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!

2016年02月

クジラ遺骸が化学合成生物群集を全球スケールで分散!光のない世界で生きる不思議生物

 化学合成生物群集

 熱水噴出孔(hydrothermal vent)は地熱で熱せられた水が噴出する割れ目である。数百度の熱水は、重金属や硫化水素を豊富に含む。熱水噴出孔がよく見られる場所は、火山活動が活発なところ、発散的プレート境界、海盆、ホットスポットである。 熱水噴出孔は地球上ではふんだんにみられるが、その理由は地質学的活動が活発であることと、表面に水が大量にあることである。

 深海によく見られる熱水噴出孔周辺は、生物活動が活発であり、噴出する液体中に溶解した各種の化学物質を目当てにした複雑な生物社会が成立している。有機物合成をする細菌や古細菌が食物連鎖の最底辺を支え、そのほかにジャイアントチューブワーム・二枚貝・エビなどがみられる。

 このような、太陽の光の届かない深海底などにおいて,海底から湧き出す熱水や冷湧水に含まれる硫化水素やメタンに依存している生物群集を化学合成生物群集(Chemosynthetic community)という。深海であるにもかかわらず、大型の生物も多く、魚類やシロウリガイなどの二枚貝やハオリムシ、ユノハナガニといった生物がみられる。これらの多くは、体内に硫黄酸化細菌やメタン酸化細菌といった細菌を共生しており、それらがメタンや硫化水素から生成したエネルギーに依存している(このようなシステムを光合成に対して,化学合成という)。


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血液細胞からヒトiPS細胞を作製、そして効率的に神経幹細胞へ誘導成功!

 「iPS細胞」でできること続々

 「iPS細胞」というと、人間の皮膚などの体細胞に、極少数の因子を導入し、培養することによって、様々な組織や臓器の細胞に分化する能力とほぼ無限に増殖する能力をもつ多能性幹細胞に変化したもの。

 この細胞を「人工多能性幹細胞」と呼ぶが、英語では、「induced pluripotent stem cell」と表記しので頭文字をとって「iPS細胞」と呼ばれている。 名付け親は、世界で初めてiPS細胞の作製に成功した京都大学の山中伸弥教授。

 iPS細胞は、病気の原因の解明、新しい薬の開発、細胞移植治療などの再生医療に活用できると考えられている。再生医療とは、病気や怪我などによって失われてしまった機能を回復させることを目的とした治療法である。


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快挙!すばる望遠鏡が、高速電波バースト(FRB)やミッシングバリオン問題を解明!

 電波天文学からのアプローチ

 電波天文学は、電磁波を使って観測する天文学の一分野である。対象とする電磁波の周波数帯によって、可視光による従来の天文観測、赤外線天文学、紫外線天文学、 X線天文学、ガンマ線天文学に分類されているが、最も波長の長い電波を使って観測を行う。

 天体からの電波は微弱であるため、観測は電波望遠鏡によって行われる。電波は波長が長いために星間物質による散乱を受けにくく、可視光では観測できない暗黒星雲の背後などを観測することが可能である。 しかし、短波より波長が長い(40m以上)電波は電離層で反射されるために地上に届かない。また波長の短い(3cm以下)電波は大気中の水分子や酸素分子によって吸収されるため、やはり地上に届きにくい。そのため、その間の波長の電波が観測に使用されている。

 電波望遠鏡の設置場所は、人間の生活によって生じる電波ノイズが少ない場所が適している。例えば電子レンジの電波もノイズとして感知する。また、波長の短い電波は大気中の酸素や水蒸気によって吸収されるため、大気が薄く乾燥している高山地帯の方が観測可能な波長の範囲を大きくできる。 そしてなるべく低緯度にある方が地平線に隠れる天体が少ないため、多くの種類の天体を観測できる。


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オバマ大統領が非常事態宣言!米国の鉛汚染問題、古い水道管、塗料などが原因

