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自然界でも珍しい!単為生殖する「コモドドラゴン」 英の動物園 このエントリーをはてなブックマークに追加  

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通常、ES細胞は受精卵からつくられる。先日、「マウスの未受精卵を化学物質で刺激を与えて発生させ、ES細胞を殖やすことに成功した」という話題をお伝えした。

このように未受精卵が受精を経ずに発生を始める場合を単為生殖と呼ぶ。自然界でも単為生殖はよく見られる。

今回、単為生殖するハ虫類が確認された。巨大ハ虫類「コモドドラゴン」である。単為生殖はハチなどの昆虫ではよく見られるが、ハ虫類となるとかなり珍しい。

今日は単為生殖とコモドドラゴンについて調べる。
(参考HP Wikipeia)

  コモドドラゴン 世界遺産

関連するニュース 
聖母?オオトカゲ、交尾せず産卵 英の動物園 英国の動物園に飼われている世界最大のトカゲ、コモドオオトカゲの2匹の雌が、雄と交尾することなく産卵する「単為(たんい)生殖」をしていたことがわかった。聖霊によってマリアがキリストを身ごもったという聖書の記述にちなむクリスマスの話題として、英科学誌ネイチャーの最新号が論文を掲載した。

英中部チェスターの動物園では、雄と隔離された状態で飼われていた雌フローラが産んだ正常な卵11個のうち、壊れた3個の遺伝子をリバプール大のフィリップ・ワッツさんらが調べたところ、単為生殖によるものとわかった。残った8個が順調に育っており、07年1月に孵化(ふか)する見通しだ。

ロンドンの動物園でも、2年半の間、雄と接触がなかった雌(死亡)が産卵し、4匹の雄の子が育っている。雌の体内に雄の精子が残っていた可能性もあったが、遺伝子を調べると、やはり単為生殖だったという。

多くの生物では、受精によって卵子の細胞分裂(卵割)が始まり、卵子が育っていく(有性生殖)。ところが、受精以外の原因で卵割が始まる場合があり、単為生殖と呼ばれる。昆虫などでみられるが、脊椎(せきつい)動物では珍しく、ヘビなど約70種で報告されているだけ。哺乳(ほにゅう)類では自然には起きないと考えられている。

コモドオオトカゲも、通常は交尾によって子をつくるが、フローラなどは、パートナーが見つからないため、やむを得ず単為生殖を行ったと考えられている。

単為生殖の子には母方の遺伝子しか伝わらない。種全体として見ると、遺伝子の多様性が増えず、環境変化に対応して生き残る余裕がなくなることを意味する。

今回の発見は、絶滅が心配されているコモドオオトカゲで単為生殖がそれほど珍しくはないことを示しており、ワッツさんらは「雄と雌をつがいで飼う態勢にすべきだ」としている。 ( asahi.com 2006年12月24日) 

 
コモドドラゴン・コモドオオトカゲとは何か? コモドオオトカゲ (Varanus komodoensis) は巨大な肉食のトカゲ。オオトカゲの一種で、世界最大のトカゲであり、特に大きなものは全長3.5mの記録があるが、通常は3m内外である。体重は100kg近く。英名よりコモドドラゴン (Komodo Dragon) とも呼ばれる。 

東南アジア、インドネシアのフローレス諸島の中でコモド島・リンチャ島・ギルモンタン島・パダール島・フローレス島に生息する。パダール島では既に絶滅。これらはコモドオオトカゲの保護のため、コモド国立公園として世界遺産に登録されている。

単為生殖とは何か? 単為生殖(たんいせいしょく)とは、一般には雌が単独で子を作ることを指す。

普通、卵は精子が入って受精が行われることで発生が始まり、新たな個体へと成長する。ところが、卵が受精を経ずに発生を始める例があり、このようなものを単為生殖と呼ぶ。無性生殖の一つである。

単為生殖と染色体

卵だけで発生すると染色体はどうなるのだろうか。通常、卵や精子ができるときには減数分裂が行われ染色体は半数に減るはずだが...。

単為生殖を行っている生物では、そのため、卵など減数分裂で作られるべき生殖細胞を、減数分裂抜きで作っている場合や、減数分裂を起こした核が、ふたたび融合することで複相にもどる場合などがある。


無性生殖とは何か?
無性生殖と言われる生殖は、親の体の一部が独立して新個体になるなど、単独の個体が新しい個体を生むやり方である。生殖細胞が、他の細胞と融合する事なく、単独で発生を始める単為発生もこれである。

無性生殖は単為発生以外には、分裂、出芽、栄養生殖などがある。 
 

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不可能への挑戦!受精卵を使わないでES細胞はできるか? このエントリーをはてなブックマークに追加  

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今年の初めからよく話題になるES細胞。もうどんな細胞かわかっていただけたろうか。体の様々な組織や細胞になり得る万能細胞のことをES細胞という。ES細胞は再生医療の分野で期待されているが、さまざまな問題がある。

受精卵が分裂する過程でつくられるのがES細胞。赤ちゃんになることを予定されている受精卵を別の目的に使うというのは倫理的な問題があった。

そこで現在、様々な方法で受精卵をなるべく傷つけずにES細胞をつくる研究がなされている。

今日はES細胞とそれをつくろうとする科学者達の努力の成果について調べる。(参考HP Wikipedia)
 
 マウスES細胞
 

関連するニュース
受精卵使わずES細胞 国内で成功例相次ぐ


ES細胞作製の流れ
 
受精卵を全く、あるいはほとんど使わずに、再生医療で期待される「万能細胞」を作ろうという研究が、国内で盛んに進められている。政府の総合科学技術会議は受精卵やクローン胚(はい)を「生命の萌芽(ほうが)」と位置づけており、宗教界の一部には受精卵などの使用に強い抵抗がある。受精卵を使わなければ、こうした生命倫理問題が回避できると期待されている。

様々な組織や細胞になり得る万能細胞は、事故や病気で失われた機能を回復する再生医療の焦点だ。受精卵が分割を繰り返した「胚盤胞」を壊して作る胚性幹細胞(ES細胞)が代表格だ。

だが、理化学研究所(神戸市)の若山照彦チームリーダーらは、マウスの未受精卵に化学物質で刺激を与えて分裂を起こさせ、未受精卵からのES細胞を作った。さらに、その細胞核を別のマウスの未受精卵の核と置き換えて、再びES細胞を作る「2段階方式」を編み出した。

2段階目のES細胞が特定の神経などに分化する能力は、1段階目のES細胞の3〜4倍になった。未受精卵からのES細胞は、受精卵からのES細胞より分化能力が低いのが難点だったが、若山さんの2段階目は受精卵ES細胞の最大7割程度の分化能力を示した。

一方、京都大再生医科学研究所の多田高・助教授らのグループは年明けにも、受精卵ES細胞に体細胞を融合させて、万能細胞にする研究を始める。すでにマウスでは成功している。この手法なら、受精卵の破壊は最初にES細胞をつくる時だけで済む。

同じ再生研の中辻憲夫教授らは、未受精卵からのES細胞を別々に100株用意すれば、拒絶反応に影響するHLA型(人の白血球型)をほぼそろえることが可能だとする分析結果をまとめた。日本人の90%が、自分に合ったHLA型のES細胞からつくった細胞や組織を使うことで、拒絶反応の心配が少ない移植を受けられるという。

中辻さんは「未受精卵からES細胞を作る研究は、米国でも積極的に進められている。今後、ES細胞バンクの設置が重要な課題になるだろう」と言っている。 (asahi.com 2006年12月24日) 

ES細胞とは?


胚幹細胞または胚性幹細胞ともいう。多細胞動物の初期胚からとりだされた細胞で、あらゆる種類の体細胞になる能力、すなわち万能性をもったまま無限に増殖できる培養細胞株。成体内にある他の幹細胞が分化できる細胞の種類に制限があるのに対して、ES細胞はあらゆる種類の細胞に分化できるのが特徴である。

歴史
1981年にイギリスの生物学者M.エバンスとM.カウフマンがマウスで、哺乳類としてはじめてES細胞をつくることに成功した。つづいてアメリカの生物学者J.A.トムソンらが、95年にはアカゲザルで、そして98年にはヒトの胚でES細胞を確立した。

作り方
哺乳類の受精卵は32細胞まで分割すると、胚盤胞(はいばんほう)をつくり、胚になる内層と外層の栄養細胞にわかれる。この内層細胞をとりだし、ばらばらにわけて培養して、ES細胞がつくられる。

問題点
こういう性質をもつヒトES細胞は再生医療において多様な用途がみこめるため、医学界だけでなく産業界からも注目をあつめている。しかし、ヒトの胚をばらばらにすることが前提になるので、倫理的な議論の対象になる。さらに、本人の細胞クローンからES細胞をつくれば、移植における免疫問題が解決され、臓器移植を不要のものにする可能性があるが、これもまた、ヒトのクローンをみとめるかどうかという倫理的問題がたちはだかる。

新しいES細胞作製と最近の研究
1.未受精卵に化学物質で刺激を与えて分裂を起こさせ、未受精卵からのES細胞を作る方法。さらに、その細胞核を別の未受精卵の核と置き換えて、再びES細胞を作る「2段階方式」により細胞分化能力が高まる。マウスでは成功している。

2.受精卵ES細胞に体細胞を融合させて、万能細胞にする研究。すでにマウスでは成功している。この手法なら、受精卵の破壊は最初にES細胞をつくる時だけで済む。

3.未受精卵からのES細胞でも、数を用意すれば、多数の人の血液型に合った細胞ができる研究結果もある。拒絶反応に影響するのはHLA型(人の白血球型)で、ほぼ対応できる。


細胞融合とは?


