いまだ科学者が頭を悩ませる10の難問

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　これまでも現代科学で解明できない問題に関しての記事をいくつか特集したが、また新たなる難問がいくつかまとめられていた。人類の好奇心が続く限り、科学の力ですべての謎を解明すべく様々な研究が行われていくのだろう。

　今回は、重力はどのようにはたらくのか？ 魚たちは本当に地震を予知できるのか？ なぜアクビをするのか？ など、人類がまだ正確な答えを知らない10の問題を見ていこう。

1.人体の自然発火

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人間が勝手に燃え始めるという現象は昔から世界各地で起きていた。最初に記録された例は17世紀、アルコール度数の高いワインを飲んだのち炎に包まれたイタリアの騎士である。

　こういった現象の原因は謎に包まれていたが、勝手に発火したわけではなさそうだと考えられている。一世紀以上にわたり120件ほどの人体自然発火現象が報告されたが、その大半は喫煙者だった。煙草が皮膚を焼いてしまい、そこから染み出た体脂肪が衣服とともに燃えたという説がある。

　さらに可能性の高い説として、腸の中でメタンガスが蓄積し、酵素と混ざって体内で発火したというものがある。可能性はあるのだが、人体に火をつけるわけにもいかず確認ができない。豚肉で実験してみたところ、煙草の火説と矛盾しない方法では燃えたのだそうだ。

人体自然発火現象の12の共通要因をまとめた医師のリスト（1799年）

2.なぜアクビが出るのか？

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　とっくに解明されていたものだとばかり思われていたが、いまだに定説でしかないようだ。これまで実験からいくつかの説が候補に挙がっている。その一つは、あくびをすることで脳の温度を下げ、脳のはたらきを活性化させるためというもので、この説なら、なぜ眠いときにあくびが出るのかを説明できるとニューヨーク州立大学の心理学者は語っている。パソコンに入っている冷却ファンのような役割だ。

　しかしそのような役割なのだとしたら、なぜあくはうつるのだろうか。この疑問に対しては、集団全体の覚醒レベルを保つためという説がある。集団の一員があくびをしたとき、その人は最善のコンディションではないということだ。そこで全体が気を引き締めるためにあくびがうつる、という具合である。

　他にもあくびが伝染することで他者との間の共感を示すという説があるが、まだ決着はついていない。あくびでもしながら結論を待つとしよう。

あくびが伝染する理由：「今襲われたら危ない」と知らせる防御本能によるもの

3.フラセボ効果：なぜ偽物の薬が効くのか？

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　新薬が開発された際には効果を比較するための対照実験が必要だ。比較されるグループには、実際には有効成分が全く入っていないプラセボ（プラシーボ、偽物の薬）を「これは薬だ」と言われて渡される。にもかかわらず薬の効果が実際に現れるのだ。

　どうしてありもしない薬の効果を感じるのかはまだ解明されていない。実際の薬と同様の効果を客観的に測定できたとと結論づける研究もあるが、プラシーボ効果は主観的なものでしかないと言う研究もある。後者の研究では、投薬後の状態に関わらず被験者は気分がよくなったと口を揃えているそうだ。

プラシーボ効果についての10のクレイジーな事実

4.全ての生命に共通の祖先はどのようなものか？

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　クジラ、バクテリア、たこ、ランの花……特に共通するものはないように思えるが、ミクロな視点で言えば一致しているものがある。構成要素であるタンパク質と、DNAなどの総称である核酸だ。

　しかしこの祖先をはっきりさせるのはかなり困難だ。この祖先はおよそ29億年前に微生物と、動植物・菌などの総称である真核生物というものに分化したと推定されているが、いかんせんこの時代の化石が少ない。

　長い時間を経てもタンパク質や核酸の三次元構造などはそのままであり、この分子の特徴を研究することで共通祖先がどのようなものであったかがわかるかもしれないのだ。これまでの研究から、共通祖先は現代で見られる細胞くらいの複雑な構造を持っていたのではと言われている。

