サイエンスジャーナル

自然科学大好き!サイエンスジャーナル!気になる科学情報をくわしく調べ、やさしく解説します!

2008年06月

これもリュウゼツランのなかま?「幸福の木」「ユッカ」「チトセラン」

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1世紀に一度、花を咲かせるという「リュウゼツラン(竜舌蘭)」は「センチュリー・プランツ(世紀の花)」とも呼ばれている。名前は文字通り、竜の舌のようなトゲのある葉の形からつけられた。調べてみると面白いことがわかった。

あの「幸福の木(ドラセナ)」や「青年の木(ユッカ)」などお馴染みの観葉植物も「リュウゼツラン」のなかまなのだそうだ。乾燥地帯に生育する、これらの植物は水はさほど与えなくても育つ。私は水を与えすぎて根ぐされをおこし枯らしてしまった経験がある。

リュウゼツランのなかまでは、開花期になると、それまでの栄養成長で蓄えたデンプンの糖化が起き、大量の糖分を含んだ液体の転流が花茎に起こる。メキシコでは先史時代から、若い花茎を切り取って切り口を掘りくぼめることで、この液体を集め、そのまま調味料としたり、多くは発酵させて国民的な酒であるプルケを作ったりしてきた(プルケを蒸留すると、メスカルという蒸留酒になる)。

テキラリュウゼツランから製造される蒸留酒はテキーラとして世界的に飲まれているが、これは製造方法が多少異なり、花茎を伸ばす前のリュウゼツランを収穫してから葉を除き、デンプンを蓄えた茎の部分を蒸し焼きにして糖化を引き起こし、これを搾って得た糖液を醗酵・蒸留したものである。

乾燥して薄く切った花茎は、剃刀の革砥になる。また、葉を絞った液は、泡立つため、石鹸のように使われる。メキシコのネイティブ・アメリカンは、リュウゼツランからペン・釘・針、縫い物や織物につかう糸などを作っていた。

乾燥された葉は、燃料として使用されたり、日本の茅葺のように屋根材にして葺かれたりする。乾燥された花茎は、柱などの建築材としても使用された。インドでは、線路沿いに生垣として植えられている。

リュウゼツランのなかまとは?


とても役に立つ植物であるが、私たちには観葉植物として、よく目にする植物である。上の写真は、おそらくほとんどどこかで見たことがある観葉植物ではないだろうか。すべてリュウゼツラン科のなかまである。

ユッカ
40から50の種があり、多年草、低木または高木である。丈夫で剣状の形をした葉のロゼットと、白または白っぽい花の大きな塊で良く知られる。北アメリカ、中央アメリカおよび西インド諸島の暑く乾燥した地域が原産である。

ユッカは観賞用として広く育てられている。また、多くのユッカは果実、種、花、花の茎まれに根が食用になる。

チトセラン
葉を鑑賞するために観葉植物として栽培され、斑入りなどの園芸品種が多い。多肉植物だけに乾燥に強く、水不足で葉がしおれることはあってもなかなか枯死しない。また、日光不足に強いのも特徴である。ただし低温と過湿には弱く、水のやりすぎなどで根腐れを起こすと葉が黄白色に変色して抜け、枯死してしまう。

「マイナスイオン発生効果」が注目され、人気が高まった観葉植物でもある(但し、マイナスイオンという概念自体が広く科学的に認められているものではなかった)。ここ最近、NASAによってマイナスイオン空気清浄効果が発表された。

ドラセナ
ドラセナ(Dracaena)とは、リュウゼツラン科の属の一つで、リュウケツジュ(竜血樹)属ともいう。分布はアフリカを中心としている。この属の植物の中には、葉が美しく観葉植物として栽培されるものがある。繁殖は取り木、挿し木。

コルディリネ属(Cordyline)とよく似ているので、園芸上、「ドラセナ」といわれるものの中にはコルディリネ属のものが含まれていることがある。 (参考:Wikipedia)

 

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不思議!100年に一度開花する「センチュリー・プランツ」とは何か?

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つくば市の筑波実験植物園では、英語名「センチュリー・プランツ(世紀の植物)」と呼ばれるリュウゼツラン科のサケリュウゼツの黄色い花が開花した。

この植物、芽生えから開花まで数十年以上かかるという。1世紀(100年)に一度というのは少し大げさなようだ。

調べてみると、リュウゼツランのなかまは、熱帯地域では10〜20年、日本に植えた場合は、寒さで成長が緩慢になるので30〜50年くらいで花をつける。薄黄緑の花を咲かせる。

開花の2ヶ月前頃に花茎を伸ばし始め、約5メートル以上まで成長。その先に筒状のものがたくさんつく。花は一生に一度しか咲かない。開花した株は枯れてしまうが、枯死する寸前に子株を根元のところに作っておき、子孫を残す。

花は毎年咲くとは限らない。めったに咲かない花にはどんなものがあるのだろうか?

数年〜数十年に一度咲く花とは?


スマトラ・オオコンニャク
気になったので、いろいろな植物について調べてみた。インドネシア・スマトラ島のジャングルだけに咲くスマトラオオコンニャク。最大で高さ2.6メートル、直径1.5メートルという世界最大の花。この花は、7年に一度、わずか2日間だけしか咲かない幻の花でもある。

ヤマユリ・ベニスジ
ベニスジは日本に自生するヤマユリの変種で、突然変異で咲く紅花個体。自然界で開花が確認されるのは10年に1度程度の大変珍しい花である。ヤマユリに深紅の筋が鮮やかである。今年の1月、とっとり花回廊で展示された。

ムサ・ラシオカルパ
2008年4月、淡路市の県立淡路夢舞台温室で5年ぶりに開花した「ムサ・ラシオカルパ」は、バナナに近いなかまである。中国・雲南省やインドシナ半島の原産。中国名は「地湧金蓮」で、標高1500-2500メートルの山地に生える。花は長いもので250日も咲き続ける。

プヤ・ライモンディ
アンデス山脈の標高4000mの高地に生える「プヤ・ライモンディ」は大型の多年生草本植物である。この巨大な植物は70〜100年近い長い年月をかけて開花の準備をし、100年目に一回だけ花を咲かせて死ぬ。まさに、100年すなわち一世紀に一回開花する「センチュリー・プランツ」と呼ばれている。

タケ・ササ
日本でも「センチュリー・プランツ」は存在する。タケ類は約120年周期ササ類は40〜60年周期でどちらも開花後には枯死する。

長寿だけでいえば縄文杉は、推定樹齢7200年。世界では「トウヒ」という植物は10000年近く生きるものもある。このように長寿の植物については、謎がまだ多く残されている。 

関連するニュース
「世紀の花」一度きりの開花 つくば市の実験植物園


開花に長い年月を要することから「センチュリープランツ(世紀の植物)」と呼ばれているリュウゼツラン科のサケリュウゼツが、つくば市天久保4丁目の国立科学博物館筑波実験植物園で花を咲かせている。芽生えから開花まで数十年かかるため、花を観察できるのは非常に珍しい。

リュウゼツランはメキシコを中心にアメリカ大陸に分布している。高さ16メートルほどに成長する種類もあり、一度花を咲かせると枯れてしまう。300種類ほどあるとされ、同植物園には15種類が植栽されている。今回、花を咲かせたサケリュウゼツは1986年に同植物園に移され、少なくとも30年以上がたっているという。

植物園のサケリュウゼツは2月ごろ、鋭いとげのある分厚い葉の間から花茎が伸び始めた。5月にはつぼみの固まりが出現。6月に入って、4メートル以上に伸びた花茎の先端に、鮮やかな黄色の花を咲かせた。花からは蜜が分泌されており、周囲に甘い香りを漂わせている。

開花まで長い時間を要することについて、同植物園植物研究部の遊川知久研究主幹は、「花を咲かせる力を蓄えるのに何十年も必要ということ。成熟に時間がかかる」と説明する。

今月下旬までが見頃。ただ、別の種類の株もつぼみをつけており、7月いっぱいは楽しめるという。 ( asahi.com 2008年6月23日 )

参考HP Wikipedia「リュウゼツラン」「タケ・ササ」「スマトラ・コンニャク」
筑波実験植物園
 →
 http://www.kahaku.go.jp/news/2008/ryuzeturan/index.html
世界の高山・局地の植生データベース
 →
 http://fd2001.sci.shizuoka.ac.jp/~fujisan/puya/puya.htm

 

日本の植物園 (Natural History)
岩槻 邦男
東京大学出版会

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奇跡の星の植物館からのメッセージ
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第2のカーボンナノチューブ「HBCナノチューブ」の不思議な構造

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10億分の1mという、ナノの世界のテクノロジーが進化し、小さな世界での物質の構造やはたらきがわかってくると、今まで、これは物質、これは生物とはっきり分けられたものが、どこからどこまでが生命体で、どこからどこまで物質なのか、あやふやになってくる。現代はそんな時代なのかもしれない。

自分自身で無機的な物質を集めて、複雑な有機的な組織や構造をつくり出す事を自己組織化という。生物はDNAという設計図を用いて自己組織化をする代表的な存在だ。生物でなくても、自然に自己組織化するものがあり、盛んに研究が行われている、超分子や自己組織化単分子膜などがその例である。

カーボン(炭素)ナノチューブは、1991年、飯島澄男氏(名城大学教授)によって発見され、次世代ナノ材料の有力候補とされている。HBCナノチューブは、2004年、相田卓三・東京大学教授をリーダーとする科学技術振興機構のプロジェクトチームが自己組織化を利用して作り出した。第2の炭素ナノチューブとして注目されている。

今回、理化学研究所の大型放射光施設SPring-8のシンクロトロン放射光を利用して構造を調べた結果、詳細な分子構造配列の解明に成功した。そこに現れたのは生命の根元であるDNAの2重ラセン構造によく似た姿であった。グラファイト状分子が2分子で対をつくり、らせん状にチューブを作り上げていた。

この第2のカーボンナノチューブ、HBCナノチューブの構造解明は、その電子・光電子・磁気特性などさまざまな機能を利用した、新型電界効果トランジスタや新型太陽電池などの実現につながる大きな一歩である。

それにしても、このような複雑な分子の構造解析がきてしまう、SPring-8のシンクロトロン放射光解析装置もすごいが、生物とはいえない、第2のカーボンナノチューブが、生物の根元といえるDNAと同じ構造をとることに何ともいえない不思議な感じを受ける。

HBCナノチューブとは何か?
炭素原子が蜂の巣状に結合したシート(グラフェンシート)が積み重なってできた物質をグラファイト(黒鉛)という。グラファイトは、面内は金属的、面間は半導体的な電気特性を持つ。グラフェンシートが巻き上がってできた円筒状の物質をカーボンナノチューブと呼ぶ。カーボンナノチューブは、巻き方によって金属的にも半導体的にもなりうる。また、グラフェンシートから13個のベンゼン環を切り抜いてできる分子をヘキサペリヘキサベンゾコロネン(HBC)と呼ぶ。HBCは本来絶縁性であるが、電子を引き抜くことにより半導体的な特性を示すようになる。(出典:理化学研究所)

参考HP 理化学研究所プレスリリース
 →
 http://www.riken.jp/r-world/info/release/press/2008/080620/index.html

関連するニュース
第2の炭素ナノチューブの構造解明


独特の構造を持ち、その電子・光電子・磁気特性などさまざまな機能を利用した次世代ナノ材料として期待が大きいヘキサペリヘキサベンゾコロネン(HBC)ナノチューブの詳細な構造と、この構造体ができる仕組みを科学技術振興機構、理化学研究所、高輝度光科学研究センターの研究グループが解明した。

HBCナノチューブは、相田卓三・東京大学教授をリーダーとする科学技術振興機構のプロジェクトチームが4年前に作り出した。HBCというのは炭素が蜂の巣状につながった平面的構造(13個のベンゼン環から成る)をしており、有機半導体材料として知られている。相田教授らは、このHBC分子に2本の疎水性の鎖とベンゼン環を経由した2本の親水性の鎖を左右非対称に取り付けてつくった膜をつくり、この膜が円筒状に巻き上がることによって、1本のHBCナノチューブが形成されることを発見した。

今回、理化学研究所の大型放射光施設SPring-8のシンクロトロン放射光を利用して詳細な構造を調べた結果、HBCに結合した2つのベンゼン環は、HBC平面に対して約27度回転していることが分かった。このねじれの向きのために膜が単なる円筒状でなく、らせん状に巻き上がって、ちょうどDNAの2重らせん構造をほうふつさせるような構造(チューブ)になることが明らかになった。

カーボン(炭素)ナノチューブは、1991年、飯島澄男氏(名城大学教授)によって発見され、世界的に大きな関心を呼んでいる次世代ナノ材料の有力候補。HBCナノチューブも、独特の電子・光電子・磁気特性を持ち得ることから、第2の炭素ナノチューブとして注目されている。カーボンナノチューブに比べ、同一の構造・特性のものを定量的に作製することが容易で、さらに、それらが自己組織化という自然現象に従い、一様なチューブを構築できるという特徴を持つ。

今回の成果について、研究チームは、電界効果トランジスタや太陽電池、さらにはナノサイズのコイルなどの実現に向けて大きな第1歩だ、と言っている。( サイエンスポータル 2008年6月23日 )
 

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ミカンは万能薬?「癌抑制作用」「カゼ予防」そして「脳の老化防止」

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ミカンの効能とは何だろう?

