「ぼくは絶滅の危機にあるサイエンスイ星から地球にやってきた。地球を征服して、サイエンスイ星を救うためだ。でも、そのためには、まず地球人を知らなければならない。
どうやら地球人は、サイエンスイ星人とは全然違うモノらしい。自分の思い通りに動けるのはぼくと同じだけれど、その仕組みがさっぱりわからん!
とりあえず体のいちばん上にある『顔』と呼ばれるところが、いろいろ大事な働きをしているようだ。その顔には穴が3つ、ぼくらと同じような目も合わせれば5つある。そのなかでも真ん中に2つある『鼻』の穴が、生きるのに大切な役割をしているらしい。地球人は鼻を使って一体何をしてるんだ?」
第2話「酸素はどこへ?」
■呼吸を整える
どうしたぁ?
ほら、見て。タケGの庭に、変なおじさんがいるでしょ。あの人、さっきから左手を前に突き出し、右手を後ろに引いて、すごくゆっくり息してるの。まるで息してないみたいにも見えるんだけど、一体何やってんだろ。
あの人はアツモンじゃないか。パパの大学の先輩だよ。あれは弓を引く動作で、矢を放つ前にいったん体の動きをとめるんだ。弓道の稽古をしてるんだよ。
おう! ハヤモンじゃないか。オッス。
おはようございます。相変わらず朝は稽古ですか。
そうだね。朝イチに稽古をして、しっかり呼吸を整えておかないと一日がうまくまわらないからな。
(部屋に戻ったカホとハヤモン)
あの人、アツモン先輩、変なこと言ってたね。呼吸を整えるとかなんとか。呼吸って意識して整えるようなものじゃなくって、誰でも自然にしてるじゃない。
そういうけど、本当にいつも自然に呼吸をしてるのかな。前にさ、息を止めてどれぐらいがまんできるか試したり、思いっきり吸ったりしたでしょう。あれって自然じゃないよね。
確かにそうだけど。
体育の時間に50メートルを全力で走った後とか、口を開けて思いっきり息を吸い込んだりしない?
する、する。だって、そうしないと苦しいんだもん。
どうして、全力で走った後は息が苦しくなるのかな?
■肺の中はどうなってる
どうしてだろう。
朝ごはん、できたよ。
ママ教えて、今日もわからないことが一つあるの。息が苦しいときって、口を大きく開けてたくさん空気を吸い込むでしょう。あれって、たぶん大事な酸素を体の中に入れてるんだよね。でもさ、酸素はどこに行くんだろ。
とてもよい質問ね。どこに行くと思う。
肺だよね、それはわかってるんだ。でも肺に入った空気、というか酸素はどうなるの?
空気が気管を通じて肺に入る話はしたよね。気管は2つの主気管支に分かれて左右の肺の中に入っていく。主気管支は肺のなかでまた2つの気管支に分かれる。
じゃあ、肺の中で気管支は4本あるの?
実は気管は肺の中で23回、2つに分かれるんだよ。どんどん枝分かれしていくわけだね。
カホは計算が得意でしょう、ちょっと計算してみたら。
2回分かれたら、2✕2で4だよね。それがまた2回分かれるから、4✕2は8って簡単じゃん、8✕2、16✕2、32✕2、64✕2はえっと128で、128✕2は256か。これで9回って、あとまだ14回も計算って暗算じゃ無理だよ。
23回分かれると全部で830万本ぐらいになるんだ。
え～っ! 私の肺の中にも800万本以上もの細かい管があるってこと?
■肺の中のミクロの世界
ママの肺の中も同じだよ。
この胸の中に800万本も詰まってるとしたら、1本は一体どれぐらいの大きさなんだろ。
分かれた先のいちばん細いところで直径が0.2ミリぐらいだね。
そんな細い管の中には何が入ってるんだっけ?
空気というか、大切なのは酸素だよね。
肺の中の細い管の中に入っている酸素は、どうなるのかな?
人の体の中には、ほかにも大切な管があるよね。
……! 血管だ。もしかして、血管も肺の中を通ってるの?
そのとおり。実は肺の中の気管支の先っちょは、こんなふうになってるんだ(※要イラスト)。この袋みたいになっているところが「肺胞(はいほう)」と言ってね、左右の肺にあるのを合わせると、だいたい3億から5億個ぐらいあるといわれてるんだ。
億ってあの一・十・百・千・万・十万・百万・千万・億のこと?
