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!

2015年01月

幻の巨大サメ「メガマウス」とは何か?沖縄の海岸で歯化石発見!

 沖縄の海岸に幻の巨大ザメの歯化石漂着

 沖縄本島の東海岸の波打ち際に転がっていた石は幻の巨大ザメ「メガマウス」の貴重な歯化石だった。沖縄美ら島(ちゅらしま)財団の総合研究センターの冨田武照(とみた たけてる)研究員らが確認した。メガマウスは1976年にハワイ沖で最初に発見された全長6メートルに達するサメ。熱帯や温帯の水深100~200メートルに生息しているが、捕獲が数年に1度と少なく、「幻のサメ」と言われている。

 化石も極めて乏しく、欧米の約10カ所で歯の化石が発見されているだけ。現生で発見されるメガマウスの8割は日本、台湾、フィリピンなどのアジアに集中しているのに、化石が出ないのは謎のひとつだった。沖縄の歯化石はアジアで発見された初めての公式記録で、アジアにも化石があり、メガマウスがかつて全世界的に分布していたことを示す確かな物証といえる。日本古生物学会の英文誌Paleontological Researchに論文を発表する。

 化石は1センチほどの歯のかけら。発見された海岸には新生代新第三紀(2300万年前~260万年前)の地層が広がる。海底の地層が波に浸食されて掘り出され、漂着したらしい。この発見には麗しいドラマがあった。化石研究に熱心な那覇市の小学3年生の岩瀬暖花(いわせ ほのか)さんが2014年2月、それまで採集した化石を持って沖縄美ら海水族館を訪ねた。その時、知り合った同水族館の教育普及担当スタッフ(魚類分類学)の横山季代子さんが暖花さんに教えられた化石産地の海岸で小石を探していて、この小さな化石を偶然発見した。


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夢の完全自動運転技術、実現への4つのステップ!鍵を握る“人工知能”

 デトロイトの自動車ショーにて

 デトロイトで自動車ショーが開催された。自動車もまだまだ進化する。これまでのエンジンで燃費を向上する技術も研究されている…またボディをアルミ化することで軽量化しているが、そろそろ限界を迎えそうだ。

 電池とエンジンを併用するハイブリッドも、最終的には電気自動車になり、燃料電池車になりそうだ。そのつなぎ役として、プラグインハイブリッドカーが普及している。プラグインは直接コンセントから充電できるタイプのハイブリッドカーである。

 電化製品と同様に、家庭用電源からプラグ(電気機器の電源コードの先に付いている差込器具)を利用して直接電力を供給し充電できるもので、プラグインハイブリッドカーは非プラグインハイブリッドカーに比べ電池を多く搭載しているため電気のみでより長距離を走行できる。ガソリンエンジン車の長距離航続性能を残しながら電気自動車により近いタイプのハイブリッドカーだ。


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インスリンを毒に使う貝を発見!魚を昏睡させて“捕まえる”アンボイナガイ

 インスリンというと“糖尿病”だが?

 インスリンとは、からだの中で唯一血糖を下げるホルモンで、食後に血糖が上がらないように、調節するはたらきがある。それに、血液中のブドウ糖をからだの細胞に送り込んで、活動エネルギーに変えたり、脂肪やグリコーゲンというものに変えて、エネルギーとしてたくわえておくようにするはたらきもある。

 血糖値の高い人ほどインスリンが過剰に分泌されやすいため、食べたその時は一気に血糖値が上がるが、インスリンによって一気に下がって低血糖状態となり、眠くなってしまうというメカニズムがある。

 血糖値が高くなったとき、それを調節するホルモンはインスリンだけ。このたった一つの調節メカニズムが破綻した場合、糖尿病を発症することになる。血糖値を高くする糖尿病はインスリンの出る量が少なくなって起こるものと、肝臓や筋肉などの細胞がインスリン作用をあまり感じなくなる(インスリンの働きが悪い)ために、ブドウ糖がうまく取り入れられなくなって起こるものがある。食事や運動などの生活習慣が関係している場合が多い。わが国の糖尿病の95%以上はこのタイプである。


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芳香族化合物を自由自在に?6置換ベンゼン(HAB)の合成に初成功!