ミカンには「β−クリプトキサンチン」という物質が多量に含まれている。ちなみに含有量はオレンジやリンゴの約100倍も!この「β−クリプトキサンチン」という物質、「β−カロチン」の約5倍の発ガン抑制効果がある。

「β−クリプトキサンチン」は1日1〜2mgの摂取で癌抑制作用があるといわれている。みかんだと、1日1〜2個食べればOK!

また、ミカンには「ビタミンC」や「ビタミンP(ルチン)」が豊富に含まれている。疲労回復とカゼの予防に効果絶大!ビタミンCはリンゴの約3倍で、一日の必要摂取量は約50�r、みかん2個で摂取出来る。



「ビタミンP」は果肉を包んである袋や、それに付いている白い筋に多く含まれている。ふつうは捨てている白い筋は取らずにそのまま食べよう!ビタミンPには、毛細血管の保護や血圧を下げる効果もあり、脳卒中などの予防・再発防止にも役立つそうです。

また、みかんの果肉を包む薄い袋や白い筋には、とってもたくさんの食物繊維が含まれている。食物繊維のはたらきの1つが便秘解消。夜寝る前に食べてみると効き目がわかる。

その他、腸整作用、美肌効果、香りにはリラックス効果、皮のオイルは洗浄効果とまさに捨てるところがない、「すばらしい」の一言だ。

そして、今回、ミカン果汁が「脳の老化防止」に役立つ可能性があることが、静岡県立大や農業・食品産業技術総合研究機構果樹研究所のマウス実験でわかった。マウスにミカン果汁を与えると脳の酸化が3割抑えられ、学習効果が5割アップした。

老化防止にはこれまで、ビタミンC、ビタミンE、カテキン、ポリフェノールなどの抗酸化作用がよいとされている。また、脳の老化防止には砂糖などの十分な栄養分と、適度な運動が大切。

参考HP Wikipedia「みかん」・みかんのちょっといいはなし
 → 
http://www.marumamikan.com/iihanashi/top.htm

関連するニュース
ミカン果汁で脳の老化防止? 静岡県立大などマウス実験


ミカン果汁が脳の老化防止に役立つ可能性があることが、静岡県立大や農業・食品産業技術総合研究機構果樹研究所によるマウス実験でわかった。日本基礎老化学会で発表した。県立大の海野けい子准教授(老化生化学)は「果汁の成分のどこに効果があるのかはこれからの研究課題になる。人で効果があるかも試したい」としている。

老化が早い系統のマウス80匹を使った。20匹ずつ4グループに分け、3.8〜38%の3段階の濃度のミカン果汁で水分補給したものと、水で水分補給したものを1年間飼育。マウスが明るい箱から暗い箱に移動すると電気ショックを与える装置で実験し、移動を避けるようになるまでにかかる時間を計って学習能力を調べた。

その結果、水で育てたマウスは、平均約千秒かかったが、ミカン果汁で育てたマウスは600〜700秒で、果汁濃度が高いほど学習時間が短かった。また、老化につながる大脳の酸化を示す値も3割ほど低かった。( asahi.com 2008年6月21日 ) 

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世界初!「ABISMO」水深10,350メートルの海底下堆積物採取!

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世界で一番高い山は?
もちろんエベレストで、標高8,848mとされる。ただし地殻変動、地球温暖化による影響などもあり、標高は年々変動していると考えられる。

では、世界で初めてエベレストの登頂に成功した人は?
イギリス登山隊のエドモンド・ヒラリーとシェルパのテンジン・ノルゲイとされる。1953年5月29日に登頂に成功した。現時点ではこれが歴史上初のエベレスト登頂成功とされている。2003年5月と2008年5月の2回三浦雄一郎氏が最高齢登山記録を打ち立てる。

世界で一番深い海はどこだろう?

正解はマリアナ海溝(Mariana Trench)で世界で最も深い海溝である。太平洋プレートはこのマリアナ海溝においてフィリピン海プレートの下にもぐりこんでいる場所である。

その深さは、最新の計測で水面下10,911mであるとされている。これは海面を基準にエベレストをひっくり返しても山頂が底につかないほどの深さである。マリアナ海溝の最深部は地球の中心からは6,366.4kmにある。

では世界で初めて地球の最深部に到達した人は?
ベルギーのジャック・ピカールとアメリカのドン・ウォルシュ大尉である。1960年1月23日、アメリカ海軍の協力のもとにオーギュスト・ピカールが開発した潜水艇(バチスカーフ)「トリエステ号」にドン・ウォルシュ大尉とオーギュストの息子ジャックが搭乗してマリアナ海溝内部を目指した。

二人は海溝の底に到達したといい、その時バチスカーフ内部の水深計が示していたのは11,521m(後に10,916mと修正)だったと主張している。さらに二人は海溝の底でヒラメやエビなどの生物が生息しているのを発見して驚いたという。マリアナ海溝の最深部分における水圧は実に10860 N/cm²(108.6メガパスカル、1cm²に1,086kgの重さがかかる)にのぼる。

日本の海洋研究開発機構は、無人探査機「かいこう」で1995年3月に10,911メートルの潜航に成功しているが、今回、世界で唯一の1万メートル級無人深海探査機「ABISMO」が、水深10,350mの深海底の堆積物をである、1.6m柱状のコアを採取に世界で初めて成功した。

深い海では「マリンスノー」と呼ばれるプランクトンの排出物、死骸などが絶えず降り注いでいるといわれる。「マリンスノー」の主な成分は炭素である。これらの炭素を含む有機物の中には、今まで知られていない新しい微生物が発見されるかもしれない。 

関連するニュース
水深10,350メートルの海底下堆積物採取


海洋研究開発機構の大深度小型無人探査機「ABISMO」が、マリアナ海溝チャレンジャー海淵で、深さ10,350メートルの海底で1.6メートルの堆積物柱状試料(コア)の採取に成功した。

また水深150メートルから10,258メートルに至る海水も連続採取した。10,000メートルを超える海洋−海底面−海底下の連続的試料採取を達成したのは「ABISMO」が初めてで、新しい微生物の発見や、大気−海洋−地殻の相互作用について新たな知見が得られると期待されている。

「ABISMO」は、現在、世界で唯一の1万メートル級無人深海探査機。深海底下で長いコア地層サンプルを採取できるほか、潜航中に採水できる能力が特徴。昨年12月に伊豆小笠原海溝で行った試験潜航で水深9,707メートルの潜航と9,760メートルの海底地層の試料採取に成功している。

初めてマリアナ海溝に挑んだ今回は、6月1日から3日にかけ、チャレンジャー海淵で3回の潜航を行い、3日に現存の無人探査機としては世界で最も深い10,258メートルの潜航に成功、同時に10,350メートルの深さの海底堆積物柱状試料も採取した。

マリアナ海溝は世界で最も深い海溝で、最深部は10,911メートルといわれている。海洋研究開発機構は、無人探査機「かいこう」で1995年3月に10,911メートルの潜航に成功している。( 2008年6月18日サイエンスポータル) 
 

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「枯渇資源」であり「汚染物質」でもある「リン」を回収・再利用!

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私たちに必要な5大栄養素にはどんなものがあったでしょう?
そう、タンパク質、脂肪、炭水化物、ビタミン、ミネラル(無機質)でしたね。6番目として、食物繊維を入れることもあります。

ではミネラル(無機質)とはどんなものでしょう?
正解はカルシウム(Ca)・リン(P)・マグネシウム(Mg)・ナトリウム(Na)・カリウム(K)・塩素(Cl)・鉄(Fe)・銅(Cu)・亜鉛(Zn)・セレン(Se)・マンガン(Mn)・ヨウ素(I)・コバルト(Co)・イオウ(S)・モリブデン(Mo)・クロム(Cr)などがあります。

このうち「リン」は植物の肥料の3要素にも入っていて、リン酸は花付き、実付きを良くする肥料分で花肥(はなごえ)または実肥(みごえ)ともいわれます。果実を収穫する場合や、花をたくさん咲かせる必要のあるときには欠かせない養分です。

「リン」はヒトの体内のミネラルとしても重要で、カルシウムの次に多い栄養素です。大人の体にはおよそ700gのリンが含まれています。

体内で「リン」はどんな働きをするのでしょう?
体内のリンはその85%がカルシウムやマグネシウムとともに骨や歯をつくる成分(リン酸カルシウム・リン酸マグネシウム)になっています。

残りの15%は筋肉、脳、神経などの様々な組織に含まれ、エネルギー(ATP)をつくり出す時に必須の役割をしています。

また それ以外に 血液中ではリン酸塩として 血液の酸やアルカリを中和する働きをします。また、リンはリン酸や、DNA(核酸)の成分でもあります。ビタミンB1・B2と結合して補酵素となる働きもあります。また 糖質代謝を円滑にします。 

「リン」はどんな食品に多く含まれているのでしょう?
 広く動植物食品に含まれていますが、とくに魚類、牛乳・乳製品、大豆、肉類に多く含まれます。

「リン」どれくらいとったらよいでしょう?
リンは、現代の食生活では一般に不足することはなく、むしろとり過ぎが問題です。その原因のひとつに、リンを多く含む食品添加物が加工食品や清涼飲料水などの酸味の素として使用されていることがあげられています。

 リンはカルシウムの代謝と関係が深く、カルシウムの摂取量が低い一方でリンを過剰にとる食事を長期間続けると、骨量と骨密度が減る可能性があるといわれています。丈夫な骨のためにカルシウムをしっかりとることはみんなが知っていることですが、一方でリンをとり過ぎないことも重要なのです。

外食や加工食品に偏りがちな場合は、リンの摂取量が多い可能性があります。食生活を見直すとともにカルシウムの多い食品を摂取するようこころがけましょう。

リンを汚水から回収・再利用する新技術
このように動・植物ともに必須のミネラルでありながら、国内での生産量はほとんどなく、輸入にたよっています。一方、河川に混じると、微生物の発生の原因となる「水質汚染物質」でもあります。

養豚業などで発生する汚水の中には、水質汚染物質である高濃度のリンが含まれており、汚水を放流する前にリンを除去する必要がありました。また、リンは枯渇が懸念される有限資源でもあるため、汚水中のリンを回収し再利用することが望まれています。

先日、農業・食品産業技術総合研究機構の研究グループが、養豚場からの排出汚水から簡単な設備でリンを回収、肥料などに再利用できる技術を開発しました。

汚水に含まれるリンの回収には、弱アルカリ化することが必要でしたが、研究チームは、汚水中に空気を送る曝気(ばっき)槽を設けることで、この問題を解決しました。曝気により汚水中に溶存していた二酸化炭素(CO2)を追い出し、pHを8-8.5に上昇させることができました。

