最近、葉緑体を動物細胞に移植し、光合成の初期反応を確認できた。という研究結果が出ました。
光合成活性を持つ葉緑体を動物細胞に移植することに成功 ―光合成可能な動物細胞作製の突破口を開く―｜記者発表｜お知らせ｜東京大学大学院新領域創成科学研究科
僕が以前から、呼吸回数を減らし、同時に心拍数を減らすことができれば大いに寿命を延ばすことができるのではないかと考えていました。そうしていたら、まさかこのような研究ニュースが出たので人間が光合成をし、自ら酸素を生成できた場合の寿命を計算します
以下の考察は科学的根拠に基づいていません！
人間が光合成をして寿命を延ばそう！
仮説
①:哺乳類の心拍数と寿命には関係がある
②:哺乳類の呼吸数と心拍数には関係がある
③:①,②より哺乳類の呼吸数と寿命には関係がある
よって、①,②の仮説を考察し、最終的な③を導く。
結論
④:光合成人間の寿命は何歳になるのか
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①哺乳類の心拍数と寿命には関係があるのか
哺乳類の一生における総心拍数はほぼ一定であるあという仮説、「一生の心拍数一定仮説」があります。各種哺乳類の平均寿命と平均心拍数のグラフを示す。
このグラフから、明治・大正時代の人間への相関を認めるならば、人間も平均心拍数を小さくすれば寿命が長くなることがわかった。簡単のため中間領域を直線近似すると、この直線はy=-(3/11)x+73で表される。
これをx(平均寿命)について整理すると、x=-(11/3)y+803/3
わかりやすくするために、xとyを入れ替えて、y=-(11/3)x+803/3
と書き直すことができた。
医療が発達するまでのより哺乳類らしい人間の平均心拍数を求めるために19世紀の平均寿命を用いてy=45とすると、平均心拍数xはx=668/11≈60.72
よって、19世紀の人間の平均心拍数は60.72回/分(毎秒1心拍)であり、この近似曲線と得られた平均心拍数60.72/分を②で使う。
また、19世紀と21世紀の人間を比較すると、食生活の改善や医療技術の発展が考えられる。整合性を取るために21世紀の平均寿命は84歳なので、それらが与える影響を+39年(定数)で加味することにする。
よって、現代の人間の平均寿命(y)と平均心拍数(x)の関係はy=-(11/3)x+803/3 +39
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②哺乳類の呼吸数と心拍数には関係があるのか
各種哺乳類の平均心拍数と平均呼吸数の比率のグラフを示す
このグラフから小型動物は心拍数が速く、呼吸数も速い。反対に大型動物は心拍数が遅く、呼吸数も遅い。故に、哺乳類の平均心拍数(Heart)と平均呼吸数(Respiratory)の比率、H/R比は約4:1であることがわかった。実際に人間の平均心拍数は70回/分、平均呼吸数は16回/分であるため、H/R比は4.3:1であり妥当性が確かめられた。①より、19世紀の人間の平均心拍数は60.72回/分であったので、H/R比より平均呼吸数は15.18回/分(4秒に1回)とわかった。この値を④で使う。
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③哺乳類の呼吸数と寿命には関係があるのか
以上の①,②より、21世紀の人間の平均寿命(Average Life Expectancy)と平均呼吸数の関係は,ALEは
ALE = -(11/3)(x*4)+803/3 +40
とわかった。
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④光合成人間の寿命は何歳延びるのか
③より21世紀の人間の平均寿命は
ALE = -(11/3)(x*4)+803/3 +40
で表された。
次に、光合成によって生成可能な酸素量とそれによる平均呼吸数の変化を調べる。
人間は1回の呼吸で一般的な一番小さいペットボトルの容量である280mlの空気を吸い込み、空気全体の12%にあたる酸素を体内で吸収する(酸素15~17%を排出(呼気に含まれる))と仮定すると、一日の消費酸素量は730L(0.28*(24*60*60)*0.12/4)。
0.01m^2(10cm四方)の植物は光合成によって1時間に40-45mgの酸素を排出する。これは28~31.5mL ((0.04~0.045)/32*22.4*1000)である。よって一日当たりの酸素排出量は日照時間12時間とし、この数に12かければよいので、336~378mLであり、およそ350mLだとわかった。まとめると、0.01m^2の植物は1日当たり360mLの酸素を排出する。
人間の表面積は男女平均して1.5m^2であり、光合成可能面積(露出部分)はその1割であるとすると、0.15m^2。それは15倍(0.15/0.01)であり、5.4L(360mL*15)の酸素を生成できる。
よって、人間の一日の酸素消費量730Lに対して光合成により5.4Lの酸素を生成し賄うことができる。これは一日の酸素消費量の0.74%にあたる。
②で求めた平均呼吸数は15.18回/分だったので光合成が可能になった人間は15.06回/分となる。
これをALEの計算式ALE = -(11/3)(x*4)+803/3 +39にあてはめると、
ALE=85.79歳
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したがって、+0.79歳、すなわち288日平均寿命が延びた！
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今後の展望
日照時間は限られているが、屋内でも電球からの光を吸収すればよく、光合成活性に最適な電球を用いるようにすればよい
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参考文献
・https://umas.club/gk10707?utm_source=chatgpt.com#google_vignette
・https://gendai.media/articles/-/60283?page=2
・https://jspp.org/hiroba/q_and_a/detail.html?id=1519
・https://photosynthesis.jp/cycle.html