ちょっと想像もつかないかもしれないね。でも気管支の先端は800万ぐらいあるわけでしょ。だから一つの気管支に50個ぐらい小さな袋(肺胞)がついていると思えばイメージが湧くんじゃない。
なんとなく想像できるかも。
それでその小さな肺胞を毛細血管が取り巻いているんだよ。
毛細血管って何だったっけ。
動脈と静脈はわかるよね。その動脈と静脈をつなぐものすごく細い、だいたい7ミクロンメートルぐらいの太さの血管だよ。
めちゃくちゃ小さい肺胞に、めちゃくちゃ細い血管が巻きついてるんだね。
■ミクロの世界で起こっていること
そこだよ大事なのは。肺胞の中には酸素があるよね。その酸素は、人の体に必要。だとしたら、どうやって体のいろいろなところに運ぶんだろう。
もしかして……。血管を通して運ぶの?
そのとおり。
血液は何でできているのか知ってるかな。
それは習ったよ、赤血球と白血球と血しょうだったかな。赤血球が赤、白血球は色がついていなくて、血しょうは水みたいなものでしょう。
細かくいえばほかにもあるけれど、だいだいそんなところだね。その中の赤血球が酸素を運ぶんだ。
もう少し正確にいうと、赤血球の中にあるヘモグロビンに酸素が取り込まれるんだよ。だからヘモグロビンは酸素を運ぶボートみたいなものね。
そのボートに乗せられて酸素は体のあちこちに運ばれていくんだね。
肺からヘモグロビンに乗せて酸素が運ばれていくとすると、その酸素は体のどこかで使われるよね。乗せていた酸素がなくなったヘモグロビンは、どうなると思う?
もしかして二酸化炭素?
当たり!
吸い込む息の中には酸素が含まれていて、吐き出す息の中には二酸化炭素が含まれているんだよ。つまり、体の中では肺から運ばれた酸素が使われて、二酸化炭素がまた肺に運ばれてきて、体の外に出ていくの。おもしろいでしょう。
ちょっと待ってね。えっと、肺から酸素が体の中に運ばれて、二酸化炭素が体から肺に運ばれてくる……。ということは、体の中で酸素が二酸化炭素に変わってる、っていうことなの?
ライフくんのひとりごと
・人の肺の中には800万本もの細い管がある
・肺の中に入った酸素は、血管を通して体全体に運ばれる
・酸素を運ぶのは、血液の中のヘモグロビン
・体の中で酸素が二酸化炭素に変わる
第3話「細胞の中で何が起こってるの?」
※導入イラスト
道ばたでしゃがみこんで苦しんでいるスポーツウェア姿のドクターケイ。その姿を変なものを見るような顔をして遠目に見ているカホちゃんとライフくん。
ライフくん:あそこにおかしな人がいるぞ!
どこどこ。あの人、私の知ってる人だよ。
■もう走れない
今日ね、学校から帰ってくるとき、あの人がいたよ。ほら、NOMON研究所の所長さん、ドクターケイさんだったっけ。
あの人、ちょっと変わってるけど実はすっごい人なんだよ。
確かに変わってるよね。だって道ばたにしゃがみこんでて「乳酸がぁ、乳酸がたまっちまったぁ、もう動けねえ」とか言ってるの。なんなの乳酸って、ヨーグルトでも食べ過ぎたのかしら。
もしかしてジョギングの格好をしてなかった?
そうそう、それで肩を揺らして、ぜいぜい苦しそうに息してた。
やっぱりね。ケイさんは走るのが趣味なんだけど、普通に走るだけではつまらないんだって。だから、いきなりダッシュし始めて「もうだめだ、これ以上がんばったら体がおかしくなる」レベルまで、自分で自分を追い込むんだ。
なにそれ。病気なの?
男の人はそういうことするのが好きなの、ストイックっていうのよ。
ふ～ん、変なの。それより「乳酸がたまる」ってどういうことかな。
この間さ、肺から入ってきた酸素が、ヘモグロビンというボートのようなものに乗せられて、体のあちこちに運ばれるという話をしたよね。
それは覚えてるよ。
じゃあさ、ヘモグロビンの行き先はどこなんだろう。こう言い換えてもいいかな、体の中に運ばれた酸素は、どこでどうなるのだろう。
■体はどうやって動く
きっと乳酸も何か関係あるんだね。酸素と乳酸、どっちも「酸」がついてるもんね。
人の体って、細かく見ていくと何でできているのかな。
え～っと、何だっけ。どこかで聞いたような気がするけど。
サイボウ(細胞)って聞いたことない。
それ! 理科の実験でタマネギの細胞を見たことがある。えっ、でもちょっと待って。タマネギは植物でしょう、人間は動物だから玉ねぎとは一緒じゃないよね。
(ここでトクターケイ登場)
ハヤモン、君の家ではなかなかおもしろそうな話をしてるじゃないか。ここは私の得意分野だから、ちょっと話に入れてくれないか。
もちろんですよ、ぜひ、カホに細胞について説明してやってください。
カホちゃん、さっきは変なところを見られちゃったね。道ばたでしゃがみこんでしまってたのは、体を動かせなくなったからなんだけど、正確に言うと、私の体の細胞に乳酸が溜まってしまい動けなくなったんだ。
カホ
あるどころじゃないよ。人の体はだいたい37兆個の細胞でできているんだ。
37兆個の細胞でできてるですって! 兆って億の上の単位でしょう。ちょっと想像もつかないんですけど。
まあ、めちゃくちゃたくさんの細胞からできてる、ぐらいでいいよ。それより何より大切なのは、一つひとつの細胞が協力し合うから人は生きていられるってこと。ほら、こうやって手を動かすのも、細胞たちのおかげなんだよ。
じゃあドクターケイは、さっきどうして動けなくなってたの?