次に曝気槽に金網を沈めると、表面にMAP(リン酸マグネシウムアンモニウム)が付着し回収することができました。MAPは簡単にはがれて、そのまま肥料として使えます。

関連するニュース
養豚汚水からリンを効率よく回収、再利用


養豚場からの排出汚水から簡単な設備でリンを回収、肥料などに再利用できる技術を農業・食品産業技術総合研究機構の研究グループが開発した。

既設の汚水処理施設の改善でも対応可能で、さらに近年の穀物増産などにより価格が急騰しているリンを回収、再利用できることから、実用化の可能性が大きい技術と期待されている。

農業・食品産業技術総合研究機構の畜産草地研究所を中心とした研究チームは、豚舎から排出される汚水にリン酸イオン、マグネシウムイオン、アンモニウムイオンなどが、リン酸を結晶化するMAP(リン酸マグネシウムアンモニウム)反応にちょうど適した濃度で含まれていることに着目した。ただし、結晶にするには水素イオン濃度(pH)を8-8.5にする必要がある。研究チームは、汚水が流入する部分に、汚水中に空気を送る曝気(ばっき)槽を設けることで、この問題を解決した。曝気により汚水中に溶存していた二酸化炭素(CO2)を追い出し、pHを8-8.5に上昇させることができる。

曝気槽に金網などの回収用部材を沈めると、表面にMAP(リン酸マグネシウムアンモニウム)が付着し、付着したMAPは引き揚げた回収用部材から簡単にはがし落とすことができる。この方法で汚水中のMAPの半分、汚水1立方メートルにつき最大170グラムのMAPを回収できることが確かめられた。回収したMAPは日干しするだけで、そのままリン酸肥料として再利用でき、実際の栽培実験で特にタマネギについては市販のリン酸肥料より効果が高いことなどが確かめられた。

研究チームは、陶磁器の釉薬(うわぐすり)としての利用も検討している。日本は、リンをすべて輸入に頼っている。(サイエンスポータル 2008年6月20日)

参考HP Wikipedia「リン」
農業・食品産業技術総合研究機構 畜産草地研究所 プレスリリース
 →
  http://nilgs.naro.affrc.go.jp/press/2008/0618/shosai.html#menu
グリコ栄養成分百科 → http://www.glico.co.jp/navi/dic/dic_09.htm
 

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梅雨時に美し花といえば?アジサイの葉にご用心!青酸で食中毒

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 美しい花には毒がある?
 梅雨といえば、紫陽花が美しい。近くの鎌倉でも成就院や明月院が有名だ。成就院は極楽寺駅(江ノ電)徒歩5分の所にある。アジサイ越しに見る由比ガ浜の海は絶景である。明月院は北鎌倉駅徒歩10分の場所。別名「アジサイ寺」と言われている。また「花ショウブ」も見られる。拝観料300円必要。一度は訪れたい。  

 梅雨といえば、食中毒のシーズンでもある。おいしい料理には見た目も美しい季節の花を添えたところ...。つくば市のある料理店では紫陽花を添えた。自然なことに思えたが、葉を食べた客8人が全員、おう吐など食中毒の症状を訴えた。

 なんと8人とも料理に添えてあった、紫陽花の葉を食べたという。6月13日のできごとである。現在は皆、回復に向かっている。

 アジサイの葉などには「青酸配糖体」と呼ばれる有毒成分が含まれ、胃の中の消化酵素と反応することで、青酸(シアン)が発生し、中毒症状を引き起こすという。

 美しい花にはやはり、毒があるのだ。私は知らなかった。アジサイの葉は有毒なので、ご用心。青酸(シアン)とは有名な毒であるがどんなものだろうか?

 青酸(シアン)とは何か?  シアン化水素(シアンかすいそ、hydrogen cyanide)は、青化水素、メタンニトリル、ホルモニトリル、ギ酸ニトリルとも呼ばれる猛毒の流体である。

 相で区別する場合、気体のシアン化水素は青酸ガスといい、液体は液化青酸という。水溶液は弱酸性を示し、シアン化水素酸と呼ばれる。気体、液体、水溶液のいずれについても、慣習的に青酸(せいさん)と呼ばれる。この語は紺青に由来する。シアン酸は異なる物質である。

 かつてはホロコーストの際にガス室で使用された。この時にはツィクロンBという殺虫剤が流用された。可燃性であることから、ガス室の隣に燃焼炉があるので危険で使えないという否定論者もいるが、上記のとおり爆発する濃度は5.6%(56000ppm)以上であり、中毒死には270ppm〜5000ppm(0.5%)で十分であることを知れば、成り立たない。

 シアン化水素は殺虫剤のほか、化学兵器(毒ガス)として使用された様に、動物にとって致死性の毒物である。 その毒性の発揮は、シトクロムをはじめとする生体内のヘム鉄の Fe3+ に配位し、細胞内呼吸を阻害することによる。中毒死した場合は、全身が赤く染まる(青酸塩の場合はそうならない場合もある)。すなわちヒトなどの脊椎動物がこの物質を摂取すると、シアンがヘモグロビンを封鎖する。

 青酸化合物とは?   
 青酸化合物、特にそのアルカリ塩は電気メッキ、冶金、写真、金属製品加工、化学工業上広く用いられる関係上、入手しやすく、猛毒であるため、自殺や他殺の目的で使用されることが多い。

 中毒量と致死量とが極めて接近しているため、中毒量として記載されたものは少ない。致死量は、シアン化水素として50mg、シアン化カリウムとして200〜300mgである。ちなみにシアン化水素は、セルロイドやタバコの燃焼時にも微量ながら発生し、体内に吸収される。(出典:Wikipedia) 

関連するニュース
アジサイの葉で8人が食中毒症状…茨城・つくばの飲食店
茨城県つくば市の飲食店で、料理に添えられたアジサイの葉を食べた客8人が嘔吐(おうと)やめまいなどの食中毒症状を起こしていたことが22日、県の調べで分かった。  

アジサイの葉には、胃液などと反応して青酸を生成する物質が含まれている。30歳代と40歳代の女性2人が医療機関で受診した。いずれも快方に向かっているという。

店側は有毒性を認識しておらず、県の調査に対し、「季節感を出すために添えた」と話しているという。

発表によると、13日夜、同県つくば市の創作料理店「遊食(ゆうしょく)伊太利庵(いたりあん) 藤右エ門 栄」で、19人のグループが会食し、会食の約30分後に8人がめまいなどを訴えた。

つくば保健所は22日、コース料理の「鳥肉梅しそ和(あ)え」に添えられたアジサイの葉を食べたのが原因として、同店を営業禁止処分にした。(2008年6月22日  読売新聞) 

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奥井 真司
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「アイ・プロジェクト」ヒトより優れたチンパンジーの能力とは?

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よく、人はサルから進化したという。人とサルはどのくらい近いのだろう?

人に最も近いサルは類人猿と呼ばれている。このなかまにはどんな動物がいるのかご存じだろうか?

そう、正解はチンパンジー、ゴリラなどのなかまである。これ以外にはオランウータン、ボノボ、テナガザルのなかまも入る。人とチンパンジーを比較したところ染色体数は48本で人より2本多く、DNAではわずか1.23%しか違わない。

能力の点ではどうだろうか?

驚いたことにチンパンジー「アイ」には、人より優れた能力があった。

チンパンジーの子供が数字を記憶する能力は、ヒトの大人を超えることがあるという。「アイ」はコンピューターの画面に映しだされる、1〜9までの数字の場所を瞬間的に記憶できた。やってみるとわかるが、人が記憶できるのは、せいぜい5個ぐらいまで。

京都大学の霊長類研究所で、チンパンジーの認知能力を調べる「アイ・プロジェクト」が始まってからちょうど30年になるという。

強制的には教え込まず、コンピューターを使って、正解すればエサを与える方式で自然におぼえるシステムを作り上げた。チンパンジーの「アイ」は11種類の色とそれを表す漢字をおぼえた。物の数や数の大小、順番も理解した。「5本の赤い鉛筆」などの組み合わせた概念も理解した。

今、31歳のアイには、8歳になる子、アユムがいる。チンパンジーが子供を育てるときに人と同じ物まねや、微笑みかける行動が観察された。

それにしても30年はずいぶん長い期間だ。研究者達はそれだけの時間をかけてアイ、アユム達と信頼関係を築いていった。

それでもまだ心の発達などは複雑でよくわからない面が多いという。今後も長い時間をかけて、研究を続ける。根気のいる大変なプロジェクトである。

関連するニュース
学び続けた30年 天才アイのダイアリー


数字や言葉がわかり、「天才」と呼ばれるチンパンジーのアイが、京都大学霊長類研究所(愛知県犬山市)に来てから30年。松沢哲郎教授ら研究者や、息子のアユムとともに毎日勉強する姿から、ヒトの認知能力や心の発達を探る鍵も見えてきた。アイの気持ちになって研究の歩みを振り返った。

1977年11月、西アフリカの森から研究所にやってきた。まだ1歳。病気がないかどうか調べるって、最初は窓のない地下室にいた……。

「鉄の扉を開けると、小さなチンパンジーがぽつんと木製の台の上に座っていた。私が目を見ると、彼女は私を見つめ返した。ニホンザルなら威嚇の行動だけど、これは違うと驚いた」(松沢教授=当時、心理部門の助手)

アキラとマリっていう同い年のチンパンジーも来た。78年4月、「勉強」が始まった。勉強部屋に1カ所ピカピカ光るところがあった。面白いから押してみたら、チャイムが鳴ってリンゴのかけらがでてきた。

「自分から、勉強をするように仕掛けを作った。強制はしない。私たちに伝わる『言葉』を教えるのが最初の目的。だんだん、チンパンジーの見ている世界をまるごと知りたくなった」(松沢教授)

靴やコップを見て、対応する図形文字を選ぶ。キーを押して組み合わせが当たるとホロホロホロってチャイムが鳴ってリンゴが出てくる。間違えるとブブーッていうブザーだけ。数字や色も覚えた。ついつい一生懸命になってしまう。マリやアキラもするけれど、興味は違うみたい……。

「同じ間違いを繰り返さないアイ、間違えるとやる気を失うマリ、ブブーッと鳴ってもへこたれないアキラ……。反応は三者三様。アイは同じ課題でも半分の時間で済むから『天才』といわれるけど、マリはみんなと仲良くするのが上手で子どもをたくさん産んだ。アキラはけんかが強い。みんな能力は偉大で個性があるんです」(松沢教授)

99年夏、妊娠した。「人工授精」なんだって。おなかが大きくなる間、ぬいぐるみで抱き方を知った。翌年4月24日、おなかが痛くなってアユムが生まれた。最初は息をしてなかった。赤ちゃんを抱いて一生懸命口や鼻を吸った。そしたら泣き出した。

「母を知らないアイが母親を務めた。とっさの行動は感動的だった」(出産を見届けた獣医師の道家千聡さん)

アユムをいつも抱いていた。目と目で見つめ合う……。アユムったら赤ちゃんの時から私の顔と他の顔の区別ができたみたい。勉強の時も一緒にいたら10カ月の時、色と漢字を合わせる問題をたまたま正解した。8歳の今、数字の記憶力は私よりすごい。

「人の子どもの発達と比較する研究に発展させたい。楽しみです」(林美里助教)

「彼らができることは、私たちができたりできなかったり。そうした事例を重ねた30年の研究の結果、『チンパンジーの心の世界からヒトを見る』という新たな分野が始まっている」(松沢教授)

◆ヒトの知性のルーツ解く鍵

30年前に霊長研にやってきたアイ、その息子のアユムらが、数の順や大小、計数百もの図形と色などを認識し、優れた記憶力を持つことは有名だ。加えて、個性を生む心の進化、子どもの発達を見守る教育など、ヒト独特と考えられていた能力さえ持っていることが明らかになっている。

チンパンジーは、DNAで1.23%の違いしかないヒトに最も近い霊長類。ヒトが森の中に住んでいた太古の姿を映す鏡だ。アユムは、短期記憶力ではヒトより優れた面も持つ。ヒトは言語を得た代わりに、そのような力を失ったのだと考える学者もいる。

次の世代が生まれれば、仲間同士の関係を築き、社会の成立にどう向かっていくか、そんな研究に発展する。ヒトが知性を育て文化を生んだ謎にも迫る可能性がある。(asahi.com 2008年5月31日)

参考HP 京都大学霊長類研究所「アイ・プロジェクト」
 →
 http://www.pri.kyoto-u.ac.jp/ai/
 

アイとアユム―母と子の700日
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第3次石油危機(オイルショック)進行中 OPECも制御不能?