複数の細胞がくっついて、細胞と細胞をしきっている隔壁がなくなり、単一の細胞になること。自然界では、受精のときに精子と卵子が細胞融合をするのが代表的な例である。

体細胞でも細胞融合がおこる。筋肉の元になる筋芽細胞が融合して、多核細胞(シンシチウム)の骨格筋となるのである。現代では、人工的にも細胞融合をさせられるようになった。

人工的に異種の生物の細胞を融合させ、雑種細胞をつくる細胞融合技術は、現在のバイオテクノロジーにおける基礎となる技術のひとつである。

この技術は、1957年(昭和32)に大阪大学の岡田善雄がHVJウイルス(Hemagglutinin Virus of Japan。通称センダイウイルス)をもちいて癌細胞の融合に成功したことが、突破口となった。

同じ方法が体細胞でも、さらに、異種の細胞間でも可能だと明らかになり、異種の細胞融合は、遺伝子発現の制御機構の解明などにとって、重要な基礎生物学の手法となった。


 

ES細胞―万能細胞への夢と禁忌

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世界初!あま〜い小麦「Sweet Wheat(スイ−トウィ−ト)」開発! 日本製粉 このエントリーをはてなブックマークに追加  

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大豆などの遺伝子組換え作物の安全性が問われている。

遺伝子を変えてしまうので、何ができるかわからないというのがその理由だ。

これに対して、DNAマ−カ−選抜技術という方法は安全だ。これはDNA遺伝子の中から有用な情報を調べる技術である。これにより遺伝子配列を変えないで、新品種の開発ができる。

麦は品種が多数あり、いろいろな麦のかけあわせが行われてきた。またコルヒチン処理することによって、染色体の倍加も行われた。現在の普通小麦で染色体数が6倍体になっている。

東北農業研究センタ−と日本製粉(株)の共同開発で新しい麦ができた。数多い麦の品種のゲノム情報から、デンプンを作る酵素の少ない品種を見つけ出し、収量の多い品種とかけ合わせることで、糖分が2倍多くなったあま〜い麦ができた。

今日は小麦とその成分は何か?倍数体とは何か調べる。(参考HP Wikipedia・日本製粉) 

 農林61号

関連するニュース

画期的コムギの新品種を開発
〜 世界初の"Sweet Wheat(スイ−トウィ−ト)" 〜
東北農業研究センタ−(所長 清野 豁)と日本製粉(株)(社長 青崎 済)は、従来の交雑育種にDNAマ−カ−選抜技術(*)を導入し、旨味のある「甘い(甘味種)コムギ」を共同開発しました。トウモロコシには"スイ−トコ−ン"と言われる甘味種が存在し、生食用や缶詰用として幅広く利用されています。

しかし、コムギやオオムギなどの麦類に甘味種は存在しませんでした。今回開発した旨味のある甘味種コムギ(Sweet Wheat:スイ−トウィ−ト)は、マルト−スを中心とするオリゴ糖を多量に蓄積します。

コムギで甘味種を開発したのは世界初であり、パンやケ−キなどに独特の風味や食感、自然の甘さを加味できることから、用途拡大に寄与することが期待されます。

本コムギの発明は遺伝子組換え技術を使わない技術で開発されており、またDNAマ−カ−選抜が利用できることから迅速な品種育成が可能となります。

当社は、新しいこの品種を商品化に向けて積極的に取り組みを開始します。(日本製粉 2006年12月13日)

通常の小麦は、種子の約70%をでんぷんが占めている。同チームは、特定の遺伝子に目印をつけて遺伝子の有無を見分ける「DNAマーカー選抜技術」を利用。でんぷんを構成するアミロース、アミロペクチンをつくる酵素が足りない品種を開発した。この品種は、通常品種で70%あったでんぷんが約25%まで減り、糖度は通常の約2倍まで増えていることが確認できた。そこで「スイートウィート」と名付けた。 (asahi.com 2006年12月13日)

(*)DNAマ−カ−選抜技術:有用遺伝子の情報を利用することにより、品種開発の著しい効率化を促す技術


小麦とは何か?


コムギ(小麦、英名Wheat、学名:Triticum aestivum)は、イネ科 コムギ属に属する一年草の植物。広義にはT. compactum (クラブコムギ) や T. durum (デュラムコムギ、マカロニコムギ) などコムギ属 (Triticum) 植物全般を指す。世界三大穀物の一つ。古くから栽培され、世界で最も生産量の多い穀物である。年間生産量は6億トン近くに及ぶ。

収穫された種子は粉にして小麦粉として使われる。小麦粉はパンやうどん、中華麺、菓子、パスタなどの原料となる。粒の硬さにより、生成される小麦粉の種類、用途が異なる。

一部のビールはコムギの麦芽から作られる。ウイスキーや工業用アルコールの原料にもなる。

小麦の成分


デンプン
デンプン(澱粉、Starch)とは、分子式(C6H10O5)n の炭水化物(多糖類)で、多数のα-グルコース分子がグリコシド結合によって重合した天然高分子である。構造により、アミロースとアミロペクチンに分かれる。

アミロース
アミロース (amylose) とは、多数のα-グルコース分子がグリコシド結合(α1→4結合)によって重合し、直鎖状になった高分子である。アミロペクチンと同じくデンプン分子であるが、形状の違いにより異なる性質を持っている。

アミロペクチン
アミロペクチン (amylopectin) とは、多数のα-グルコース分子がグリコシド結合(α1→4結合及びα1→6結合)によって重合し、枝分かれの多い構造になったデンプン分子である。 

グルテン(蛋白質)
小麦粉の中にふくまれるタンパク質のこと。小麦粉はタンパク質の含有量の多さにより強力粉、中力粉、薄力粉に分けられる。

小麦の種類


一粒小麦 2倍体 (稔実粒数1、2n=14、ゲノムAA))
二粒小麦 4倍体 (稔実粒数2、2n=28、ゲノムAABB) T. durum (デュラムコムギ、マカロニコムギ)
三粒小麦 6倍体 (稔実粒数3〜5、2n=42、ゲノムAABBDD) T. aestivum (普通コムギ、パンコムギ)

倍数体とは?


基本的な数の染色体すなわちゲノムを、複数組もつ細胞または個体のこと。

生物の細胞はふつう母親と父親に由来する2組のゲノムをもつので、2倍体(ディプロイド)であるが、一部の生物では、2組以上のゲノムをもつことがあり、ゲノムの組数に応じて、2倍体、3倍体、4倍体、8倍体などとよばれる。

2倍体のことを倍数体とよぶこともあるが、一般には3倍体以上を倍数体とすることが多い。これに対して1組しかゲノムをもたない生殖細胞(卵子や精子)は、1倍体ないし単数体とよぶべきところだが、「2倍体の半分の染色体しかもたない」という意味で半数体(ハプロイド)とよぶのがならわしである。

同質倍数体・異質倍数体とは?

倍数体のうち、構成するゲノムの種類が1種類だけのものを同質倍数体、2種類以上のものを異質倍数体として区別する。通常の体細胞は両親由来の2種類のゲノムからなる異質2倍体であるのに対して、人工的な倍数化によってつくられた作物の多くは同質倍数体である。

動物の倍数体はめずらしい?

ほとんどの動物は2倍体であるが、少数の動物およびかなりの植物で、2組以上のゲノムをもつ倍数体種が知られている。動物では、ホウネンエビ類の1種(4倍体、8倍体)、ヤブキリ類の1種(4倍体)、メキシコサンショウウオ類の数種(3倍体、4倍体、5倍体)、フナ(3倍体、4倍体)、コンゴウインコ類の1種(3倍体)などである。ただし、ほとんどは雌個体だけが単為生殖によって繁殖している例外的な存在である。

植物の倍数体はふつうの現象 パン小麦は6倍体

これに対して、植物の倍数体はごくありふれた現象で、植物の進化にとって重要な役割をはたしている。被子植物の半数近くは倍数体であるといわれており、ひとつの種または近縁種間に、染色体数の倍数系列が多くみられる。たとえばコムギでは、染色体数14の2倍体が原種であるヒトツブコムギ類や、4倍体のマカロニコムギ(染色体数28)などのほか、農業上もっとも重要なパンコムギ類は6倍体(染色体数42)がある。

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最長移動距離 2246キロ 海を渡る蝶とは? このエントリーをはてなブックマークに追加  

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「2246キロ」何の記録でしょう?

なんと1匹の蝶が移動した距離の最長記録なんだそうです。2246kmというのはどのくらいの距離なんでしょう?

東京〜大阪間が約500kmです。2246kmは山形県・蔵王スキー場から沖縄県・与那国島までの距離なんです。10cmの蝶のどこにそんな力があるのでしょう。

これまで最長の移動記録は、2002年に福島県北塩原村から沖縄県八重山諸島の黒島まで渡った約2140kmでした。

「アサギマダラ」は蝶としては大型で、羽を広げると約10cmあります。春から初夏に沖縄や九州から北上し、中部、東北地方で産卵、羽化。秋に移動しながら南下することがわかっています。

同じ個体が春から秋まで長距離移動するのではなく、途中に1〜2回世代交代があります。しかし、なぜこのような行動をとるのかまだよくわかっていません。

世界の動物をみると、上には上がいます。もっと長い距離を移動する動物が...今日はアサギマダラと動物の移動について調べます。(参考HP アサギネット MSN百科辞典)


関連するニュース 

アサギマダラ、2246キロも渡った 最長移動距離


長い「渡り」をするチョウ「アサギマダラ」が、山形市の蔵王スキー場から南西へ2246キロ離れた沖縄県・与那国島まで渡っていたことが確認された。これまでの記録を約100キロ上回る最長移動記録だ。

「アサギネット」を主宰する日本チョウ類保全協会代表理事、藤井恒さんによると、三重県松阪市の玉置高志さん(58)が11月20日、与那国島で羽に標識のあるアサギマダラを捕まえた。京都市の専門学校生、藤井大樹さん(21)が8月26日、蔵王から標識を書いて放したメスだった。

11月初めには台湾南西部の島で、9月24日に長野県大町市で捕獲、放されたアサギマダラが再捕獲された。移動距離は約2190キロ。

羽を広げると約10センチある大型のチョウで、春から初夏に沖縄や九州から北上し、中部、東北地方で産卵、羽化。秋に移動しながら南下する。これまで最長の移動記録は、02年に福島県北塩原村から沖縄県八重山諸島の黒島まで渡った約2140キロだった。 (asahi.com 2006年11月30日)

  地図
アサギマダラ                                 移動距離


アサギマダラとは?

マダラチョウ科に属する前翅長40〜60mmの可憐なチョウである。春の北上,秋の南下を繰り返す「渡り」をするチョウとしても知られている。夏には標高1000m付近の高地帯をさまようことが最近の調査でわかってきたが,北上から「さまよい」,そして南下の行動を解発する刺激要因がまだわかっていない。

アサギマダラのちょっとかわった捕まえ方

白いタオルをグルグル回すと、飛翔中のアサギマダラが寄ってきます。

このことに最初に気づいたのは、金沢市の松井正人さんで、ブナ林の中でアサギマダラを捕獲していた際に、たくさんの蚊がいたのでそれを追い払うために持っていたタオルを回していたところ、アサギマダラが寄ってきたのだそうです。

今では、白いタオルはアサギマダラの調査をする際の必需品の一つになっています。あなたも、是非、使い方をマスターして、飛翔中のアサギマダラを捕まえてみて下さい。(アサギネットより)

アサギマダラをくわしく知るには?

