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花の模様がウイルスで変化


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東京農工大学、東北大学、北海道大学などの共同研究グループは、ウイルスによってペチュニアの花の模様が変化することを発見しました。ペチュニアが老化やストレスを受けることでウイルスが増殖して、花の模様が変化したということです。この技術はウイルスを利用して花の模様などを自由に変えられる新品種の開発などに応用できそうです。

ペチュニアを画像検索すると様々な色のペチュニアがヒットすると思いますが、星咲きと呼ばれる系統があり、この系統では花の中に白い星が見えます。星を取り囲む赤紫色の部分にはアントシアニンという色素があり、白い部分は、RNA干渉と呼ぶ遺伝子の働きを制御するメカニズムによって、アントシアニンの合成酵素の遺伝子が機能せず色素が作られていません。この赤紫色の部分では、ペチュニアのゲノムに組み込まれたウイルスのDNAのメチル基が脱落し、ウイルスが活性化し、RNA干渉が妨害されて、アントシアニンの合成が行われて発色しています。
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2020-05-28 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

SpaceX、日よけ付き衛星を開発


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米国・スペースX社は、大量の小型通信衛星を打ち上げて、全地球規模でブロードバンドサービスを提供する、スターリンク計画を推進しています。すでに、400基以上のスターリンク衛星を打ち上げていますが、これらの衛星が、日の出前と日没後に太陽の光を反射して非常に明るく輝くために、天体観測への影響が問題視されています。

そこでスペースX社は衛星を黒く塗装した試験衛星を打ち上げましたが、今度は黒色が熱を吸収して衛星の温度上昇が問題となりました。それを受けて新たに、日よけ付きの人工衛星「バイザー・サット」を開発しました。バイザー・サットは電波を透過する素材で作られた日よけを装備しており、これにより衛星本体の温度を上昇させることなく、太陽光の反射を防ぐことが可能になるとしています。プロトタイプを5月に打ち上げ、6月以降に打ち上げるスターリンク衛星はすべてバイザー・サットに切り替えられる計画とのことです。
2020-05-27 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

深層学習で有名アーティスト風のポップスを作成


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米国の非営利研究グループ・オープンAIは、深層学習アルゴリズムを用いてポップスの楽曲を生成する人工知能(AI)「ジュークボックス(JukeBox)」を発表しました。エルビス・プレスリーなどの有名なアーティスト風の歌を生成します。生成できる曲のジャンルは、カントリー、ヒップホップ、ヘビーメタルまで、さまざまです。ジャンルやアーティスト、歌詞を入力して新たな楽曲を生成させたり、曲の最初の数秒を入力して、残りの部分を自動生成させたりできます。

コンピューターに音楽を生成させる試みは50年以上の歴史がありますが、コンピューターにとっては、ヒップホップやヘビーメタルのような曲よりも、クラシック音楽を作成することが得意です。その理由は、多くのクラシック音楽は数学的に解析が可能だからです。

ジュークボックスの訓練には、数学的な情報ではなく、120万曲のオーディオデータ自体を学習させています。これはコンピューターの処理能力が向上したからこそ可能になったことです。人間に似た見た目や行動をするロボットを開発するときには「不気味の谷」と呼ばれる、ある程度人間に似てくると、逆に不自然に不気味さを感じる段階が現れます。研究者によるとジュークボックスが作成した楽曲にもそれに似た、音楽の不気味の谷があるといいます。
2020-05-26 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

新しい周期表を考案


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京都大学の研究者らは、新しい元素周期表を考案しました。

この新たな周期表は、よく見る周期表と同じく、水素、ヘリウム、リチウム、ベリリウムの順に元素は並んでいますが、縦方向の並び方が異なります。よく見る周期表では、ヘリウムの下には希ガス安定元素のネオン、アルゴンが縦に並びますが、この新たな周期表では、酸素、カルシウムなどが並んでいます。この新しい周期表は「原⼦核」の性質に基づいた周期表です。科学者の間では、原⼦核に含まれる陽⼦の数が、魔法数(マジック・ナンバー)と呼ばれる2, 8, 20, 28…になるとき原⼦核が安定になることは良く知られています。それをもとに周期表の形にしたものです。

