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ビクラム・ロスト

インドは月探査機チャンドラヤーン2号に搭載した着陸機ビクラムの信号が着陸直前に途絶したことを発表しました。ビクラムは人類初の月の南極地域着陸を目指していました。インド宇宙研究機関(ISRO)によると、着陸機が月面の上空約2.1キロに達したところで、地球への信号が送られてこなくなったということです。

一方で、ビクラムを放出した周回機、チャンドラヤーン2号は健在で、今後1年間、月の探査を上空から行います。

ビクラム・ロスト
月周回機「チャンドラヤーン2号」

チャンドラヤーン2号の打ち上げは2019年7月22日。8月20日に月の周回軌道に入り、9月2日にビクラムを切り離しました。計画では、ビクラムは月の南緯70度、中国の月探査機嫦娥4号が着陸した地点から1900キロメートル南にある二つのクレーターに挟まれた高原に着陸し、ビクラムに搭載された、太陽電池で走行する小型探査車プラギャンを発進させ、月の水の分布などを調査することになっていました。

今後はチャンドラヤーン2号単独でマグネシウムなど特定の元素の分布図や月面の地図を高解像度で作成する計画となりました。

なお4月にはイスラエルの非営利組織「スペースIL」の月探査機「べレシート」が、軟着陸に失敗して墜落事故を起こしたばかりでした。

ビクラム・ロスト
着陸機「ビクラム」

ビクラム・ロスト
探査車「プラギャン」


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2019-09-30 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

トウガラシの辛味レベルを変化させる遺伝子変異

京都大学などの研究グループがトウガラシの辛味レベルを変化させる遺伝子変異を発見しました。この遺伝子変異を利用すれば、甘口・中辛・辛口などのトウガラシを生産することができるかもしれません。

トウガラシの辛味レベルを変化させる遺伝子変異


トウガラシ果実における辛味の強弱は、辛味成分カプサイシンの含量で決まっています。トウガラシには様々な系統品種があり、カプサイシン含量の違いによって、辛さが異なります。しかし、何がカプサノイド含量の違いを生み出しているのかはわかっていませんでした。

京都大学などの研究グループは、辛味成分合成経路の一遺伝子pAMT(putative aminotransferase)に注目して研究を行いました。pAMT を機能欠損したトウガラシでは、カプサイシノイド(CAP)含量が激減し、代わりに低辛味成分カプシノイド(CST)の含量が増加します。

トウガラシからpAMT遺伝子に異常がある変異型3種類を探し出し、カプサイシノイド含量をしらべたところ、オリジナルの約50%、10%、1%未満に低下させる効果があることが明らかになりました。これらの変異型pAMTの遺伝子解析を行ったところ、遺伝子の特定の位置にトランスポゾン と呼ばれる特殊な遺伝子が入り込んでいることがわかりました。このトランスポゾンの入り込む位置が異なることによって、辛さの異なるトウガラシができていたのです。

トウガラシの辛味レベルを変化させる遺伝子変異


これまでの辛味育種は、カプサイシノイド含量の異なるトウガラシを交雑し、その後代で偶然生じたちょうど良い辛味の個体を選抜するという手法で行われてきました。今後は遺伝子を操作することによって、どの程度まで辛味を抑えるかを計画的かつ効率的に進めることができると思われます。

トウガラシの辛味レベルを変化させる遺伝子変異


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2019-09-27 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

地球中心部、地球の自転より微妙に速く回転

地球の内部は外側から順に、大まかにいうと、地殻・マントル・外核・内核となっています。中心の内核は月とほぼ同じ大きさの鉄の塊です。内核のまわりの外殻は溶けた液体金属ですので、液体の中に金属の玉が封じ込められた状態です。地球は自転していますが、それは地殻の自転であって、地殻と内核が回転する速度は、間に液体の外殻が入るために異なる可能性があります。

地球中心部、地球の自転より微妙に速く回転

1971年にロシアで行われた核実験にともなう地震は地球の内核まで到達し、その地震波の観測結果から内核は地殻の自転より速く回転していることが米国、南カリフォルニア大学解析でわかりました。核実験が行われた時代は冷戦の時代だったため、データは外部に出ませんでしたが、冷戦が終結し科学者の間で貴重なデータが共有されるようになった結果、データ解析が行われたものです。

