新技工房

森羅万象、固いことからふざけたことまで気になったことをかる〜いノリで書いてますっ!しかしその実態は、ブログ主の外部記憶装置です。

科学・技術・理科総合∞

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なぜ、蚊は雨で死んでしまわないのか?

『米国科学アカデミー紀要(PNAS)』で発表された論文は、なぜこの昆虫が雨粒によって潰されてしまわないかを証明している。

http://wired.jp/wp-content/uploads/2012/06/5714242542_c0dab473f7_b-e1339816045609.jpg

PHOTO: xevirodeja /Flickr

人が自動車の車輪の下に轢かれている──重量の観点から適切な対比を行うと、これが、蚊が雨粒に打たれたときの状況だ。では、どのようにして昆虫は、この種の衝突から生き延びているのだろうか。

ジョージア工科大学の研究者たちが米国科学アカデミー発行の機関誌『米国科学アカデミー紀要(PNAS)』に発表した論文は、こうした生き物が雨粒と衝突するときに何が起こるかを解明して、昆虫たちの秘密が、体重が非常に軽いことと、外骨格、すなわち身体を包む外側の鎧の頑丈さにあることを明らかにしている。

「これまでの研究では、昆虫が飛行するときに、風や雨のような気候条件にどのように対応しているかよくわかっていませんでした」と、論文の著者のひとり、デイヴィッド・L・フーは語る。「わたしたちの研究によって、飛行する昆虫は非常に軽くても、外的な混乱に対して安定しているということが明らかになりました」。フーは、彼の研究グループとともに、高速カメラを用いて、ハマダラカを雨に模した人工的な水の噴射にさらし観察を行った。そして、位置、速度、衝突の角度を測定した。

なぜ、蚊は雨で死んでしまわないのか?

『米国科学アカデミー紀要(PNAS)』で発表された論文は、なぜこの昆虫が雨粒によって潰されてしまわないかを証明している。

http://wired.jp/wp-content/uploads/2012/06/5714242542_c0dab473f7_b-e1339816045609.jpg

PHOTO: xevirodeja /Flickr

人が自動車の車輪の下に轢かれている──重量の観点から適切な対比を行うと、これが、蚊が雨粒に打たれたときの状況だ。では、どのようにして昆虫は、この種の衝突から生き延びているのだろうか。

ジョージア工科大学の研究者たちが米国科学アカデミー発行の機関誌『米国科学アカデミー紀要(PNAS)』に発表した論文は、こうした生き物が雨粒と衝突するときに何が起こるかを解明して、昆虫たちの秘密が、体重が非常に軽いことと、外骨格、すなわち身体を包む外側の鎧の頑丈さにあることを明らかにしている。

「これまでの研究では、昆虫が飛行するときに、風や雨のような気候条件にどのように対応しているかよくわかっていませんでした」と、論文の著者のひとり、デイヴィッド・L・フーは語る。「わたしたちの研究によって、飛行する昆虫は非常に軽くても、外的な混乱に対して安定しているということが明らかになりました」。フーは、彼の研究グループとともに、高速カメラを用いて、ハマダラカを雨に模した人工的な水の噴射にさらし観察を行った。そして、位置、速度、衝突の角度を測定した。

実験結果によって、昆虫が生き残れるのは、雨粒の質量に対して、昆虫の質量が極度に少ないことに関係していることがわかった。「蚊の体重が少ないことによって、雨粒は衝突した後もそのスピードをほとんど変化させません。結果として、昆虫に加えられる力は、昆虫を殺すことができないくらい小さなものとなります」と、フーは説明している。

要するに研究者たちは、衝突の物理を説明するのに、非弾性衝突というシンプルな力学モデルを適用したのだ。このような状況においては、運動量の総量(衝突に関係している物体の、質量と速度の積から得られる物理量)は変化しない。結果として、雨粒と蚊の間の力の交換は最小となり、昆虫の外殻によってさらに弱めることが可能で、影響は残らない。ハマダラカに対して行った測定は、このモデルの理論的予測を立証した。

この発見は、生態学の知見を深めるだけでなく、応用の展望が非常に豊かである。「昆虫がどのように不利な気候条件に適応しているかを研究することは、警備や、研究、人命救助のために用いる生物着想型の飛行ロボットを改良するのに役立つかもしれません」とフーは結んでいる。

TEXT BY SANDRO IANNACCONE
TRANSLATION BY TAKESHI OTOSHI


WIRED NEWS 原文(Italian)


