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!

ライフサイエンス

驚いた!他の動物の子を育てるメスのライオン 殺さないのは異例、母性本能が子供を育てることを証明

 動物が、他の動物を育てる

 動物が他の動物を育てることがあるのだろうか? 実は結構ある。中でもカッコウの托卵は有名だ。カッコウはオオヨシキリ、ホオジロ、モズ等の巣に托卵する。近年ではオナガに対しても托卵を行うことが確認されている。

 托卵の際には巣の中にあった卵をひとつ持ち去って数合わせまで行う。カッコウのヒナは短期間(10-12日程度)で孵化し、巣の持ち主のヒナより早く生まれることが多い。先に生まれた本種のヒナは巣の持ち主の卵やヒナを巣の外に放り出してしまい、自分だけを育てさせる。落とされた卵やヒナには死が待っている。

 アフリカのライオンも他の動物を育てることがある。最近はヒョウの子を育てる例が観察された。ライオンとヒョウは、友達と呼べるような関係ではない。それどころか、ライオンはヒョウを殺す習性さえある。


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ヒトの骨を食べるシカをはじめて観察!人体が自然に腐敗し、分解されていく過程を明らかにする「死体農場」

 死体農場という現実

 「死体農場」――この言葉から、あなたはどんな場所を思い浮かべるだろうか?残虐な犯罪者が作り上げた秘密基地のような場所を連想するかもしれない。しかし実在する「死体農場」は、いたって真面目な研究施設なのだ。広大な敷地に、数十体ほどの死体が野ざらしで転がっているという、恐るべき施設だ。

 「死体農場(ボディ・ファーム)」とは法医人類学の研究施設であり、現在アメリカ国内に8カ所設置されている。その目的は、敷地内に人間の死体を野ざらしの状態で放置することによって、人体が自然に腐敗し、分解されていく過程を明らかにすること。こうすることで、殺人事件などにおける正確な死亡時期の割り出しや、その計算方法を導き出そうというのだ。

 現時点でもっとも大規模な「死体農場」は、テキサス州立大学サンマルコス校・法医人類学センターの敷地内に設置されている。そこでは、約10万平方メートルの荒れ地に常時70体もの死体がゴロゴロと転がっており、約5日おきに新たな死体も投入され続けてきたという。死体の年齢は21週の胎児から102歳の女性までと幅広く、すべて本人や家族の意志によって献体されたものだ。


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植物の根はなぜ下に伸びる?有名な屈地性の他、水分の多い方向に伸びるしくみ「水分屈性」を発見!

 植物の根はなぜ下に伸びるのか?

 根はなぜ下に伸びるのだろうか? あたりまえのことだがしくみは複雑だ。植物の根が重力の方向に伸びる性質を屈地性(重力屈性)と言う。根を横に寝かせると、根の先端だけが下に向って伸び出す。この時、根の先端を取り除いてしまうと、根は横をむいたまま伸びる。この事から根の先端に仕組みがあることがわかる。

 根の先端を良く調べると、コルメラ細胞という重力を感知する細胞がある。コルメラ細胞では、他の組織では見かけないアミロプラストと言う特別な細胞小器官がある。アミロプラストとは色素体の一分化形態で、葉緑体の仲間。これは、デンプンを蓄積して比重が大きくなっており、植物体が傾くと重力の方向へと細胞の中で沈降(移動)する。

 このようにアミロプラストは比重が大きいため、いつも下に沈んでいるので、根の先端の細胞は、アミロプラストの沈殿している方向が重力の方向だと認識するのだと考えられている。アミロプラストを平衡石(スタトリス)と呼び、スタトリスがどの位置にあるかによって、根はどちらが下かを判断しているのだという考えが「スタトリス説」である。


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寄生生物は化学物質で宿主を操作する?寄生植物も「植物ホルモン」で宿主をコントロールすることを発見!

 化学物質で宿主を操作する寄生生物

 寄生植物(parasitic plant)は、他の植物に寄生し栄養分を吸収して生育する植物の総称である。寄生根と呼ばれる特殊化した根で相手植物(寄主または宿主)の組織と結合して栄養分を吸収する。

 葉緑素を持ち光合成によって炭水化物を自分で合成する半寄生植物と、葉緑素を持たず光合成をしない(栄養を完全に寄主に頼る)全(完全)寄生植物に、大きく分けられる。寄生植物という場合、寄生する対象はほとんど種子植物、それも被子植物である。

 藻類には寄生性のものがあるが、普通は一緒に扱わない。また、それらの寄生の対象である宿主は、ほとんどが被子植物で、わずかに裸子植物が対象になる例がある。宿主の根に共生する菌類に寄生するものもある。これは腐生植物という。


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生命誕生の場は深海か?熱水噴出孔周囲で電流発生を確認、複雑な有機物やDNAも合成?