アサギマダラ情報はアサギネットがくわしいです。


長い距離を移動する動物とは?


クジラの移動距離

ザトウクジラは、毎年、大体12月 初旬から4月の終わり頃、寒くなる冬のアラスカから暖かいマウイの海へ、約80日間かけて 繁殖活動のためにやってきます。

移動距離4800km、その頭数は、毎年約800頭、距離も、日数も、頭数もスケールの大きい話です。

カリブーの移動距離

カリブーとはトナカイのこと。トナカイはアイヌ語での呼称"トゥナカイ"に由来します。漢字では、馴鹿と記されます。

トナカイは、偶蹄目シカ科の四足獣。スカンジナビア半島からユーラシア大陸北部、グリーンランド、北アメリカの寒帯から北極圏のツンドラ地帯にかけて生息していて、北アメリカではカリブーと呼ばれます。

カリブーは北アメリカ北部におよそ300万頭が生息しています。春と秋に食べ物を求め長い距離を移動します。ときには5000km移動することもあります。

渡り鳥の移動距離

渡り鳥は、いったいどれくらいの距離を渡るのでしょうか?もちろん種類によって違い、長い距離を渡る鳥と短い距離を渡る鳥がいますが、長距離を渡るものの中には、地球を約半周して、自分の生まれ故郷と越冬地を往復する鳥がいることがわかっています。

日本では、南極で足環をつけられたオオトウゾクカモメという海鳥が、赤道を越え、はるか12,800kmもの長距離を移動して、北海道の近海で発見された記録があります。

世界ではキョクアジサシ(北極圏ツンドラ地帯←→南極周辺海域)の移動距離、約32000km、ハシボソミズナギドリ(オーストラリアから北太平洋を右回りしオーストラリアへ戻る)の移動距離、約32000kmなど、非常に長い渡りをおこなう鳥がいます。

 

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ウニとヒトの「遺伝子数」はほぼ同じでも「ゲノムサイズ」は4分の1と判明!何が同じで何が違うか? このエントリーをはてなブックマークに追加  

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 ウニのゲノムの完全解読に成功した。欧米の研究チームが調べたそうだ。

 2003年のヒトゲノム完全解読以降、様々な生物についてのゲノムの解読が国際協力のもと、行われている。
 
 今回の結果、遺伝子数はヒトとほぼ同じ2万3000個で、遺伝子の70%がヒトと共通していた。またウニのゲノムの大きさを示す塩基数は8億1400万対でヒトの4分の1だった。
 
 ウニとヒトと遺伝子数はほぼ同じで、遺伝子の同じところが70%。しかし塩基数は25%しかない。この違いがわかるだろうか?
 
 私たちは、ヒトが一番の高等生物と考えているせいか、ウニとヒトの遺伝子数が同じというと不思議な感じがする。
 
 実は遺伝子・ゲノム・染色体・DNAは生物によってまったく数や長さが違う。ヒトが一番長いわけではない。また長ければ良いというわけでもない。効率から考えるとハエなど昆虫が一番スッキリしているかもしれない。
 
 今日は染色体から遺伝子、ゲノム・DNAについて学ぶ。(参考HP Wikipedia)

関連するニュース
ウニの遺伝子数、ヒトとほぼ同じ 欧米研究チームが解明

 ウニのゲノム(全遺伝情報)の解読を、欧米の研究チームが完了した。遺伝子数はヒトとほぼ同じ2万3000個で、遺伝子の70%がヒトと共通していた。

 チンパンジーとヒトは99%の遺伝子が共通しているが、ハエとヒトは40%とされる。研究チームは「遺伝子レベルでは、ハエや線虫に比べヒトに近い。このデータは進化の解明につながる」と驚く。

 解読によると、ウニのゲノムの大きさを示す塩基数は8億1400万対でヒトの4分の1だった。10日付の米科学誌「サイエンス」に発表する。

 また、今回の解読で、ウニは生まれながらに病原体を認識するよう働く遺伝子をヒトの20倍多い200個以上持つことも判明。

 研究チームのカナダ・トロント大の日比野拓研究員(医学生物物理学)は「病原体の感染後に得る獲得免疫を持たないことを反映していると考えられる。ヒトの感染防御の仕組み解明にも役立てたい」と話す。

 ウニは、せきつい動物と共通する祖先から5億2000万年前に分かれたと推定されている。生物の発生過程などを調べる実験によく利用される動物として重宝されている。(田中泰義 毎日新聞 2006年11月10日)


 染色体とは? 
 遺伝情報を担う生体物質である。一般的に細胞分裂の時に、X 状の構造(下図参照)をつくる。細胞にあるDNAとタンパク質のヒストン、およびその他の多様なタンパク質からできている。
 
 染色体の基本形          ヒトの染色体ヒトは2n=46本
 
  
染色体の基本形          ヒトの染色体ヒトは2n=46本
 
遺伝子とは何か?
 遺伝子(いでんし)は生物の遺伝的な形質を規定する因子であり、遺伝情報の単位とされる。遺伝情報の実体は DNAの塩基配列である。


DNAとは何か?




 DNAは糖のなかまのデオキシリボースとリン酸、塩基という物質が集まってできている。このうちの塩基の部分の並び方(塩基配列)が遺伝に関係していて、この塩基配列のすべてをゲノム(全遺伝情報)という。
 
ゲノムとは何か?
 ゲノム (genome) は「ある生物をその生物足らしめるのに必須な全遺伝情報」として定義される。すなわちその生物の遺伝子の総和である。
 
 半数体ヒトゲノムは約30億塩基対からなり、体細胞は2倍体であるため約60億塩基対のDNAを核内に持っている。  

染色体・ゲノム・遺伝子・DNAの違いとは何か?
ゲノムサイズが大きい生物が高等なのか?

遺伝子数とゲノムサイズは必ずしも比例しない。両生類や植物のユリのゲノムサイズは大きく、昆虫やトラフグではゲノムサイズが小さい。これはイントロンや遺伝子間のジャンクDNAの長さが原因である。  進化の過程でゲノムサイズは増加していくが、あるときゲノムをコンパクトにすることが起こるためであると考えられている。   細胞、核から染色体、DNAのつくり   

例えばハエ、ユリ、ヒト、ウニ、ニワトリの染色体数、ゲノムサイズを比較してみよう。 

           染色体数、     ゲノムサイズ

ハエ           8        1.8×108 
ユリ            24        1.2×1011  
ヒト           46       3.0×109
ウニ           50       0.75×109
ニワトリ         78       1.0×109                   


 染色体数ではニワトリが一番多いが、ゲノムサイズではユリが一番長くなる。ヒトは高等生物というが、染色体数でもゲノムサイズでも一番ではない。

 結局 ウニとヒトの染色体・ゲノム・遺伝子・DNAは? 染色体

・ウニとヒトでは染色体は50:46でウニの方が多い。  

ゲノム
・ゲノムではウニが0.75×109塩基対、ヒトが3.0×109塩基対でヒトの方が4倍長い。
 
遺伝子
・遺伝子数は2万3000個でウニもヒトもほぼ同じ。
・遺伝子のうち16100個(70%)はまったく同じ。
・遺伝子からはタンパク質がつくられるが、つくるタンパク質の70%は同じということであり、ウニとヒトの姿形はまったく違うが、遺伝子で考えるとかなり近いなかまである。
・ちなみにチンパンジーは99%、ハエは40%である。
 
DNA
・DNAはゲノム数に比例するので、ウニが0.75×109塩基対、ヒトが3.0×109塩基対ということでヒトの方が4倍長い。
 
ややこしいですね。わかっていただけたでしょうか? 
 

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みんな大好き!空にフワフワ浮く風船 中に入っている「He」とは? このエントリーをはてなブックマークに追加  

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空に浮く風船の中に入っているものは? みなさんご存じですね。正解は「ヘリウム」です。

近くのイトーヨーカドーに買い物に行くと、よく子供に風船をもらいます。子供は本当に風船が好きで、 大人が気づかなくても風船をまっ先に見つけます。

もらえる風船の中には、空中に浮くものがあります。その中にはヘリウムが入っています。ヘリウムは水素の次に軽い気体で、化学的に安定しており水素のように爆発することもない気体です。

ヘリウムとはどんな物質なのでしょうか?今日はヘリウムについて学びます。 

知っておきたい基本情報
ヘリウムとは何か? ヘリウム(Helium)は原子番号 2、元素記号 He の元素。無色、無臭で、最も軽い希ガス元素でもある。

すべての元素の中で最も沸点が低く、超高圧下でしか固体にならない。ヘリウムは不活性の単原子ガスとして存在する。

また、存在量は水素に次いで宇宙で2番目に多い。ヘリウムは地球の大気中にも存在し、(0,0005%)鉱物やミネラルウォーターのなかにもとけ込んでいる。天然ガスと共に豊富に産出し、気球や小型飛行船の浮揚用ガスとして用いられたり、液体ヘリウムを超伝導用の低温素材としたり、深海へ潜る際の呼吸ガスとして用いられている。

標準状態ではヘリウムは単原子ガスとしてのみ存在できる。ヘリウムを固化するには非常に特殊な条件下におかなければならない。元素の中で沸点が最も低く、標準圧力下では温度を下げて絶対零度になっても液体のままであり、固化するにはさらに高い圧力をかける必要がある。

極低温下のヘリウムは超流動を示す。

ヘリウムでアヒル声!ドナルドダックボイス現象とは? 風船に次いで使われる用途としては、ドナルドダックボイスがあります。ヘリウムガスを吸うことによって、声が高くなり、アヒルのような声になります。これは、ヘリウムが空気中よりも音の伝わる速さが早いので起きる現象です。この状態で歌を歌ったり、早口言葉をしたりすると、面白いことになります。

この「ヘリウムを吸うと声が変わる」ということは、テレビでもおなじみで小学生でもよく知っています。このためヘリウムガスの入った風船から息を吸おうとすると大変です。

風船に入っているヘリウムは、ヘリウムだけが入っています。人の声を変えるために使うヘリウムはヘリウムだけでなく酸素もちゃんと入っているのでかんちがいしないで下さい。

風船のヘリウムだけを大量に吸いすぎると、酸素不足によって、窒息することがあるので気をつけましょう。 

もっと知りたい発展情報
ヘリウムの種類は?