 ただし、その差はわずかで、赤道に立った時にその足の真下にあった内核の部分は、1年後には7.7キロ先の真下に移動していることになります。


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2019-09-26 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

アマゾンは地球の酸素の20%を生産は誤り

アマゾンは地球の酸素の20%を生産は誤り

南米アマゾンで森林火災が異常なレベルになっていることは先週ご紹介しましたが、その中で、アマゾンは地球の肺であり、地球の酸素の20%をアマゾンが生み出していると紹介しましたが、それは間違いであるという記事がナショナルジオグラフィックニュースに掲載されました。

記事によると20%という数値は過大評価であり、人間が呼吸する酸素にアマゾンの森林が与える影響はほぼないということです。理由は単純で、木が光合成により地球の酸素の5分の1を生成するには、大気中の二酸化炭素の量が足りないからです。大気中に含まれる二酸化炭素は0.5%未満なのに対し、酸素は21%です。たとえ吸収した二酸化炭素分子と同じ数の酸素分子を木が排出するとしても、大気中の酸素の5分の1もの量をアマゾンが作り出すことは不可能という計算になります。実際のアマゾンの森林の寄与は日中で7~9%という数値が複数の研究者から出されています。夜間は森林も呼吸をしますので、実際は数%にとどまるはずです。


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2019-09-25 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

ワシントン条約

ワシントン条約(CITES:絶滅のおそれのある野生動植物の種の国際取引に関する条約) の締約国会議がスイス、ジュネーブで8月下旬に2週間にわたって開催されました。182カ国とEU連合が参加した会議の結果、130種以上の生物が新たに保護され、9種の生物が保護を強化されることが決まりました。しかし、決定までのプロセスは回を重ねるごとに複雑になっているようです。希少種の保護は重要ですが、その動物のそばで暮らす人間への影響や、狩猟の必要性、狩猟やエコツーリズムによる経済的な利益までも、保護レベルを議論するうえで欠かせない要素になってきているからです。

今年の会議の要点を5点紹介します。

1.ワシントン条約は海洋生物も保護する
 ワシントン条約は当初、陸上の生物を扱うための条約でした。今回、数種類のサメの保護を強化することとなりました。

2.珍しい両生類や爬虫類がペットとして取引されるケースの増大問題
欧米では、希少な野生動物がエキゾチックペットと呼ばれて商品として取引され、危機に瀕している動物もいます。それらのエキゾチックペットの対象となっている動物を保護強化しよう、というものです。

3.経済的困窮から希少動物の角などを合法的に商取引する問題
 アフリカ諸国内でも自国の動物を取引する権利を主張する国と反対する国に別れ結論が出ていないところに、EU連合のように何でもかんでも動物は保護するべきだという国が割り込んできて話をややこしくしています。

4.動物の絶滅速度にワシントン条約の動きが追い付いていない、ワシントン条約で取り扱わなければならない動物が多すぎる。

5.ワシントン条約は根本的に、貧困国に不利な条約になっている。
 条約が現在、取引の規制を重視しすぎており、保護対象となる動物が生息しているのは多くの場合貧困国で、条約を遵守しなかった場合、貧しい国には不平等なほど強い制裁が加えられる制度となっています。


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2019-09-24 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

シャボン玉の科学

シャボン玉の科学 

巨大なシャボン玉はどうすればできるかを科学の視点で考えます。ギネスブックに載るようなシャボン玉はどんな道具で作るのか、ということですが、ストローで吹いても世界最大のシャボン玉を作ることは不可能です。最近、ギネスの記録が更新されたのですが、その時の作成方法は、2本の釣り竿の間に2本の糸を張って、釣り竿ごとシャボン液に浸してシャボンの膜を張り、その膜で空気を包み込むように釣竿を動かして作成されました。

こうしてできたシャボン玉の体積は96.27立方メートルに達し、これがギネス記録となりました。96立方メートルというのは直方体に換算すると一辺4.6メートルになりますので人間を何人も包み込めるような巨大さです。このシャボン玉を作ったのは米国のシャボン玉愛好家二人組だったのですが、米国アトランタのエモリー大学の研究者らが彼らの挑戦について科学的な検討を加えました。

