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!

2013年05月

「始祖鳥」よりも原始的な鳥?「アウロルニス」の化石発見!

 「始祖鳥」は鳥類か恐竜か?
 始祖鳥は、ジュラ紀に生息した発見されている中で最古の鳥類である。全身に羽根が生えており、体長は長い尾も含めて大きな標本で50cm程度であり、胴体部はその半分程度である。これらの特徴は現生の鳥類に似ているが、鋭い歯を備えた顎を持つ点、鉤爪のある3本の指を持つ点、そして長い尾部に骨を持つ点などが明らかに異なる。

 恐竜と鳥類の両方の性質を持つことから、鳥類は恐竜から進化したと考えられている。最近は、羽毛を持つ恐竜が多数見つかったことから、鳥と恐竜の境界があいまいになり、始祖鳥を恐竜と位置づける考え方も出てきた。

 今回、始祖鳥よりも原始的な鳥が発見された。中国遼寧省の1億6500万~1億5300万年前(ジュラ紀中期~後期)の地層から見つかった。研究チームは、「あけぼのの鳥」を意味する「アウロルニス」と名付けた。


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氷河期明けの“ヤンガードリアス期”の寒冷化は、天体衝突が原因?

 最終氷河期後の寒冷化
 最終氷期とは、およそ7万年前に始まって1万年前に終了した最近の氷期である。この時期には、大量の氷がヨーロッパや北米に氷河・氷床として積み重なった。その結果、地球上の海水量が減少、世界中で海面が約120mも低下したという。

 その影響で、アジアとアラスカの間にはベーリング陸橋が形成され、ここを通って北アメリカに人類が移住したといわれている。日本列島およびその周辺では、海岸線の低下によって北海道と樺太、ユーラシア大陸は陸続きとなっており、現在の瀬戸内海や東京湾もほとんどが陸地となっていた。

 その後、次第に地球は温暖化していくが、今から1万2800年前、氷河期から温暖化に向かう途中の一時的な寒冷期「ヤンガードリアス期」があった。この原因はよくわかっていなかったが、米大学の研究チームが、当時の地層に残った小球体を分析したところ、どうやら、小規模な天体衝突があったことがわかり、この影響で寒冷化が起きたという。


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新型コロナウイルス“MERS”拡大中 致死率50%!薬・治療方法なし

 新型ウイルスでの死者27人に、「世界を脅かす」存在 WHO
 現在コロナウイルスの感染が広がっている。 世界保健機関(WHO)は5月29日、中東を中心に感染が広がっている新型コロナウイルスによる死者が27人になったと明らかにした。感染者数は49人。

 サウジアラビアで発生したと言われる。感染源、感染方法は全くわかっておらず、薬・治療方法は全くない。5月28日にはフランスで、入院していた男性患者が臓器不全のため死去した。この段階で同ウイルスによる死者は23人目となっていた。WHOはこのウイルスを「中東呼吸器症候群(MERS)コロナウイルス」と命名し、「世界を脅かす」存在になっていると警告していた。

 新型ウイルスは、重症急性呼吸器症候群(SARS)を引き起こすコロナウイルスの仲間で、WHOは23日までに、世界で44人の感染を確認した。その半数が死亡している。


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環状mRNAを作ったら、タンパク質をエンドレスに生産!効率が200倍に?

 タンパク質のエンドレス合成
 大腸菌の細胞内でDNA(デオキシリボ核酸)の遺伝情報をコピーする直鎖状のmRNA(メッセンジャーRNA〈リボ核酸〉)を環状のmRNAに作り変えることで、タンパク質を終わりなく合成することが可能となる手法を、理化学研究所と北海道大学薬学部の研究グループが開発した。この手法によれば、長鎖状のタンパク質であるコラーゲンやシルク、クモの糸などを効率よく作れるようになるという。