熱水噴出孔が最初の生命誕生の場か?

 地球上の最初の生命はどこで誕生したのだろうか?

 それは難しいテーマだ。約40億年前の「地球生命の起源」では以下のようなプロセスが大筋で受け入れられている。原始地球ではメタン、硫化水素、アンモニア、水素などの還元的物質が豊富に存在し、それらが高温・高圧下で反応して生体分子がつくられ、鉱物表面で重合して高分子化し、紫外線が遮断された環境で細胞化したと考えられている。

 1953年、米国のミラーは原始地球大気を模倣した還元的ガス混合物(水素、メタン、アンモニア、水蒸気)中で放電しながら反応ガスを何回も循環し、種々のアミノ酸を生成した。以来、いろいろなガス・液体条件やエネルギー源(放電、紫外線、放射線、高速中性子、熱など)を用いて、多種多様な低分子の生体分子が非生物的につくられた。


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「分子の車」で世界初のカーレース!生物体内は分子マシンでいっぱい可能性は無限大

 「分子の車」フランスで世界初のレース

 物質のもとになる分子を組み合わせてできた、大きさが100万分の1ミリという「分子の車」による世界でも初めてのレースが、日本時間の4月28日夜からフランスで開かれ、日本やアメリカなどから合わせて6チームが出場した。

 分子を組み合わせて機械的な動きをする極めて小さな物質を作る「分子機械」の分野は将来的にものづくりを根底から変える可能性があると注目され、今回のレースが研究発展の大きなきっかけになると期待されている。

 「分子の車」による世界でも初めてのレースは、日本時間の4月28日午後6時からフランス南部のトゥールーズにある国立の研究機関で開かれ、日本からは茨城県つくば市にある物質・材料研究機構のチームが出場した。


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プラスチック食べる虫を発見!プラごみ問題も解決?現状ではプラスチックの再利用が最優先

 プラスチックごみ問題

 世界で海洋汚染が深刻となっている。毎秒200キロのプラスチックごみが海洋投棄されている。国際NGO「グリーンピース」は25日、海洋汚染に関する報告書を発表した。世界のプラスチックごみ海洋投棄量を合計すると、毎秒200キロという膨大な数になる。毎年、800万トンものプラスチックごみが海へと捨てられている。

 現在、海洋には累計で5億〜50億トンのプラスチックごみが漂流している。この数には沈んだりビーチに打ち上げられたものは含まれていない。この膨大なプラスチックごみによって太平洋、大西洋、インド洋には計5カ所の巨大ごみの島が形成されている。こうした状況を改善するためには、ペットボトルの廃棄量を減らすこと、リサイクルシステムを構築することなどが必要だと報告書は提言している。

 これらのプラスチックごみのうち60%がインドから廃棄されたものであると言われている。また、インドではプラスチックごみの焼却による大気汚染が深刻な問題となっており、WHOの調べでは、インドは中国・アメリカを抜いて世界一の大気汚染国であることがわかっている。この影響を重く見た国家グリーン審判所は、2017年1月、インドの首都デリーでプラスチック製の容器・フォーク・ナイフ・ビニール袋などの使用を全面的に禁止する法律を公布している。


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世界最長の2枚貝、奇妙な「エントツガイ」の驚くべき生態を初めて解明!口がないのに生きている?

 世界最長の二枚貝は何だろう?