 米国ミシガン州フリント市で鉛汚染

 中国では「四害・三廃」といって、「三害」は大気汚染、水汚染、騒音、固体廃棄物汚染、「三廃」は 排ガス、廃水、固体廃棄物が問題になっている。

 中国は急激な経済成長を果たし、14億人近くの世界一の人口規模を抱えながら、排気規制や廃棄物収集など制度面が追いついていない部分が多く、中国国内だけでなく日本を含めた近隣諸国にも環境汚染の影響を及ぼしている。生活ゴミでも、改革開放の1980年代以降、経済発展,都市化の進展と生活スタイル変化に伴い、質的・量的変化を見せた結果、収集・処理は難航している。

 公害は発展途上国だけでない。日本でも過去にあったし、現在でも注意していないといつ汚染物質が垂れ流されるかわからない。それは米国でも同じである。最近、米国ミシガン州フリント市では水道水が鉛で汚染されているため、ペットボトルの水を使って生活している。


Lead poisoning

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およそ5千年前、南極最大の棚氷が大規模な崩壊!温暖化で再び大崩壊の可能性

最も大きな棚氷「ロス棚氷」

 棚氷(ice shelf)とは、陸上の氷河または氷床が海に押し出され、陸上から連結して洋上にある氷を指す。その上面は多くの場合、平坦な形状となっている。氷棚とも呼ぶ。

 洋上にある氷という点では、海氷と似ているが棚氷は陸上で形成され、海氷よりもだいぶ厚くなることがある点が異なる。海氷は通常、数m程度の厚さであるが棚氷はもっと厚く数十mの厚さとなることがある。

 氷山とも、陸上の氷と連結している点が異なる。ただし、棚氷の先端部では、沖合いへ氷が移動する動きが行われており、波浪や解氷などによって氷の分離が行われ、テーブル型氷山の生成が行われている。 南極・カナダ北部・グリーンランドなどの極地でのみ見られる。


Ice shelf

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未利用の太陽光エネルギーを利用せよ!光アップコンバージョンの新材料開発

フォトン・アップコンバージョンとは何か?

 フォトン・アップコンバージョンとは、低いエネルギーの光を高いエネルギーの光に変換する技術で、これまで不可能とされていた弱い光の利用を可能にする革新的なエネルギー創生技術であり、太陽電池や人工光合成の効率を大きく向上させるとして期待されている。

 太陽光は、紫外から赤外までの幅広いスペクトル分布をもつ。太陽光エネルギーを利用する試みは、太陽電池や人工光合成に代表されるように広く展開されている。しかし、近赤外から赤外のような長波長の光(低エネルギーの光)は利用が難しく、これら長波長光の効率的な利用は重要な課題となっている。

 長波長の光を効率的に利用する手法が、フォトン・アップコンバージョン(UC)であり、これには、二光子吸収や希土類ナノ粒子の多段階励起に基づく機構が知られているが、これらの現象を起こすためには、レーザー光などの非常に強い光(太陽光の千倍以上)を必要とするため、太陽光などの弱い光は用いることはできない。

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アリにも休息が必要?働かないアリもコロニーの存続に必須であることが判明

 社会生活をする昆虫たち 

 社会性昆虫とは、集団をつくり、そのなかに階級を生じ分業が行われているような昆虫をいう。シロアリ、アリ、スズメバチ、マルハナバチ、ミツバチ、ハリナシミツバチの類がこれにあたるが、階級の分化や分業の程度は昆虫の系統的位置とはあまり関係がない。

 社会性の発生は母虫が子虫を哺育(ほいく)することから始まり、母虫の寿命の延長とともに大家族が形成され、ついで巣内の個体間に分業が生じたものであろう。ハチ類には孤独性の種類、単に集団をつくる種類、分業を生じた種類、形態分化がおこり階級を生じた種類があり、社会性の進化をうかがうことができる。

 社会性昆虫は階級の分化によって形態や習性の異なる社会的多形が生じ、普通は女王(雌)、雄(王)、働き虫に分けられるが、アリ、シロアリではこれに兵虫があり、シロアリではさらに副女王、副王という代用生殖者の階級がある。また、アリのなかには働きアリと兵アリの間に中間型をもつものがある。


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タケは草?木?花は咲く?多くの謎のうち、どうして節があるのかを解明!