 ベンゼン環の発見

 ベンゼン (benzene) は分子式 C6H6 を持つ最も単純な芳香族炭化水素である。原油に含まれており、石油化学における基礎的化合物の一つである。

 1825年、ファラデーによって、鯨油を熱分解したときの生成物の中から初めて発見された。1833年、ミチェルリヒが安息香酸(benzoic acid)と生石灰を蒸留して得た物質にbenzinと名付けたのが名前の由来となった。

 1845年、アウグスト・ヴィルヘルム・フォン・ホフマンの下にいたCharles Mansfieldがコールタールからベンゼンを単離し、4年後に工業規模の製造を始めた。化学者の間では次第にベンゼンに関連する化合物が大きなグループを形成するという考えが醸成され、1855年にホフマンが芳香族という名称を付けることになる。


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未来の磁気メモリー?磁場をかけると原子レベルで電気分極をつくる新現象!

 未来の磁気メモリーか、新現象を発見

 新しい電子工学の必要性が10~20年前から叫ばれている。磁性材料を使うスピントロニクスもそのひとつだ。私たちの身の回りにあるスマートフォンやパソコンといった電子機器は電流により動作している。

 しかし、金属や半導体に電流を流すと、物質の持つ電気抵抗に由来するジュール熱と呼ばれるエネルギー損失が発生します。電流を利用する限りこのような多大なエネルギー損失を避けることは原理的に不可能であり、最近の電子デバイスの開発における深刻な問題となっている。

 このような状況を根本的に打開する方法として、電子の電気的性質(電荷)の流れである電流の代わりに、電子の磁気的性質(スピン)の流れである「スピン流」に基づく電子技術に関する研究が世界中で進められている。


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日本にピッタリ!世界最大の水上メガソーラー建設、5000世帯分の電力を供給

 メガソーラーとは何か?

 メガソーラーとは、出力1メガワット(1000キロワット)以上の大規模な太陽光発電。発電所建設には広大な用地を必要とするが、再生可能エネルギーの基幹電源として期待されている。

 経済産業省の資料(2012年3月)によると、計画・建設中を含み全国に約80カ所存在。09年11月、太陽光発電の余剰電力買取制度が始まり、一般住宅で太陽光発電の導入が進んだ。更に、11年3月の福島第一原発事故によって、安全な代替電源へのシフトが加速し、12年7月から「再生可能エネルギーの固定価格買取制度」(FIT:feed-in tariff)が始まった。

 これによって、「再生可能エネルギー」(太陽光、風力、中小水力、地熱、バイオマス)によって発電された電力を、電力会社に一定の金額で買い取ることが義務付けられた。なかでも、太陽光発電の買い取り金額は1キロワット当たり42円と高めに設定され(風力は約20円、地熱は約26円)、買い取り期間も20年間と長期に保証されたが、2014年4月~2015年3月には、1キロワット当たり32円に引き下げられている。


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週刊 サイエンスジャーナル 2015.2.8号 シマウマの謎/魚竜の進化/第57回ノーベル物理学賞・化学賞・生理学医学賞/乱獲されるウミヘビ

シマウマの縞の謎解明か?模様は虫除け?気温と模様の意外な関係

 シマウマの縞の謎

 シマウマはなぜあのようにきれいな縞模様を持つのだろうか?

 シマウマが、あんなに目立つ模様を持っていれば、どう考えたってライオンなどに見つかりやすいはず。それなのに、なぜあんな目立つ模様をしているのだろうか?

