もし本当に、東京湾から高さ100メートルを超える巨大怪獣が現れたらどうなるでしょうか。
映画ではゴジラが街を踏みつぶし、戦車や戦闘機の攻撃にもびくともせず歩き回ります。
しかし現実の科学の視点から見ると、ゴジラのような巨大生物はほぼ確実に存在できません。
その理由は意外にも、数学と生物学のシンプルな原理にあります。
その鍵となるのが「2乗3乗の法則」です。
この法則は、物体や生物が大きくなるときに起きる変化を説明する基本原理であり、巨大生物の存在を厳しく制限しています。
つまり言い換えると、ゴジラが現れないのは、自然界そのもののルールが止めているのです。
目次
- 巨大化では「重さ」が先に破綻する：2乗3乗の法則とは？
- 怪獣は「エネルギー」と「生理機能」でも破綻する
- 街を守っているのは、自然界の法則？
巨大化では「重さ」が先に破綻する：2乗3乗の法則とは？
まず想像してみてください。
犬をそのまま巨大化させていって、象と同じサイズにしたらどうなるでしょうか。
見た目は巨大な犬になりますが、実はすぐに問題が起きます。
それは体の重さの増え方です。
ここで登場するのが「2乗3乗の法則」です。
物体の大きさを単純に巨大化させていくと、次のような変化が起きます。
・体の表面や骨の太さなどは「2乗」の割合で増える
・体の体積や重さは「3乗」の割合で増える
つまり、大きくなるほど重さの増え方のほうが圧倒的に速いのです。
例えば、生物を縦・横・高さすべて2倍に拡大したとします。
すると体の重さは約8倍になります。
ところが骨や筋肉の太さは、せいぜい4倍程度しか増えません。
つまり体は8倍重くなるのに、それを支える骨の強さは4倍程度しか増えないということです。
この時点で問題は明らかです。
体重の増加が骨や筋肉の強さを追い越してしまうのです。
これが巨大生物が成立しにくい最大の理由です。
もしゴジラが映画のようなサイズで存在した場合、脚や骨にかかる負担は現実の動物の何十倍にも達すると考えられます。
そうなると歩くどころか、立っているだけで骨が耐えられない可能性すらあります。
実際、陸上動物の体の形を見ると、この問題を避けるための工夫がはっきり見えます。
ネズミや猫の脚は細いですが、象やサイの脚は非常に太く柱のようです。
これは単なる偶然ではありません。
体重が増えるほど骨の強度を確保する必要があるため、体が大きい動物ほど脚が太くなるのです。
つまり、ゴジラのような巨大生物が現実に存在するなら、映画のようなスマートな脚ではなく、巨大な柱のような脚になってしまうはずなのです。
怪獣は「エネルギー」と「生理機能」でも破綻する
しかし問題は、体重と骨の強度だけではありません。
巨大生物にはもう一つの大きな壁があります。
それはエネルギーと生理機能です。
生物は体が大きくなるほど、必要なエネルギー量も増えます。
例えば普通のワニは1日におよそ1000キロカロリー程度のエネルギーを必要とします。
しかし、もしそれをゴジラサイズにまで巨大化させると、必要なエネルギーは桁違いに増えてしまいます。
試算では、毎日数十万キロカロリー以上が必要になる可能性があります。
これは人間の食事に換算すると、ハンバーガーを1日に数千個も食べるような量です。
海の巨大生物であるシロナガスクジラが毎日膨大な量のオキアミを食べ続けるのも、この問題のためです。
しかし陸上では、それほど大量の食料を安定して確保することは極めて困難です。
さらに巨大生物には、体内のシステムにも問題が生じます。
例えば
・血液を体の隅々まで送る循環系
・体の信号を伝える神経系
・体温を調整する仕組み
などです。
体が巨大になるほど血管は長くなり、血液が酸素を運ぶ効率が低下します。
神経信号も体の端まで届くまで時間がかかるようになります。
例えばシロナガスクジラでは、尾を刺激されてから脳がそれを認識するまで数秒かかるといわれています。
もしゴジラほどの巨大生物が存在した場合、反応はさらに遅くなる可能性があります。
さらに巨大な体は熱を逃がしにくくなります。
その結果、体は常に過熱しやすくなり、生きていくこと自体が難しくなります。
つまり巨大生物は
・骨が体重を支えられない
・食料が足りない
・血液や神経が機能しにくい
・体温調節が難しい
という複数の問題を同時に抱えることになるのです。
