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ほかの生物の体に菌糸を突き刺し、必要な栄養分を吸収して生きる「寄生性」の菌類。彼らは単に栄養を奪うだけでなく、相手の細胞の働きを妨げ、時には生命機構そのものを乗っ取ってしまう。農作物を赤茶色に変色させて枯らしてしまうさび菌の脅威から、昆虫を動けなくして死骸から繁殖する激しい攻撃性、ヒトの皮膚炎のような真菌症まで。寄生性の菌類が選んだ生存戦略を『アメリカの中学生が学んでいる 14歳からの生物学』から紐解く。

現代物理学の扉を開いたのがドイツの物理学者マックス・プランクだ。彼はエネルギーは「1セント硬貨」のようにそれ以上細かく分けられない最小単位＝「量子」として受け渡されていることを発見した。プランクが導き出した公式と、量子論を用いると、謎に満ちた電子のふるまいが明らかになる。物理学の歴史を塗り替えた思考のプロセスを『アメリカの中学生が学んでいる 14歳からの化学』から解き明かす。

病気に強い作物や栄養豊富な家畜を作り出す「遺伝子工学」。環境や体内のシグナルに応じて働く遺伝子の仕組みを利用し、DNAの鎖を分子レベルで操作する技術は、現代の食を支えている。遺伝子組換え生物がもたらす品質向上のメリットから必須遺伝子の喪失による生態系へのリスクまで『アメリカの中学生が学んでいる 14歳からの生物学』から解説する。

第二次世界大戦中のアメリカで、11万人を超える日系人が突然、強制収容所へ送られた。なかにはアメリカで生まれた市民も多く含まれていたが、真珠湾攻撃後に広がった恐怖と偏見のなかで、家や土地、仕事、自由まで奪われていった。なぜ自国民が「敵」とみなされ、ここまでの扱いを受けたのか。『アメリカの中学生が学んでいる 14歳からのアメリカ史』から紹介する。

「近代化学の父」と称される化学者アントワーヌ・ラボアジエ。彼は今でも重要な法則として使われる「質量保存の法則」を導き出した化学者だ。このような偉大な理論の組み立ては、一体どのようなプロセスで進められるのだろうか。自然の真理を探る「純粋科学」と実用を目指す「応用科学」、そして目に見えない現象を捉える「モデル」の存在。仮説を立て、実験やモデルを用いて検証を重ねることで、不確かなアイデアは「理論」へと結晶化していく。ラボアジエをはじめとする化学者たちが実践してきた知的な探求のプロセスを『アメリカの中学生が学んでいる 14歳からの化学』から解き明かす。

生物が何世代もの時間をかけて形質を変化させていく「進化」。目に見えないほどゆるやかな変化の証拠を、科学者たちはどのようにして見つけ出してきたのだろうか。気温や環境の変化が促す遺伝子の変異から、鳥の翼と魚のひれの意外な共通点、そしてヒトの体に今も残る「尾骨」のような痕跡器官までを進化の視点で『アメリカの中学生が学んでいる 14歳からの生物学』から解説する。

第二次世界大戦が始まると、ヒトラー率いるドイツ軍は電撃戦でヨーロッパ各地を次々と制圧していった。一方、ドイツと不可侵条約を結んでいたソ連のスターリンも、当初は枢軸国と一定の距離を保っていた。ところが1941年、ヒトラーが突如ソ連へ侵攻し、状況は一変する。『アメリカの中学生が学んでいる 14歳からのアメリカ史』から紹介する。

「物質が電気を通す性質＝導電性」。さまざまな物質が見せるこの仕組みは、私たちが日常的に接する「水溶液」の世界でも非常に興味深い違いを示す。水に溶けたときに電気伝導性を示す「電解質」と、示さない「非電解質」。塩酸のように高いものから、酢酸のように低いもの、エタノールのように全く電気を通さないものまで、その違いを生み出すのは水中で自由に動く「イオン」の存在だ。身近な液体が持つ導電性のメカニズムを『アメリカの中学生が学んでいる 14歳からの化学から分かりやすく解説する。

太古の地球の記憶を現代に伝える「化石」。一般的には恐竜の骨や貝殻のような硬い組織が残るイメージが強いが、実は骨を持たない生き物や、軽やかな足跡、炭素の膜といったものまで化石として残ることがある。どのような条件が揃えば、本来なら分解されてしまう柔らかい組織や形がそのまま地中に保存されるのか。『アメリカの中学生が学んでいる 14歳からの生物学』から化石について解説する。

「ヒトラーに譲れば、戦争は防げる」。第二次世界大戦前夜、イギリスやフランスはそう考え、ドイツの領土拡大を一部認める宥和政策を選んだ。しかし、その判断は平和を守るどころか、ヒトラーのさらなる侵攻を許す結果となる。なぜ世界は独裁者の野心を止められなかったのか。『アメリカの中学生が学んでいる 14歳からのアメリカ史』から、戦争へと傾いていった1930年代の世界を『アメリカの中学生が学んでいる 14歳からのアメリカ史』から紐解く。