 あの模様は肉食動物の目くらましになっている説がある。シマウマが集団で居ると、シマとシマが重なって、一頭の輪郭がわからなくなり、ライオンには巨大なお化けに見えるので、襲うことが出来ない…という。

 しかし、いつまでも目くらましは通用するはずはがない。しま模様から熱を放射することで、体温が上がりすぎないように調節している説もあるが、シマウマの縞の理由はよく分かっていなかった。

 今回、シマウマのしま模様は、ツェツェバエなどの吸血バエを寄せ付けないためにあるとする、生物学者の間で140年にわたり繰り広げられてきた論争に決着をつけることを新たに目指した研究論文が発表された。


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ジュラ紀、恐竜の時代、海の主役「魚竜」の進化史を変える新種化石発見!

 ジュラ紀、海の主役

 ジュラ紀(Jurassic period)は現在から約1億9960万年前~約1億4550万年前まで続く地質時代。三畳紀の次で白亜紀の一つ前にあたる中生代の中心時代、この時代は恐竜の時代と言える。この時代、海の中はどうなっていたのだろうか?

 ジュラ紀には恐竜が陸を支配し、魚竜が海を制覇していた。魚竜は、細長い口をしたワニと獰猛なイルカを合わせたような外見の動物だったとされる。魚竜、イクチオサウルス(Ichthyosaurs)は、「魚のようなトカゲ」という意味。現代で言えば、クジラやサメのような存在だった。

 このほど英国スコットランドの研究チームが、およそ14フィート(4.3メートル)ある新種の魚竜を発見したと発表した。小型のモーターボートに匹敵する大きさだ。「およそ1億7000万年前に海に生息していたと思われる、まったくの新種。スコットランドで魚竜の化石が見つかったのはこれが初めてです」。そう語るのはエジンバラ大学で古生物を研究するスティーブン・ブルサット氏。スコットランドは、謎の怪物ネッシーでも有名だ。


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第57回ノーベル生理学医学賞 ダニエル・ボベット「クラーレ様筋弛緩剤の合成に関する研究」

 生物毒を利用する

 われわれの身の回りには、毒(生物毒、天然毒)をもつ生物がいる。毒をもつ生物は、ある種のバクテリア、菌類、原生動物、植物、爬虫類、両生類、魚、ウニとヒトデ、軟体動物、および昆虫など多岐にわたる。

 植物では、トリカブト、ケシ、南米のコカの葉、インド大麻などが毒(植物毒)をもつことが知られている。生物毒の働きとしては、赤血球を破壊する溶血毒、細胞や組織の壊死を引き起こす壊死毒、主に動物の神経系に作用する神経毒などがあるが、捕食のための武器として使われる毒は神経毒が中心となる。

 ツボクラリンは豆科の大樹コンドデンドロントーメントスの樹皮からとれる毒であるが、クラーレとよばれ、南アメリカのインディオ達は矢の先にこれを塗り毒矢として用いた。ニコチン性アセチルコリン受容体を阻害し、筋への信号伝達を遮断。筋肉にのみ作用し、筋弛緩を引き起こす。呼吸困難を引き起こすものだが、人工呼吸器を併用することで、外科手術に利用される。


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第57回ノーベル化学賞 アレクサンダー・トッド「ヌクレオチドとその補酵素に関する研究」

 DNAの構成単位「デオキシヌクレオチド」

 遺伝子工学の進歩がめざましい。遺伝子操作の技術を利用して、有用な物質や生物を多量に生産しようとする応用研究が進んでいる。

 例えば京都大学山中教授が作製に成功した、iPS細胞(人工多能性幹細胞)では、皮膚細胞のDNAに特定の4つの遺伝子を導入することで、さまざまな細胞への分化が可能になり、再生医療への応用が期待されている。

 ある生物のDNAに書かれた全遺伝情報のことをゲノムと言い、ある生物の全DNA配列を決定するような研究をゲノムプロジェクトというが、2003年には、ヒトのゲノムプロジェクトも完了し、医学に応用する研究が進められている。

 1952年、A.D.ハーシーとM.チェイスは、バクテリオファージを用いて、DNAが遺伝物質であることを直接に確認(ハーシーとチェイスの実験)した。では、DNAはどんな物質でできているのだろうか?