 生物の体を構成するタンパク質は、細胞核内にあるDNAの遺伝情報をもとに合成される。その過程は、まずDNAの遺伝情報がmRNAに転写され、次に核外で「リボソーム」という“製造マシーン”がmRNA上を移動しながら転写情報を読み取り、その情報に従ってアミノ酸を合成して複数つなげることで1つのペプチド、さらにはタンパク質が完成する。この作業を終えたリボソームは、また次の(あるいは同じ)mRNAの先頭に結合して再び合成を始める。この仕事を終えたリボソームが再び合成作業を開始するまでが、タンパク質合成で最も時間のかかる過程だという。

 そこで研究グループは、この最も時間のかかる過程に注目した。通常が直鎖状となっているmRNAの終点標識を取り除き、末端を先頭につなげることで環状のmRNAを作った。アミノ酸8個からなる「FLAGタンパク質」を作る遺伝情報を1単位に、いろいろな長さのmRNAで直鎖状のものと比べた。その結果、直鎖状mRNAではそれぞれの長さに応じて少量のペプチド断片ができたが、環状mRNAでは長鎖で大量のペプチドが観測され、FLAGタンパク質が連続的に合成された。さらに環状mRNAでは、単位時間当たり200倍ほどの高効率でタンパク質合成が進むことを確認したという。


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JAXA、H-IIBとイプシロンの2ロケット打ち上げへ!日本も独自に宇宙を目指せ!

 JAXA、8月に2つのロケットを打ち上げへ
 宇宙研究開発機構(JAXA)は21日、「こうのとり」4号機(HTV4)を搭載するH-IIBロケット4号機および、惑星分光観測衛星(SPRINT-A)を搭載するイプシロンロケット試験機の打上げ予定日を発表した。

 H-IIBロケット4号機は、大型主力ロケットとして人工衛星を打ち上げてきたH-IIAロケットの技術を生かして作られたより能力の高いロケット。ISS(国際宇宙ステーション)に物資を補給する「こうのとり」を3回打ち上げてきた実績がある。打ち上げ予定日は2013年8月4日、予定時刻は4時48分頃、種子島宇宙センターの大型ロケット発射場から打ち上げる。

 イプシロンロケットは、M-VロケットとH-IIAロケットの技術を使い、効率的な運用と高いコストパフォーマンスによってロケット打ち上げへの敷居を下げるために作られたロケット。今回が初号機となる。


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世界初!無色透明な血液をもつ南極の魚、アイスフィッシュ(コオリウオ)が孵化

 透明な血液を持つ魚
 南極大陸周辺の海にすむ無色透明な血液を持つ、アイスフィッシュ(コオリウオ)という魚が、葛西臨海水族園(東京都江戸川区)で、世界で初めて孵化した。3匹の可愛らしい稚魚が5月23日から一般公開されている。

 透明な魚ならば、グラスフィッシュや、グラスキャット、ウナギの幼生レプトケファレスなどがいるが、最大の特徴は、脊椎動物で唯一、血液中にヘモグロビンをもたず、血液が無色透明で赤くない。このため、他のほとんどの魚の鰓(えら)は、ヘモグロビンによって赤色やピンク色をしているが、コオリウオ科の魚の鰓だけは、クリーム色をしているという。

 ご存じの通り、ヘモグロビンは肺や鰓で酸素と結合して、体内に運ぶ働きをする。なぜコオリウオ科の魚がヘモグロビンをなくしたのか分かっていない。葛西臨海水族園によれば「分かっていることは、コオリウオ科の魚は大きな心臓を使って全身に大量の血液を送り、その液体成分(血しょう)に酸素を溶かして運んでいること、さらに、鰓だけでなく体の表面からも酸素を取り入れていることだ」という。


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素数の不思議?双子素数予想、世界最大の素数、素数の暗号技術

 「双子素数予想」解決に光 古代ギリシャ時代からの難問
 素数とは、正の約数が 1 と自分自身のみであり、1 でない自然数(正の約数の個数が 2 である自然数)のことである。例えば、2 は、正の約数は 1, 2 のみなので素数である。一方で 91 は、正の約数が 1, 7, 13, 91 なので素数でない。素数でない 2 以上の自然数を合成数と呼ぶ。