 それはエントツガイ(Kuphus polythalamia)という貝である。エントツガイは黒くて長い、奇妙な生物だ。エントツガイは、フナクイムシ科に属する。フナクイムシは船の木を食い荒らすことで知られる二枚貝の仲間だが、なかでも特に大きく珍しいエントツガイの生態はほとんどわかっていなかった。

 今回、世界最長の二枚貝とされるこの生物の驚くべき生態を、科学者らが初めて解明、4月17日付け科学誌「米国科学アカデミー紀要(PNAS)」に発表した。

 国際研究チームがエントツガイを採取したのは、フィリピン沖の硫黄分の多い水域。この生物は泥に頭を突っ込んだような状態で暮らしており、棒状の殻だけが泥から姿をのぞかせている。


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土星探査機「カッシーニ」の成果!エンケラドスに水素分子を検出、海と熱水噴出孔、生命の可能性

 土星の衛星エンケラドスに生命はぐくむ素材「水素分子」を確認

 氷に覆われた土星の衛星エンケラドスの奥深くで、熱いものがうごめいているようだ。NASAの科学者たちは、そのエネルギーが地球外生命をはぐくんでいる可能性もあるとしている。

 NASAの土星探査機カッシーニは、以前、エンケラドスから噴き上がるプルーム(水柱)の中を通り抜けてその成分の「味見」をし、塩類、単純な有機分子、アンモニアなど、生命の主要な構成要素が含まれていることを明らかにした。

 米サウスウェスト研究所の科学者ハンター・ウェイト氏が率いる研究チームは、4月13日に開かれた記者会見で、2015年10月にカッシーニが接近通過(フライバイ)を行った際に、エンケラドスから噴き出すプルームに水素分子が含まれていることを確認できたと発表した。


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もっとも地中深くに棲む生物とは?海底下1万mに生命の証拠発見!極限環境が生命の出発点

 地球の最も深いところに棲む生物とは?

 2015年7月、日本を中心とする国際研究チームが、「世界で最も深い海底地下の生物を発見した」と発表した。一体どんな生き物だろうか?

 場所は下北半島沖の水深1200mの深海の底を、さらに2500m近く掘った地中だ。これまで生物が見つかった中で最も深い海底地下になる。海洋研究開発機構の探査船「ちきゅう」で、海底をボーリングして掘った中から見つかったもので、世界的な科学雑誌にも取り上げられた。

  海の水の中なら1万mの深海でも甲殻類が見つかったりしているが、地下ではそこまで深い場所で生きていくのは難しいと考えられている。というのは、地中深くにマグマがあるように、地下は深くなるほど温度が高くなって、4000mあたりでは100℃ぐらいになってしまう。水や栄養も僅かだし、そのあたりが限界に近いと考える専門家も多い。これまで、海底地下での生命発見の記録は、地下1900mであった。


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”スタチン”発見の遠藤章氏がラスカー賞に続き、「ガードナー国際賞」受賞!次はノーベル賞に期待

スタチン発見の遠藤氏がガードナー国際賞受賞

 生物医学の研究で重要な発見をした研究者に贈られるガードナー国際賞の今年の受賞者にコレステロール値を下げる薬の開発につながった物質「スタチン」を発見した遠藤章(えんどう あきら)東京農工大学特別栄誉教授(83)が選ばれた。

 遠藤 章氏は、日本の生化学者、応用微生物学者。東北大学農学博士である。1957年東北大学農学部を卒業し三共株式会社入社。三共株式会社研究所室長、東京農工大学農学部教授を経て、1997年東京農工大学名誉教授、株式会社バイオファーム研究所代表取締役所長。東北大学特任教授、金沢大学客員教授、早稲田大学特命教授一橋大学イノベーション研究センター客員教授、東京農工大学特別栄誉教授。

 2008年9月にラスカー賞を受賞している。今回受賞の対象となったのは、コレステロール低下薬「スタチン」の発見である。当時、会見した遠藤博士は「人への効果の道筋をつけるまで山あり谷ありで、途中で断念しようと思った。権威ある賞をいただき、最高の栄誉だ」と語っているが、この「スタチン」の効果が認められるまでには長い年月を要した。


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世界で初めて iPS細胞「他家移植」に成功!「加齢黄斑変性」に他人iPS由来網膜組織を移植

 iPS細胞いよいよ実用段階へ

 iPS細胞というと、神経や心筋、肝臓など体のさまざまな組織になる能力を持つ細胞。皮膚や血液の細胞に数種類の遺伝子を送り込み、受精卵のような状態に「初期化」して作る。山中伸弥京都大教授が2006年にマウス、2007年に人で開発に成功し、2012年にノーベル医学生理学賞を受賞した。難病患者の細胞を再現して新薬開発に活用するほか、目的の細胞に変えて移植する再生医療への応用が期待されている。iPS細胞は人工多能性幹細胞の英語の略称。