どうしてだと思う。たとえばカホちゃんの家にもクルマがあるでしょう。あのクルマはどうやって動くのかな。
それはエンジンがあるからでしょう。
エンジンがあれば、それだけで動くかな、ほかにも何か必要じゃない?
あっ、そうか! ガソリンを入れるんだ。ガソリンをエンジンで燃やして走る力に変えるんだ。
じゃあ、人の体はどうやって動くんだろう。
■体を動かす力のもとは
ガソリンみたいなものを燃やすの?
なかなか勘が鋭いね。人の体は小さな細胞が集まってできている。その一つひとつの細胞を動かすためにも、エネルギーが必要なんだ。
エネルギー?
ものを動かす力ぐらいに思ってくれたらいいよ。クルマのエンジンではガソリンを燃やしてエネルギーをつくっているんだ。
じゃあ、体の細胞の中でも何かを燃やしてエネルギーをつくっているの?
肺から取り入れて、血液で体中に運んでいるのは何だった?
酸素だ! もしかして、人を動かすエネルギーは酸素なの? あっ! 何かを燃やしているときに酸素を加えると、火の勢いが強くなるよね。それと関係してる?
酸素のほかにも毎日体の中に取り込んでいるものはないかな。
ご飯を食べるよ。お昼ごはんをしっかり食べないと、お腹がすいて放課後に遊べなくなるもん。
わかったんじゃない?
そうか、酸素と食べたものがエネルギーになるんだ。
■細胞の中で起こっていること
でも、ちょっと待ってね。食べたものは胃から腸に送られて消化されるんだよね。
消化ってどういうことかな。
細かくするわけでしょう。
ハヤモン
それは聞いたことがないなあ。
少し考えてみようか。酸素が細胞に運ばれてエネルギーになるわけでしょう。じゃあ、食べたものも細胞に運ばれてエネルギーになるとしたら、どうなる。
そうか。細胞に入るぐらいに小さくすればいいんだ。私の体に37兆個も細胞があるのなら、一つの細胞ってめちゃくちゃ小さいわけね。
人の細胞は、直径が10μmから30μm(0.01mm～0.03mm)ぐらいなんだ。
ライフくん:10マイクロメートル!
なんだかもう、想像もつかない世界だわ。でも、そんなに小さな細胞たちがきちんと役目を果たしてくれているから、私は動けるのね。そしてさっきのドクターケイみたいに、動けなくなったりもするんだ。動くためにはエネルギーが必要で、そのエネルギーには酸素と食べたものが関係してる。それも食べたものなんかも何とかミクロンぐらいまで細かく細かくなって細胞の中に入ってくる。むりやり想像しようとすると、頭がクラクラしてきそう。
・人間の体は、37兆個の細胞からできている
・一つひとつの細胞は、ものすごく小さい
・細胞は酸素を使って体を動かすエネルギーをつくっている
第4話「生きるってどういうこと?」
※導入イラスト
庭に落ちているセミを指差しながらカホちゃんに話しかけているタケG。
■動かなくなったセミ
タケG:カホちゃん、ちょっとこっちに来てごらん。
どうしたの?
タケG:ほら、ここ。何がある?
セミだ。そうか、もう涼しくなってきたから、セミさんたち死んじゃったのね。
タケG:かわいそうにね。死ぬってどういうことだろうね。この近所に住んでいる人の中では、わしがいちばん早く死ぬのだろうけれど。
やだ、変なこと言わないでよ。
ねえねえ、死ぬってどういうことなのかな。
ユッキー:また、いきなり変なこと言い出すわね。
タケGがね、落ちているセミを見ながら「わしがいちばん早く死ぬんじゃ」なんて言うもんだから。
ハヤモン:セミが死んでいたんだね。そのセミは、生きているときとどこが違ったかな。
それは動かないし、ミ～ンとか鳴くこともないし……。
ハヤモン:この間、ドクターケイが教えてくれたでしょう。体は細胞からできていて、細胞が動くから体も動く。逆に考えれば、どうなるかな。
セミの体も細胞でできてるんだよね。だから、セミの細胞が動かなくなったということか。
■エネルギーがあるから動ける
細胞ってすごく小さかったよね。でも、ちゃんとエネルギーをつくり出しているから動ける。そしてエネルギーをつくるためには、酸素や食べものが必要だったでしょう。
酸素は肺から入ってきて、ヘモグロビンに乗せられて毛細血管を流れていって細胞まで運ばれる。食べものもきっと腸の中でめちゃ細かくされて、たぶん毛細血管を通じて細胞まで運ばれるんだろうね。
そのとおりだ。じゃ、細胞まで運ばれた酸素と食べ物は、一体どうなるんだろうか。
細胞が動くためにはエネルギーが必要だから、酸素と食べ物からエネルギーがつくられる。そういうことじゃないの。
よくわかったね。
でもさ、まだわからないことがあるよ。酸素と食べものから、どうやってエネルギーはつくられるの。それも、細胞ってとっても小さなものだったよね。細胞の中って、どうなってるの?