 素数は無数に存在することが、紀元前3世紀頃のユークリッドの原論において既に証明されていた。整数の中で、あるいは実数の中での素数の分布の様子は高度に非自明で、リーマン予想のような現代数学の重要な問題との興味深い結び付きが発見されている。

 古代ギリシャ時代から数学者を魅了してきた素数。その性質に関する未解決の難問「双子素数予想」の解決につながる論文が出た。英科学誌ネイチャー(電子版)が報じた。

 2以外の素数はすべて奇数で、このうち「3と5」や「11と13」のように隣り合って間隔(差)が2のペアを「双子素数」と呼び、やはり無限に存在すると予想されているが、証明できておらず、数学最古の難問の一つともいわれる。(朝日新聞 5月21日)


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エビ・カニ好きな日本人!なぜ虫を食べない?国連が昆虫食を推奨

 国連が昆虫食を推奨
 エビやカニが大好きな日本人、考えてみれば、同じ節足動物で、構造上さほど変わらない昆虫をなぜ食べないのだろう?

 世界的に見ると、食糧不足の国も多い。そのためだろうか、5月13日、国連食糧農業機関(FAO)が昆虫食を推奨する報告書を発表した。地球上には食べられる昆虫が1900種以上存在し、既に数百種がさまざまな国の食卓に上っているという。

 昆虫を常食としている地域はアフリカ36カ国、南北アメリカ23カ国、アジア29カ国、ヨーロッパ11カ国に広がり、延べ人口はおよそ20億人に達する。

 身の回りの昆虫は、追い払ったり、たたき殺したり、時には殺虫剤で戦ったりするような不快な存在だ。しかし、栄養学的には、例えばガの蛹や幼虫では、乾燥重量の50パーセント以上がタンパク質であり、ミネラル類にも富む。加熱することで雑菌等の問題もなくなるので、食品として摂取にはなんら問題はない。


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カナダの鉱山で地球最古の水発見!地球最初期の生命体の可能性

 地球最古の水発見!
 地球は46億年前に誕生したというが、カナダの地中深く眠っていた27億年前の岩盤の中に、太古の水が閉じ込められているのが発見された。こうした環境の中で見つかった液体としては最古のものだという。

 水が見つかった岩盤は約27億年前のもので、水は15億~26億年前のものと推定される。地球に生命が誕生したのは約35億年前とされるが、15億~26億年前はまだ、バクテリアの祖先となる非常に単純な生命しか存在していなかったという。

 そんなに昔の水の年代ををどうやって特定するのだろうか?また何がわかるのだろうか?

 今回見つかった水は一見、非常に澄んでいて飲むことさえできそうに見えたが、実際は塩分が多く、二酸化炭素ではなくメタン、水素、窒素、ヘリウムなどのガスが含まれていたという。

 化学的に安定なヘリウムが含まれていたことがヒントになった。ヘリウム中に含まれる放射性同位元素の割合から、どのくらい前の時代か特定可能だ。


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ガラス特性の定説、覆る可能性!ガラスの持つもう一つの意味とは?

 固体?液体?あいまいなガラス
 ガラスと言えば、ケイ酸塩を主原料としている、窓などに使われる透明な物質を思い浮かべる。だが、科学の分野では、より広く非晶質(アモルファス)の固体はすべてガラス状態と見なされる。その意味では、プラスチックも金属もガラス状態になる。

 ガラスに共通の特性として、ガラス転移というものがある。通常、固体の結晶を加熱してゆくと、融点で液体に変わり始め、固体と液体が共存する間は温度が融点に維持され、固体が全て液体に変わると、またその温度が上昇してゆく。

 だが、ガラスの固体を加熱した場合は、低温では結晶なみに堅く、流動性がないが、ある温度の幅で急に粘りけが増し、飴のように流れ出す。固体とも液体ともいえないようなねばねばした状態になる特性がある。

 このため、ガラスは、通常でも固体と液体の区別がはっきりしない物質と考えられ、固体のように見えても、液体の性質を持ち、長い年月をかけて形を変えるものと考えられてきた。例えば「中世の教会を飾るステンドグラスは下部ほど厚い」という理由を、ガラスが長い時間をかけて液体のように下方へ流動するからだという。

 ところが最近、ガラス形成の仕組みに関する基礎研究を行っていたグループが、類似した特性を持つ琥珀(こはく)の分子構造について、数千万年の間ほとんど変化しないという事実を突き止めた。


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モンスター級の竜巻発生!米オクラホマ州で、大きな被害!