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第57回ノーベル物理学賞 楊・李・呉「弱い相互作用の“パリティ対称性の破れ”を発見」

 パリティ対称性の破れ

 この物質世界を支配する力は、4つ存在する。すなわち、重力相互作用、電磁相互作用、強い相互作用、弱い相互作用の4つである。

 通常の物理現象は空間反転を行っても変わらないように見える。例えば、まったく見知らぬ国の映像がテレビに映っている場合、その画面が通常どおり撮影されたのか、一度鏡に反射させてから撮影されたのかは、通常の物理現象を見ているかぎりは判別できない。この様に空間反転した状態と元の状態で物理法則が変わらないことを“パリティ対称性”がある、または、パリティが保存されているという。

 これらの中で“パリティ対称性の破れ”がみられるのは、弱い相互作用の関係する物理現象のみであり、他の三つの相互作用ではパリティ対称性が保存されている。通常、人間の目で直接観察できるのは重力相互作用と電磁相互作用のみであるため、長い間、すべての物理法則でパリティ対称性が保存されていると考えられていた。


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アジアで大量に乱獲される“ウミヘビ”!毒は貴重な心臓病治療薬

 ウミヘビは高級食材

 ウミヘビはヘビの仲間であるが、神経毒を持ち、咬まれると主に麻痺やしびれが起き、やがて呼吸や心臓が停止して死に至る。特にウミヘビの場合、海中で咬まれることが多いため、放っておくと身動きが取れなくなり溺死してしまう恐れもある。口が小さいのでめったに噛まれることはないが、海で出会うとドキッとしてしまう。

 沖縄の国際通り市場などに行くと、乾燥したウミヘビが売られていて驚かされる。そう、沖縄ではウミヘビを食用にする。イラブー汁は琉球王国の宮廷料理の流れを汲む、沖縄の伝統料理。イラブーとは、エラブウミヘビのことであり、伝統的に神事に携わるノロにのみ、産卵のために上陸したものを採捕する漁業権が許されてきた歴史を有する。

 漁獲したイラブーは硬く乾燥した燻製にして保存し、これを手間と時間をかけてもどし、煮込んで出汁をとる。汁の具はこのイラブーのほかに、島豆腐と呼ばれる沖縄独特の豆腐や豚肉、昆布や野草などが用いられる。 かつては宮廷の高級料理であったために庶民がめったに口にできるものではなかったが、伝統的に薬用効果があるとされ、産後、病後などの滋養料理として沖縄で人気がある。神経痛、打ち身、リューマチに効果があり、また利尿剤となると伝えられる。


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週刊 サイエンスジャーナル 2015.2.1号 インフルエンザ/コウモリ/がんのホルモン療法/マリアナ海溝の新種魚/接触連星/光からスピン流

流行中!インフルエンザと鳥インフルエンザ 生存率10%?カラス大量死の謎

 インフルエンザと鳥インフルエンザ

 昨年に引き続き、インフルエンザにかかって、1週間の冬休みがすべて潰れてしまった。昨年はB型だったが、今年の流行はA香港型。去年より発熱しないが、なかなか抜けず毒性が強い印象だった。

 1月11日までの1週間に全国の医療機関を受診したインフルエンザの患者は推計206万人と、去年のピーク時をすでに上回ったことが分かり、国立感染症研究所は今後、感染がさらに拡大するおそれもあるとして、手洗いやせきエチケットなど対策の徹底を呼びかけている。

 一方、岡山県笠岡市の養鶏場で、鶏から鳥インフルエンザウイルスが検出されたことで、岡山県と自衛隊がこの養鶏場の鶏およそ20万羽の処分している。


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コウモリは仲間の食事の音を盗み聞きしていた!“白い鼻症候群”のその後

 コウモリ社会の近況

 コウモリというとエコロケーションという方法で餌を取ることが知られている。エコロケーションは、人の耳では聞き取れない超音波を周囲にぶつけて、反射する音波を聞いて、周りの状況を知る方法である。