菌類は、死んだ生物から生きた生物へと栄養分を引き継ぎ、広大な菌糸体で森全体をつなぐ重要な役割を担っている。しかし、彼らが大きく成長するためには、周囲の動植物による手助けが欠かせない。植物と互いに栄養を与え合う不思議な関係や、葉を切り運ぶアリと菌類が築いた驚きの協力体制まで。生態学の視点から、生き物たちが互いに影響を与え合いながら生きる「相利共生」のダイナミックな仕組みを『アメリカの中学生が学んでいる 14歳からの生物学』から紐解く。

1917年、第一次世界大戦に参戦したアメリカは、軍隊を動員し、産業や社会を戦時体制へと大きく変えていった。やがてアメリカ軍の参戦は戦局を動かし、1918年に大戦は終結する。だが、平和が訪れたわけではなかった。戦後に結ばれたヴェルサイユ条約は、敗戦国ドイツに重い賠償と厳しい制裁を課し、新たな対立の火種を残した。アメリカから見た第一次世界大戦の終結と、その後の世界を『アメリカの中学生が学んでいる 14歳からのアメリカ史』から紹介する。

金属の内部には「海」が存在する――そう聞くと不思議に聞こえるかもしれない。銅線やアルミ箔などの金属の中では、実は電子たちが「海の中」のように自由に漂い、陽イオン（金属イオン）を取り囲んでいる。こうした電子の動きからも、化学の「結合の種類」が見えてくる。身近な金属のなかで揺らめく「電子の海」のメカニズムを『アメリカの中学生が学んでいる 14歳からの化学』から分かりやすく解説する。

平面の図（電子式）では見えてこない、分子の「立体的な形（分子構造）」はどのように決まるのだろうか。その秘密を握っているのが、電子同士の「反発」だ。電子たちは互いに近づきたがらず、反発し合う。電子たちの互いの位置取りが、いかにして物質の形を決定づけているのか。ミクロな世界に隠された「秘密」を『アメリカの中学生が学んでいる 14歳からの化学』から分かりやすく解き明かす。

第一次世界大戦が始まった当初、アメリカは「ヨーロッパの戦争には関わらない」という中立の立場を取っていた。ところが、ドイツの潜水艦攻撃や、「ツィンメルマン電報」の発覚によって、国内の空気は一変する。なぜアメリカは中立を捨て、ついに参戦を決断したのか。第一次世界大戦の流れを変えた転換点を『アメリカの中学生が学んでいる 14歳からのアメリカ史』から紹介する。

進化論といえばチャールズ・ダーウィンの名前が浮かぶが、実は彼以前にも、独自のアプローチで「生命の変化」に挑んだ科学者たちが存在していた。ゾウの化石と現生種の違いに気づいた自然史学者、キリンの首が長くなった理由を環境への適応から説明しようとした植物学者、そして生物は変化すると見抜いていたダーウィンの祖父まで。ダーウィンへとつながる進化論の“前夜”に、観察や化石から生命の謎に迫ろうとした先駆者たちを『アメリカの中学生が学んでいる 14歳からの生物学』から紹介する。

私たちの体を支え、大切な内臓を守っている「骨」。しかし、その役割は単なる硬いフレームにとどまらない。骨の内部では、生命維持に欠かせない極めてダイナミックな仕組みが日々働いている。血液成分を作り出す骨髄の知られざる役割や、成長・加齢に伴って起きる骨髄の変化。そして、特別な細胞たちによって骨が「絶えず壊され、新しく作り替えられている」驚きのメカニズムまで。身近でありながら意外と知らない骨の内部構造と、その代謝のプロセスを『アメリカの中学生が学んでいる 14歳からの生物学』から分かりやすく解説する。

変化にかかる“時間の謎”に迫るのが「反応速度」という視点だ。例えば、植物の光合成にかかる時間や、セメントが固まるまでの時間、さらには石炭がダイヤモンドへと生まれ変わる時間まで、ものが変化するスピードは驚くほど多様である。身近な現象から「時間のしくみ」を紐解く方法を『アメリカの中学生が学んでいる 14歳からの化学』から分かりやすく解説する。

約1200年前の北アメリカには、人口1～2万人を擁する巨大な集落が存在していた。乾燥地では高度な灌漑で農業を営み、別の地域では交易や狩猟、漁労を中心に暮らすなど、先住民たちは環境に合わせて多彩な社会を築いていた。巨大なマウンド、集合住宅、部族間の同盟――。私たちが抱きがちなイメージを大きく覆す、知られざる北米の歴史を『アメリカの中学生が学んでいる 14歳からのアメリカ史』から紹介する。

私たちを含むあらゆる生物の基本構造である「細胞」。その命の源となる最初の有機化合物は、一体どのようにして誕生したのか。初期地球の大気と雷を再現し、生命の欠片であるアミノ酸を作り出した衝撃の「ミラー＝ユーリ実験」から、脂質膜に物質が閉じ込められた「原始細胞説」、さらには遺伝情報を担う「RNAワールド説」まで。未だ議論が続く「生命の起源」に迫る代表的な仮説と、その化学的プロセスを『アメリカの中学生が学んでいる 14歳からの生物学』から分かりやすく解説する。