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1Lのガソリンの価格が170円になった。石油や穀物の値上げが続いている。このような状況を見て、ようやく「第3次石油危機(オイルショック)である」といわれるようになってきた。

先日、国際エネルギー機関(IEA)が国内総生産(GDP)に対する原油購入費の割合が、2008年は第2次石油危機時の水準に迫る見通しであることがわかった。IEAの田中伸男事務局長は「世界は第3次石油危機と言える」と懸念を表明、産油国の生産力増強などが必要との考えを示した。

過去2回の石油危機のときにも、石油価格が高騰しているが、その理由ははっきりしていて、戦争などによる供給不安であった。今回の石油危機が今までと違うのは原因をはっきり特定していないことである。

危機の原因がはっきりしない。いや、世界が原因をはっきりさせようとしていないのかもしれない。日本や産油国は、先物相場への投機マネーの流入が原因だと主張する。米国はあくまで市場原理だという。将来の世界的な需要増加に生産能力が対応できていないと譲らない。巨大な金融産業を抱える米国が、投機原因説を否定するのは無理もない。

原油への影響力を持ち続けたいとの思惑も見える。一時は影響力を失ったかに見えた、国際石油資本(オイルメジャー)は潤沢なもうけを生み続ける。過去に影響力を持っていた石油輸出国機構(OPEC)には、もはや価格を制御する力はない。

過去の危機とは明らかに異なる現象が見受けられる。何よりも心配なのは、先進国の利益最優先で動く企業原理で犠牲にされる、発展途上国の罪のない国民への影響である。

初めから持てる豊かな国民と、日々生きるために精一杯でそれ以外の余裕を持てぬ国民では立場の差は歴然としており、フェアではない。こんな不公平が世界では横行している。そろそろ人類は、人類全体への福祉を第一目標にした企業原理を構築できないものだろうか?

それはインターネット環境を見ても感じる。儲けりゃ何やってもいいの?執拗に送られてくる迷惑メールや悪徳商法など野放し状態で、秩序がない。

また、世の中に不平不満を持つ人たちが掲示板に不平不満を書き込んだり、犯罪に利用したりする。これらがインターネット環境を悪くする原因である。もっと法的規制を設けて、厳しく取り締まるべきだと思う。

一方で国は、不平不満に対する精神的なケアを、どうしていくかも重要な問題である。自殺者の数も10年連続3万人を超すという。単に国民の努力が足りないといえなくなってきている現状がある。国民は癒しを求めているのだ。

具体的な方法が見つからなければ、宗教的教育を導入していく国策も必要であると思う。現に過去、日本では食うに食えない一般庶民を救うために、仏教は死後の極楽浄土を説き、貧しくても清く正しく、信仰心を持って生きることを勧めていた。一般庶民は信仰のもとに、貧しいながらも助け合って生きてきたのである。

先日、静岡県沼津市の「千本松原」に行って、初めて見た松林に驚いた、静岡県の太平洋側に延々と美しい松林が続いていたからである。聞くところによると、戦国時代に、当時の偉いお坊さんと信仰の篤い地元の人たちが協力して植えた松の苗木を大切に育てた結果だという。それが今では、美しい景観と憩いの場、防砂林としての役割を果たしている。

おそらく、日本の各地を見渡すと、そうした過去の「信仰のあかし」を見つけることができるのではないだろうか。京都・奈良の世界遺産もその一つである。横道にそれたが、ここでは、過去のオイルショックについて調べ、私たちは何を学んだかをふり返りたい。(参考HP:Wikipedia)

石油危機(オイルショック)とは何か?


1970年代に2度あった、原油価格高騰による経済混乱のこと。石油危機、石油ショックとも称される。

第1次オイルショック
1970年代石油依存型経済の発展から石油需要は拡大し、原油価格は上昇圧力を受けていた。また産油国は外資による石油資源の「収奪」に不満をつのらせていた。

1973年10月、第4次中東戦争が勃発するとOAPECが戦争中の原油の生産削減を宣言、同時にOPECは原油価格の70%引き上げを通告。

さらにアラブ産油国は次々とイスラエル支援国であるアメリカ、オランダに対する石油禁輸措置を発表した。これら一連の措置は石油を武器として中東戦争を支援する「石油戦略」とよばれる。停戦後生産削減・禁輸措置は緩和されるが価格はさらに引き上げられ、それまでほとんど変動のなかった原油価格はわずか3ヶ月ほどで3ドルから11.65ドルに急騰した。

安い石油に依存していた先進諸国の経済は混乱し、特に日本経済は大きな衝撃を受け戦後高度経済成長が終焉した。

第2次オイルショック
1979年2月イラン革命によりホメイニ政権が誕生、それによる混乱からイランの石油輸出が停滞し、国債需給が逼迫した機に乗じてOPECは原油価格を3ヶ月ごとに引き上げることを決定。同年11月にはテヘランの米大使館占拠事件、翌年9月にはイラン・イラク戦争開戦と中東情勢は緊迫が続き、原油価格は18ドルから39ドルまで高騰した。

欧米では第1次を上回るパニックとなり、原油供給途絶への恐怖が巨大な備蓄需要を生み出してインフレ期待を煽った。一方第1次オイルショック後の構造転換が奏効した日本では目だった混乱もなく、そのため80年代以降日本経済が注目されることになった。

管理価格の終焉
二度のオイルショックは石油消費国に不況と省エネルギー化の流れをもたらし、石油需要を減退させた。一方石油価格の高騰は生産コストの高いアラスカや北海油田の開発を促し、供給余力は拡大した。

主権国家で構成されるOPECは加盟国に生産調整を強制できず、カルテルとして経済史上最も強大な影響力を行使しながらも需給バランスが余剰に傾くとたちまち脆弱さを露呈した。85年末にサウジアラビアがスウィングプロデューサーの役割を放棄して増産を宣言すると原油価格は一気に暴落、OPECの価格管理は崩壊した。

石油危機(オイルショック)対策


リストラクチャリング
競争力を失った「構造不況業種」を縮小させ、成長分野に資源を振り向ける「積極的調整政策」。素材産業の不振、加工組立産業の成長。 雇用調整(新規採用の停止、残業時間の短縮など)。優良企業の銀行離れ。間接金融から直接金融(株式発行など)、内部資金依存へ。

省エネルギー対策
テレビの深夜放送の休止。また、省エネルギー対策の一環として深夜の電力消費を抑制しようと、前述の深夜放送休止のほか、ネオンサインの早期消灯やガソリンスタンドの日曜休業などの処置が取られた。

新エネルギー開発
先進国の経済が中東の石油に極端に依存していることが明白となった。中東以外での新しい油田開発、調査が積極的に行われるようになった。原子力や風力、太陽光など非石油エネルギーの活用の模索、また省エネルギー技術の研究開発への促進の契機ともなった。

公共交通機関の見直し
石油の備蓄体制を強化することも行われた。また、モータリゼーションの進展により自動車の燃料消費が石油消費に高比率を占めていたことから、鉄道をはじめとする公共交通機関を再評価する動きが出た。
 

ピーク・オイル・パニック―迫る石油危機と代替エネルギーの可能性
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しのびよる最後の石油危機―地球上には富士山を升にすると2合目半までしか石油がない
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飲み物ではありません「スプライト」 空の妖精の正体は何?

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スプライト(Sprite)」というとどうしても、炭酸飲料を思い出す。しかし辞書で調べるともとの意味は、自然界にすむ「妖精」。「妖精」は時おり姿を現して私たちを楽しませてくれる。

最近注目されているのは、空の発光現象としての「スプライト」である。発光現象というとまず思い出すのは雷(カミナリ)であるが、「スプライト」は、落雷のとき上空で発光する現象で、これまでは雲の上の現象なので観測されなかった。

1989年に米国の物理学者が偶然ビデオで撮影したことでようやく存在が確認された。飛行機のパイロットなどには、上空の不思議な稲妻として知られてはいた。パッと現れてすぐに消える姿からスプライト(妖精)と名付けられた。

「スプライト」の落雷色は赤色で、高度約50〜80kmの中間圏で発光する。鉛直方向の大きさは20km程度、水平方向の大きさは数km〜70km程度である。さらに85〜90kmの熱圏では「エルブス」という発光現象がほぼ同時に起きることがわかってきた。

ふつうというと、雲の中の氷の粒が雲中の対流等によりぶつかり合い摩擦を生じ、それによって静電気が発生して、溜りに溜まった電荷がその状態解消のために、地面・水面及び地上物に対して電荷の放出(放電)を行う。

この際の電圧は200万〜10億ボルト、電流は1千〜20万アンペアにも達する。プラズマが発生するほどの熱(ジュール熱)が主な被害を発生させる要因である。この熱によって発生する水蒸気爆発や、送電設備の損傷により発生する停電に伴う被害が起きる。

これだけの巨大エネルギーなので、まわりにも影響が起きないわけがない。「スプライト」「エルブス」は落雷の余波でおきる2次的な放電現象だと思われる。現在、国際宇宙ステーション(ISS)の日本の有人宇宙施設「きぼう」から、謎の巨大発光現象「スプライト」を追跡する計画が進行中である。

関連するニュース
空の妖精に会いに行こう 謎の現象「きぼう」が迫る


建設が進む日本の有人宇宙施設「きぼう」を利用して、地球上空で起きる謎の巨大発光現象「スプライト」を宇宙から追跡する計画が動き出す。今夏から機器などの開発に着手し、11年に観測を始める予定だ。大阪大学工学研究科の河崎善一郎教授(大気電気学)の研究室などが計画を進めている。

スプライトとは、高度約40〜100キロほどの上空で起きる、ニンジンやクラゲのような形をした巨大な発光現象。横幅も50キロほどに広がる。地上に大きな雷が落ちた時に、雷雲の上空で生まれ、千分の1秒から0.1秒ほどの短い時間だけ赤く光る。89年に米国の物理学者が偶然ビデオで撮影したことで存在が確認され、パッと現れてすぐに消える姿からスプライト(妖精)と名付けられた。

雷のような放電が雲の上に向けて発生しうることは理論的には予測されていた。飛行機のパイロットなどにも不思議な稲妻として知られてはいたが、雲の上の現象なので地上からの観測は難しかった。放電現象の一種とされるが観測例が少なく、発生頻度や仕組みなどがわかっていない。

国際宇宙ステーション(ISS)で整備が進む「きぼう」は、来春に飛行予定のスペースシャトルが運ぶ船外実験プラットホームを取り付けると完成する。そこに、発光を感知するフォトメーターや超短波の電磁波を受信するVHFアンテナ、ビデオカメラといった観測機器を備え付け、スプライトの発生を宇宙から見張る計画だ。

計画は、北海道大学や東北大学、宇宙航空研究開発機構(JAXA)などと協力して進める。代表を務める大阪大学工学研究科の牛尾知雄准教授は「スプライトがどうやって生まれているのか、メカニズムの解明に迫りたい」と話す。( asahi.com 2008年6月17日)

スプライト(Sprite)とは何か?


スプライトは、アメリカのFranzらが1989年に夜間ビデオカメラの較正をしていた時に偶然に撮影してしまった発光現象である。その色 (red) と妖精 (sprite) のようにひょっこり姿を現すことから、「レッドスプライト」と呼ばれるようになった。 しかし、理論としてはチャールズ・ウィルソンが提唱していたが当時はカメラも高性能ではなく、たとえ目撃しても目の錯覚だといわれていた。

Franzらの発見後、様々な科学者により盛んに研究され、実像が明らかになりつつある。色は赤色で、高度約50〜80kmで発光し、鉛直方向の大きさは20km程度、水平方向の大きさは数km〜70km程度である。スペクトル解析によると、窒素分子のfirst positive bandが支配的であることから、窒素分子がその発光に寄与していることが分かった。

エルブス(Elves)とは ?