解析によると、この世界記録のシャボン玉の膜は厚さ1000分の数ミリメートルしかないにもかかわらず、表面積は100平方メートル以上あったと推定されました。このような膜が破れずに維持されるためには科学的に解明されていない何かがあると研究者らは考えました。

シャボン玉愛好家の間では、最高のシャボン玉液の組み合わせは水、食器用洗剤特に「ドーン・プロ」という製品そしてポリマーです。ポリマーは液体の粘度を高めるための、長く鎖状に結合した分子の混合物です。巨大なシャボン玉を作るためにはポリマーを添加することは必須ですが、ポリマーの働きはあまりわかっていません。

そこで研究者らは、何種類もの濃度比率のシャボン玉液を作成し、それぞれの特性を高速度カメラや赤外線計測器で調べました。普通に考えると分子が大きく粘性の高いポリマーが有利なように思えましたが、実はそうではなく、最も頑丈なシャボン玉を作るシャボン玉液は、中濃度でさまざまな分子量を持つポリマーの混合物であることがわかりました。

そのためには、市販のポリマーではだめで、ポリエチレンオキシド を6か月以上太陽光にさらして意図的に分解した、さまざまな分子の長さの混合物が理想的であることも解明しました。ただし、なぜそれがベストなのかは依然として謎のままです。研究者らはシャボン玉膜の水分量を適切にコントロールしているのではないかと想像しています。シャボン玉膜の水分量が多くなるとそこに穴が開いて破れやすくなり、水分量が少なくなると膜の厚さが薄くなりすぎてそこから破れやすくなるためです。


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2019-09-23 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

瀬戸内海は東西どちらに流れているかはよくわからない

瀬戸内海は、地形が非常に複雑です。また、外洋との海水の行き来は関門海峡、豊後水道及び紀伊水道に限られた閉鎖的な海域です。瀬戸内海には流れがあることがわかっており、潮の満ち干を除いた長い時間スケールでみたとき、瀬戸内海を通過する流れは東西の海面水位差で駆動されていると考えられています。

流れの方向については、海面水位を実測した結果西側の方が東側より海面水位が高いため、海流は東向きに流れていることが予想されました。一方で、音波による観測の研究では通過流は高低差とは逆の西向きに流れているという矛盾する結果が出ています。このように、長い時間スケールで瀬戸内海を通過する流れは、その向きさえも十分に分かっていない状況です。測定方法によってつじつまが合わない理由は複雑な地形によって、潮流が複雑になっているからだと考えられます。

 そこでJAMSTEC海洋研究開発機構は、スーパーコンピューター「京」を使って、瀬戸内海を水平約500m格子で覆う海洋モデルを用いて、潮汐が瀬戸内海の通過流に与える影響を調べました。その結果、瀬戸内海の通過流は東西の海面水位差と同様に東向きに流れているという結果が示されました。ただし、潮の満ち干は瀬戸内海の通過流に大きな影響を与えており、それが潮の流れをわかりにくくしていることも発見されました。


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2019-09-20 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

太陽系外惑星の発する光を直接観測

太陽系外惑星の発する光を直接観測

宇宙望遠鏡「スピッツァー」が地球に似た太陽系外惑星を赤外線で観測し、その惑星には大気はほぼ存在せず、暗い色の火山岩に覆われていることを直接観測で明らかにしました。

今回観測されたのは2018年に発見された系外惑星「LHS 3844 b」で、地球から48.6光年の距離にあります。半径は地球の1.3倍の惑星です。

 米国ハーバード・スミソニアン天体物理学センターの解析結果によると、この惑星は、月と地球の関係同様に、主星にいつも同じ面を向けて公転しており、昼側の表面温度は約770度であることがわかりました。また、昼半球と夜半球の間で熱がほとんど移動していないことから、この惑星には大気が無いようです。表面の反射率の測定からLHS 3384bの表面は非常に暗い色をしていて、火山岩の一種である玄武岩で覆われているようで、これは月の海の部分と似ていることも分かりました。


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2019-09-19 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