 タケに多くの謎

 タケ(竹)という植物にはまだわかっていない謎が多い。 竹は春先の成長期には1日に1mも成長する。一部のタケ類は周期的に開花し一斉に枯れることが知られている。その周期は極めて長く、マダケの場合は120年周期であると推定されている。

 しかし、まだ周期が分かっていない種類も多い。竹の種類によって開花周期に幅が見られるが、一般にはおおよそ60年から120年周期であると考えられている。

 竹は、イネ目イネ科タケ亜科のうち、木本(木)のように茎が木質化する種の総称である。しかし、通常の木本と異なり二次肥大成長はせず、これは草本(草)の特徴である。このため、タケが草本か木本かは意見が分かれる。


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進化し続ける脳!脳の起源はサメより古い5億年以前(古生代・カンブリア紀)!と判明

 脳も進化する

 脳(Brain)とは、動物の頭部にある、神経系の中枢である。脊髄とともに中枢神経系をなし、感情・思考・生命維持その他神経活動の中心的、指導的な役割を担う。

 人間の脳は、大脳、間脳、脳幹(中脳、後脳、延髄)、小脳の4種類の領域に分類される。このうち、脳幹は、中脳、後脳、延髄に3種類の領域に分類される。つまり、人間の脳は、大脳、間脳、中脳、後脳、小脳、延髄の6種類の領域に分類される。

 実に複雑だ。しかしこんな複雑な脳も進化の過程で次第に変わっていったとされている。現代人は1350mlの容積を持つが、今から240万年前のホモ・ハビリスの時代にはその半分の640mlしかなかった。いったいどのようにして脳は進化を遂げたのであろうか?


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臓器移植後、免疫抑制剤が不要に?患者と提供者のリンパ球培養で

臓器移植と免疫抑制剤

 病気などによって機能を失った臓器を健康な臓器で置き換えることを臓器移植というが、移植された組織が同種か異種かにかかわらず、やがて壊死に陥り排除される現象を、拒絶反応(拒絶現象)という。

 移植された組織あるいは器官が宿主に対して抗原として働き、宿主の体内で抗体がつくられ、この抗体をもつ細胞が移植体を攻撃して拒絶反応を起こすと考えられている。

 一個体の臓器や組織を他の個体に移植すると、当初の7~10日間血液供給も回復し成功したようにみえても、やがて炎症を起こし、リンパ球、単核球が浸出し、移植物は壊死(えし)して離脱する。

 そこで移植後必要なのが免疫抑制剤で、臓器移植や骨髄移植のほか、自らの細胞を異物と認識してしまう自己免疫疾患などの治療に使われる。


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イエティや雪男は実在した!およそ10万年前、大きすぎて絶滅した類人猿ギガントピテクスの子孫か?

 やはり、イエティや雪男は実在していた?

 昨年のことになるが、10月7日TBSでよる7時から放送した「世界がビビる夜」では、雪男の子孫が実在するという情報の真偽を確かめるためにロシア・コーカサス地方に、俳優の中尾明慶が捜索するロケを敢行、伝説のイエティ(雪男)に迫った。

 その結果は驚くべきものであった。どんなに科学が発達しようとも、この世は未だ好奇心をくすぐる不思議な現象であふれている。UFOや未確認生物は、いつの時代も子供心をワクワクさせ、大人の童心をも刺激させるものだ。

 絶滅した類人猿ギガントピテクス(Gigantopithecus)は、かなりの大きさだった。化石から、身長は3m、体重は500kgほどであったとされる。しかし、発見された化石はわずか3個の下顎骨と歯のみである。


 

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やはり朝食は大切!朝食をとらないと脳出血のリスクが高くなることが判明!