東北大学の研究グループは1995年に米国コロラド州で行われたSPRITES'95観測に参加し、多チャンネルの高速フォトメータと高感度CCDカメラを用いてスプライトの観測を行いました。このとき、雷放電に伴い高度85-90 kmで発光するスプライトとは別の発光現象を世界で初めて発見しました!

エルブスは、雷放電の直後(1 msec以内)に高度85-90 kmにおいて発光し、通常スプライトに先行して発生する現象です。“ドーナツ”状の円盤が水平方向に100-300 kmほど急速に拡がっていくことなどから、これまでに考えられているメカニズムとしては、雷放電により励起された電磁パルス(EMP: ElectroMagnetic Pulse)が高度85-90 kmの電子にエネルギーを与え、その電子と衝突した中性大気が発光すると考えられています。エルブスを発生させる雷放電は、非常に大きなピーク電流値をもっていることと(60 kA以上)、雷放電の極性によらないことが近年の観測から分かっています。

参考HP 東北大学スプライト研究グループ
 → http://pat.geophys.tohoku.ac.jp/~thermo/sprites/indexj.htm

 

謎だらけ・雷の科学―高電圧と放電の初歩の初歩 (ブルーバックス)
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雷に魅せられて―カミナリ博士、その謎を追う (DOJIN選書 16)
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セキツイ動物の祖先に決着!「ホヤ」ではなく「ナメクジウオ」

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ナメクジウオ」は、原始的な脊索動物(せきさくどうぶつ)である。脊椎動物の最も原始的な祖先であると考えられ、生きた化石である。

脊索動物(せきさくどうぶつ)とは、動物の分類のひとつで、トカゲ、ヒトなど脊椎(背骨)をもつ動物であるセキツイ動物と、それと近縁な動物群であるナメクジウオ類などやホヤ類などの3つのグループをあわせて呼ぶ。

脊索(せきさく)は全ての脊索動物の「胚」で見られる柔軟な棒状体である。セキツイ動物では発生の過程で「背骨」と置きかわり消滅してしまう。ナメクジウオでは、背骨は持たず、「脊索」が一生にわたって体の主軸を支える。

今回、京都大、国立遺伝学研究所や英米などの国際研究チームが、「ナメクジウオ」のゲノム解析に成功した。「ナメクジウオ」は、「ホヤ」とともにセキツイ動物の祖先とされる動物なので、どちらがより人類に近いか興味深かった。

その結果、ヒトなど脊椎(せきつい)動物の祖先はホヤ類ではなく、ナメクジウオ類であることが分かった。6月19日付の英科学誌「ネイチャー」に掲載された。

ゲノム解析の結果、ナメクジウオのゲノムの大きさはヒトの約6分の1で、約21600個の遺伝子を特定した。このうち、1090個の遺伝子をホヤと比較し、ナメクジウオの方が早く現れ、原始的であることを確認した。また、遺伝子の60%がヒトと共通しており、並び順も似ていた。一方、ホヤは独自の進化を遂げた傍流と分かった。

ちなみにウニのゲノム解析の結果(2006年)と比較すると、ウニのゲノムの大きさはヒトの約4分の1(8億1400万塩基対)で、遺伝子数はヒトとほぼ同じ23000個。遺伝子の70%がヒトと共通している。ウニは、セキツイ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。

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脊椎動物の祖先はナメクジウオ 「ホヤ」との論争に決着


背骨をもつ脊椎(せきつい)動物の祖先はホヤでなく、ナメクジウオだった。京都大、国立遺伝学研究所が米英などの研究機関とナメクジウオの全遺伝情報(ゲノム)を解読し、ヒトやホヤのゲノムと比べた結果、進化の順番が明らかになった。19日付の英科学誌ネイチャー(電子版)に発表する。

ナメクジウオは浅い海底にすむ体長3〜5センチほどの生物で、日本では瀬戸内海などにいる。背骨(脊椎)はなく、脊索(せきさく)と呼ばれる筋が頭から尾まで貫いている。「頭索(とうさく)動物」に分類される。

一方、ホヤは、生まれた直後はオタマジャクシのような形をしていて、尾にやはり脊索がある。「尾索(びさく)動物」に分けられ、尾の脊索は成体になると消失してしまう。

ヒトなどの哺乳(ほにゅう)類や、爬虫(はちゅう)類、魚類などの脊椎は脊索が進化してできたとされ、ヒトも大きくはナメクジウオやホヤと同じ「脊索動物」に属する。これまでは最初にホヤが生まれ、その後、形態がより脊椎動物に近いナメクジウオが現れたと考えられていた。

研究チームは今回、ナメクジウオのゲノムをすべて解読して、約2万1600個の遺伝子を見つけた。これらを、すでに解読ずみのヒトやホヤのゲノムと比べたところ、ナメクジウオが最初に生まれたことが確認できた。

研究リーダーの一人、京都大の佐藤矩行(のりゆき)教授によると、遅くとも5億2千万年前、脊索動物の共通の祖先からナメクジウオが分岐し、その後、脊椎動物に進化した。ホヤはその過程で分かれ、独自に進化したと考えられるという。

また、ヒトの遺伝子の9割がナメクジウオにもあることも、今回、わかった。

佐藤さんは「脊索動物の進化と脊椎動物の起源について、最終決着がついた。新たな学説はもう生まれない」と話す。( asahi.com 2008年6月19日2時17分 )

 

へんないきもの
早川 いくを
バジリコ

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ナメクジウオ―頭索動物の生物学
安井 金也,窪川 かおる
東京大学出版会

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ニュートンの古典力学 運動の第3法則「作用・反作用」とは何か?

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1665年イギリス、ロンドンではペストが流行し、およそ7万人が亡くなった。ニュートンは1661年にケンブリッジ大学に入学したが、ちょうど卒業した年の8月にペストが流行、大学は閉鎖される。大学に残り学び続けていたニュートンは1665年6月から1667年3月まで故郷のリンカーシャーに避難することになった。

この故郷にいた1年半が「驚異の年」といわれている期間である。ふつうの人なら、学校が閉鎖されれば喜んで遊ぶかもしれない。また、ペストが流行しているとなると、心配で何も手につかないことだろう。しかし、ニュートンは別の意味で、喜んだ。それは自分の好きな研究に、没頭する時間ができたからである。

このころ有名な「リンゴの実が木から落ちるのを見て、万有引力を発見」する。もちろん、この話の真偽はわからない。しかし、ニュートンはリンゴの実が落ちることと、月が地球のまわりを回っていることは、本質的には同じ現象であることを見抜いていた。

ニュートンは万有引力や運動の法則を発見したばかりでなく、微分積分法を開発し、光と色の理論(光の粒子説といわれるもの)もまとめている。まさに「驚異の年」といえよう。

さて、ニュートンのまとめた3つの運動法則、何であったかおぼえているだろうか?

正解は第1法則:慣性の法則、第2法則:ニュートンの運動方程式、第3法則:作用・反作用の法則である。今日は3番目作用・反作用の法則について調べる。

作用・反作用の法則 とは?


力は相互作用によって生じるものであり、必ず二つの物体の間で力が生じる。そのとき一方が受ける力と他方が受ける力は向きが反対で大きさが等しい

例1.ゴム風船
いっぱいにふくらませたゴム風船は、手をはなすと空気をふき出しながら飛んでいく。このとき風船を動かしているのは、空気をふき出した反動による力で、これを「推力」(すいりょく)という。推力は、空気がふき出される向きとは反対の方向にはたらく。

例2.ロケット
ロケットが飛ぶ原理もこれと同じで、ロケットはエンジンの中で高圧の燃焼ガスを大量につくり、それを後ろに高速で噴射(ふんしゃ)することによって、前に進む力を得ている。
   
ロケットのしくみ
ロケットには、燃料を燃焼させてガスをつくる「燃焼室」と、燃焼室でつくられた高温・高圧のガスを噴射するところ「ノズル」がある。ラッパのような形をしているノズルは、ふき出されるガスの速度を速めるはたらきをしている。空気のない宇宙で燃料を燃やすためには酸素が必要。酸素を発生する物質(酸化剤)がロケットには積みこまれている。 

参考HP Wikipedia
山賀 進のWeb site Newton略伝
 →
 http://www.s-yamaga.jp/nanimono/sonota/newton.htm


数学を築いた天才たち〈上〉ギリシア数学からニュートンへ (ブルーバックス)
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ニュートンの古典力学 運動の第2法則「運動方程式」とは何か?

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ニュートン力学とは、アイザック・ニュートンが創始した一連の物理法則を指す。物体の運動と力の関係を明確に数学として表現する力学の一分野である。1687年に、著書『自然哲学の数学的諸原理』(プリンキピア)で発表された。

ニュートンは石ころから天体の運動までを説明する運動の哲学を発見し、それをプリンキピア "Principia" に記した。ガリレオや、ティコ・ブラーエ、ケプラーなどにより定量的に発見・研究されてきた物理を、ニュートンが数学的記述を以ってまとめたものとする歴史研究者もいるようである。当時、数学といえば幾何学であり、プリンキピアでは現代において用いられている数式ではなく、すべて作図による説明がなされている。

身の回りの運動のすべてを説明できる?という驚きは私も学生持代のころ感じた。そんな基本的原理を今から、300年以上も前から発見したというのはすごいことである。ニュートンはやはり天才だ。身の回りの石ころから、ロケットの軌道、探査機を正確に火星に飛ばしたり、天体の運動を正確に計算して求めてしまうなど現代でもニュートン力学が使われている。

しかし、ニュートン力学が万能でないことはご存じだろうか?すべての運動がニュートン力学に当てはまるわけではない。例えば運動の第2法則

運動方程式 F=ma (Fは力、mは質量、aは加速度)

この方程式では力が質量と加速度の積に等しいことを示している。力がはたらくと物体の速度が変わるのである。しかし、この方程式は近似的にしか成り立たない。

実際、相対性理論より物体の速度は光速を越える事はできないが、この方程式は一定の力をかけ続ければいつかは光速を越えてしまう事を意味する。 したがってニュートンの運動方程式を適用できる範囲は物体の速度が光速に比べて十分に小さいときのみである。

速度が光速に近い場合には、相対性理論の運動方程式を適用する。また、相対性理論では「E=mc2」という公式が出てくるが、これも同じ理由で、すべての場合にあてはまるわけではない。ある場合の近似値に過ぎない。

アインシュタインにしてもニュートンにしても、天才は公式がお好きなようだ。我々はそれを鵜呑みにしないようにしたい。

ニュートンの運動の第2法則「運動方程式」とは?


運動方程式(Equation of motion)は、物体の運動を記述、決定するための(微分)方程式。物体は、質点であったり、原子、分子(或いは他の素粒子)、より巨視的な運動をする対象、物体など様々である。

運動する対象や条件によって、異なった運動方程式が採用される。

一例として、古典力学における一質点の運動を記述する運動方程式(ニュートンの運動方程式)は、F=maとなる(運動の第2法則)。m は質点の質量、a は質点の加速度、F は質点にかかる力。

この方程式では力が質量と加速度の積に等しいことを示している。しかし後にこの方程式は近似的にしか成り立たない事が分かった。

 実際、相対性理論より物体の速度は光速を越える事はできないが、この方程式は一定の力をかけ続ければいつかは光速を越えてしまう事を意味する。 したがってニュートンの運動方程式を適用できる範囲は物体の速度が光速に比べて十分に小さいときのみである。

とはいっても、我々が日常で会う物体のほとんどは秒速100kmにも満たない速度で運動している(光は秒速約30万km)ので、この式に数値をあてはめて計算しても全く問題がないほど小さな誤差しか生じない。いっぽう物体の速度が光速に近い場合には相対性理論の運動方程式を適用しなければならない。(出典:Wikipedia)
 

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ニュートンの古典力学 運動の第1法則「慣性の法則」とは何か?