ヘリウムには同位体としてヘリウム3とヘリウム4がある。

ヘリウム原子の原子核は 2つの陽子と2つの中性子からなり、周りを2つの電子が回って構成される(ヘリウム4)。同位体にヘリウム3(陽子 2、中性子 1、電子 2)がある。

ヘリウム3は、天然には非常に僅かしか存在しないので、原子炉で生成したものが利用される。原子炉内で、リチウム6に中性子を当てると、三重水素とヘリウム4ができ、この三重水素がベータ崩壊して、ヘリウム3となる(半減期12.5年)。

そのほか、人工的に作られた同位体としては、ヘリウム6,ヘリウム8,へリウム10などがある。

ヘリウムは何に使うの?

ヘリウムは空気よりも軽いため、浮揚用ガスとして使われ、広告用バルーンや天体観測用気球、軍事用偵察気球などに使用されている。ヘリウムは水素の 92.64%もの浮揚力があり、燃えないため、水素よりも安全なガスとして風船のガスなど広く利用されている。

ヘリウムの超流動とは?

超流動 (Superfluidity) とは、極低温において液体ヘリウムなどの流動性が高まり容器の壁面をつたって外へ溢れ出たり、原子一個が通れる程度の隙間に浸透したりする現象で、量子効果が巨視的に現れたものである。1937年、ヘリウム4が超流動性を示すことをカピッツア (P. L. Kapitza) が発見した。

ヘリウムは太陽から発見された?

ヘリウム (英 Helium、Greek ἥλιος helios、太陽に由来)は1868年にフランスのピエール・ジャンサンとイギリスのノーマン・ロッキャーがそれぞれ別個に存在を予言した。二人ともその年にあった日食の太陽光線について研究をしており、分光学での輝線スペクトルから未知の元素があることに気付いた。

エドワード・フランクランドがジャンセンの予言を立証し、さらにその元素が太陽の観測から発見されたことから、ギリシャ神話の太陽神ヘリオスの名に -ium をつけた名前を提案した。-ium は本来金属につけるラテン語の派生名詞中性語尾だが、これはこの時点でヘリウムが金属と思われていたからだった。

元素記号 He はその頭文字である。1895年にイギリスのウィリアム・ラムゼー卿によりウラン鉱石からヘリウム単体が取り出され、精製した結果金属でないことがわかったが、名前が変更されることはなかった。スウェーデンの化学者ニールス・ラングレットとパー・テオドール・クレーベはラムゼーと別個にヘリウムの分離に成功していた。

1907年にアーネスト・ラザフォードとトーマス・ロイズはアルファ粒子がヘリウムの原子核(ヘリウム4)であることを発見した。

1908年オランダのヘイケ・カメルリング・オネスは 0.9 K まで温度を下げることで液体ヘリウムを初めて製造した。この偉業により彼は1913年にノーベル賞を受けている。

1926年オネスの弟子であるウィレム・ヘンドリック・ケーソンはに初めて固体ヘリウムを作ることに成功した。
 

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秋の風邪の症状はなぜ?セイタカアワダチソウ花粉症説に迫る! このエントリーをはてなブックマークに追加  

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我が家はこの時期、せきや鼻水、鼻づまりと家族4人全員の調子が悪い。春先もそうですが風邪をひいたような嫌な状態が続きます。おそらく何かのアレルギーだと思います。

外を歩くと青い空に穏やかな日差し、さわやかな秋の風景が広がっています。秋の七草の1つ「ススキ」の穂がキラキラしています。こんなにいい季節なのになんで気分が優れないんでしょう?

振り返ると、黄色が目立つ花がたくさん咲いているではありませんか。これが人によっては嫌われているセイタカアワダチソウです。

この花粉が花粉症の原因ではないかといわれています。ところが調べてみるとセイタカアワダチソウは虫媒花であり、花粉症の原因ではないという意見が多いようです。

今日はセイタカアワダチソウ花粉症説に迫ります。


セイタカアワダチソウの風景
近所の野原で見られたセイタカアワダチソウ果たして、この美しい黄色い花になんの罪もないと安心してよいのだろうか?

  


セイタカアワダチソウとは?
北アメリカ原産の帰化植物で、日本には明治に渡来したとされています。戦後、西日本を中心として、急激に分布が拡大し、荒地や土手、線路際等で大群生を作りました。このため、セイタカアワダチソウには「閉山草」「鉄道草」等の別名もあります。

10〜11月頃にかけて、花穂に1〜1.5cm程の黄色い花をたくさん咲かせます。この花穂の様子、ないし、種子の状態が泡を立てたように見えることから、セイタカアワダチソウと命名されています。

通常は1〜3m程度の高さに成長しますが、土手や線路際等では、夏季に除草作業が行われることが多く、低いまま、開花しているものも多く見かけます。

セイタカアワダチソウは花粉症の原因か?
花粉病の原因として騒がれた時期もありましたが、セイタカアワダチソウは虫媒花のため、風媒花のように風で花粉を撒き散らさないことがないことがわかってきました。

 
ニホンミツバチ            ベニシジミ

しかし、花粉症の要因としては間逃れたものの、花を揺さぶると多量の花粉を落とし、喘息を引き起こすことがあります。

無配生殖で種子を生じて繁殖していくため、瞬く間に生育範囲を広げていきました。このため、他の植物が絶滅するとされ、一時期は、かなり大掛かりなセイタカアワダチソウの絶滅運動が行われたこともありました。

無配生殖とは?
単為生殖の1つで,配偶体の卵細胞以外の細胞が単独に分裂,発達して胞子体(固体)を生ずる現象。

単為生殖は、接合なしに新個体が作られるので、雌側の遺伝子のみを受け継ぐことになる。また、接合を前提とした生殖細胞であれば、当然ながら染色体は単相であり、接合によって複相になるはずである。つまり、卵がそのまま発生を行えば、他の個体は複相であるのに、単相の個体が生じることになる。

普段から単為生殖を行っている生物では、そのため、卵など減数分裂で作られるべき生殖細胞を、減数分裂抜きで作っている場合や、減数分裂を起こした核が、ふたたび融合することで複相にもどる場合などがある。後者の場合、遺伝子の組み合わせの変更が行なわれているので、親と全く同じ個体にはならず、有性生殖の働きはあるが近親交配になる。

なぜセイタカアワダチソウはこれほど多くなったか?
セイタカアワダチソウは、地下茎からポリアセチレン化合物を出し、他の植物が生育できなくなる環境を作出します。(このように他の植物の繁殖を制御する物質をアレロパシー物質と呼びます。)

最近では、アレロパシーにより自家中毒を起こし、その勢いはかなり衰えてきたとされています。その一方で、山村等の高齢化により休耕田が増えたため、また繁殖し始めたという説も浮上してきました。

何かと嫌われることの多い植物ですが、花の少ない晩秋に咲くため、養蜂家には重宝されており、元々は蜜源植物として導入されたとする説もあります。

尚、近縁種には同じ北アメリカ原産の「オオアワダチソウ」がありますが、こちらは背が低く、花期は夏になります。

セイタカアワダチソウは食べれるか?
また、セイタカアワダチソウを「アキノキリンソウ」と呼ぶことがありますが、アキノキリンソウは日本原産のもので、30〜80cm程度にしか成長しません。アキノキリンソウの全草を天日で乾かしたものは一枝黄花と呼び、健胃・風邪の頭痛やのどの痛み等に優れた薬効があり、若芽を食用にもしますが、セイタカアワダチソウにも同様の薬効があるかどうかは不明です。しかし、十分にあく抜きすれば、セイタカアワダチソウの若芽も食用になるとのことですが、書物によっては有毒植物として記載いるものも数多くあります。

花粉症の原因は何か?
現在、秋の花粉症の原因とされているのがブタクサです。

ブタクサ(豚草、学名 Ambrosia artemisiifolia var. elatior )は北アメリカ原産で明治初期に渡来した帰化植物で、日本全国の道端や河原などに生息する、1メートル程度の一年草。

 目立たないが、よく探すとあちこちに見られる

雌雄同株の風媒花で、開花時期は7〜10月頃。雄花は、約2〜3mmの黄色い小花が複数集まった房が細長く連なり、その下に雌花が数個咲く。葉は細く切れ込む。

同属のオオブタクサ(A. trifida)は高さ2mほどになる(4m近くに達することもある)。葉は3つに切れ込み、葉の形からクワモドキとも呼ばれる。

ともに花粉症の原因として知られ、日本国内ではスギ、ヒノキに次ぐ患者数が存在するとされる。アメリカでは全人口の5〜15パーセントがブタクサ花粉症との統計がある。

ブタクサ花粉症の症状と対策は?
ブタクサは鼻アレルギーだけでなく、花粉によるぜん息をも引き起こします。それも、ブタクサが問題視されている理由の一つでしょう。

ブタクサによる鼻アレルギーの症状は、スギ花粉症と同じです。くしゃみ・鼻水・鼻づまりがあって、一見風邪みたいに見えます。時期的にも、夏の終わりで秋風の吹き始める頃がブタクサのシーズンですので、鼻風邪と混同されがちです。

ブタクサ花粉症についても、鼻アレルギー治療の基本は同じです。

1. 家の窓を開き放たない。花粉の家屋内侵入を予防します。
2.外出から帰ったら、衣服に付着した花粉を払い落とす。
3.抗アレルギー剤の内服や点鼻・点眼を早めに行なう。そのためには、鼻風邪かなと思っても長引く場合には耳鼻科医を受診する。
 

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化学療法に道はあるか?ザクロの化学成分がガンに効く? このエントリーをはてなブックマークに追加  

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現在、ガン治療で注目されているのは免疫療法です。これはガン細胞を抑えるはたらきをもった免疫細胞を自分の体の外で大量に培養して、からだにもどすことで、ガンを治療しようとする方法です。

体の免疫力を増加させる方法で自然の理にかなった方法です。しかしすでに抵抗力の弱りきった人はどうしたらよいでしょう。速効性は期待できません。

化学療法ではもはやガンには対抗できないのでしょうか?