ポッドキャストを使って脳の活動を調べる

カリフォルニア大学バークレー校の研究者らが実験協力ボランティアにポッドキャストを聴いてもらって、その時の脳の反応をfMRI(磁気共鳴機能画像法)で調べる実験を行いました。実験の目的は、文章を聴くことと読むことで活性化する脳の部位に違いがあるかどうかを調べることです。

9人のボランティアに、ストーリー系ポッドキャストを聴いてもらい、その後、同じストーリーを読んでもらいました。ストーリーを数戦の単語に分解し、それらについて聴く・読むのfMRIのデータを比較解析したところ、物語を読むことと聞くことの間には、脳活動において多くの類似点があると結論づけられました。これまでは読むことと、聞くこととの間には明確な違いがあるはずだと考えられていましたので、従来の説と相反する結果が得られたことになります。

 この研究の結果だけから判断すると、ビジネス書などを文章で読んでも、オーディオブックで聴いても効果は同じってことになります。 


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2019-09-18 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

アマゾン熱帯雨林すごいペースで焼失中

今年(2019年)に入って、ブラジル・アマゾンの熱帯雨林の火災がひどく、熱帯雨林が記録的なペースで失われています。ブラジル国立宇宙研究所の人工衛星データによると、森林火災の発生件数は過去最高で、昨年、2018年の二倍に迫っています。煙は、火災地域から3000キロも離れたブラジルの最大都市サンパウロにまで届くレベルです。

ブラジル国立宇宙研究所によると、今年、2019年1月~8月の間に7万2000件以上の森林火災が起きています。もともとブラジルでは乾季に森林火災が起きやすかったり、今でも焼き畑農業がおこなわれていたりするのですが、家畜の放牧地を作るための違法な放火も多いようです。

 アマゾン地域は、地球全体の光合成の20パーセントを担っています。また、アマゾンには、膨大な種類の野生生物が生息していますが、それらへの影響も甚大だと思われます。動物への影響は短期的な影響、つまり、動物の焼死と長期的な影響、生態環境の激変の両方の視点から考える必要がありますが、短期的な影響について、米国オハイオ州立大学の推定によると一連の火災で大量の野生生物の命が大量に奪われているようです。ナマケモノやアリクイのように動きの遅い動物や、カエルやトカゲのように小さな生き物は、火の手から逃れることができません。特定の地域に固有の動物種が今年の火災で数多く絶滅した可能性もあると指摘しています。

長期的な影響では、アマゾンを網の目のように流れる河川が火災によって水質が変化し、生物がすめなくなることも指摘しています。また、背の高い樹木が消失することによって、これまで太陽の光が当たらなかった地面に太陽の光が当たることによって、地表の生態系にも変化が生じ、それがきっかけとなって、アマゾンの食物連鎖が崩壊する可能性もあります。

違法焼き畑の取り締まりにも限界があり、さらに悪いことに、現在のブラジル政権は、大統領の交代によってルソナロ大統領が森林伐採を奨励し、商業利用する方向に大きく政策を転換しました。


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2019-09-17 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

全身性ゲノム編集治療技術SATI

九州大学の研究チームが、病気の原因となる遺伝子変異を様々な臓器で直接修復治療できる新しいゲノム編集法 SATI(intercellular linearized Single homology Arm donor mediated intron-Targeting Integration)を開発しました。

遺伝子に変異が発生すると様々な病気の原因となりますが、遺伝子変異が原因で発症した病気は多くの場合、根本的な治療方法がありません。

近年、ゲノムを自由に設計し、改変するゲノム編集技術が開発され、応用研究が進んでいます。ゲノム編集の原理は、細胞がもともと持っている、ゲノムDNAが何らかの原因で切断されたときに自ら修復する機構を利用しています。このようなDNAの自然治癒力を活用したのが「CRISPR-Cas9(クリスパー・キャスナイン)」です。しかし問題点があって、CRISPR-Cas9を体内で応用する場合、皮膚や腸など活発な細胞分裂をしている臓器でしか役に立ちません。

 九州大学が参加した国際共同研究グループは、そのような分裂しない細胞の中でも使用が可能なゲノム改変技術を開発し、「HITI(ヒティ)」と名付けました。HITI法を用いることにより、生きたままのマウス・ラットの脳や筋肉など体内の様々な組織・臓器において遺伝子改変を行うことが可能になりました。しかし、HITIにも応用範囲に制限があり、HITIでは遺伝子を組み込むことは出来ても、遺伝子を取り除く事が出来ないのです。そのため、実験動物に新しい性質を付与することは可能でも、人間の病気の治療には向いていませんでした。