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ニュートンというとあのリンゴが落ちるのを見て発見した万有引力の法則が有名だ。ニュートンのリンゴの木は東京の小石川植物園にもある。これはニュートンの生家にあったリンゴの木を接ぎ木にして、1964年に英国物理学研究所所長サザーランド卿から、日本学士院長 柴田雄次博士に贈られたものである。

ニュートンの偉大なところはその考え方にある。今でこそ相対性理論や量子論などが発展し、新しい世界の運動性・法則性についても説明されるようになったが、当時は身の回りの運動について説明する理論がなかった。

他の偉大な科学者が重力とは何か説明しようと試みたが、成功しなかった。これに対し、ニュートンは万有引力の法則を提示するに留め、それをもたらす原因について論じる必要はないとする、新しい科学的方法論を提示した。これは神の行いについて、人間の持つ理性では理解不能であるという、彼の信仰心のあらわれであったが、このような方法論は合理的な近代科学の礎となるものであった。

その考え方は相対性理論や、量子論にも引き継がれている。ごく小さな世界では、これまでの常識では考えられない現象が起きている。神のつくった世界には、まだまだ人間の理性では理解不能で超越したものがたくさんあるのかもしれない。

ニュートン自身も「私自身は、海辺で遊び、普通よりつるつるした石やかわいらしい貝殻を見つけ出しては、よろこんでいる少年のように思われる。一方、真理の大海は全く発見されないまま、私の眼の前にある」といっている。

さて、ニュートンは身の回りの運動の規則性を、3つの運動法則にまとめた。それは何だろうか?

正解は第1法則:慣性の法則、第2法則:ニュートンの運動方程式、第3法則:作用・反作用の法則である。今日は慣性の法則について調べる。


慣性の法則とは?


静止した物体に力が働かないとき、その物体は静止を続ける。運動する物体に力が働かないとき、その物体は運動状態を変えず、等速直線運動を続ける。

慣性(かんせい)とは?
物体が 外力を受けないとき、慣性の法則に従うこと。

慣性の例をあげてみよう!


・乗り物の中でブレーキをかけたときにからだが前のめりになるからだの慣性のため、乗り物が遅くなってもからだはそのままの速さで運動を続けようとして今の位置よりからだが前に出る。

・エレベーターでからだが軽く感じたり重く感じたりする
停止中からだが止まっていようとするため、上昇し始めたとき床に押し付けられる感じとなり、下降し始めたときからだが浮いた感じになる。

・だるまおとし(すばやく力を加える)
日本古来のおもちゃです。力を受けなかった部分が止まっていようとするので、打った部分だけ飛ばされる。

・テーブルクロスを取り去る芸(すばやく抜き取る)
上の食器類は止まっていようとするので、下のテーブルクロスだけを取り去ることができる。

・車は急に止まれない
ブレーキをかけても車のもつ慣性のために急には止まることができません。重い車ほど制動距離(止まるまでの距離)が長くなる。

・天井に糸でぶら下げたおもりを下から糸で引っ張るとき
すばやく引くとおもりが止まっていようとするために下の糸が切れ、ゆっくり引っ張るとおもりの重力と引いた力が上の糸に伝わるため、上の糸が切れる。

参考HP Wikipediaアイザック・ニュートン
リカちゃんのサブノート
 →
 http://www.max.hi-ho.ne.jp/lylle/undo1.html
山賀 進のWeb site Newton略伝
 →
 http://www.s-yamaga.jp/nanimono/sonota/newton.htm


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洞爺湖サミット目前!地球温暖化対策「サマータイム」とは何か?

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福田首相は、7月7〜9日の北海道洞爺湖サミット(主要国首脳会議)にアピールする温暖化対策の一つとして、サマータイム制度の2010年導入を考えている。

サマータイム制度とは何だろうか?
サマータイムとは、簡単にいうと日の長い夏の間だけ、時計を1時間早く進める制度のことである。

我が家では時間にルーズなところがあるため、5分進めている時計がある。これが1時間になったと思えばわかりやすい。

何の目的でこんなことをするのであろうか?
洞爺湖サミット(主要国首脳会議)でアピールするくらいなので、そのねらいは省エネルギー効果だ。夜は標準時よりも早く寝ることになるため、照明や冷房に使用する電力を節約できるという。環境省は、二酸化炭素の排出量を年間120万トン程度、削減できると見込んでいる。

現在、欧州や北米、南米など世界70か国以上で導入されているが、その目的も省エネルギー効果である。経済協力開発機構(OECD)加盟30か国で見ても導入してない国の方が少ない。日本と韓国、アイスランドぐらいである。

日本で過去、サマータイム制度を導入したことはあるのだろうか?
日本では戦後の1948〜51年の4年間、サマータイムが導入されたことがある。昭和23(1948)年4月28日、GHK(連合国軍総司令部)の意向によって、サマータイム法が公布され、5月の第1土曜から9月の第2土曜まで、時計を1時間進ませる夏時間が導入された。このときは、寝不足や通勤ラッシュの激化、働く時間が長くなったという指摘もあり、国民の評判はよくなかった。このため、昭和27年に廃止されている。

アジアではサマータイムを導入している国はない。韓国は1987年、ソウルオリンピックを契機に欧米と歩調を合わせようと導入したが、1989年に廃止した。中国も1989〜1992年に導入した。国土が東西に広いにもかかわらず標準時間が統一されているため、地域によってはサマータイム導入で「朝なのに真っ暗」といった不都合が生じ、廃止された。

世界でサマータイム制度はどう評価されているのだろうか?
サマータイムは1916年にイギリスやスウェーデンなど欧州の6か国で始まった。当時は第1次世界大戦の最中で、戦争に必要な燃料を少しでも多く確保するため、夜の照明に使う燃料を減らそうとした。

導入済みの国で指摘されている効果としては、「省エネルギー」(アイルランド、米国など)、「労働生産性の向上」(イラン、スロベニア)などがある。ほかに「交通事故の防止・減少」(カナダ、チリなど)を挙げる国もある。

また、「他国の制度と調和することで、経済的な結びつきが強まる」(ウクライナ、ルーマニアなど)との声も根強い。欧州で、日本と同程度の緯度に位置する国々にも導入事例が多いのは、経済活動の際に利便性が高いとの理由が大きいようだ。

私たちはどうすればよいのだろうか?
それにしても「いきなり」という感じを受けるのは私だけだろうか?「サマータイムは健康に悪影響」といって睡眠学会が導入反対声明を出している。北海道ではサマータイムを実験的に取り入れている所もある。その結果、働く時間が長くなったという意見もある。

小泉元首相も言っているようにもう少し、個人や企業、役所などが自主的に実験的に時計を進ませて生活してみることが大切に思う。「それから」議論しても遅くない。

福田首相は「地球温暖化対策」として「国民にも負担」を考えているようだ。できることなら協力したい。まずは1時間早起きしてみよう。はたしてあなたはサマータイムに耐えられるだろうか?

関連するニュース
地球温暖化対策、政府懇談会「国民も負担を」の提言案


政府の「地球温暖化問題に関する懇談会」(奥田碩座長)が16日に福田首相に提出する提言案の内容が、13日明らかになった。

温室効果ガス排出を抑制する低炭素社会への移行に関し、「新たなコストは、産業界のみが負担するのではなく、広く国民レベルでも応分の負担をする制度設計が考慮されるべきだ」と指摘、地球温暖化対策に伴う社会的コストの国民負担を強調したのが特徴だ。

夏季に時間を1時間早めるサマータイム制度導入なども列挙し「新たな国民運動も次々と展開されなければならない」と促している。

懇談会の提言は、首相が9日に表明した地球温暖化対策に関する新たな指針「福田ビジョン」を補うものだ。産業界に反対論の根強いガス排出量取引制度の国内導入については、「欧米の動向を注視しつつ、試行的実施を通じ、日本の実情を踏まえたものとして検討が続けられなければならない」とするなど、ビジョンを踏まえた内容となっている。(2008年6月13日20時11分  読売新聞)
 

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地球温暖化対策―排出権取引の制度設計
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2008.6.14am8:43「岩手・宮城内陸地震」発生!中国大地震に酷似

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この日プロ野球交流戦で予定されていた巨人vs楽天戦は中止になった。

6月14日午前8時43分ごろ、東北地方で大規模な地震があった。岩手県内陸南部と宮城県北部で震度6強を観測した。気象庁によると、震源地は岩手県内陸南部で震源の深さは約8キロ。地震の規模(マグニチュード)は7.2と推定。

15日現在「6人死亡11人行方不明217人怪我」この地震は「岩手・宮城内陸地震」と命名された。この地震の特徴は中国四川大地震と酷似しているところである。これまで予想されなかった内陸部の逆断層が動いたこと、震源の深さも8km〜10kmで浅い。ここ遠く離れた神奈川県湘南にもゆれが伝わった。

この地震の原因は「北上低地西縁断層帯」と呼ばれる内陸の活断層帯の南端部周辺。専門家はこの断層帯が活動した可能性があると分析している。

同断層帯は、岩手県矢巾町西方から奥州市付近にかけてほぼ南北に延びる全長約60キロ。複数の断層から構成されており、断層が並走しているところもある。

平成13年の政府の地震調査委員会の報告書では、300年以内の地震発生確率はほぼゼロだが、断層帯が活動した場合、マグニチュード(M)7〜8程度の地震が発生する可能性があるとしていた。地震に絶対安全な場所はない。

地震後に心配な二次災害であるが、地震湖原子力発電所は、北上川上流で7ヶ所せき止め湖が発生している。福島第2原発では、放射性物質含む水が飛散したそうだが、外部へ漏れることはないようだ。

また今回の地震は、阪神大震災に匹敵する揺れの強さにもかかわらず、判明している建物の全半壊は13棟にとどまり、昨年7月の新潟県中越沖地震(6940棟)などに比べはるかに少ない。この理由は今回の地震の地震波が、建物に被害を与えにくい特徴を持っていたことや積雪に強い建物の構造にあることが指摘されている。

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東北地震:「逆断層」活動が活発化 03、05年も発生


14日朝の地震では、岩手県、宮城県で震度6強を記録するなど、東北各地で強い揺れが起きた。一帯は03、05年にも比較的強い地震が起きており、専門家からは「周辺の地震活動が活発化している可能性がある」との指摘も出ている。

今回の地震は岩手県南部を震源とする直下型地震だった。専門家は奥羽山地とその東側の北上低地の境界付近を南北に走る活断層「北上低地西縁断層帯」周辺のの活動によるもの、と指摘する。島崎邦彦・東京大地震研究所教授(地震学)は「この断層帯では過去に大きな地震が起きている。震源付近では短時間に非常に強い揺れが起きただろう」と見る。

同断層帯は片方の地盤がもう片方に乗り上げた形になる「逆断層」で、同じ逆断層型の直下型地震(マグニチュード6.4)が03年7月、宮城県北部で起きている。また同年5月と05年8月には、宮城県沖でそれぞれM7.1と7.2の地震が起きた。岡田篤正・立命館大教授(断層学)は、「従来知られている北上低地西縁断層帯よりやや南に震源がある。断層帯が想定より南まで延びているということかもしれない」と指摘したうえで、「ここ数年、大きな地震が相次いだことで付近の断層の活動が活発化している可能性がある」と指摘する。

政府の地震調査委員会の阿部勝征委員長は「今回の地震は震源が浅いため、震度5程度の強い余震が発生する可能性が高い。今後2、3日は注意が必要だ」と話している。

岩手・宮城内陸地震で、防災科学技術研究所の強震計観測網によって、揺れの強さを示す加速度の最大値は、宮城県栗原市で812ガルが観測された。

阪神大震災の最大加速度818ガル(神戸市中央区)にほぼ等しい揺れだった。

最近は地震計が全国各地に多数設置されるようになったこともあり、大きな加速度が観測されている。新潟県中越地震(2004年)では約2500ガル、昨年の新潟県中越沖地震や石川県能登半島地震では約1000ガルが観測された。

◆逆断層型と分析
気象庁の分析によると、今回の地震は、日本列島を乗せているプレート(板状の岩盤)のごく浅いところで断層がずれて発生した。

今回のように地下の浅いところで起きる地震は「直下型地震」「内陸型地震」などと呼ばれ、1995年1月に阪神大震災を引き起こした「兵庫県南部地震」や、昨年7月の「新潟県中越沖地震」も同じタイプ。日本全国、いつどこで起きてもおかしくないタイプだ。

横田崇・地震津波監視課長によると、断層の両側から力がかかって大きくずれて、片方の地盤がもう片方に乗り上がる「逆断層型」というタイプの地震だという。西北西と東南東から押し合う力が働き、断層がずれたと考えられるという。

東北地方は、日本列島が乗っている「北米プレート」の下に、太平洋側から「太平洋プレート」が少しずつ沈み込んでおり、絶えず西側から押される力がかかっている。このため、地下の断層がずれてその力を解放するが、その際に地震が発生する。(2008年6月14日14時47分  読売新聞)
 

雪国を襲った大地震―新潟県中越地震に学ぶ

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平成19年新潟県中越沖地震―特別報道写真集 2007.7.16

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国内最古の哺乳類化石を発見!哺乳類はいつ地上に出現したか?