 朝食をとらないと体によくない

 コホート研究(cohort study)とは分析疫学における手法の1つであり、特定の要因に曝露した集団と曝露していない集団を一定期間追跡し、研究対象となる疾病の発生率を比較することで、要因と疾病発生の関連を調べる観察的研究である。

 朝食をほとんど取らない人は、毎朝食べる人と比べて脳出血を起こすリスクが36%高まる、とするコホート研究の結果を国立がん研究センターと大阪大学の研究グループがまとめた。朝食を抜くことによる血圧上昇が関係しているとみられるという。

 朝食をとらないと体によくない…というが、それは、一日の最初のエネルギー源になることや、生活のリズムをつくることなどの面から言われたことで、病気との関係はあまり指摘されていなかった。


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南極でペンギン15万羽死ぬ、氷山漂着が原因!氷床の流出が続く南極で何が起きているか?

 氷山の漂着で危機にある南極のペンギンたち

 アデリーペンギン(Pygoscelis adeliae)は、ペンギン科・アデリーペンギン属に分類されるペンギンの一種。南極大陸で繁殖するペンギンはこの種とコウテイペンギンのみである。

 種名は、1840年に南極に上陸したフランス人探検家デュモン・デュルヴィルの妻・アデリー (Adélie) への献名で、彼が上陸した場所はアデリーランドと名付けられ、そこで発見された本種にもアデリーの名が付けられた。

 現在、アデリーペンギンが危機に陥っている。

 南極大陸東部で、巨大な氷山が生息地近くの湾に漂着したことにより、アデリーペンギン約15万羽が死んだという研究結果が、科学誌「アンタークティック・サイエンス(Antarctic Science」の今月号で発表された。餌を探すために非常に長い距離の移動を強いられたことがその原因だという。


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週刊 サイエンスジャーナル 2016.2.28号 北朝鮮が弾道ミサイル発射/重力波初観測/氷の上を滑る理由/バナナの黒い点と皮膚がん/土星の環は意外に軽かった/2016年台湾南部地震

北朝鮮がミサイル発射!ロケットではなく、事実上の「弾道ミサイル」であるこれだけの理由

 北朝鮮がミサイル発射

 2月7日、政府は、北朝鮮の事実上の長距離弾道ミサイルについて、「午前9時31分ごろ北朝鮮の西岸から、1発、沖縄県地方の方向に発射された」と発表した。政府は、詳しい情報がわかり次第、改めて発表を行う方針で、国民に対し、テレビやラジオなどからの情報に注意するよう呼びかけた。

 北朝鮮による長距離弾道ミサイルの発射は、2012年12月以来。北朝鮮は、「人工衛星の打ち上げ」と称する事実上の長距離弾道ミサイルの発射予告期間を1日前倒しし、日本時間の7日午前7時半から、発射を予告した時間帯に入っていた。

 政府は、弾道ミサイルの発射は容認できないとして、アメリカなど関係国と連携し発射を取りやめるよう働きかけるとともに、万が一の事態に備えて警戒・監視を続けていた。2012年12月の発射とほぼ同じルートを飛行、沖縄県の先島諸島付近の上空を通過した。


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米国「LIGO」が重力波初観測!アインシュタインの予言から100年、わずか水素原子1万分の1のゆらぎ

 「重力波が発見された」噂は本当だった

 今年に入って話題になっていた「重力波」が発見されたかもしれないという噂は本当だった。

 日本時間の2月12日午前0時半から始まった米国の「LIGO」の研究チームの会見では、研究者が一人ずつ交代で登場し成果を発表した。説明を終えるたびに、聴衆から拍手が起きた。

 発表によると、昨年9月14日、地球から13億光年離れた二つのブラックホールが合体したときに出たとみられる重力波を十分な精度で検出できたとしている。物理学誌「フィジカル・レビュー・レターズ」に論文が掲載された。

 「我々は重力波を検出しました」。ワシントンで開かれた記者会見で、研究リーダーの一人が宣言すると会場から大きな拍手がわいた。今後、別の現象や誤検出の可能性も含め、専門家の検証を受けることになる。


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世界初!氷の上を滑る理由解明!氷点下の氷表面水膜は水蒸気由来だった

 氷の上をスケートで滑べれる理由

 氷上を優雅に滑るフィギュアスケート。日本人アスリートが世界で活躍している。中でも羽生結弦選手の活躍はめざましい。

 ところで、なぜスケートは氷の上を滑れるのだろうか?