 コウモリはこの方法で、1日に3000匹もの虫を捕らえ食料としている。コウモリの場合、エコロケーションを仲間とのコミュニケーションに使うことはしない。だが、他の固体が発した超音波をよく聞いていて、そこに餌があることを察知しているということが分かった。

 一方、2006年にニューヨーク州で初めて確認された「白い鼻症候群」という、コウモリにカビが生える病気。この病気で2012年には推定570~670万匹のコウモリが死滅したと、米魚類野生生物局(U.S. Fish and Wildlife Service)が発表した。


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がんを促進するホルモンが存在!抗アンドロゲン療法が膀胱がんの再発を抑制

 膵臓がんを促進させる男性ホルモン

 ホルモン療法は、各種症状に対してホルモン剤、あるいはホルモンの分泌を促進または抑制する薬剤を用いる治療法の総称である。

 がんの中には、特定のホルモンによって増殖が促進されてしまう種類のものがある。そのため、当該ホルモンを分泌している器官を切除したり、分泌を抑制する薬剤を投与する治療が行われる。この療法は、がん細胞そのものを攻撃して殺す治療ではなく、あくまで発育を阻止してコントロールするのが特徴で、補助療法として手術や化学療法に併用される。

  今回、ホルモン療法の一つである、抗アンドロゲン療法が膀胱がんの再発を約70%抑制することを、横浜市立大学医学部泌尿器科の泉浩司医師、上村博司准教授らが患者の追跡調査で初めて確かめた。


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マリアナ海溝、水深8143mの海底に新種の魚(クサウオ科)発見!

 世界最深の場所は?

 世界で最深部の場所はどこだろう?正解はマリアナ海溝(Mariana Trench)で、北西太平洋のマリアナ諸島の東、北緯11度21分、東経142度12分に位置する。

 マリアナ海溝の最深部はチャレンジャー海淵(チャレンジャーかいえん、Challenger Deep)と呼ばれている。その深さについてはいくつかの計測結果があるが、最新の計測では水面下10,911mとされ、地球上で最も深い海底凹地(海淵)である。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。

 人類が最初にここに到達したのは、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・ピカールが搭乗してマリアナ海溝深部を目指した。


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2つの恒星合体で新たな巨大恒星誕生か?くっつきすぎる近接連星・接触連星

 夜空の星には連星が多い

 連星(binary star)というとは2つの恒星が両者の重心の周りを軌道運動している天体である。通常は明るい方の星を主星、暗い方を伴星と呼ぶ。

 夜空に輝いている星のうち約25%、生まれたばかりの星については半分以上が連星だといわれている。太陽は今は単独の星なのだが、昔はひょっとしたら連星だったかもしれない。

 それほど、宇宙には連星の方が多い。そういう中で異常に接近した連星がある、これを近接連星というが、なぜこのような連星ができたのかはよくわかっていない。


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光からスピン流を生成する新原理発見!表面プラズモンからマグレノンを誘導

 電子のもつスピンの波「マグレノン」

 新しい電子工学の必要性が10~20年前から叫ばれている。磁性材料を使うスピントロニクスもそのひとつだ。私たちの身の回りにあるスマートフォンやパソコンといった電子機器は電流により動作している。

 しかし、金属や半導体に電流を流すと、物質の持つ電気抵抗に由来するジュール熱と呼ばれるエネルギー損失が発生します。電流を利用する限りこのような多大なエネルギー損失を避けることは原理的に不可能であり、最近の電子デバイスの開発における深刻な問題となっている。

 このような状況を根本的に打開する方法として、電子の電気的性質(電荷)の流れである電流の代わりに、電子の磁気的性質(スピン)の流れである「スピン流」に基づく電子技術に関する研究が世界中で進められている。

 スピン流は、波として伝わることで電流を流さない絶縁体中でも利用できるという重要な性質を持っており、このようなスピンの波は「マグノン」と呼ばれている。


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