ちょうど昨日の夜、蚊と蛾に戦いを挑まれて、深夜に仕留めて殺ったところだったので、タイムリーだなとwww

あたっても、力をほとんど受けていないとは??
不思議なものですねぇ。


ゾンビ大量発生が現実に起きる可能性はなくはない!? ある科学的考察

ゾンビ大量発生はどのようにして現実に起きるか

ゾンビはこの世に存在しうるだろうか? 人間の死体が起き上がり、生きている者を追い回すには、何が必要だろう? 普段僕たちは、ゾンビなんてものは科学的に不可能だと考えている。しかしここに、ゾンビが現実の世界に存在しうる方法が一つある。

ゾンビについて考察する前に、基本的な前提を決めておかなくてはならない。まず、霊的な力によってゾンビが誕生する類の話は、無視する。また宇宙線、謎の隕石、ロシアの衛星なども考慮しない。ここで考察するのは生物学的要因、つまり感染によるゾンビの発生に絞られる。もちろん小説や映画にはありとあらゆるゾンビのシナリオが存在するため、一つの説でそれらすべてが完璧に説明できるということはない。

人間のゾンビ化においてまず考えるべき点は、基本的なゾンビの生理学である。ほぼすべてのゾンビ・ストーリーにおいて、ゾンビ達はケガや壊死などで身体的損傷の度合いが大きくなっても、運動機能を失わないようである。となると、彼らが動き続けられるよう、脳から体の各部位に神経情報を伝達し、筋肉にエネルギーを供給するメカニズムが必要だ。

サイエンス・フィクションで最も一般的なゾンビの発生理由は、ウイルスである。しかし、ウイルスやバクテリアへの感染で、人間の体内に全身的な新しい身体構造が作られることはない。というわけで、ウイルスは除外する。その代わりに、崩壊していく人体を動かし続けるメカニズムの必要性は、僕が考える最も有力な説への足がかりとなる―寄生菌の感染だ。

菌類(キノコ、カビ等)が人に感染することはすでにわかっている。さらに、世界中の森林の多くに菌類のネットワークが存在することも。これらの菌類ネットワークは樹木やその他の植物と共生関係を築き、養分を交換しあって相互に利益を得る。ネットワークは非常に大きくなることもあり、菌類ネットワークを介して植物から別の植物へ化学信号が伝達される可能性を示す研究も報告されている。それなら、菌類がフィラメントとなって死体内部の血管機能や神経機能を担うこともできるはずだ。

これにより、次のようなシナリオが考えられる。

呼吸や食事、ゾンビに噛まれることなどによって、肉眼では見えない大きさの胞子が人間の体内に入る。胞子は最終的に血流に乗って全身に行き渡り、その後は潜伏期間となる。宿主の人間が死ぬと、死亡時に起きる体内の化学信号の変化(正確には、化学信号が発されないこと)が引き金となって胞子が活動を再開し、成長を始める。呼吸や通常の代謝が行われなくなった体内で、全身に成長した寄生菌のネットワークが筋肉に養分を運ぶ。

寄生菌ネットワークの一部は脳内にも成長し、延髄および小脳、さらには視覚、聴覚、嗅覚などを司る脳の部位をつなぐインターフェースとなる。菌類から放出される化学物質が、これら脳領域での基本的な反応を促す。寄生菌/脳のインターフェースは神経細胞の電気信号を化学信号に変換することができ、化学信号は身体の隅々まで伸びたネットワークを通じて伝達される。この信号伝達は時間がかかり、不完全であるため、結果としてゾンビの動作はぎくしゃくしたものになる。そして宿主の脳に依存して活動する仕組みにより、ゾンビの脳や脊髄に多大なダメージを与えることで完全に無力化できる「ヘッドショット」現象が成り立つのである。

ここでゾンビの代謝の問題が残る。ゾンビたちは身体活動に必要な栄養素、さらには寄生菌のライフサイクルに必要な栄養素をどこから摂取するのだろう? これはゾンビが四六時中、果てしなく肉を欲し続けることから簡単に説明がつく。寄生菌ネットワークにも肉を代謝する手段は必要だが、ゾンビは人間の消化器系が使えなくても問題ないようだ。

もしかしたらこの種の菌類は、食肉植物と同じような方法で肉からエネルギーと栄養素を抽出する手段を進化によって得ているかもしれない。ゾンビの噛むことへの欲求から、実際に摂取される肉は期せずして残りカス程度である可能性もある。その場合、寄生菌は腐敗する宿主本体の有機物質からエネルギーを得るので、ゾンビの活動期限も相応に短くなる(加えて、身体構造の崩壊もいずれは寄生菌ネットワークが支えられる限度を超える)。