今回、九州大学の研究グループでは、HITI法を改良することにより、様々なタイプの遺伝子変異を様々な臓器で修復できるSATI法を開発しました。SATIでは、異常となったゲノムに隣接して正常遺伝子の一部を組み込む事で、様々なタイプの変異を治せるゲノム編集技術となったと期待されています。

SATI法を用いた全身性遺伝疾患への有効性を確認するため、遺伝子の変異が原因で病的に老化が促進する早老症を発症するマウス対して治療を試みました。結果として、肝臓や心臓など複数の臓器で遺伝子修復が観察され、老化の表現型の緩和、短縮した寿命を延長することに成功し、従来法では困難であった変異を含む様々な遺伝子変異に対して全身でのゲノム編集治療法の開発に成功しました。

全身性ゲノム編集治療技術SATI
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2019-09-16 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

痛みを感じる仕組みに新説

たとえば、注射をした時のような痛みを感じたときの神経回路の動きはまだ完全には解明されていません。新たな研究で、これまで知られていなかった新たな感覚器官が、皮膚の内部にあることがわかりました。この構造は「侵害受容グリア・神経細胞複合体」と名付けられ、グリア細胞が網状に並んだだけの単純な器官です。皮膚の外側の層(表皮)と内側の層(真皮)の間にネットワーク状に形成され、そこから細い繊維のような突起が外側の層に伸びています。グリア細胞は、神経細胞を取り巻き、その働きを助ける細胞として知られています。

スウェーデンの医科大学の研究によれば、この単純な器官が、皮膚を圧迫したり刺したりする刺激によって起こる痛みを知覚するときに、重要な役割を果たしているようだということです。これまでは、このような器官ではなく、皮膚内の神経細胞で直接的に痛みは感知されるというのが通説でした。

遺伝子書き換え技術で、この器官の細胞の働きを抑制したマウスを作製して実験したところ、マウスは熱痛、つまり熱さや冷たさによる痛みに対しては正常な反応を示しましたが、圧迫や刺すといった「機械的な刺激」による痛みに対しては、グリア・神経細胞複合体が不活性化されたすべてのマウスで反応の低下が見られました。人間においてこの器官が存在するかどうかはまだわかっていません。

次の写真では緑色とオレンジ色の部分が新たに発見されたネットワーク状の器官です。青は皮膚細胞です(サイエンス誌より引用)。

痛みを感じる仕組みに新説


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2019-09-13 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

中国企業、建設用3Dプリンター実用化に成功

3Dプリンターの産業利用は医療、食品、製造業、航空宇宙産業などほとんどの領域で実用化されていますが、最後のフロンティアともいわれていた建設用3Dプリンターがついに中国で実用化したようです。建設用3Dプリンターの市場は中国内だけで年間、2兆円から3兆円と見積もられています。実用化したのは中国の「太空灰(Taikonghui)」という会社で、もともとはソフトウエアと印刷機の会社でした。

太空灰の建設用3Dプリンターはプロジェクトに合わせて自由な規模に組み立てることができ、輸送や解体も簡単。建設現場での直接印刷も可能で、独自開発した添加剤や支持材により、一般的のセメントをインクとして使用できるとのことです。ちなみに、鉄筋は人間が作業して入れる必要がありますので、完全な無人建設はまだできません。

床面積100平方メートルで、天井の高さが3メートルの建物であれば、1フロア当たり2~3日で印刷できます。天井は別途印刷して、コンクリートが固まってからクレーンで持ち上げて設置することになります。

中国企業、建設用3Dプリンター実用化に成功
左側のタワー状のものが3Dプリンター

複数の海外建設会社から問い合わせがあるということですが、印刷した建物に関する法基準がない国が多く、導入をためらっている状況とのことです。日本も建築基準法において、このような工法で建設された建物に人が住むことはできません。

次の写真は太空灰が公開した印刷で作成した居住可能な住宅です。窓の装飾も壁と同時に印刷して作成されています。

中国企業、建設用3Dプリンター実用化に成功


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2019-09-12 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

