAの文字と解読方法
はすべての生物で共通
⇒だから遺伝子組換え
ができる
DNAの文字と解読方法はすべての
生物で共通
すべての生物で共通⇒遺伝子組換え
1. ヒトの遺伝子→酵母や動物に入れる⇒医薬品生産病気解析 2. ヒトの遺伝子→遺伝病のヒトに入れる⇒遺伝子治療 3. 有用な遺伝子→微生物や動物に入れる⇒有用物質生産 4. 有用な遺伝子→植物に入れる⇒遺伝子組換え植物 5. 遺伝子診断やDNA鑑定もDNAの特徴を利用した方法デンプン 酵母菌がアミラー ゼを出せば楽 燃料用アルコール 草木 廃棄物 廃材 古新聞 古雑誌 酵母菌が分解酵素を 出せばよい 燃料用アルコール
組換え酵母と地球温暖化対策
最高の酵母菌を探して組み換える
高温アルコール発酵系の開発意義
蒸留(高温) エタノール Cooling Cooling cost cost 低温での 発酵には 冷却コス トがかか る30℃
バイオマス
酵母 蒸留(高温) エタノール Cooling Cooling cost cost45℃
バイオマス
酵母Kluyveromyces marxianus
この酵母の遺伝子操作系を開発し
最高の酵母にするのが我々の目標
耐熱性
酵母
1900 10 20 30 40 1950 60 70 80 90 2000 10
明治
大正
昭和
平成
2020 2030