 米オクラホマ州で竜巻 大きな被害
 「Terrible,It semms like batttlefield (ひどい…まるで戦場だ)」報道アナウンサーは繰り返し伝えた。

 オクラホマ州のオクラホマシティー郊外で、現地時間の5月20日午後3時前(日本時間の21日午前5時前)、巨大竜巻が発生した。

 NOAA(アメリカ海洋大気局)によると、竜巻は現地時間の20日午後2時56分にオクラホマシティーの南で発生した。その後、西から東に向かって市街地などを通り、30キロ余り移動し、発生から40分後の午後3時26分に消えたという。

 地元のテレビ局は、巨大な竜巻がゆっくりと渦を巻きながら移動する様子を撮影した映像を伝えた。竜巻が過ぎ去ったあとに地元のテレビ局がヘリコプターで上空から撮影した映像では、広い範囲で多くの建物が激しく破壊され、一部で火災が発生している様子も映し出されていた。

 今回の竜巻で亡くなった人は、24人。警察によると、建物が大きな被害を受けた地元の小学校では、児童や教師などおよそ80人が取り残されたという情報があり、警察などが救助活動にあたった。


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世界初!ヒトのクローンES細胞作製!ついにクローン人間が可能に!

 ヒトクローンES細胞作製
 ES細胞とは万能細胞の一種。さまざまな異なる細胞に分化し、増殖する能力を持つ、発生初期の胚由来の細胞。受精卵の一段階である胚盤胞から取り出した内部細胞塊から樹立される。再生医療に役立つとして研究されている。ES細胞の採取は受精卵を殺すことになるので倫理面の問題がある。

 卵子に体細胞の核を移植して培養する「クローン技術」を使い、体のさまざまな組織や臓器になるES細胞(胚性幹細胞)を作ることに、米オレゴン健康科学大学のシュークラト・ミタリポフ(Shoukhrat Mitalipov)教授や立花真仁(まさひと)研究員らのチームが世界で初めて成功した。米科学誌「セル(Cell)」に15日発表した。

 研究チームは学内倫理委員会の審査を得た上で卵子提供者を募り、さまざまな検診・検査に最終パスした米国内の23-31歳の女性9人から提供を受けた。実験では計122個の卵子を使い、それぞれの核を取り除いて別人の皮膚細胞の核を移植し、培養した。その結果、21個をこれまで難しかった「胚盤胞(はいばんほう)期」と呼ばれる段階にまで成長させることができ、その組織の一部を培養すると6個がES細胞になった。それをさらに、心筋の細胞にまで成長させることができたという。(サイエンスポータル 2013年5月16日)


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びっくり!がん予防のため、アンジー乳房切除手術!次は卵巣摘出手術

 アンジー、今度は卵巣摘出手術
 映画「トゥームレイダー」でお馴染みの、女優のアンジェリーナ・ジョリー(アンジー)が、両乳房切除手術を受けたことを告白。まだ、がんになったわけでもないのになぜ?と驚いた人も多かった。さらに次は、卵巣の摘出手術も受ける予定だという。

 アンジーの母親は10年近く闘病生活を送った後、56歳という若さで死去しており、遺伝子検査の結果、娘のアンジーも87パーセントの確率で乳がんに、50パーセントの確率で卵巣がんになることが明らかになったという。この手術の結果、乳がんにかかる確率は5%まで減少した。

 この事実を公表することで世の女性たちにも乳房切除手術という選択肢があることを知ってほしかったといい、現在、養子を含め6人の子どもがいるアンジー自身、手術を受けたことで、「子どもたちには『わたしが乳がんで死ぬとおびえることはないのよ』と言えるようになりました」と明かしている。

 日本人女性の場合、生涯で乳がんに罹患する確率は16人に1人、欧米は8~10人に1人の割合である。また、遺伝的なリスクが強い家系が存在する。


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太陽の極大期がピーク?観測史上初!2日間に4回の大型太陽フレアを確認!