化学療法には、必ず副作用があります。ところが、最近ザクロジュースが前立腺ガン細胞を死滅させる効果があることがわかりました。ザクロは自然の果物ですから副作用も少ないはずです。

どんな成分がガンを消滅させたのでしょう?まだわかりません。また前立腺ガン以外には今のところ効果がありません。しかし新たな可能性を感じます。 

今日はザクロとガン化学療法について学びます。 

関連するニュース
ザクロに前立腺がん抑制成分、名古屋市立大が研究発表


果物のザクロに、前立腺がんの細胞を死滅させる成分が含まれていることが、名古屋市立大の朝元誠人・助教授らの研究で分かった。

横浜市で開催中の日本癌(がん)学会で28日発表した。

朝元助教授らは、人間の初期の前立腺がん細胞を培養し、濃度5%のザクロ果汁の溶液に入れて影響を調べた。すると、わずか30分で激しい反応を起こし、がん細胞が死滅した。前立腺がんにこれほど強く作用する天然物質は例がないという。他のがん細胞には効果がなかった。

また、前立腺がんのラットに、5%濃度のザクロジュースを飲ませたところ、がん縮小効果がみられた。ザクロの何の成分が効いているかは不明。

朝元助教授は「普通の食品に、こんな作用があるのは珍しい。成分が分かれば、前立腺がんの予防や治療への応用が期待できる」と話している。(2006年9月28日  読売新聞) 

ザクロとは?


ザクロ(石榴、柘榴、若榴、英:pomegranate)はザクロ科ザクロ属の小高木、もしくはその果実。原産地はイラン東部。

 赤い果実にどんな化学成分が?

果実の赤く硬い外皮を割ると透明な赤い小さな実が無数に出てくる。実は小さな種を含み、甘酸っぱくて食用。果皮を乾燥させたものは石榴果皮(せきりゅうかひ)といい、煎じて飲むと下痢止めや虫下しになる。花言葉は円熟の美。子孫の守護。

果実のしぼり汁で磨くと湯気でも鏡が曇らないといわれ、風呂の鏡を磨くために用いた、そこから風呂への入り口を柘榴口という。屈み入ると鏡鋳る(鏡を磨くこと)とを掛けたものともいう。

グレナデンシロップはザクロのシロップである。色が似ているガーネットを柘榴石と呼ぶ。

初夏に鮮紅色の花を咲かせ、他の樹木が緑の中で目立つため中国の詩人王安石は、『万緑叢中紅一点』と詩に詠んだ。花は子房下位で、がくと花弁は6枚、雄蕊は多数ある。果実は秋に熟す。

日本では庭木、盆栽など観賞用に栽培されることが多く、矮性のヒメザクロ(鉢植えにできる)や八重咲きなど多くの栽培品種があり、古典園芸植物のひとつでもある。 また、最近ではザクロの果汁に前立腺がんの細胞を死滅させる成分が含まれていることが分かり、医学会からも注目を集めている。ただし、ザクロの何の成分が前立腺がんに効くのかはまだ不明。 

化学療法とは?


薬物をつかって癌を治療する方法をいう。薬物は血流によって体の隅々にまではこばれるので、手術や放射線では治療できないところにまで広がった癌に有効である。さまざまなタイプの抗癌剤が使用されているが、そのほとんどが癌細胞のDNAの合成や機能をさまたげるものである。したがって、活発に分裂する細胞ほど化学療法に対し感受性がある。正常組織は癌よりも分裂細胞が少なく、薬に対して抵抗性をしめす。

化学療法に感受性が高く、高い確率で治癒が可能な癌には、子宮癌、小児の急性白血病、ホジキン病、びまん性大細胞性リンパ腫、睾丸癌、卵巣癌、肺の小細胞癌、いくつかの小児の癌などがある。これらの癌は、診断されたときにはすでに広がっている場合が多く、ほかの手段では治療が不可能な場合が多い。化学療法はその他の進行癌でも、長期にわたって癌をコントロールしうるので、一般に癌の一時的緩和にもちいられる。

化学療法のおもな問題は、ほとんどの治療薬が高い毒性(副作用)をしめすので、毒性をコントロールし、耐性のリスクを減らすことである。化学療法を実施するときは早めに治療を開始し、適正量の薬剤をできるだけはやく反復使用する一方、患者に、毒性から回復する機会をあたえることが重要である。また、骨髄移植や末梢血幹細胞移植などの支持療法の進歩もいちじるしい。

化学療法をおこなう場合は、多剤併用療法といって、作用の仕組みのことなる数種の抗癌剤を同時につかうことが多い。ただし、抗癌剤とほかの薬剤を併用したときに、予想外に強い副作用がでることがあるので、専門医でも細心の注意が必要とされる。

化学療法は、外科手術や放射線療法と併用されることもある。最初の治療として手術をした場合に、補助療法としてもちいる。ふつうは手術後におこなうことが多い。併用療法により乳癌の治癒率は大幅に向上した。化学療法を補助療法としておこなうおもな目的は、手術前からすでにあった微小転移巣を消滅させることである。最近では、化学療法が補助療法として手術の前におこなわれている。この療法は補助的な化学療法として同様の効果があるが、癌を小さくして手術をしやすくすることもできる。 
 

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太古ロマン 中生代の琥珀にハナバチ発見 ミャンマー このエントリーをはてなブックマークに追加  

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地球の歴史は、産出する化石の種類によって地質時代に区分されるようになった。

地球の誕生は46億年前と考えられているが、現在知られている最古の岩石は、40億年前のものである。

カンブリア紀より古い時代の地層からは、ほとんど化石が産出しないので、一括して先カンブリア時代とよぶ。

カンブリア紀以降(まとめて顕生代とよばれる)は、大型化石が多産するため、生物種の移りかわりが地質時代の境界認定に使われてきた。

まず古生代、中生代、新生代と大きく3分され、それぞれの代は、さらに細かくいくつかの紀に分けられる。

紀はさらに世に区分され、世は地球の歴史の最も小さな時間単元である期に分けられる。

代の名称は、その当時の生物群がどの発展段階にあったかということを考慮して、古い型の生物が繁栄した古生代、新しい型の生物があらわれた新生代、その間を中生代と名づけられた。

今日は46億年という、長い地球の歴史のなかで約4億年前地上に初めて出現した動物のなかま「昆虫」の話題である。

ミャンマーの約1億年前の地層にハナバチの入った琥珀が見つかった。

ハナバチはミツバチのように花の蜜や花粉を集めるハチの総称である。約1億年前から花を咲かせる被子植物が出現、繁栄したといわれている。

恐竜の繁栄した太古の時代に、今と同じ野山の風景の一部が見られたと思うと興味深い。

今日は昆虫の出現した時代と昆虫の化石について学ぶ。(参考HP 生物学入門、おもしろ昆虫化石館)

 琥珀中のハナバチ 中生代 ミャンマー


関連するニュース
1億年前の琥珀にハチ 米研究者がミャンマーで発見


最も古いハナバチの仲間はわずか体長約3ミリとアリのように小さいが、花粉をせっせと運んで植物の繁栄に貢献したらしい――米国の研究者が、約1億年前のハチ入り琥珀(こはく)をミャンマー(ビルマ)で発見した。26日に米科学誌サイエンス電子版で発表する。

琥珀は大昔の松ヤニなど樹脂の化石。周囲にいた昆虫などを取り込み、タイムカプセルのように保存することがある。

今回のハチは白亜紀初期(約1億年前)の琥珀から、よい保存状態で全身が見つかった。これまで知られているハナバチの化石より4500万〜3500万年古いという。

体長は2.95ミリメートル。枝分かれした羽毛状の体毛など、花に集まるハチの特徴を多く持っていた。この毛は頭や脚などから生えており、現在のハチ同様、幼虫のエサにする花粉集めに使っていたらしい。

ハナバチの仲間などの昆虫が花から花へと花粉を運ぶ役割を果たすことで、白亜紀初期から中期にかけ、花を咲かせる植物が急速に多様化したと考えられている。

茨城県自然博物館の久松正樹・首席学芸主事は「原始的なハチの仲間の化石は約2億年前のものが見つかっているが、被子植物と関係の深いハナバチが中生代から見つかったのは新しい発見」と話している。(asahi.com 2006年10月26日)

知っておきたい基本事項


化石
動植物の遺骸・遺物・遺跡などが地層中に保存されていたもの。

示相化石
その生物の生活していた環境がわかる化石

示準化石
その生物の生活していた時代がわかる化石

中生代
中生代(ちゅうせいだい)は、古生代・中生代・新生代と分かれる地質時代の大きな区分の一つ(約2億5000万年前〜約6500万年前)。 恐竜が生息していた時期にほぼ対応する。

昆虫の化石
(300万年前頃 新生代第三紀鮮新世 兵庫)

    
チョウ             シロアリ          ケバエ

くわしくわかる発展事項


琥珀
コハク(琥珀)とは木の樹脂が地中に埋没し、長い年月により固化した宝石である。

ペンダント、ネクタイピンなどの装飾品に利用される。鉱物ではないが、硬度は鉱物にも匹敵する。色は、黄色を帯びた水あめ色のものが多い。世界的には、リトアニア、ポモージェ、東プロイセンなどバルト海沿岸地域が主な産地である。日本国内では、岩手県久慈市近辺で産出される。

上述したように琥珀は、樹脂が地中で固化してできるものである。そのため、石の内部に昆虫(ハエ、アブ、アリ、クモなど)や植物の葉などが混入しているものも珍しくない。マイクル・クライトンは小説『ジュラシックパーク』において、琥珀に閉じ込められた蚊から恐竜の血液を採取し、その中に含まれているDNAを採取することで恐竜を蘇らせるという設定を用いた。

ハナバチ
ハナバチとは、ハチ目の昆虫のうち、幼虫の餌として、花粉や蜜を蓄えるものの総称。代表的なのは、ミツバチ、クマバチやマルハナバチなどである。
ハナバチとは、ハチ類の中で、花に訪れ、蜜や花粉を集め、幼虫の餌としてそれらを蓄える習性をもつものである。分類上は、ヒメハナバチ科、コハナバチ科、ハキリバチ科、ミツバチ科などに所属するものがこれにあたる。系統的にはカリバチの中でもアナバチ類と縁が近い。

多くは小型から中型のハチで、体は丸っこいものが多い。ハナバチ以外でも多くのハチが下唇の先端に蜜などの液体を吸うために、中舌というブラシ状の細かい毛に覆われた舌の様な構造を持っているが、ハナバチでは特にこの中舌が長く伸び、これに1対の下唇鬚とさらに1対の小顎外葉が添えられて、花の奥から蜜を吸いだす口吻を構築している。また、体は木の枝のように細かく分岐した毛で覆われて花粉がつきやすくなり、後肢や腹部に体の表面についた花粉を集めて運搬するのための構造が発達するものも多い。