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「丹波竜」で有名な、兵庫県丹波で国内最古の哺乳類化石が見つかった。哺乳類の化石とは珍しいが、いったいいつごろ哺乳類は地上に出現したのだろう?

古生代デヴォン紀(約4億1000万〜約3億6000万年前)に地上に上がった両生類(四肢動物・有羊膜類)は、爬虫類と鳥類の先祖になるグループ(双弓類)と哺乳類の先祖になるグループ(単弓類)に分かれる。その時期は古生代石炭紀(約3億6000万〜2億8000万年前)の中ごろである。

単弓類の中でまず、繁栄したのが盤竜類のなかま。次いで繁栄するのが獣弓類のなかである。獣弓類のなかまにはさまざまな種類がいたが、古生代ペルム紀末(P-T境界)の大量絶滅の際に、哺乳類の先祖であるキノドン類 (Cynodontia)などを残し全ての種が絶滅する。

これが有名なP-T境界といい、約2億5,000万年前古生代中生代の境目に相当する。古生物学上では史上最大級の大量絶滅が発生したことで知られている。

最古の哺乳類といわれるアデロバシレウスの出現は、次の時代である中生代三畳紀、約2億2500万年前とされている。アデロバシレウスは現在のトガリネズミのような外見であったと思われている。

恐竜の全盛時代であるジュラ紀、白亜紀哺乳類はネズミほどの大きさのものが多かった。しかし進化が停滞していたわけではない。白亜紀前期には、すでに有胎盤類が登場している。また、中国から発見された大型の哺乳類の化石(胃の辺り)から未消化の恐竜の子供が見つかっている。これは、哺乳類が恐竜を捕食していたということになる。

爬虫類が繁栄を極めた時代には、哺乳類は、夜の世界など爬虫類の活動が及ばない時間・場所などで生活していた。現在、鳥類などに比して哺乳類の視覚(とりわけ色覚)が全般的に劣っているのも、この長い夜行生活を経て視覚が退化したためである(二次的に色覚を獲得した霊長目を除く)。約6400万年前、恐竜等の大型爬虫類が絶滅し(K-T境界)、次の新生代では、その空白を埋めるように哺乳類は爆発的に放散進化し、多種多様な種が現れた。(参考HP Wikipedia単弓類・哺乳類)

先日、兵庫県篠山市の前期白亜紀1億4500万年〜9960万年前)の地層から、哺乳類化石を含む小型脊椎動物の化石群集があることが発見された。「人と自然の博物館」に持ち帰り調査をしたところ、が判明。日本最古級の哺乳類のあごや歯の化石3点が見つかった。

発見したのは、丹波市の元高校教諭の足立洌(きよし)さん(64)。2006年8月の丹波市内で国内最大の草食恐竜「丹波竜」の化石の発見者の一人である。足立さんは篠山層群を調べる会会員で、日頃の研究がまた実を結んだ。

今回の化石は体長十数センチの、ネズミに似た形だったとみられ、現存する哺乳類につながる国内最古の化石という。世界的に見ても前期白亜紀の哺乳類化石の発見は55例しかない、素晴らしい発見である。

「人と自然の博物館」の三枝春生主任研究員は「現生哺乳類への進化の過程解明にかかわる貴重な発見」と述べている。

「篠山市の小型脊椎動物化石速報展」として、6月15日(日)〜6月29日(日)「人と自然の博物館」3階小企画展示室横で公開される。

参考HP 兵庫県立「人と自然の博物館」
 → http://hitohaku.jp/index.html

関連するニュース
篠山層群:国内最古級の哺乳類化石を発見 兵庫・篠山


兵庫県立人と自然の博物館(同県三田市)は12日、同県篠山市の「篠山層群下部層」(1億4000万〜1億3600万年前)とされる白亜紀前期の地層から、哺乳(ほにゅう)類としては日本最古級のあごや歯の化石3点が見つかったと発表した。体長十数センチの、ネズミに似た形だったとみられ、現存する哺乳類につながる国内最古の化石という。同館の三枝春生主任研究員は「現生哺乳類への進化の過程解明にかかわる貴重な発見」としている。

発見された化石のうち、2つに割れていた右下のあごの骨をつなげると約2.5センチの長さになり、犬歯や大小の臼歯など計8本の歯も付いていた。臼歯の形などから、現存する哺乳類に進化する直前の「トリボテリウム類」かそれに近い仲間らしく、あごの形から新種とみられる。

世界的にも白亜紀前期の哺乳類化石の発見は55例しかない。国内でも、97年に石川県白山市で見つかるなど2例あるが、現存の哺乳類にはつながりがないという。

篠山層群は、同県篠山、丹波両市に広がる地層で、06年8月には丹波市内で国内最大の草食恐竜「丹波竜」の化石が見つかっている。今回の化石も丹波竜発見者の1人で、元高校教諭の足立洌(きよし)さん(64)=同県丹波市=が一部を発見、同館が掘り出した。【粟飯原浩】

▽冨田幸光・国立科学博物館地学研究部研究主幹(古哺乳類学)の話 現存の哺乳類につながる最も古いタイプで、世界的にも貴重な発見だ。これ以外にも貴重な化石が見つかる可能性が高く、期待がもてる。(毎日新聞 2008年6月12日)
 

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金属の原料となる岩石「鉱石」とは何か?自然界での金属の姿は変幻自在

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銅やアルミニウムなど金属の市場価格が高騰している。金属の価格高騰の原因は何だろうか?

第一に中国の経済成長が挙げられる。中国の銅消費量は1990年には51万トンだったが、2005年には364万トンにまで増えた。自動車の急増や建物の建設ラッシュで多くの金属が必要になっている。北京五輪に向けて社会基盤の整備も急ピッチで進んでいる。さらに、インド、ブラジルなどの新興工業国でも金属の需要が伸びている現状がある。一方、産出できる金属の量には限りがあり、需要の増加にすぐには対応できない。金属が世界的に品薄になり、価格が高騰している。

第二に投資資金の流入である。「値上がりを受け、商品市場で銅やアルミなどが『確実に値上がりが見込める銘柄』とみられるようになった。米国最大といわれる年金基金なども資金を投入した。銅やアルミの投資市場の規模はもともと小さいので、多額の投機的資金が流入したことで値上がりが加速した。一方、鉄の原料となる鉄鉱石は、鉄鋼会社と鉱山会社の交渉で価格が決まります。投機的な資金が入り込む余地はない」(読売新聞「金属価格の高騰」より2007年2月6日)

金属は身の回りにある、美しい光沢を持つ当たり前の存在であるが、自然界にはこのようにきれいになったものはほとんど存在しない。手間暇をかけて、鉱石から取り出したり、リサイクルし、再利用しているのだ。

金属を取り出す原料となる岩石を鉱石という。自然界にある金属はどんな姿をしているのだろう?またどうやって美しい金属になるのだろう?どれも重要な金属「鉄・銅・アルミ」について調べてみた。

鉄鉱石の種類


鉄鉱石の主要成分は酸化鉄であり、多く使われる鉄鉱石は赤鉄鉱 (Fe2O3)、磁鉄鉱 (Fe3O4)、褐鉄鉱 (Fe2O3•nH2O)、磁鉄鉱の粒状鉱物である砂鉄などである。黒灰色で金属光沢のある輝銀鉱 (Ag2S)、金色に光る黄鉄鉱 (FeS2) は鉄鉱石としての値打ちは無い。他に針鉄鉱 (FeO(OH))、針鉄鉱と組成は同じだが鉱物としては区別される鱗鉄鉱 (FeO(OH))、菱鉄鉱 (FeCO3) などが存在する。

鉄の製錬
鉄の製錬はしばしば製鉄と呼ばれる。簡単にいえば、鉄鉱石に含まれる様々な酸化鉄から酸素を除去して鉄を残す、一種の還元反応である。鉄鉱石を原料とする日本の近代製鉄は1858年1月15日(旧暦1857年安政4年12月1日)に始まったと言われ、その後急幕末以降、欧米から多数の製鉄技術者が招かれ日本の近代製鉄は急速に発展した。現在の日本では、鉄鉱石から鉄を取り出す高炉法とスクラップから鉄を再生する電炉法で大半の鉄鋼製品が製造されている。

高炉から転炉や連続鋳造工程を経て最終製品まで、一連の製鉄設備が揃った工場群のことを銑鋼一貫製鉄所(もしくは単に製鉄所)と呼び、臨海部に大規模な製鉄所が多数立地していることが、日本の鉄鋼業の特色となっている。

日本では電炉法による製造比率が粗鋼換算で30%強を占める。鉄が社会を循環する体制が整備されており、鉄のリサイクル性の高さと日本における鉄蓄積量の大きさを示している。鉄スクラップは天然資源に乏しい日本にとって貴重な資源であり、これをどう利用するかが、注目されるべき課題とされている。

銅鉱石


銅鉱石を構成する鉱石鉱物には、次のようなものがある。自然銅(Cu)、輝銅鉱(Cu2S)、斑銅鉱(Cu5FeS4)、銅藍(CuS)、黄銅鉱(CuFeS2)、 硫砒銅鉱(Cu3AsS4)、安四面銅鉱(Cu,Fe,Zn)12Sb4S13、赤銅鉱(Cu2O)、黒銅鉱( CuO)、藍銅鉱(Cu3(CO3)2(OH)2)、孔雀石(Cu2(CO3)(OH)2)

銅の製錬
銅鉱山で得られた黄銅鉱(主成分CuFeS2)にコークスのほか融剤として石灰石とケイ砂を加えて溶錬炉で溶融し、鉄分を除く。銅分は銅マットや銅�ョ(どうかわ。銅精製への中間製品。硫化銅と硫化鉄の化合物から成る)の形で濃縮される。同時に生じる鉄分はケイ砂によって取り除かれる。また、ケイ砂と石灰石からケイ酸カルシウムが生成し、これが融剤として銅の融点を下げる。
 
そして、銅マットを転炉に入れて、空気を吹き込んで不純物(硫黄、鉄など)を酸化除去し、粗銅(銅含有率は約98%)を精錬する。このとき2000℃を越える高温になり、還元される。
 
いかなる金属元素も高温にすれば還元されるのは、酸素、硫黄は気体となり粒子数が増大する方向に平衡が移動するからである。 その後、粗銅は電解精錬によって、99.99%以上の純銅に精製される。電解精錬によって得られた銅は電気銅とも呼ばれる。

アルミニウム鉱石


ボーキサイト(bauxite)はアルミニウムの原料であり、酸化アルミニウム(Al2O3、アルミナ)を 52%−57% 含む鉱石である。実際にはギブス石(gibbsite、Al(OH)3)、ベーム石(boehmite、AlO(OH))、ベーム石と組成は同じながら層状結晶の構造が異なるダイアスポア(diaspore、AlOOH)などの水酸化アルミニウム鉱物の混合物であり、鉱物ではない。