 巨大フレア2日間で4回発生
 太陽活動はほぼ11年の周期で変動しており、その周期的な変動をサイクルとして1755年から数えている。第24太陽活動サイクルは、2008年1月から開始したと考えられている。ただ、2008年から始まった第24周期の黒点数の推移は、2009年のNASAの予想によれば1928年に近いものになり80年ぶりの少なさになると考えられている。

 今回、太陽表面で起こる爆発現象「太陽フレアの、特に巨大な爆発が13~15日に計4回発生したと、情報通信研究機構が16日、発表した。通常の100倍以上の規模を持つ「Xクラス」という。こんなに短時間に4回も起きるのは珍しく、昨年1年で、Xクラスは7回発生した。

 太陽フレアは、太陽の黒点で発生する爆発で、強い紫外線やエックス線、電波などが宇宙空間に放射される。計4回の太陽フレアは、地球から見て太陽面の東端の黒点群で発生し、航空無線が1~2時間通じなくなるなどの影響があったという。


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第39回ノーベル生理学・医学賞 命を救った赤い染料「プロントジル」の抗菌効果!

 赤色プロントジル
 1939年のノーベル生理学・医学賞は、ドイツの生化学者、ゲルハルト・ドーマクが発見した薬剤「プロントジル」の抗菌効果の発見に対して贈られた。

 「プロントジル」というのは、赤色アゾ染料の一種。1932年ドーマクが、赤色プロントジルを調べたところ、レンサ球菌に感染したマウスを治療できた。レンサ球菌による感染症は重篤なものも多く、ヒトに対して効果があれば貴重な薬品となる。

 このとき、偶然ドーマクの娘がレンサ球菌感染症に感染し、他の治療がすべて効果を発揮しない段階に至って、赤色プロントジルを投与したところ完治し、確証を得た。

 プロントジルの効果は抜群であった。ドーマクの愛娘を皮切りに、有名、無名をとわず、数多くの人の命を次々と救う。イギリスの首相ウィンストン・チャーチルの命も、その一つであった。もし、プロントジルがなければ、1942年にチャーチルは死亡、第二次世界大戦は違ったものになっていたかもしれない。


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第39回ノーベル化学賞 性ホルモン・ポリメチレン類およびテルペン類の研究

 尿から分離に成功した「性ホルモン」
 1939年のノーベル化学賞は、ひとことで言うと「性ホルモンについての研究」に対して贈られた。受賞したのはドイツの生化学者、アドルフ・ブーテナントと、クロアチアの有機化学者レオポルト・ルジチカ。

 ブーテバントは女性ホルモンである「エストロゲン」や、男性ホルモンである「アンドロステロン」を世界で初めて発見した。ブーテバントはこれらをヒトの尿から分離・結晶化し、F・プレーグルの開発した微量分析法により、その構造式を定めることができた。

 ルジチカは、有機化合物の分析・合成に業績があり、複雑な性ホルモンである「アンドロゲン」や、「テストステロン」を世界で初めて人工合成した。彼はその他にも、ポリメチレン類およびテルペン類といった複雑な有機化合物を多数、構造解明し、合成にも成功している。

 有機化合物については、「6個以上の原子環は不安定で存在しない」という、アドルフ・バイヤー(1905年ノーベル化学賞)の説が有力であったが、彼の発見したポリメチレン(脂環状化合物)は、これを覆すものとなった。


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第39回ノーベル物理学賞 サイクロトロンの開発および人工放射性元素の研究

 1939年
 1939年というと第二次世界大戦の始まった年。9月1日ナチス・ドイツ軍とスロバキア軍によるポーランド侵攻により、第二次世界大戦が勃発した。その1ヶ月前の8月には、アインシュタインがルーズベルト米大統領宛に原子爆弾開発を促す書簡(アインシュタイン=シラードの手紙)を送付、マンハッタン計画の契機となった。