 2017年1月には、iPS細胞から作った目の網膜の組織を網膜が病気のマウスに移植し、目で光を感じ取れるようにすることに理化学研究所のグループが世界で初めて成功した。「網膜色素変性症」は3000人に1人がかかり、失明の原因にもなる難病で、この病気で視野の真ん中しか見えなくなったような患者でも、iPS細胞の移植によって視野が開けるように研究を進めている。

 今回、他人に移植しても拒絶反応が起きにくい特殊な iPS細胞を使って、重い目の病気の患者を治療する「他家移植」と呼ばれるタイプの世界初の手術を、理化学研究所などのチームが3月28日実施した。


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なぜ、流氷の海に棲む魚は凍結しないのか?「不凍糖タンパク質」の働きを宇宙ステーション「きぼう」で実験

 なぜ氷の下でも魚は凍結しないのか?

 「不凍糖タンパク質」とは、海氷で覆われた極海に住む魚の体内に含まれ、氷点下でも生体の凍結を防ぐ機能を持つ特殊なタンパク質。分子に糖鎖を持つものを不凍糖タンパク質、糖鎖を持たないものを不凍タンパク質と呼ぶ。

 これらのタンパク質は、成長する氷結晶の 表面に吸着することで氷の結晶成長を抑制し、不凍機能を発現すると考えられているが、その仕組みは十分解明されていない。これらのタンパク質の機能は、医学や食品科学の 分野で活用が期待されている。

 極地の海の流氷直下に住む魚は、氷点下の環境でも凍結することなく生き延びることができる。これは、血液中に含まれる不凍糖タンパク質が氷結晶/水界面に吸着することで、結晶成長を抑制するためとされてきた。しかし、実際にどのように界面に吸着しているのか、氷の結晶成長にどのような効果があるのかは不明。


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バイオエレクトロニクスが進化中!電流オン/オフ制御が可能なDNAスイッチを開発!次はDNAトランジスタ・集積回路

 電子デバイス、トランジスタ、集積回路

 電子デバイスというと、電子の働きを応用し、増幅など能動的な仕事をする素子の総称。トランジスタ・電子管など。また、 IC のように抵抗器・コンデンサーなど受動素子を含んでいる素子についても、全体の働きからこのなかに含めることがある。

 この中でも20世紀の偉大な発明の一つといってよいのがトランジスタ。トランジスタがIC(集積回路)を生み、集積回路がコンピューターを生んだからだ。その発明者の一人がウイリアム・ショックレー。1956年のノーベル物理学賞を受賞者だ。

 トランジスタの働きといえば、たとえば、ラジオ。空中を伝わってきた極めて微弱な信号の強弱を拡大(増幅)して、スピーカーを鳴らす。こんな働きをするのがトランジスタの増幅作用である。入力信号の波形を変えずに、その電圧や電流の大きさのみを拡大しているわけだ。


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世界初!タンパク質の結晶核ができる瞬間をとらえる!難しいタンパク質の結晶化解明に道

 タンパク質とは何か?

 タンパク質は炭水化物、脂質とともに三大栄養素と呼ばれ、生物の重要な構成成分のひとつであり身体をつくる役割を果たしている。

 タンパク質(protein)は、20種類存在するL-アミノ酸が鎖状に多数連結(重合)してできた高分子化合物であり、構成するアミノ酸の数や種類、また結合の順序によって種類が異なり、分子量約4000前後のものから、数千万から億単位になるウイルスタンパク質まで多種類が存在する。

 連結したアミノ酸の個数が少ない場合にはペプチドと言い、これが直線状に連なったものはポリペプチドと呼ばれることが多いが、名称の使い分けを決める明確なアミノ酸の個数が決まっているわけではない。


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植物は「かおり」で会話する?草刈りの匂いでダイズの防衛能力が向上!「植物間コミュニケーション」は存在する

草刈りの匂いでダイズの防衛能力が向上し、イソフラボン量が増加

 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自分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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海は生命の源、海はDNAのスープだった!環境DNAメタバーコーディングにより1日で魚種の8割検出!