一般にハナバチは花の受粉を行なうため、農業上は益虫として扱われる。また、ミツバチは蜂蜜を採取するために飼育される。

昆虫の出現時期
最初の陸上節足動物の化石は、4億1,500万年前のものだ。植物を追って陸に上がった節足動物は、脊椎動物より5,000万年前はやく上陸したことになる。

昆虫も約4億年前に出現したと考えられている。数億年の間に世界で今名前のついている昆虫だけで、100万種類もあるといわれている。これは大変な数で、人間はわずか一種類である。1日1種類に出会うと年間で360種類。30年やっても1万種類しか出会えない。 

 

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私たちの生活を豊かにする「新素材」にはどんなものがあるか? このエントリーをはてなブックマークに追加  

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今日は私たちの生活を豊かにしてきた「新素材」について学んでみたい。 

炭素繊維とは?
カーボンファイバー、あるいは繊維状炭素ともよばれ、ほとんどが炭素でできている繊維。一般には黒鉛繊維もふくめて炭素繊維とよんでいる。軽量で高強度、高弾性というすぐれた性質があるところから、テニスラケットやゴルフクラブなどのスポーツ用品、航空宇宙関係などで多くつかわれる材料。ガラス繊維とならんで、代表的な無機繊維である。

ファインセラミックとは?
セラミックというのは英語で焼き物という意味でガラスや陶磁器などのことをいいます。ファインは細かいとか上質という意味があり、ファインセラミックは材料を細かくしたセラミックです。

セラミックには熱や薬品に強い。固いなどの性質があります。また圧力によって電気を発生するものもあります。

こうした性質を利用して、耐熱材、人工骨、ナイフなどに使われています。

液晶とは?
液体としても固体(結晶)としてもふるまう物質の総称。液晶中の分子は、液体中の分子に似て比較的自由にうごけるが、その一方で固体結晶中の原子のように、規則的に配列する。ただし、液晶がこのような液体と固体の両方の性質をもつのは、一定の温度と圧力あるいは濃度のもとにあるときだけである。

それよりも高い温度か低い圧力のもとでは、液晶の分子が同じ並び方をする性質はうすれ、通常の液体と同様に不規則になる。また、低い温度か高い圧力のもとでは液晶の分子はたがいにうごかなくなり、通常の固体のようになってしまう。

液晶は、大きくサーモトロピック液晶とライオトロピック液晶にわけられる。サーモトロピックは、温度によって、ライオトロピックは濃度によって、一定のレベル以上で液晶となる。サーモトロピック液晶には分子の形や並び方によってネマティック(棒状の分子が長軸方向にならぶ)、コレステリック(らせん状にならぶ)、スメクティック(層状にならぶ)などの種類がある。

液晶の光学的性質は、電界や磁界をくわえることによって変化させることができる。たとえば、ある種の液晶は弱い電界をくわえることによって透明から不透明に変化したり、光の偏光面(→ 光学)を回転させる働きをもつようになる。これらの性質をつかって、表示装置として利用され、デジタル式腕時計や電卓、携帯テレビ、ノート型パソコンなどにもちいられている。

吸水性ポリマーとは?
自重の数百倍以上という大量の水を吸収できる材料で、高吸水性ポリマーなどともいう。固体と液体の中間的な状態にあって、水にとけない架橋された高分子(→ ポリマー)の膨潤体のことをさしている。

ハイドロゲルは、分子間に水分を化学的にとりこんで全体が膨潤するために、とりこまれた水分はなかなか外界へ出てこない。日常生活でみられるものでは、コンニャクのようなもので、体積の大部分が水である。架橋とは、ゴムに硫黄を添加してできるような構造で、2本の直鎖状の高分子が直接または間接に原子をはさんで結合した状態にある。

膨潤体とは溶媒にいれた物質が大量の溶媒を吸収してその物質全体がふくらむことをいう。日常生活でもすぐれた保水性を生かして紙おむつやソフトコンタクトレンズ(→ 眼鏡)、生理用品、薬のカプセル(→ ドラッグ・デリバリー・システム)など、さまざまな分野で利用されている。

形状記憶合金とは?
大きな力をあたえてもはなすとゴムのように元の形状にもどったり(擬弾性)、すこし加熱するだけで元にもどったりする性質(熱弾性)をもっている合金のことをいい、こうした特性のことを形状記憶効果という。

形状記憶合金は、1951年に金-カドミウム合金とインジウム-タリウム合金で最初にみいだされた。63年にはアメリカの海軍兵器研究所でチタン-ニッケル系の合金でこれをはるかにしのぐ形状記憶効果をみいだし、これ以来、形状記憶合金が一躍有名になった。

1970年に、形状記憶効果が、熱弾性型マルテンサイト変態(→ マルテンサイト)に特有な現象であることがわかった。マルテンサイト変態とは鋼を焼入れしたときに、オーステナイトからマルテンサイトを生じる変化をさした。

同じ現象が他の合金でもみられるので、2つの金属原子がつながる相手をかえる拡散をともなわずに、原子の位置が1原子距離以内でずれる現象をいうようになった。

これは低温で変形するときに、一般の金属のように、原子どうしの滑りで変形するのではなく、結晶内の原子がわずかに位置をかえて変形しているためである。

超電導物質とは?
超伝導 (ちょうでんどう、 Superconductivity) は、超低温環境下で金属に生じる現象で、電気抵抗がゼロになることからこのように呼ばれる。超伝導現象が生じる物質のことを超伝導体 (Superconductor) といい、超伝導状態で流れる電流のことを超伝導電流という。

超伝導状態では、ゼロ抵抗以外にも超伝導体内部から磁場が排除される(マイスナー効果)などの顕著な現象が見られる。さらに、超伝導体は磁場に対する応答の違いから第一種超伝導体と第二種超伝導体に分かれることが知られている。

後者では超伝導体中を磁束量子が格子状に貫通することで超伝導状態と磁場が共存可能になり、磁束が超伝導体中の不純物などに固定される(ピン止め効果)ことによりゼロ抵抗を維持している。いわゆる「磁気浮上」現象ではこの磁束のピン止めが重要な役割を果たす。工学分野では、超電導と書かれることがある。

水素吸収合金とは?
水素ガスを吸収して固体状態で貯蔵し、必要に応じてとりだすことができる合金のこと。水素貯蔵合金ともよばれる。

白金やパラジウムなどの金属は多量の水素を吸蔵するが、遷移元素や希土類元素の合金も大量の水素を吸蔵することが1970年ごろに発見された。代表的な水素吸蔵合金には、オランダのフィリップス社が開発したランタンとニッケルの合金(LaNi5)と、アメリカのブルックヘブン国立研究所で開発された鉄とチタンの合金(FeTi)がある。

水素吸蔵合金は、常温でしかも比較的低い圧力の水素雰囲気の中、固体の水素化物を容易に生成できる。一般に遷移元素は高圧の水素を供給するか温度をあげていくと水素を吸収しはじめる。一方、金属の種類によって水素原子が気体分子の状態から金属結晶の中に吸着されるために要するエネルギーがことなり、水素を放出する。

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日本の猛暑にも影響 インド洋ダイポールモード現象とは何か? このエントリーをはてなブックマークに追加  

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太平洋のエルニーニョに匹敵する大規模な気候変動がインド洋にも存在することが知られていたが、このほどスーパーコンピューター「地球シミュレータ」で発生の予測をすることに成功した。

はるかインド洋で日本の猛暑にも影響を及ぼす。インド洋ダイポールモード現象とは何か学びたい。 

関連するニュース
日本の猛暑に影響、インド洋版エルニーニョの予測成功


日本の猛暑などに影響を及ぼす、インド洋の西側で海面温度が異常に上昇する「インド洋ダイポールモード(IOD)現象」の発生や推移を予測することに、海洋研究開発機構(本部・神奈川県横須賀市)の研究チームが世界で初めて成功した。

この現象は、太平洋で起きるエルニーニョ現象と同様、世界規模の異常気象の要因として注目されており、長期予報などに役立ちそうだ。
IOD現象は、インド洋で5月〜12月にかけて、南東風が強まり、東側の表層にある高温の海水が西側に吹き寄せられることで発生する。東側のスマトラ島付近では深海の冷水が上昇するため海面温度が下がる。
1961年以降、10回発生。オーストラリアで干ばつ、東アフリカでは大雨になりやすい傾向があり、西日本の猛暑も密接な関連があることが分かってきた。
研究チームは過去数十年分の海面温度や気温の推移データから、IODの発生予測モデルを開発。昨年11月、スーパーコンピューター「地球シミュレータ」で、今年10月までのインド洋西部の海面温度の推移を計算したところ、今年8月以降、IOD現象が発生するとの予測が出た。実際の観測でも発生が確認され、予測モデルが有効であることが示された。
(2006年10月16日  読売新聞)

知っておきたい基本事項
エルニーニョとは?
ペルー沖の東太平洋で海水温が上昇する現象。平年値より0.5度以上の高い状態が数か月〜1年程度続くこと。

ラニャーニャとは?
エルニーニョとは逆に平年値より0.5度以下の低い状態が続くことをラニャーニャという。

もっと知りたい発展情報


ダイポールモード現象とは何か?
ダイポールモード現象(ダイポールモードげんしょう)とはインド洋熱帯域において東部で海水温が低くなり、西部で海水温が高くなる気象現象。それに伴って起こる風や気候の変化を含むこともある。

外部の気候因子よってインド洋で南東貿易風が強化されると、東側にあった高温の海水は西側へ移動させられ、また東側では深海からの湧昇や海面から蒸発が盛んになるために海水温が低下する。

そのため、インド洋の西側にあるアフリカ大陸東岸では海水温の上昇により蒸発が盛んになり降水量が増加する。逆にインド洋の東側にあるインドネシアでは蒸発が抑えられるので降水量が減少する。このためダイポールモード現象は多雨による洪水、乾燥に伴う山火事といった異常気象を引き起こす原因となりうる。

またこの現象はテレコネクションによってアジア各地の気候に影響を及ぼしているとされる。フィリピンから中国南部、インドシナ半島からインド北部にかけては降水量が増加するとされる。さらにその北側にある日本では降水量が減少し猛暑となるとされる。
 

エルニーニョと地球環境

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地球大循環とエルニーニョ

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いつまでも花が長持ち!花粉のない植物を開発 筑波大チーム このエントリーをはてなブックマークに追加  

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種子植物は美しい花を咲かせる。花びらの色や香りで虫を呼びよせ、虫の力で花粉を運ばせる。花粉がめしべの柱頭につくことによって受粉、受精し花の役目を終える。