元素を構成する原⼦の中⼼には原⼦核があり、その周りを電⼦が雲のように取り巻いています。原⼦核に含まれる陽⼦の数が「原⼦番号」です。そして元素記号を原⼦番号の順に並べて、似た性質の元素が周期的に現れることを表現したのが「元素の周期表」です。

2020-05-25 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

人工衛星のガソリンスタンド実用化に成功


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米国の通信会社インテルサットは、米国の軍需・人工衛星企業ノースロップ・グラマンの人工衛星延命サービスにより、運用から離脱していた通信衛星インテルサット901が運用状態に復帰したと発表しました。インテルサット901は通信機能には問題は無かったものの、エンジンの燃料が残り少なくなったために運用を離脱していた衛星で、ノースロップ・グラマンが打ち上げたミッション・エクステンション・ビークル(MEV)と呼ばれる宇宙機を人工衛星にドッキングして、燃料を供給すると共に、高度や軌道の制御機能を提供したものです。今後、5年間インテルサット901にサービスを提供しますが、MEVは15年以上のサービスが可能な推進剤を搭載していますので、インテルサット901へのサービス終了後は別の人工衛星に延命サービスを提供する計画です。
2020-05-21 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

10代の間で肥満は伝染する


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米国・南カリフォルニア大学は、16~19歳401人のデータを解析し、周囲に肥満や過体重の人が多数存在する環境で育つ10代は、それが理想的な体型だと認識するようになり、その結果、自身も肥満や過体重になりやすいということを発表しました。

アンケート調査で、身長や体重などについて回答してもらい、さらに、標準体重から肥満まで9種類の体型を図示し、その中から自分にとって最も理想的な体型を選択してもらった結果判明したものです。

周囲の肥満体型になじんでしまうことは悪いことばかりでは無く、自分自身の体型に満足することによるストレスからの回避や、肥満であっても自尊心が傷付けられにくくなることが指摘され、肥満を理由としたいじめや嫌がらせも減るのではないか、とされています。とはいえ、肥満が2型糖尿病や脂肪肝など数々の慢性疾患のリスク因子であることに変わりはありません。
2020-05-20 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

脳画像から「やり抜く力」を予測する


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東京大学、帝京大学、国立精神・神経医療研究センターの共同研究グループは、脳の特定部分の構造から「やり抜く力」の個人差を予測する手法を発見しました。

語学や数学、芸術やスポーツ、健康行動などのさまざまな分野において、一度立てた目標を達成するためには「やり抜く力」が不可欠です。「やり抜く力」は個人差が大きく、目標を達成するまでやり抜くことができる人と、三日坊主になりがちな人がいます。近年、目標達成に関わる脳内メカニズムについての研究が発表され始めていますが、脳の中の何がその人の「やりぬく力」の指標となるのかは知られていませんでした。

研究グループは、まず健康な実験協力ボランティアに、解くまで数十分を要するハノイの塔というパズルに取り組んでもらいました。ハノイの塔は、3本の杭の左端に円盤が円錐形に積み上げてあり、定められた規則 に従って、すべての円盤を右端の杭に移動させるパズルです。数学的にはn枚の円盤を移動させるには最低でも2のn乗マイナス1回の移動が必要な複雑なパズルです。

このパズルを最後までやり抜いたのは、約半数(65人中34人)でした。パズルに取り組んでもらう前に計測した脳のMRIデータを用いて、やり抜いた人と途中であきらめた人を比較すると、脳の中の前頭極という、目標指向性や未来予測などを担っていると考えられている部位にある神経細胞体の集合である灰白質(かいはくしつ)の体積とそこから伸びた軸索が通る白質部分に特徴的な関係があることがわかりました。次に、脳MRIデータから計算したこれら前頭極の構造の特徴を、「やり抜く力」の指標として「やり抜く力」の傾向予測コンピューターモデルを開発しました。このコンピューターモデルによる「やり抜く力」の予測手法を用いて、1ヵ月間毎日30分の運動学習と3ヵ月間毎日1時間の英語学習を、最後までやり抜けそうか否かを予測したところ、80パーセント以上の精度でやり抜く人と挫折する人を正しく予測することができました。