地球上全ての動物の先祖かもしれない生物の化石が発見される（アフリカ）

5.記憶はどのように機能しているのか？

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　記憶というものは、海馬か新皮質に保存されるものと考えられてきた。去年MITの研究者が、神経細胞の活性・不活性をコントロールすることでマウス記憶を蘇らせ、このことを世界で初めて証明した。

　ネズミの研究と人間の脳画像の分析結果から、一回目と二回目の体験で活性化する神経細胞は全てが同じわけではないと言われている。つまり思い出すという作業は、保存されている記憶を拾ってくるというより、その都度記憶を再現しているということである。

これが脳内の細胞のリアルな動きだ！記憶形成に使う神経の動きを撮影することに成功（米研究）

6.本当に動物たちは地震を予知できるのか？

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　昔から、地震の前に動物が奇妙な行動をするという例が報告されてきた。しかしそのほとんどは逸話のようなもので、地震が起きたずっとあとになってから出てきた話ばかりだ。

　我々人間には気付けないものを動物たちが感知するというのはまったくの絵空事というわけではないだろう。しかし地震の直前に何かしかの予兆があるかどうかもまだはっきりしていない。加えて、実験するのがほぼ不可能に近い。というのも、我々自身が地震を予知できない以上、いつ動物を観察すればいいのか分からないし、実験の再現もできないからである。

事前察知も。67年ぶりの地震に対してのワシントン動物園の12の動物たちそれぞれの反応

7.人間の器官はいつ成長を止めるかをどうやって知るのだろうか？

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　全ての哺乳類は、たった一つの細胞から始まり数兆個の細胞を持つに至る。ふつう細胞、組織、器官の数とサイズは制御されているものだが、足の肥大化など、成長しすぎるという制御エラーもある。では成長を止めるためのシグナルとは一体何なのだろうか。

　わかっていることは、あるシグナル伝達経路の核を構成する四つのタンパク質がいくつもの臓器の成長を制御しているということだ。この経路を通った停止シグナルがこのタンパク質のはたらきを抑制しているのだそうだが、これ以上のことはわかっていない。しかし、細胞の成長は止まっても科学の発展は止まらない。今後の研究を待とう。

8.人間にフェロモンはあるのか？

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　さまざまな動物たちがフェロモンという化学物質でコミュニケーションするが、人間もそうなのかについては結論が出ていない。人間が化学シグナルに反応しているという証拠もあるのだが、どんな物質に反応しているのかまでは特定できていない。

　さらに言うと、例え人がフェロモンを出していたとしても、人間がそれを感知しているのかもわかっていない。多くの哺乳類と爬虫類はフェロモンに反応する器官をもっているが、人間の鼻についている小さな感覚神経はほとんど神経系と繋がっていないのだ。

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9.重力はどのようにはたらくのか？

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　自然界に存在する四つの力、重力、電磁気力、弱い核力、強い核力のうち、他の三つに比べて重力は極端に弱い力である。重力がどれくらい弱いかというと、三番目の強さの弱い核力の10^26(100,000,000,000,000,000,000, 000,000) 分の一くらいである。

　さらに他の力と少し違い、量子力学と相対性理論はミクロなスケールでの重力をうまく扱えないのだ。そのせいで物理学者の最終目標・万物理論への道は遠い。

　また、重力子もまだ見つかっていない。四つの力はそれぞれ力を伝播する粒子と関係づけられているが、重力を伝える重力子は世界最大の粒子加速器でも発見することができずにいるのだ。

10.地球上にどれほどの種がいるか

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　分類学者は定められたルールのもと、200年以上に渡って種を発見、命名、説明してきた。しかしその終わりは見えない。ここ10年だけでも、一年ごとに16000以上の種が報告されており、その合計は120万種にも上る。

　また生物多様性の高い場所はだいたい発展途上国にあり、そこでは分類学者が不足している。さらには、種の80％以上は調査の手の届きにくい海中にいると見られているのだ。未発見の種がどれくらいあるのかという一番最近の推定は、500万から1500万種である。そんなにいるのなら、空想上の生き物みたいなトンデモ生物だっているかもしれない。

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