そこから先は、またドクターケイに教えてもらおうか。
■細胞の中の発電所
<ドクターケイ登場>
ドクターケイさん、教えてほしいことがあるの。私の体が動くのは、一つひとつの細胞が動くからで、細胞を動かすためにはエネルギーが必要。そのエネルギーをつくり出すためには酸素と食べものが必要。ここまではわかったの。じゃあ、細胞の中ではどうやってエネルギーがつくられているの?
そんな話にまで進んでいるのか、ハヤモン一家はみんな「科学」がとても好きなんだな。ところでカホちゃんは理科室で顕微鏡を見たことがあるよね。
もちろん、それでタマネギの細胞を観察したんだから。
顕微鏡は小さなものを見る装置でしょ、だから性能のよい顕微鏡を使えば、人間の細胞の中まで見ることができるんだ。
うわぁ～、それって見たいような、見るのがちょっと怖いような、でもやっぱり見たいな。
人の細胞はものすごく小さいのだけれど、その中にはさらにいろいろなものが入っていることがわかっていて、その一つに「ミトコンドリア」と呼ばれるものがあるんだ。
ミトコンドリア。
そう。これは細胞の中で発電所のような役割を果たしているんだよ。
発電所って、電気をつくるところね。電気って、そうか!エネルギーをつくってるわけね。
そのとおり。ミトコンドリアは細胞の中に取り入れた酸素と食べもの、もう少し詳しく説明すると食べものを細かく分解したものを使ってエネルギーをつくっているんだ。そのエネルギーが体を動かす力になるんだよ。
ライフくん:ミトコンドリアってなんだ。サイエンスイ星人には、そんなものはないぞ。でも、そう考えれば、僕はどうやって体を動かしているんだろう。僕もエネルギーとやらがなかったら、動けないよな。どうなってんだ?
ちょっと待ってね、確か肺で吸い込む息の中には酸素が含まれていて、吐き出す息の中には二酸化炭素が含まれるんだよね。体の中、つまり細胞の中のミトコンドリアで酸素が使われて、そのときに二酸化炭素ができるということなのかな。その二酸化炭素が肺に運ばれてきて、体の外に出ていく。そういう仕組みになっているの?
ハヤモン、カホちゃんに一体どんな教育をしてるんだい。考える力がすごいじゃないか。
■生命はエネルギー
文字通りの教育、つまり教えたりはほとんどしていないですよ。どちらかいえば問育とでもいえば良いのでしょうか。カホが何かたずねてきたら、それに質問をかぶせて返すみたいな感じですね。
なるほど、そうやって考える力を引き出しているのか。じゃあ私も一つ、カホちゃんに質問してみよう。生きるというのは動くということだったよね。そして動くためにはエネルギーが必要で、エネルギーを生み出すためには、酸素と食べものが必要だった。この仕組みは、生き物すべてに同じなんだろうか。
動く物と書いて動物というのだから、人間も含めて動物には当てはまるんじゃないかな。
そうだね。では植物はどうなんだろうか。植物も生きているでしょう。
たまに枯れてしまった植物もみかけるけれど……。そうか、枯れるというのは、植物にとっては死ぬことなんだ。それってつまりエネルギーを生み出せなくなったってこと?
正解。動物も植物も、生きているというのはエネルギーを生み出している状態なんだよ。
じゃあ、もう一つ教えてほしいんだけど。
何かな。
ケイさん、この間道ばたで動けなくなってたとき「乳酸がたまっちまって動けねえ」とか、わけわかんないこと言ってたじゃない。あれはどういうことなの。
簡単にいえば、酸素が足りなくなったんだよ。
ふ〜ん
・ものすごく細い血管の中を酸素や食べたものが細胞まで運ばれていく
・酸素や食べたものを使って細胞の中のミトコンドリアでエネルギーがつくられる
・エネルギーがつくられるとき、酸素が二酸化炭素に変わる
パパ、パパ(小さな声で)、ちょっと来て。