つまり、前頭極の構造が、数十分、1時間、3ヶ月と目標達成にかかる時間にかかわらず、「やり抜く力」の予測に寄与することが明らかになりました。一方で興味深いことに、「やり抜く力」が低いと予測された人であっても、目標を細分化して小さい目標ごとに達成感が得られるような目標達成プログラムを用いると、明らかな前頭極構造の可塑的変化が観察され、最後までやり抜くことができました。

この研究成果は、一人一人の「やりぬく力」を予測し、目標達成までのプログラムを個人ごとに最適な内容にすることによって、多くの人が目標を達成できることを示唆するものです。
2020-05-19 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

できたての地球はいびつな形だった


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今から45億年前、誕生直後の地球に別の天体が衝突して破片が飛び散り、現在の地球と月ができたことはよく知られています。これまで、科学雑誌などでその様子を紹介するイラストやCGは溶岩ドロドロで熱々の丸い地球と月が描かれていましたが、どうやらその想像図は間違いであるらしいことがわかりました。  現在の月と地球の距離は約38万kmですが、月が誕生した頃はわずか1万3000kmしか離れていませんでした。これは現在の30分の1で、非常に近いところに月があったことになり、現在も月は次第に地球から遠ざかっていることがわかっています。

米国・カリフォルニア工科大学の最近の研究によると、地球と月が誕生した直後、これほど近い位置に月があった場合、角運動量保存の法則 によって、地球の自転速度は高速になり、1日の長さはわずか2時間半だったと算出されました。そのため、初期の地球は回転方向に引き延ばされたいびつな楕円形だったということがコンピューターシミュレーションで明らかになりました。月からの潮汐力を受けつつ、おかしくゆがんだ地球ではマントルの対流や造山運動、火山活動などが非常に活発に起きました。現在は月の影響で潮の満ち干がありますが、当初は潮の満ち干に相当することが岩石レベルで起きていたと想定されます。長い年月をかけて月が遠くに離れた結果、地殻は安定し、現在のような多様な地形と生命を育む地球になることができた可能性があります。
2020-05-18 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

謎の天体オウムアムアは破壊された天体の破片か


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謎の天体オウムアムアは破壊された天体の破片か 

2017年に太陽系外から地球に接近し通過していった、葉巻形天体オウムアムアの起源が、恒星に近づきすぎた天体がバラバラに破壊された後の破片かもしれないという新たな説がフランス・コートダジュール天文台の天文学者によって提唱されました。

太陽系外からは、2019年に別の天体、ボリゾフ彗星の飛来が確認されていますが、ポリゾフ彗星は太陽系の外縁天体から飛来する彗星にそっくりだったため、太陽系外の惑星系で普通に形成された者と推定されます。一方で、オウムアムアは細長く、回転しながら飛んでおり、重力では説明できない力で加速しており、太陽系内の天体に似たものは見つかっていません。コンピューター・シミュレーションによる新たな研究で、どこかにあった天体が、恒星の重力の影響でバラバラになり、その破片の一部が星間空間に飛び出し、太陽系までやってきたと仮定すれば、説明がつくというものです。
2020-05-14 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

霊長類のフェロモン様物質の発見


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多くの動物において、配偶者選択や縄張り争いなどにおいて、体臭を介した嗅覚コミュニケーションが重要な役割を果たしています。日本モンキーセンターなどの共同研究グループは、ワオキツネザル において、ヒトを含む重長類で初めて、異性を惹き付けるフェロモン様効果のある匂い物質の同定に成功したと発表しました。