 実は一見理屈は簡単そうに見えても、説明するのは難しい。科学の世界から氷を眺めてみよう。

 「なぜ氷の上で滑ってしまうのか」今までこの問題についても様々な説が考えられてきた。ここでは「圧力融解説」「摩擦熱説」「凝着説」という3つの有力な説を紹介しよう。

 まず1901年にイギリスのレイノルズが圧力融解説を発表した。圧力のために氷が融解し、解け水が軟滑剤の働きをするというもの。これには氷の「圧力によって融ける温度(融点)が下がる」性質が用いられている。この説は一見理にかなっているようだ。


Ice

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バナナの黒い点と皮膚がんの意外な共通点!早期発見に一役 メラノーマとは何か?

 皮膚がんとバナナの意外な関係

 バナナの黒い斑点は「シュガースポット」 という。 甘くて美味しくなるしるし。黒の斑点があるかないかで免疫増強効果の違いは、なんと8倍! 熟成の違いが、これほど攻撃力に差を生むという。

 熟成が進むと現れる黒い斑点。甘味が増した食べ頃のサインでもあるこの斑点がシュガースポット。バナナパワーをより多く期待するなら、このシュガースポットが皮全体に出た状態が狙い目である。

 ところで、このシュガースポットと皮膚がんに共通点があることはご存知だろうか?


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土星の環は思っていたより軽かった!探査機カッシーニが密度波測定 土星の環のすべて

 神秘に包まれた土星の環

 土星の環は、太陽系で最も顕著な惑星の環である。μm単位からm単位の無数の小さな粒子が集団になり、土星の周りを回っている。環の粒子はほぼ全て水の氷であり、塵やその他の物質が少量混入している。

 環からの反射光によって土星の視等級が増すが、地球から裸眼で土星の環を見ることはできない。ガリレオ・ガリレイが最初に望遠鏡を空に向けた翌年の1610年、彼は人類で初めて土星の環を観測したが、ガリレオはそれが何であるかはっきり認識することはなかった。1655年、クリスティアーン・ホイヘンスは初めて、それが土星の周りのディスクであると記述した。

 土星の環には、粒子の密度が急激に落ちる空隙が多数ある。そのうち2つでは、既知の衛星が運行しており、また他の空隙の多くは、土星の衛星と不安定共鳴を起こす場所にある。残りの空隙は、その生成過程が不明である。一方、タイタン環やG環等は、安定共鳴状態によってその安定性が維持されている。


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2016.2.6 台湾南部地震、犠牲者100人以上のおそれ 16階建てマンション倒壊

 2016年台湾南部地震 高層マンション倒壊

 2016年2月6日午前3時57分(日本時間同4時57分)、台湾の中央気象局によると、台湾南部・高雄市でマグニチュード6.4の地震が発生した。隣の台南市で16階建てマンションが倒壊するなどの被害があった。

 この地震の死者は8日には、38人となった。倒壊した台南市永康区の16階建てビルの死者が36人を占める。がれきの下に約120人が取り残されたとみられるビル倒壊現場では、被災者の生存率が低下する「発生後72時間」が9日未明に迫り、家族や救助関係者らの焦りの色が広がった。

 台南市の頼清徳市長は8日午前、「犠牲者は100人以上になる可能性がある」と述べた。ビルは9棟が共有スペースを囲むようにコの字形に並べて建てられていたため、一部は棟同士が重なり合うようにして倒れ、地表に近い部分が押しつぶされて激しく損壊している。この部分にいた住民の生存は絶望視されている。


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