したがって受粉しない間は、花は咲き続けることになる。花屋さんで百合の花の花粉の入った袋(やく)を取っているのは、長持ちさせる意味がある。

植物のDNA、遺伝子操作によって、「ペクチン」をつくらせないようにすると花粉のできない花ができた。筑波大大学院の佐藤忍教授らの研究チームが新しく開発した。

今日は種ができる有性生殖のしくみと、種ができないしくみについて学ぶ。 

関連するニュース
筑波大チーム、花粉ない植物を開発…種できず花長持ち


植物の遺伝子の働きを調節することで花粉ができないようにする手法を、筑波大大学院の佐藤忍教授らの研究チームが開発した。

様々な遺伝子組み換え植物の花粉の拡散防止に役立つほか、種ができないため、草花の花を長持ちさせることが出来るという。

研究チームは、植物の細胞同士を結びつける「ペクチン」という糖類に着目。タバコの仲間の植物を使って、特定の薬品を作用させると、ペクチン合成ができなくなるように遺伝子を操作した。ペクチンは花粉の合成などにもかかわっているため、これにより、花は咲くものの、花粉ができない状態を作り出すことが出来た。

種が出来ない点を除けば、植物の成長や開花には異常はなく、実際に花が長持ちする効果も確認されたという。(2006年10月23日  読売新聞) 

知っておきたい基本事項


有性生殖(ゆうせいせいしょく)
生物の生殖法の一種。卵と精子などの性細胞が合体して新しい個体をつくるふつうの生殖法。無性生殖に対する語。

種子植物の有性生殖
種子植物では,おしべのやくの中で花粉がつくられ,めしべの胚珠の中で卵細胞がつくられる。

花粉がめしべの柱頭につくことを受粉という。受粉すると花粉から花粉管がのびて,胚珠内の卵細胞に達し,花粉管の中の精細胞の核(精核)が卵細胞と合体して受精卵となる。これを受精という。

受精すると胚珠は発達して種子となり,受精卵は種子の中の胚となる。胚が発達して新個体となる。

動物の有性生殖
多くの動物は,雌の体の卵巣の中で卵がつくられ,雄の体の精巣の中で精子がつくられる。精子の核と卵の核が合体することを受精という。

魚類・両生類など,水中で生活する動物の多くは,体外受精が行われる。雌が水中にうんだ卵に雄が精子をかけ,精子は水中を泳ぎ,卵にたどりついて受精する。

は虫類・鳥類・ほ乳類など陸上で生活する動物の多くは,精子が乾燥しないように,交尾によって精子を雌の体内に送りこんで,体内で受精する。受精卵が細胞分裂してやがて胚となり,体のいろいろな部分の組織や器官がつくられて,新しい個体となる。

くわしく知りたい発展事項


ペクチン (Pectin) とは?
植物の細胞壁に含まれる複合多糖類。熟した果実の中につくられる炭水化物のひとつ。マツの形成層や柑橘類の皮にふくまれ、白い無定形質で、水にとかすと粘性の溶液になる。

牛乳などCa2+をふくむものと反応しゲル状の沈殿をつくる。糖や酸と適度な割合で混合するとゼラチン状の物質になり、ジャムの粘性増加剤となる。市販のペクチンは、リンゴやレモンからとり、ペクチンが不足している果物のジャムをつくるときに使用する。

種なしブドウのしくみ
種なしブドウは、ジベレリン処理によって作ります。ジベレリンは、植物自身が本来持っている成長ホルモンの1種です。ジベレリンには細胞の分裂を早めるはたらきがあります。農薬(植物成長調整剤)としても利用されています。

一般的に植物は、めしべの柱頭に花粉が付着して受精が起こると、花のある器官(子房など)が肥大し、種子の入った果実を作ります。

ところが、ブドウの開花前に、コップにジベレリンを入れ、花穂を浸すなどの処理をすると、開花後すぐに成長し結実。種なしの果実ができます。

そのままですと果実が著しく小さくなるため、満開後にもう一度ジベレリンで処理し、もとの大きさと同じくらいに肥大させます。こうすると、収穫期が3週間ぐらい早くなりますし、粒数が増えるので収量も多くなります。

日本で、この生産技術により栽培されているブドウは、「デラウエア」がほぼ100%、その他「ピオーネ」、「巨峰」、「マスカット」にも利用されています。

種なしスイカのしくみ
スイカの場合はブドウとは異なり、染色体数を変えて作る方法です。種のあるふつうのスイカは、染色体を基本数の2倍持つ2倍体です。この2倍体のスイカの成長点(苗の先端)に、コルヒチン(ユリ科植物に含まれるアルカロイドの1種)を作用させると、4倍体のスイカができます。

さらに、このスイカのめしべに2倍体スイカの花粉をつけると、3倍体のスイカの種ができます。3倍体スイカは、染色体の分裂が不規則になるために種を作る能力がありません。そのため3倍体スイカの種を植えると、種なしスイカになるのです。

しかし、種なしスイカは手間がかかるなどの理由から、現在ではあまり作られていません。バナナが種を持っていないのは、3倍体だからです。

受精しない果実(単為結実)
また、温州ミカンやカキ、パイナップルなどのように、受粉しないか、受粉しても受精しないで、子房が肥大し、種なし果実になるものがあります。このような現象を、「単為結実」といいます。
 

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じわり地球温暖化!北上する蝶「クロボシセセリ」本土で初確認 このエントリーをはてなブックマークに追加  

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地球温暖化のために恐れていた事態がつぎつぎに起こっている。

巨大台風の発生、熱波、砂漠化、海面上昇などなど私たちに何ができるだろう?そして、まわりの生物まで変わろうとしている。

最近、南の国に棲むはずの蝶が北上をして身近に見られるようになった。ナガサキアゲハ、クロコノマチョウ、ツマグロヒョウモン、ムラサキツバメ、アカボシゴマダラ、クロボシセセリ などなど...注意して今度探してみよう。見たことのない蝶が近くにいるかもしれない。

今日は地球温暖化と北上する蝶について学ぶ。(参考HP 蝶の図鑑他) 

関連するニュース
沖縄や奄美に生息のチョウ、クロボシセセリ本土で初確認


沖縄や鹿児島・奄美大島などに生息する小型の南方系チョウ、クロボシセセリが、鹿児島県指宿市のフラワーパークかごしまで捕獲された。本土で確認されたのは初めてという。

同パークによると、職員が20日、ランタナの花の蜜を吸っている1匹を捕まえた。鹿児島昆虫同好会の福田晴夫会長によると、クロボシセセリは茶色っぽい羽を広げると3センチ余り。下羽に黒い斑点があるのが特徴だ。

台湾やフィリピンなどにいるが、地球温暖化の影響か、少しずつ生息地域が北上。国内では73年に西表島や石垣島、77年に沖縄本島、96年に奄美大島で発見された。屋久島や種子島では見つかっておらず、福田会長は「いきなり指宿で見つかってびっくりした」。

同パークは近く、園内に放し、本土で冬を越せるかどうか観察する予定だ。(sahi.com 2006年10月23日) 

知っておきたい基本事項


地球温暖化の原因物質は?

地球温暖化の原因となる物質には、二酸化炭素以外にメタン、フロン、亜酸化窒素などがある。

地球温暖化で予想されることは?
1.巨大ハリケーンが発生する
2.熱波が人の命を奪う
3.広大な地域が乾燥する
4.生物相や食料事情が激変する
5.熱帯病感染地域が拡大する
6.海面上昇のため環境難民が2億6千万人出現する 

もっと知りたい発展事項


クロボシセセリとは何か?

セセリチョウ科セセリチョウ亜科クロボシセセリ属 Suastusクロボシセセリ Suastus gremius (Fabricius,1798)

元々は沖縄には分布していなかった種ですが、1970年代にヤシの苗木に着いて沖縄に侵入したと言われています。沖縄は地理的条件から、このような侵入種が多いのですが、そのすべてが定着出来るわけでもありません。しかし、このクロボシセセリは、侵入後完全に定着し安定した発生を続けているようです。
 このように定着した理由として、食樹がヤシ類のために、幼虫期の餌資源での競合種が少ないことがあるでしょう。また、成虫の吸蜜源は充分にあるでしょうから、これも問題にならないはずです。このような理由から古くからの土着種のような印象を持つのかもしれません。

北上する蝶は他にあるの?

北上するナガサキアゲハ

読売新聞2002年11月30日の記事によると、棲息地の北上が続いている南方系の蝶、ナガサキアゲハの翅の模様が、北上とともに変化し、黒い部分が大きく濃くなっていることが、坂氏(京都大エネルギー科学研究科教授)の研究でわかったそうです。

  

北上は地球温暖化の影響とみられており、坂氏は「地球温暖化は、生き物の棲息域だけでなく、形状にまで影響を与えている」と警告しています。

ナガサキアゲハは東南アジア原産で、翅を広げると14cmにもなる日本最大級のアゲハ類です。坂氏が採集した蝶や各地の標本、資料などで研究したところによると、インドネシア産は、翅に白い斑紋が目立つのに、台湾、九州、本州と北へ向かうにつれ、白い部分が少なくなり、黒くなってくるそうです。

同氏が、ギフチョウのサナギを5℃程度の冷蔵庫で飼育し、羽化させる実験をしたところ、やはり羽の黒化が見られたそうです。

このため同氏は、蛹の時期に寒冷刺激を受けると、寒さに備えて日光を効率よく受けるため、黒くなると推測しています。ナガサキアゲハも温暖化で北上したものの、やはり冬場の寒冷刺激は避けられず、黒化したと見ています。

生物の棲息域の北上は、クロコノマチョウ、ツマグロヒョウモン、ムラサキツバメ、アカボシゴマダラにも見られます。

 
クロコマノチョウ                ツマグロヒョウモン

  
ムラサキツバメ                  アカボシゴマダラ

温暖化など「環境の変化による外因説」が有力ですが、同氏は、「北上に伴う生体の適応」という内因も働いているとみており、「様々な生物の体や生態に、すでに温暖化の負担がかかり、体の変化が起きている。一刻も早く、温暖化対策を進めるべきだ」と述べています。
 

温暖化の衝撃―“超食糧危機”が来る
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地球温暖化 日本はどうなる?

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ドラエモンもびっくり!「透明マント」実現に一歩近づく このエントリーをはてなブックマークに追加  

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ドラエモンの透明マントが実現に一歩近づいた。マントがある種の光を反射しない実験に成功した。

私たちが物体があると認識できるのは、物体に当たった光が反射して目にはいるからだ。もし光を反射しなかったらその物体は見ることができない。

果たしてそんなことができるのだろうか?