回転の力でタイヤが発電

住友ゴム工業と関西大学が発電するタイヤを開発しました。静電気の原理を応用した衝撃を受けると電気を発生する発電部品をタイヤの内側に装着し、タイヤが地面に触れた時に生じるたわみを利用し、タイヤの回転で発電します。

これを一般の靴に組み込むと、1歩歩く度にLEDを10個点灯させることができるので、夜道を歩く時の安全確保に利用することもできそうです。今後はトラックのタイヤに装着し、実用化に向けて屋外での耐久性テストなどが行われます。

将来的にはこの電力を使って、タイヤに様々なセンサーを搭載し、路面の状況や道路と相互に通信するタイヤなどを開発して、自動運転などに応用したいとのことです。


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2019-09-11 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

食卓からバナナが消える

バナナの病気がアジア、アフリカ、南米のバナナ農園を襲っています。この病気は「トロピカルレース4」(TR4)型パナマ病と呼ばれています。TR4は、カビの一種フザリウム菌がバナナの木に感染して起きる病気で、感染したバナナを人間が食べても問題はありませんが、この病気に感染したバナナの木はやがてバナナを実らせなくなります。

この菌が初めて見つかったのは、1990年代初頭の台湾でした。直後に東南アジアとオーストラリアで発見され、2013年には中東とアフリカでも確認されました。そして今年、2019年7月に世界のバナナ輸出産業の中心である中南米で初めて、コロンビアで発見されました。

現在、日本人が食べているバナナを含め、商業的に流通しているバナナはほとんどがキャベンディッシュという品種で、人間が品種改良して作り上げた、言わば人工的な作物で、遺伝子がすべて同じです。遺伝子のバリエーションがほぼないために、同じ病気にかかりやすく、その結果、TR4の世界的な大流行を招いたものです。なお、TR4はキャベンディッシュ以外の品種にも感染することがわかっています。

キャベンディッシュ種
キャベンディッシュ種

中南米、カリブ海地域、アフリカ、東南アジアでは、バナナは重要な栄養源です。また、世界最大のバナナ輸出エクアドルでは経済的な大打撃が心配されています。

なお、20世紀中ごろにはTR1と呼ばれるバナナの病原菌が世界的に流行したことがあり、当時主に商業栽培されていた品種は甘さの強いグロスミシェルでしたが、あっという間に絶滅してしまいました。そこで、TR1に耐性を持つバナナとして開発されたのがキャベンディッシュだったのですが、ついにキャベンディッシュを絶滅させる可能性のあるTR4が中米を除いたほぼ世界中のバナナ産地に拡散してしまったことになります。今のことろ、キャベンディッシュを代替できるバナナの品種は見つかっていません。

現在は、オーストラリアのクイーンズランド工科大学の研究チームなどがキャベンディッシュの遺伝子を書き換えて改良型キャベンディッシュを作ろうという研究をしています。


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2019-09-10 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

テラスコープ

宇宙を観測する望遠鏡の建設費用は、ハワイの日本すばる望遠鏡が400億円、アタカマ砂漠にあるアルマ望遠鏡の建設費用は1000億円、ハワイで建設中のTMTの建設費用は2000億円です。望遠鏡は大きいほど遠くの天体、暗い天体を観測できるようになりますが、建設費用は莫大なものになります。

テラスコープ
すばる望遠鏡

テラスコープ
アルマ望遠鏡

テラスコープ
TMT

そんな中、口径150メートルという、現在欧州ESAが計画中の世界最大の望遠鏡を4倍も上回る規模に相当するレンズを安価に仕立て上げる方法を米国コロンビア大学の研究者らが見つけ出しました。その名前はテラスコープ。

望遠鏡のレンズあるいは反射鏡は光の屈折現象を利用して天体に焦点を結ぶものですが、地球の大気による光の屈折現象を利用することで、計算上直径150メートルの地上望遠鏡に匹敵する集光力を備えた、地球サイズの望遠鏡を実現できる可能性を示しました。地球全体を一種の巨大なレンズとして使用し、その焦点に宇宙望遠鏡を配置して観測を行うというアイディアです(次図)。実際に地球には光を屈折させる作用があり、その影響で太陽の例では、天文学的な日の入りと、私たちが見る見た目上の日の入りでは太陽の角度に0.5度の違いがあります。この作用を利用しようというのです。