ワオキツネザルのオスは、手首の内側にある臭腺があり、匂い物質を分泌します。行動観察によりメス個体が繁殖期のオスの分泌液の匂いをより長くより注意深く嗅ぐ一方で、非繁殖期の分泌液にはあまり興味を示さないことがわかりました。この分泌液の成分を分析した結果、繁殖期の分泌液中には、体内の男性ホルモン・テストステロンの増加に伴い、フローラル・フルーティー様の香りを持つ数種類の化学物質(長鎖アルデヒド)が増加していることがわかりました。これらの成分のみをメスに嗅がせたところ、繁殖期のメスは興味を示したことから、この化学物質がメスを誘引するフェロモン様の匂いシグナルとして機能していることが確認できました。
2020-05-13 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

ワイル粒子を用いた不揮発性メモリ素子の原理検証


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東京大学、トランススケール量子科学国際連携研究機構、理化学研究所の共同研究グループは、反強磁性体中において、幻の粒子「ワイル粒子」の電気的制御に成功し、ワイル粒子の作る巨大電圧信号を利用した不揮発性メモリの動作原理を実証しました。

磁性体は「スピン」と呼ばれる電子の自転運動に起因した微小な磁石を有する物質です。スピン1個1個の力は弱いのですが、マクロな空間でスピンが集合して、秩序だったふるまいをすると、磁気秩序を示します。磁気秩序はスピンの向きによって2種類に分けられ、一つは強磁性体で、これはスピンが同じ方向に揃ってで磁石のように大きな磁化を示す磁性体です。もう一つは、反強磁性体と呼ばれ、隣り合うスピンが互いを打ち消しあうように配列することで正味の磁化がゼロもしくは非常に小さくなっている磁性体です。

1921年にドイツの数理物理学者ヘルマン・ワイルが提唱したワイル方程式に従って記述される質量ゼロの粒子(ワイル粒子)を持つ物質はワイル半金属と呼ばれています。ワイル半金属において、磁性によって創出され、磁石のN極・S極の対に相当するワイル点を持つ磁性体をワイル磁性体といいますが、ワイル磁性体では磁場などの外部からなんらかの作用を与えることで、磁気秩序を制御することが可能です。そのため、ワイル点の制御を介して、仮想磁場の制御が可能で、これはまさに磁気メモリに相当します。

反強磁性体はスピンの応答速度が、既存のメモリのベースとなっている強磁性体に比べて2〜3桁早いピコ秒オーダーであるため、メモリ素子に反強磁性体を用いると、超高速の情報処理を行える可能性があります。この超高速性はビヨンド5Gに必要とされる性能であり、すでに応用されている強磁性体を用いた不揮発性メモリでは到達不可能な領域です。
2020-05-12 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

どうぶつの森に関する心理学的研究


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「どうぶつの森」が世界的に流行しています。心理学者によるとこれは、新型コロナウイルスの蔓延で多くの人々が自宅隔離を強いられ、他者との社会的距離を強制されている現在において、他人とつながっていたいという、私たちの基本的な欲求を満たすことができる安全な手段の1つと認識されているからだ、とのことです。そして、人々のつながり方の再構築と呼んでもよい出来事がネットに接続したゲームの世界で起きていると考えています。パンデミックとそれに続く都市封鎖によって人々の生活は劇的に変化し、どうぶつの森に限らず、このような癒やし系ゲームは、私たち人間の他者とつながりたいという基本的な欲求を存分に満たせる安全な手段の1つとなっていると考えられます。

新型コロナウイルスの感染拡大と、それに対抗するために私たちに求められる行動の制限は自らの手ではどうすることもできないコントロール不能のものですが、どうぶつの森で自分の島での行動は自分でコントロールできますし、他者との新たな出会いや、友人との再会をそこで実現することができます。

自分の島を築き、近所の人たちとつながりを持ったり、コミュニティを形成したり、他者やモンスターと戦うのではなく、人間環境を育成することは、実世界での力学におけるものと同様だとされています。ゲームプレイの大半は、考え方の似ているプレイヤーと関係を築くことが中心とされ、各自にとって非常に都合の良い、居心地の良い世界観を構築することができるので、現状の閉塞感のガス抜きになると思われます。