 著名なアインシュタインが関わったこの手紙は、アメリカ政府の原子爆弾開発計画であるマンハッタン計画の最早期の引き金として有名である。 この結果1945年8月6日、9日広島、長崎に原子爆弾は落とされることになる。アインシュタインは晩年この手紙に署名したことへの後悔の念を吐露した。

 1939年のノーベル物理学賞を受賞したのは、米国の物理学者アーネスト・ローレンス。受賞理由は、「サイクロトロンの開発および人工放射性元素の研究」である。原子物理学や素粒子物理学で標準的に使用される加速器であるサイクロトロンを発明したことで知られる。


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初期地球は卵の腐った臭い?硫化水素が地球を覆った理由

 硫化水素は腐った卵の臭い

 硫化水素というと化学式 H2S をもつ硫黄と水素の無機化合物。無色の気体で、腐卵臭を持つ。一般に「腐った卵のようなにおい」というとこの気体である。

 下水処理場・し尿処理場・ごみ処理場等において、細菌による分解、腐敗などに伴い発生して悪臭の原因となる。火山ガスの成分の一つでもある。

 空気中にわずか0.1~0.2%(1,000~2,000ppm)あるだけで即死する、猛毒であるが、極微量であれば、硫化水素には心筋細胞の老化を抑制する効果もある。

そんな不思議な気体、硫化水素が約20億年昔にも、地球上を広く漂っていた可能性のあることがわかった。

 火山活動が活発だったわけでもないのになぜだろうか?


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植物は隣の植物を認識する!植物も意思を持ち音でコミュニケーションしている?

 植物も会話する?
 植物は話ができるかもしれない。NHKの「プロフェッショナル」という番組で、木村秋則さんは、リンゴの木にあやまろうと思い、夕方家族が畑から帰った後、リンゴの木、一本一本にお詫びしながら私の気持ちを話しかけて歩いた。

 「すごい頑張ったなあ」。リンゴの木に触って、手の温もりを通じ自分の気持ちを伝えたという。リンゴに接しながら話かけていくと、風もないのに小枝がフッと揺れ、リンゴの木が「わかったよ、わかったよ」と言っているように感じられたそうだ。

 そういえば、「サボテンに話しかけるとよく育つ」という話も聞いたことがある。最新の研究によると、隣の植物の音を「聞いた」植物は、自ら成長を促進させるという。音響信号を利用してコミュニケーションを取っている可能性があるという。


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都市鉱山からレアメタルを回収せよ!工業排水から“微生物カプセル”で100%回収可能

 工場排水からレアメタル、微生物で回収
 微生物は古くから酒や納豆といった主に食品の分野 において、広く親しまれてきた生物である。微生物は、地球上で最も存在量が多い生物である一方で、我々人 類が確認している割合は3%にも満たないとも言われて いる。未だ発見されていない微生物の中には、予想を超える機能が隠れている。

 例えば、工場排水に含まれる「金」や「プラチナ」などの希少金属(レアメタル)を、微生物の「鉄呼吸」を利用して回収する方法を、大阪府立大の小西康裕教授らが開発している。従来の方法では水溶液に電流を流して化学反応を起こさせるなど、煩雑な工程が必要だった。「鉄呼吸」を利用する方法では、レアメタルの濃度が低くても回収でき、時間も短く作業も簡略化できる。

 具体的には、200ppmの金イオンが溶けた水溶液の実験では、30分でほぼ全量の金を回収できた。同じ濃度の排水1トンならば、200グラムの金を回収できる計算だ。また金のほか、プラチナや、パラジウム、ロジウムの計4種類が回収できた。

 今回、その微生物を閉じこめたバイオカプセルを使い、工業排水などに含まれるレアメタルを低コスト・短時間で回収する新技術が開発された。開発した森下仁丹と三菱商事は、装置を全国の工場に販売、またはリースする事業を今年度中に始める。微生物を使ったレアメタル回収を本格的に事業化するのは国内で初めてで、世界でも珍しい。


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