アルミニウムの精錬
ボーキサイトからアルミニウムを精錬するためには、まず不純物である二酸化ケイ素(SiO2)と酸化鉄 (Fe2O3)を除く必要がある。ボーキサイトを加圧、加熱下で濃水酸化ナトリウム溶液に浸すと、ケイ酸塩のほか、酸化アルミニウムがアルミン酸ナトリウムとして溶け出す。

水酸化鉄は不溶性であるため、赤泥として沈殿するから廃棄する。上澄み水溶液を取り出して冷却し、結晶核として水酸化アルミニウムの結晶を加えて放置すれば、粒状の水酸化アルミニウムが沈殿する。ケイ酸塩は水溶液に残るため、ケイ素も除去できたことになる。

最後に、水酸化アルミニウムを焼成することでアルミナ(酸化アルミニウム)を得て(バイヤー法)、これを融解した氷晶石(Na3AlF6)に 5% 程度融かして炭素電極を用いて融解塩電解することにより(ホール・エルー法)、陰極に単体のアルミニウムが得られる。

アルミニウム鉱物、ルビーとサファイア


ルビーやサファイアも鉱石であるから驚く。ボーキサイトと同じ酸化アルミニウムだ。ただし、これに不純物としてクロムが入ったものがルビーで、鉄やチタンが入ったものをサファイアという。

ルビーはコランダム(鋼玉:こうぎょく)と呼ばれる鉱物の一種である。コランダムは宝石の中ではダイヤモンドの次に固い鉱物で、モース硬度は9。主成分はアルミナ=酸化アルミニウム(Al2O3)である。

ルビーは、どんな光の中でも赤い光を発することができる。これは、ルビーの中の1%のクロムが光エネルギーに反応し、自ら赤く発光するためである。

サファイアはコランダムのうち宝石としての価値があり、かつ色が赤でないものをいう。不純物の違いで濃赤色を呈するものはルビー(不純物:クロム)となる。

「青玉」という和名があるように、一般に濃紺あるいは青紫色をしたもの(不純物:鉄、チタン)と考えられているが、濃い赤以外のあらゆる色、黄色や茶色、薄紅色などのものもサファイアである。また、工業的に生産される単結晶コランダムもサファイアと呼ばれる(この場合、サファイアガラスなどと呼ばれる事があるが、結晶なのでガラスではない)。(出典:Wikipedia) 
 

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iPS万能細胞はどこまで万能?倫理性・安全性・バイエル特許問題

ニュースで学ぶサイエンス!このブログでは、最新科学情報をくわしく調べ、やさしく解説!科学がわかります。
iPS細胞(人工万能細胞)樹立の成功により、様々な可能性が開かれた。ES細胞(胚性幹細胞)に匹敵する万能性を持つiPS細胞(人工万能細胞)を使うことで、ES細胞(胚性幹細胞)の持つ生命倫理的問題を回避することができるようになったし、ES細胞(胚性幹細胞)では存在した、免疫拒絶の無い再生医療の実現に向けて大きな一歩となった。

これまでの倫理的な問題


これまで問題となった、ES細胞(胚性幹細胞)を樹立するには、受精卵ないし受精卵より発生が進んだ胚盤胞までの段階の初期胚が必要となる。ヒトの場合では、将来ヒトになることが約束されている受精卵を材料として用いることは、生命の元を滅失してしまうために、これを再生医療や難病治療などの分野で使ってよいか倫理的な論議を呼んでいた。

先進国においては、例えば米国ブッシュ政権が2001年8月に公的研究費による新たなヒトES細胞の樹立を禁止しているように、いずれヒトになりうる受精卵を破壊する事に対する倫理的理由から、ヒトES細胞の作製を認めない国が多い。日本においても、その作成許容範囲は限定的である。

今回、iPS細胞が樹立でき、これらの倫理的問題の多くは解決できることになった。宗教界からの評価の一例として、ローマ法王庁の生命科学アカデミー所長のスグレッチャは「難病治療につながる技術を受精卵を破壊する過程を経ずに行えることになったことを賞賛する」との趣旨の発表を行った。

iPS細胞をめぐる安全性の問題


しかし、iPS細胞の問題点もたくさんある。安全面での課題としては、「レトロウイルスベクター」を使っていること、体細胞に組み込む4つの遺伝子のうちの一つは発癌性遺伝子「c-Myc」を使っていることである。

「レトロウイルスベクター」は染色体内のランダムな位置に遺伝子を導入するため、変異が起こり、内在性発癌遺伝子の活性化を引き起こしやすい点が問題とされている。この問題は「遺伝子導入法」を「化合物を添加する方法」に置き換える研究が進んでおり、マウスの実験で遺伝子3種類の導入と化合物添加によりiPS細胞を作ることに成功している。

また、発癌性遺伝子「c-Myc」を使ったiPS細胞ををマウス胚盤胞へ導入した胚をマウスに着床させ、キメラマウスを作製したところ、およそ20%の個体において癌の形成が認められた。この問題は発癌性遺伝子「c-Myc」を使わないで、iPS細胞をつくることに試みた結果、iPS細胞の作出には成功したが、作出効率が極めて低下(1/100といわれる)する問題点が残っている。

iPS細胞をめぐる社会的な問題


社会的な問題としては、難病で苦しむ人たちのためにも、いかに産業界と国が一体となって取り組んでいくかが問われている。ところが、ここにきて懸念されているのがバイエル薬品の特許問題である。

ヒトiPS細胞の樹立が、京都大学の山中伸弥教授らのチームより、バイエル薬品のチームの方が速い?というのだ。iPS細胞の作製成功は、山中教授らのチームは2007年11月23日サイエンスに発表。バイエル薬品のチームは2008年1月31日付のオランダ科学誌(電子版)に発表と遅い。しかし論文の中でiPS細胞の作製成功は2007年5月上旬より以前ということで、日本を含む各地で特許を申請している。

もしバイエル薬品が特許権を取得した場合、「莫大な特許料の発生や、バイエル薬品が産業応用をゆっくり進めた場合、産業応用はスピードダウンする」(医薬業界関係者)というおそれが出てきた。

関連するニュース
バイエルもヒトiPS細胞を作製か?


京都大学の山中伸弥教授らのチームが作製したヒトの人工多能性幹細胞(iPS細胞)を、ドイツ製薬大手バイエルの日本法人、バイエル薬品(大阪市淀川区)に所属していた研究チームも、作製に成功していたことが11日、分かった。

研究内容は独本社で管理され、すでに特許申請しているもようだ。バイエル側が先に特許を取得した場合、日本でのiPS細胞の活用などに支障が出ることも予想される。

関係者によると、1月31日付のオランダ科学誌(電子版)に、バイエル薬品の神戸リサーチセンター(神戸市中央区)に所属していた研究チームが、ヒトiPS細胞の作製について投稿した論文が掲載された。

どちらが先行して作製できたのかは不明だが、論文が掲載されたオランダの科学誌について「『サイエンス』や『ネイチャー』に比べて知名度が低く、「学会に受け入れられたとは言い難い」(関係者)と指摘する声もある。

京大によると、同社の研究チームの論文発表については、山中教授らも把握していたという。「特許出願の内容が公表されていないため、現時点では対応しようがない」としている。  

元バイエル薬品神戸リサーチセンター長の桜田一洋氏は産経新聞の取材に対し、バイエルとの秘密保持契約のため詳細は明かせないとしながらも、「iPS細胞の作製が昨年5月上旬より以前であり、日本を含む各地で特許を申請中」と述べた。

また、オランダの科学誌「ステム・セル・リサーチ」に掲載された論文について、「内容を専門的に見ていただければ、他のiPS細胞と比べて質が高いのは明らか」と自信をみせている。

バイエル薬品によると、研究チームが「体性幹細胞に関する研究をしていたのは間違いないが、ヒトiPS細胞まで作製していたかどうかは把握できていない」(同社広報)という。チームのメンバーは昨年12月のセンター閉鎖後、いずれも退職している。(MSN Sankei2008.4.11)

参考HP 京都大学山中研究室 
 →
 http://www.frontier.kyoto-u.ac.jp/rc02/index-j.html
 

iPS細胞 ヒトはどこまで再生できるか?
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iPS万能細胞はどこまで万能?再生医療・難病治療・新薬開発

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京都大学山中教授らのグループが作成した「iPS万能細胞」は、難病治療や再生医療、新薬創成など幅広い分野での応用が期待されているが、具体的にどんなことが可能なのだろうか?

最近のニュースから、「iPS万能細胞」の持つ可能性についてまとめてみたい。

細胞移植・再生医療の分野


人間の体は、200種類以上、合計、60兆個の細胞からできているが、病気や怪我では、細胞の機能が損なわれることがある。このとき、外から元気な細胞を補う、すなわち移植することにより回復が期待できるものが多くある。

例えば、パーキンソン病は、脳の中で、特別な種類の神経細胞の機能がそこなわれることにより、スムーズに動くことができなくなる病気だが、神経細胞を移植することにより、症状が回復することが知られている。

またインスリンというホルモンをつくる膵臓の細胞が損なわれると、血液の糖濃度が上昇し、糖尿病になる。しかし、インスリンをつくる細胞を移植することにより病気の進行を抑えることができる。

また、交通事故やスポーツによる怪我で、脊髄が損傷すると、下半身や上半身の麻痺が起こりますが、損傷が発生して、10日目くらいの時期に、神経系の細胞を移植することにより、麻痺の程度が軽くなることが、動物を使った実験により示されている。

このときに活躍するのが、「iPS万能細胞」。これまでは他人の細胞を使うことによる拒否反応や、ES細胞などを使うと倫理的な問題があったが、自分の細胞がもとになる「iPS万能細胞」ならばこれらの問題は解決できる。

また細胞をシート状に培養する技術が最近開発され、角膜、そして重い心臓病への応用が始まっている。この細胞に自分の細胞でつくった「iPS万能細胞」を使えば、拒絶反応がないし、治療の効果が上がることが期待されている。

新薬開発・難病治療の分野


iPS細胞の利用方法は、細胞移植療法だけにとどまらない。医学研究や薬の開発においても大きく期待されている。

新薬候補の化合物から有効物質を絞り込む「スクリーニング」での同細胞の活用が有効とされている。ヒトに直接、薬効を確かめることは難しいので前段階として、iPS細胞を使うことで安全性、効率性が飛躍的に上がる。

また、患者由来の「疾病ヒトiPS細胞」も作り出せるため、その患者がなぜ病気になったかという原因の解明、その患者に効果のある薬の探索、さらに、その患者におこる副作用の予見などに役立つと期待されている。

また遺伝子に問題がある場合は、問題となる遺伝子の発見や、遺伝子にあったオーダーメイド治療に役立つ創薬プロセスの安全性と効率性を大きく高めることが期待されている。

関連するニュース
京大、難病患者の皮膚でiPS細胞作成へ 倫理委が承認


京都大は5日、難病患者の皮膚などから万能細胞(iPS細胞)をつくる研究について、医の倫理委員会の承認を得たと発表した。つくられる万能細胞は難病の性質を受け継いでいるため、原因解明や治療法の開発に役立つ。

申請していたのは、京都大の中畑龍俊教授(発達小児科学)らのグループ。先天性免疫不全症や1型糖尿病、先天性筋ジストロフィー症など小児科や整形外科、内分泌内科、神経内科など七つの領域の難治性の病気を対象にする。患者の同意を得た後に、提供された細胞を使ってiPS細胞をつくる作業に入る。

国内では慶応大で先月、神経の難病患者からiPS細胞をつくる計画が承認されている。( asahi.com 2008年6月5日 )

参考HP NHK解説委員室ブログ「視点・論点」
「ヒトiPS細胞の可能性と課題」 (2007.12.07)
 →
 http://www.nhk.or.jp/kaisetsu-blog/400/6068.html
iPS細胞めぐり産業界と初の懇話会 京都大(MSN産経 2008.4.17 23:21
 → http://sankei.jp.msn.com/culture/academic/080417/acd0804172318012-n1.htm
京都大学山中研究室 
 →
 http://www.frontier.kyoto-u.ac.jp/rc02/index-j.html

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