海外ではどうぶつの森の他に、「スターデュー・バレー」、「カインド・ワーズ」といったコミュニケーションゲームも人気が上昇しているそうです。「ボトルメール」が今の時代にあれば、当時よりも爆発的に流行したかもしれません。これらのゲームは、これまでオンラインゲームをしたことがなかった人の取り込みにも成功しており、ゲームがどれほど人との繋がりに役立つかを知らしめることにつながりました。一方で、これらのゲーム空間では、本当の自分を見せることなく、デジタル化された自分の個性を構築することによって、社会距離的にも感情的にも、つながりの恐怖が軽減されるといいます。
2020-05-11 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

宇宙膨張が方向によって異なる可能性


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宇宙は全ての方向に等しい速度で膨張していると考えられてきましたが、ドイツ・ボン大学による、800個以上の銀河団のヨーロッパ宇宙機関(ESA)のX線宇宙望遠鏡「XMMニュートン」とNASAのX線観測衛星「チャンドラ」米独英によるX線観測衛星「ROSAT」によるX線観測データを用いた研究で、膨張速度に想定以上のばらつきが検出されました。宇宙論に関わる重要な前提である「等方性」が成り立たない可能性を示唆する結果です。等方性とは、宇宙は局所的には違いはあっても、大きなスケールで全体を見ればどの方向も同じような性質を示しているという宇宙論の基本中の基本で、ビッグバンの名残である宇宙マイクロ波背景放射(CMB)の観測からも支持されています。

ESAはダークエネルギーの性質の解明を目指す宇宙望遠鏡「ユークリッド」の打ち上げを2022年に予定しており、X線だけではなく、ダークエネルギーの観測によっても検証する必要があります。
2020-05-07 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

AI手塚治虫さん


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AI美空ひばりさんが賛否両論を巻き起こしたことは記憶に新しいところですが、一方で、人工知能(AI)を使って漫画家・手塚治虫さんらしさのある新作を生み出す、手塚プロダクションらのプロジェクトによる作品が講談社の漫画誌「モーニング」に掲載された漫画「ぱいどん」として公開されました。

手塚治虫さんの短編作品150本のあらすじをAIに読み込ませ、手塚治虫さんが生み出した約300人のキャラクターの性別や年齢、性格などの情報と、約7000枚ものキャラクターの顔画像もデータとして入力しました。アウトプットとしてAIは新作のあらすじ約100案と、キャラクターの基本図案を吐き出しました。それらをもとにプロの漫画家らが肉付けし、作品として完成させました。

このプロジェクトの興味深い点は、手塚治虫さんの新作を生み出すことよりも、AIで作品を解析したことによって、手塚治虫さんの大胆な発想、奇想天外な物語がどのようにして編み出されたかが見えるのではないか、という点にあります。たとえば、AIは手塚治虫さんらしい新たなキャラクターを上手く生み出せませんでした。その理由はキャラクターによって目や鼻の位置・形が大きく違う点にあると推測されます。将来的にはAIだけで漫画を作り出す時代が来るかもしれません。
2020-05-06 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

野口さん、クルードラゴンに搭乗


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宇宙航空研究開発機構(JAXA)の宇宙飛行士、野口聡一さんが米国の宇宙ベンチャー、スペースX社が開発中の新型宇宙船「クルードラゴン(USCV-1)」に搭乗して国際宇宙ステーションに向かうことが決まりました。クルードラゴンは、2011年に退役した「スペースシャトル」以来の米国の有人宇宙船となります。野口さんにとっては3回目の宇宙滞在となります。

クルードラゴンの打ち上げに当たっては、新型コロナウイルスの影響が心配されますが、現在の計画ではスペースX社の2段式ロケット「ファルコン9」を使用して5月中に初の有人試験打ち上げが実施され、その結果を受けて7月頃に野口さんと米国の宇宙飛行士3人が搭乗した実機1号機が打ち上げられる予定です。