地球は透明ではありませんので、完全なレンズとしては機能しません。地球本体が光を遮りますし、大気中の雲やチリも光の屈折に影響して観測の邪魔をします。また、地球大気は「大気光」 という大気分子の化学反応による発光現象もあります。そのような観測に不利になる地球の条件をすべて差し引いてシミュレーションした結果、地球から36万キロメートル離れた場所、月よりもやや手前に口径1メートルの宇宙望遠鏡(次図「W」)を設置すると最適なテラスコープが完成することがわかりました。この条件では直径150メートルの地上望遠鏡と同程度の光の増幅が可能になります。

20190904-12.jpg

気になる費用ですが、地上に口径150メートルの望遠鏡を建設すると数兆円の費用が掛かると思われます。一方で、口径1メートルの宇宙望遠鏡を開発して打ち上げる費用は数百億円程度と見積もられますので、費用は10分の1で済むことになります。ただし、今のところ、実際にテラスコープを建設しよう、という動きはありません。


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2019-09-09 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

原子の振動を波として電子顕微鏡で捉えた

産業技術総合研究所、ウィーン大学、ローマ・ラ・サピエンツァ大学、日本電子株式会社の共同研究チームは、従来より2桁以上分解能の高い電子顕微鏡を新たに開発し、原子の振動を観察することに成功しました。原子の振動は物質の最も基本的な性質の一つで、今回はそれを1原子の厚みしかないグラフェン1枚について初めて計測することに成功しました。これまでは、ある程度の量の原子の総和として原子の振動を観測することはできましたが、原子1個分の振動を観測したのは世界で初めてのことです。原子の振動は熱や電気を伝えたり、光の屈折や販社をしたりする物質の性質に大きくかかわっています。

原子の振動を波として電子顕微鏡で捉えた
今回開発した世界最高レベルのエネルギー分解能を持つ新型電子顕微鏡

今回開発した技術は、原子が振動することによって、原子核と電子の位置がわずかにずれることを利用して計測を行います。この方法は原子1個レベルの性質を調べることができるだけではなく、同じ種類の原子であっても原子核に含まれる中性子の数が異なる同位体元素を識別できるので、将来、微量な放射性同位体物質の検出や、核分裂反応や化学反応の追跡などへ貢献できる可能性があります。


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2019-09-06 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

農業を持続可能にするには

21世紀半ばまでに30億人以上も増加すると推定される人口の爆発的な増加と地球温暖化によって、食料供給が深刻な問題になっています。このままでは、農耕地の面積を拡大しなければ人類全員の食料をまかなえない一方で、地球温暖化による農作物被害は増加し、さらには、農地を開拓すること、畜産物を増やすこと、人口が増加することそのものが地球温暖化を加速させてしまいます。

国連の発表によると、2050年までには食料生産を現在の1.5倍に増やす必要があり、畜産物の生産は1.7倍にする必要があります。そのためには6億ヘクタールの農地を新たに作り出す必要があり、この面積はインドの国土の2倍の面積に匹敵します。

この苦境を乗り切るにはもはや遺伝子書き換えによる作物の収穫量を増やすことしか選択肢がない状況にまで私たちは追い込まれています。現在では多くの人が遺伝子を改変させた食品を拒絶し、一般的には収穫量が減少する有機農法を好む傾向があります。
 
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2019-09-05 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

観測史上最大のブラックホールを発見

観測史上最大のブラックホールを発見

1937年にスウェーデンの天文学者であるエリック・ホルムバーグによって発見された、くじら座銀河団に含まれ、7億光年先にある銀河「ホルム15A」の中心に、天体観測史上最大のブラックホールが見つかりました。

ホルム15Aは遠いので発見から長年、詳細な観測ができずにいましたが、ハッブル宇宙望遠鏡による観察の結果、銀河の中心領域の大きさとその光の弱さが特徴的であることがわかりました。銀河の中心部が異常に薄暗い一方で、その他の領域は比較的明るかったのです。その理由は観測以来不明でした。