 海は生命の源

 地球は約46億年前に誕生したといわれている。誕生して数億年の地球は岩石の塊で、水のもとになる水素や酸素も岩石の中に閉じ込められていた。

 この岩石が地殻の熱で溶かされ、そこで遊離した水素と酸素が結合して、水ができた。水は水蒸気となって吹き上がり、厚い雲となって地球を包む。そして、地球にはじめて降り注いだ雨は、岩石に閉じ込められていた有機質の元となる炭素、窒素、ケイ素などや、さらには地殻の底に閉じ込められていたナトリウム、マグネシウム、カリウム、鉄、銅、カルシウムなどを溶かし出し、こうして多くの物質を含んだ海が生まれた。

 長い時間をかけて海に集められた様々な物質のなかには、生命をつくるのに欠くことのできない物質がそろっていた。さらに太古の海には潮の干満や、地殻の底からくる熱エネルギー、空中放電の電気エネルギーなど、様々な影響をうけ、生命を誕生させるという奇跡をおこしたと考えられている。


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キメラ動物が人類を救う!ヒトの細胞もつブタ胎児の作成に成功!臓器作り見据えた研究が進む米国、遅れる日本

 ハイブリッド動物(キメラ)で人間の臓器をつくる

 米国では、人間の臓器を持った羊や豚などのハイブリッド生物を作り出そうとしている。ハイブリッド動物を作る目的は、臓器移植を必要とする患者を救うため。臓器の需要に比べて供給は少ないため、腎臓移植の場合でも2~3年は待つ必要があるとされているからだ。しかも生死に関わる病気にかかった場合、移植が間に合わず死んでしまうケースも多くある。

 報告によれば、「キメラ」とも言うべきハイブリッド生物は人間の幹細胞を動物の胚に注射することで作られていく。キメラ (chimera) とは、同一個体内に異なったDNA(遺伝情報)を持つ細胞が混じっていること。またそのような状態の個体のことをいう。

 研究者らは羊や豚の胚の中に人の幹細胞を入れる。それをメスの家畜に埋め込み妊娠、出産させる。生まれたハイブリッド生物は成長と共に体内で人間の臓器を育て、やがてそれが摘出され、病気の患者に移植されていく。


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少女の卵巣から小さな脳と頭蓋骨の一部、髪の毛が発見される!寄生性双生児と奇形腫の違いとは?

 「テラトーマ」奇形種という病気

 小保方氏の発見した「STAP細胞」。オレンジジュース程度のストレスで「STAP細胞」ができるというのは、素晴らしい発見だった。しかし、2014年12月19日、理化学研究所は都内で記者会見を開き、検証実験でSTAP細胞を再現できなかったと発表した。小保方晴子氏の退職届を承認し、今回の検証結果を踏まえて、来年3月まで予定していた検証実験も打ち切ると報告した。

 検証実験で「STAP細胞」の再現には成功したが、この細胞を受精卵に入れて全身の細胞に分化させる「キメラマウス」を作ることには成功しなかった。理研は会見で、身体のさまざまな部分の細胞に変化する性質である、細胞の多能性などが確認できなかったと、検証実験結果を説明している。日本の科学界では先の論文は「ES細胞の混入によるねつ造だった」として否定された。

 「キメラマウス」とは、2種類以上の異系統のマウスの発生初期の胚を融合させることにより、人工的に作られるマウス。2種以上の遺伝的に異なる細胞から成る。この「キメラマウス」のようなことが、人間の体でも起こることがある。それが「テラトーマ」奇形腫という病気である。


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「iPS細胞」で網膜再生、マウスで成功!「ES細胞」で小型の腸作製!再生医療の未来は?

 iPS細胞とES細胞

 iPS細胞とは、普通の細胞(体細胞)に数種類の遺伝子を導入することにより、非常に多くの細胞に分化できる万能性をもった細胞 (人工多能性幹細胞)のことである。また、iPS細胞自体も自己増殖することができる。京都大学の山中伸弥教授らのグループによって、2006年に世界で初めて作られた。この成果で山中教授は、2012年ノーベル生理・医学賞を受賞した。

 ES細胞とは、受精卵が細胞分裂し、細胞が増えていく過程で内部にできる細胞で、さまざまな細胞に分化できる万能性をもった細胞(胚性幹細胞)で、英語の頭文字を取り、ES細胞(イーエスさいぼう)と呼ばれる。 生体外にて、理論上すべての組織に分化する分化多能性を保ちつつ、ほぼ無限に増殖させる事ができる。

 iPS細胞もES細胞も万能性を持つため、再生医療への応用が期待されている。人の病気は、自分の細胞に異常が起きるために起きるが、もし異常が起きても、これらの万能細胞を利用して、新しい細胞に置き換えたならば、元通りのからだに治すことができる。これを再生医療という。


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