自然界にはある。ブラックホールがそうだ。存在は証明されているが、だれも見た人はいない。光が反射しないからだ。そればかりか光を曲げたり吸収したりする。

今日は光の基本的性質について学ぶ。 

関連するニュース


透明マント実現できる? 「見えなくする」理論確認 
かぶれば姿が見えなくなる「透明マント」実現の第一歩?――米デューク大など英米の研究グループが、特殊な微細構造の金属素材で物体を囲うことにより、物体に当てた電磁波を反射させずに裏側へ迂回(うかい)させる実験に成功した。ものが見えるのは、電磁波の一種である光が当たって反射し、目がその反射光をとらえるからだ。この反射がなければ何もないように見えるはず、という発想を確かめる試みだった。19日発行の米科学誌サイエンスに論文を発表する。

実験の基となった発想は、欧米の別の研究グループが今年5月、「理論的には物体を見えなくする素材は作れる」と同誌に発表した。物体から反射光が返らないと、目が物体の存在を認識できず、あたかも物体が透明になったようにみえる、との理屈だ。

今回のグループは、物体に当てた電磁波をねじまげて反射させずに、裏側へ迂回させるような特殊な構造の素材を考案。その素材で囲んだ直径約10センチの銅製の円筒に電磁波を当て、反射を大幅に抑えるのに成功した。

完全に見えなくするためには、反射する光のすべての波長を迂回させる必要があるため、今回の実験成果のままでは「透明マント」の実現は遠い。ただし、レーダーを無力化する技術に応用するため、米軍が研究しているとも言われている。 (asahi.com 2006年10月19日)

知っておきたい基本事項


光の直進
光は,空気や水,ガラスのような一様(密度が同様)な物質の中では直進します。


光の反射
鏡を見ると姿が映ります。私たちから出た「光」が鏡に反射して目に見えているからです。「光」は,光を通さないものにあたると,はね返されます。このことを「光の反射」といいます。


光の屈折
光は,空気中から水中などに進むとき,進む方向を変えます。光は,密度が違う物質の間を通るときに折れ曲がる性質があります。

このことを光の屈折といいます。プリズム,レンズ(望遠鏡や顕微鏡に使われていますね)などもこの光の屈折を利用しています。

くわしく知りたい発展事項


光が曲がる蜃気楼
光は密度の違う物質の中を通るときに曲がる性質がある。海水の温度が高く、そこに冷たい空気が流れ込んでくると、下が暖かく上が冷たい空気の層ができる。冷たい空気の方が密度が高いから、光はそこを通る時に、冷たい空気の方に少し曲がる。これが蜃気楼の原理だ。 

下の図では光はg-a、f-aとまっすぐ進むルートとg-b-a、f-d-aの屈折するルートの2通り通るために写真のような蜃気楼が現れる。



重力レンズの原理
光の湾曲が着目されたのは,Einsteinが一般相対性理論を発表した後のことであった。一般相対性理論によると物体が存在することで重力が生じ,その重力によって周りの時空が歪められる。光は時空に沿って道筋が最短になるように伝播するので,時空が曲がっていれば光路も湾曲することになる。 

 

重力の大きな天体が地球との間にあるために後方の天体の光が曲げられてリング状に見えている。

光が反射しないブラックホール
ブラックホールとは、重力が強いために光さえ脱出できない天体をいいます。太陽の8倍以上の質量をもった星では、その進化の最終段階で超新星爆発を起こし、星の外層部を吹き飛ばしますが、逆に中心核は重力収縮します。この中心核の質量が太陽の2〜3倍に達しない場合は中性子星になりますが、それ以上の場合、自分自身の強い重力のために星を支えることができなくなります。そして最後には重力崩壊し、物質が外に飛び出せない領域(ブラックホール)をつくるのです。



ブラックホール想像図 ブラックホール自体は見えないが重力レンズのためまわりの天体の光が曲がって見える。
 

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冥王星はどうなったか?新惑星の定義を再確認 このエントリーをはてなブックマークに追加  

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冥王星が惑星でなくなってから、2ヶ月ほどたちます。そのことの衝撃が強すぎて、惑星とは何かがまだよくわかっていません。

多分、大きな天体だけを惑星としたのだろうという予想はつくのですが、はっきり説明できないことに気がつきました。

そこで落ち着いて惑星の新定義を見なおしてみたいと思います。今日は惑星の新定義について学びます。



月より小さい冥王星などの天体は太陽系に多数存在することがわかった


関連する事項
惑星の定義(国際天文連合)


1.太陽系の惑星とは、「太陽の周りを回り」「十分大きな質量を持つために自己重力が固体としての力よりも勝る結果、重力平衡形状(ほぼ球状)を持ち」「その軌道近くから他の天体を排除した」天体である。

2.太陽系の dwarf planet とは、「太陽の周りを回り」「十分大きな質量を持つために自己重力が固体としての力よりも勝る結果、重力平衡形状(ほぼ球状)を持ち」「その軌道近くから他の天体が排除されていない」「衛星でない」天体である。

3.太陽の周りを公転する、衛星を除いた、上記以外の他のすべての天体は、Small Solar System Bodiesと総称する。

さらに、冥王星について次の決議が採択されました。

冥王星・セレス・2003UB313はdwarf planetであり、Trans-Neptunian objectの1つにふくまれます。

dwarf planetは今後の観測によって増える可能性がありますが、惑星が増える可能性は低いでしょう。

dwarf planetやsmall solar system bodies、Trans-Neptunian objectをどのような日本語に訳すのかは、日本学術会議や関係学会などで慎重に検討することになります。 

知っておきたい基本情報


惑星とは何か?
水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 の8つである。

冥王星はどうなるのか?
冥王星は「dwarf planet」になる。また海王星外の小天体の1つになる。

新定義「dwarf planet」とは何か?
「dwarf」とは「普通より小さい」という意味「planet」は「惑星」ということなので小惑星のことかと思われるが、小惑星は asteroid とか minor planet という言葉があるので「矮惑星」と仮訳されている。正式和訳は決まっていない。

「Small Solar System Bodies」 とは何か?
これまでの小惑星、彗星、太陽系の小天体の総称。正式和訳は決まっていない。

「trans-Neptunian object」とは何か?
これまでの海王星の外側にある小天体の総称。正式和訳は決まっていない。

くわしく知りたい発展事項


なんで冥王星は惑星でなくなったか?
国際天文学連合(IAU)ではこれまで、どのような天体を「惑星」と呼ぶのかは、はっきり定義されていませんでした。しかし、冥王星は次の点で、水星から海王星までの惑星とは違っていることが知られていました。

水星から海王星までがほぼ同じ平面上を、ほぼ円に近い楕円軌道で公転しているのに対し、冥王星は17度も傾いた軌道を持ち、一部が海王星の軌道の内側に入るほど軌道が円から歪んでいる。 半径が1195kmしかなく、次に小さい水星の半分以下しかない(ただし、1930年の発見当時は観測精度が低く、地球の二分の一程度の半径と見積もられていた)。

観測技術の進歩により、1990年代から海王星以遠でさまざま天体が発見されはじめ、冥王星を含めて、惑星の定義についての検討が始まりました。

例えば、1992年には、冥王星軌道の外側を回っている天体、1992 QB1が発見されました。1992 QB1は半径が100km程度と、惑星にしては小さいと考えられましたが、さらに翌年には1993 FWが発見されます。

現在では1000個を超えるこの種の天体は、trans-Neptunian objectまたはエッジワース・カイパーベルト天体と呼ばれています。このような状況下で、冥王星は、海王星以遠にある多くの似たような天体のひとつなのではないかと考えられるようになります。

1990年代後半になると、冥王星を、惑星ではなく小惑星の10000番に割り当てようとする考えなどが国際天文学連合内で提案されるようになりました。国際天文学連合は、太陽系研究に関係するメンバー約500人から電子メールで意見を集めましたが、この時は大多数に支持される結論には至りませんでした。

2000年代に入り、海王星以遠の領域には次々と大型の天体が見つかり始めます。2000年には、セレスより大きく、冥王星の半分程度の直径を持つ2000 WR106が、2001年にはさらに大きい2001 KX76が発見されました。

そして2005年7月29日、ついに、冥王星より大きいと考えられる2003 UB313が発見されたのです。同時に、2003 EL61および2005 FY9という、やはり冥王星に近い大きさを持つ天体の発見も報告されました。これらの発見によって「惑星とはなにか」という議論が再燃することになります。

2年近い討議と7名の特別委員会での検討がなされ、今年、3年に一度開かれる国際天文学連合(IAU)の総会で、惑星の定義についての決議がおこなわれました。

総会の初めに提出された案では、惑星とは、(a)十分な質量を持つために自己重力が固体としての力よりも勝る結果、重力平衡(ほとんど球状)の形を持ち、(b)恒星の周りを回る天体で、恒星でも、また衛星でもないもの、と定義されました。

また、惑星をclassical planetとdwarf planetに分けました。この定義にしたがえば、水星から海王星までの8つがclassical planet、冥王星・セレス・カロン・2003 UB313がdwarf planetです。惑星は合計で12個になり、dwarf planetは今後も増え続けることが予想されました。

しかし、この案には、多くの批判があり、「軌道の側面や天体力学的な側面からの定義をすべき」など、様々な反対意見が出されました。

結局、定義案はひとつにはまとまらず、案を4分割してそれぞれ別々に採決することになりました。その結果、下記のような惑星の定義が採択されたのです。

・太陽系の惑星とは、「太陽の周りを回り」「十分大きな質量を持つために自己重力が固体としての力よりも勝る結果、重力平衡形状(ほぼ球状)を持ち」「その軌道近くから他の天体を排除した」天体である。
・太陽系の dwarf planet とは、「太陽の周りを回り」「十分大きな質量を持つために自己重力が固体としての力よりも勝る結果、重力平衡形状(ほぼ球状)を持ち」「その軌道近くから他の天体が排除されていない」「衛星でない」天体である。
・太陽の周りを公転する、衛星を除いた、上記以外の他のすべての天体は、Small Solar System Bodiesと総称する。 

さらに、冥王星について次の決議が採択されました。
・冥王星は上記の定義によって dwarf planet であり、トランス・ネプチュニアン天体の新しい種族の典型例として認識する。(国立天文台HPより) 

 

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