可視光と赤外線が観測可能なチリ・アタカマ砂漠にある天文台超大型望遠鏡。VLTで観測したデータからシミュレーションを行ったところ、ホルム15Aは、2つの銀河の大規模な衝突により形成された、ということです。中心の光が弱いのは、そこに超巨大ブラックホールが存在し、近くの星を飲み込んだか銀河の外側の領域に放出したためだと推測されました。このブラックホールの大きさも推定され、天の川銀河の中心ブラックホールが太陽の400万倍であるのに対し、ホルム15Aは控えめに見積もっても太陽の400億倍に達すると考えられます。 


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2019-09-04 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

巨大オウムの新種化石を発見、肉食の可能性も

2008年にニュージーランドで発見されていた鳥の足の化石が、これまで知られている中で最大のオウム「ヘラクレス・インエクスペクタトゥス(Heracles inexpectatus)」のものであることが確認されました。今から1600万年以上前の化石です。発見された2本の足の化石からヘラクレス・インエクスペクタトゥス大きさを推定すると体重7㎏、背の高さは1mもあったと思われます。

ヘラクレス・インエクスペクタトゥスは当初はワシの一種として分類されていたものがニュージーランド、カンタベリー博物館による詳細な観察の結果オウムであることがわかったものです。ヘラクレス・インエクスペクタトゥスの骨は2本の足の骨しか見つかっていないので、どのようなオウムであったかの詳細は不明ですが、骨の重さなどから推測すると、空を飛ぶことはできなかったのではないかと思われます。また、かつてニュージーランドに生息しており、すでに絶滅した巨大鳥モアが草食だったことからヘラクレス・インエクスペクタトゥスも地上の草や果物を食べていた可能性があります。 ただ、草だけで1メートルもある身体を維持するのは難しいと思われることから、海鳥の巣を襲ってヒナを食べるなど、肉食をしていた可能性もあります。

ニュージーランドは長らく他の大陸から隔絶しているため、このような特徴的な鳥が多数生息していました。 


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2019-09-03 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

人生におけるゲームの影響

米国の巨大病院メイヨ―クリニックの研究者らが、人間は歳をとってもゲームやパソコンなどを行うことによって脳を活性化した状態を維持することができ、記憶力の低下を回避できるかもしれないと発表しました。歳を取って記憶力が衰えるのはアルツハイマー病などの前段階となる軽度認知障害の兆候と言われています。 

今回の研究では、軽度認知障害が見られない70歳以上の男女2000人を5年間追跡調査した結果です。5年間の調査期間の間におよそ4分の1、532人が軽度認知障害を発症しました。一方で、中年期、高齢期に脳を刺激する活動をしていたかどうかのアンケート調査も実施しました。 

軽度認知障害と中高齢期の活動を関係づける解析を行った結果、中年期にパソコンを使用していた人では使用していなかった人に比べ、軽度認知障害を発症するリスクが半分であることがわかりました。また、ゲームをしていた人は軽度認知障害を発症するリスクが20%低いこともわかりました。なぜ、パソコンやゲームをすれば認知機能が低下しにくくなるのか、その理由は不明です。

人生におけるゲームの影響

では、ゲームが若年層に与える影響はどうでしょうか、  

SNSの利用時間やテレビ番組を見る時間が未成年者のうつ病と関係があるというデータが多く出ています。これに対し、カナダ・モントリオール大学の研究者らが4000人の中学1年生を対象にした調査を行いました。  

SNS、テレビ番組、テレビゲーム、その他画面を見続ける行動は数多くありますが、これらの中で、テレビゲームが唯一、調査対象の中学1年生のうつ病に与える影響が中立(=良い効果も悪い作用もない)だったことがわかりました。SNSやゲームに夢中になって引きこもる生活をするとうつ病のリスクが高まると、一般論として語られますが、実際には体を動かすかどうか、外に出るかどうかよりも、コンテンツに依存している可能性を示唆するデータです。  

ちなみに、ゲームは中立だというだけで、うつ病のリスクを低下させる画面を見るコンテンツは今回の研究では見つからなかったということです。 


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2019-09-02 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :
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会社員をしながら科学のコンテンツを作ってます。書籍とか、トークライブとか、セミナーとか、ネットラジオとか、Webコンテンツとか。
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