クルードラゴンは最大7人乗りで、さらに貨物を搭載することができる全長8.1メートル、直径4メートルの機体です。米国は、スペースシャトルが当初の予定だった再利用可能なローコストの宇宙往還機という理想を実現できなかった過去があります。それを受けて、NASAは民間企業が自身の責任で宇宙船の開発を行い、運用までを行うことによってそれをビジネスとして成立させ、NASAは民間企業の顧客としてその宇宙船を使用するビジネスモデルの構築を進めていました。スペースX社の他には、唯一ボーイング社が宇宙船「スターライナー」の開発を進めています。スターライナーは2019年12月の無人機による国際宇宙ステーションへのドッキング試験に失敗してしまい、大幅にスペースX社に先行される形となりました。

2020-05-05 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

海底の岩石にも微生物


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微生物は地下深くから、上空高くまで、また私たちの身体の中まであらゆるところにまんべんなく生息している、非常にたくましい生物です。とはいえ、微生物が生きるためにはエネルギー源が必要ですので、地下深くの冷たくて固い岩盤などについては、微生物の生育環境としては、あまり注目されることはありませんでした。ところが、2013年になって太平洋の海底からさらに265メートルも掘った地中深くの火山岩の中に、微生物の群集が発見されました。その後、微生物はどの程度深いところまで生存範囲が広がっているのか、という大きな疑問が生まれ、より深い場所での微生物探索が始まりました。

今回、東京大学の研究者らは、南太平洋の非常に古くて冷たい海洋地殻でも、微生物の群集が存在していることを発見しました。微生物が発見されたのは火山岩という硬い岩石の中でしたが、岩の亀裂には幾分やわらかい粘土がつまっており、そこに微生物が大規模な群集を作って生存していたのです。海底の地殻は海嶺 から湧き上がるマグマと、海溝に沈み込む岩盤がベルトコンベアのように30億年以上も動き続けています。海嶺で作られたばかりの海底の岩石は海水が循環できるため、海水中の酸素や岩石に含まれる金属を利用して微生物は活発に活動することができるものと思われます。海底の岩石は次第に冷え固まります。そうすると岩石中に封じ込められた海水の酸素はやがて微生物によって消費されてなくなってしまいますが、そこでは水と玄武岩 が反応して水素が発生しており、微生物は水素イオンをエネルギー源として利用しながら数百万年間、細々と生き続けることができます。

それがわかったのは2010年前後の調査によるもので、このときには、南太平洋の水深5800メートルもある深海の掘削調査が行われました。水深5800メートルとなると魚類や甲殻類などの生物はほとんど生息していません。そういった地点の海底を100メートル以上ボーリングし、1億年前ごろに形成された地殻の試料を取り出し詳細な調査を行いました。その結果、すべての試料の微細な亀裂には鉄を豊富に含む粘土が詰まっており、そこに微生物が発見されました。このような深海底の岩盤の中に生物がいる可能性は低いと多くの科学者は考えていましたので、これは微生物の驚異的な生命力を示すものとして注目されました。

発見した微生物の遺伝子解析を行った結果、このような過酷な環境に生物する微生物は、亀裂の粘土に含まれていた有機物を少しずつ使って、時間的な意味において細く長く生きる性質の微生物であることがわかりました。また、今回の研究結果は火星など、地球外での微生物の存在の可能性を強く示唆するものでもあります。火星にも玄武岩は豊富に存在し、しかもかつて海があったことは確定事項ですが、であれば何らかの原始的な代謝反応が起きていた可能性はあります。可能性としては単細胞生物がいたかもしれません。それらの代謝物が、干上がった現在の火星の土壌中に残っており、それを大切に使いながら1億年以上もゆっくりと生きる微生物がいてもふしぎではありません。
2020-05-04 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :
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おびおのプロフィール

おびお

Author:おびお
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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