切断された身体の一部が勝手に動く等の現象は、ありえないと思っていい。

さて、これで寄生菌ゾンビのもっともらしい理論が出来上がったとしよう。では、この病気はどうやって蔓延するのだろう? あらゆる生物の目的は子孫を残すまで生き続けることだが、病原体の多くは宿主に死をもたらす性質のせいで、限定的にしか広がることができない。繁殖する機会を持つ前に宿主が死んでしまうからだ。

この点で、ゾンビ寄生菌の元になる菌類の発達にも2通りが考えられる。1つは、ほ乳類の消化機能を利用して移動する寄生菌のケース。動物が胞子のついた菌類を食べ、その後どこか別の場所で胞子を排泄する。一部の胞子は突然変異して宿主の体内にいる間に発芽するが、多くの場合は宿主の免疫システムによって破壊されてしまう。その問題を避けるため、突然変異を繰り返した胞子は、宿主が死んでから発芽するようさらに進化する可能性がある。

もう1つは、宿主が短期間で死んでしまうような、攻撃性の強い寄生菌だ。しかしこの系統は、突然変異した胞子の系統より繁殖する機会が少ない。

もちろん、寄生菌が宿主の死後に活動を始めることと、死んだ宿主が立ち上がって周囲を襲い始めることは、まったく別の話である。この2つの間には多くの進化の段階が存在するため、この寄生菌は人ではなく動物の体内で発達したと考えるのが自然だろう。

ゾンビ寄生菌の元となる菌類が、雑食動物である豚に食べられたとしよう。多数の豚が押し込められた養豚場なら、寄生菌が分散して突然変異を繰り返すにはぴったりの場所だ。ずさんな管理のために死んだ豚が気づかれずに放置されれば、菌が死後の体内で活動を開始する。死んだ豚との接触により、他の豚も死後に活動を開始するタイプの寄生菌に感染し、それがまた周囲の豚の間で広まっていく。これらの豚から人間への感染経路は、説明しなくても明らかだろう。

あるとき近くの豚に胞子をうつすために、(寄生菌に操られた)豚の死体が噛みつく動作をするようになる。動く死体への進化だ。噛みつくと同時にビクッと痙攣するようになればさらに効果大。そして何世代も経て、死後の宿主を完全に動かせる状態にまで寄生菌が進化する。こうして、さらなる繁殖への壁となっていた宿主の死が、胞子をバラまくための動くプラットフォームというアドバンテージに変わるのだ。ゾンビが何にでも噛みつこうとするのは、元はもしかしたら胞子の分散だけが目的で、口に入った肉を代謝できるようになるのはもっと後かもしれない。そういった機能の発達が可能なら、寄生菌による神経網が緻密になり、動きがより正確で、全力で走れるゾンビが出てきてもおかしくない。

宿主の行動まで操る寄生体などありえないように思えるが、これが現実の動物界にすでに存在している。寄生バチの何種類かは宿主(ハチ、アリ、毛虫等)の行動パターンをプログラムし直し、寄生バチに有益な行動をするよう操ることができる。この場合の宿主は死んでいないが、複雑な化学作用による乗っ取りが自然界で起こりうることを示している。

手遅れになる前に、科学者が有効な対ゾンビ殺菌剤を開発できるといいのだが。



参考資料:

Brahic, Catherine『Zombie caterpillars controlled by voodoo wasps』(『ニュー・サイエンティスト』2008年6月4日)
こんな都合の良い菌類が居るとしたら、それは人為的に発生したものでしょうねww

>結果としてゾンビの動作はぎくしゃくしたものになる。そして宿主の脳に依存して活動する仕組みにより、ゾンビの脳や脊髄に多大なダメージを与えることで完全に無力化できる「ヘッドショット」現象が成り立つのである。

そこまで、ゾンビらしさを追求しなくてもww

潜水艇「蛟竜号」、水深6671メートルの潜水に成功…日本の記録を抜く

- 日本抜き、潜水6671メートル=深海と宇宙で国威発揚−中国 -

【北京時事】新華社電によると、中国の3人乗り潜水艇「蛟竜号」が15日、太平洋のマリアナ海溝で
水深6671メートルの潜水に成功し、日本の有人潜水調査船「しんかい6500」が持つ6527メートル
の潜水記録を抜いた。

中国は16日、女性を含め3人が乗り組む宇宙船「神舟9号」を打ち上げ、地上から343キロの軌道上
で宇宙実験機「天宮1号」とのドッキングに挑戦する。蛟竜号の乗組員は水深6000メートルの海中から
地上と交信し、「神舟9号の打ち上げ成功を祈る」とエールを送った。中国中央テレビは潜水実験の海域
とロケット発射基地を2元中継で結び、国威を発揚した。

蛟竜号は昨年7月、5188メートルの潜水に成功。15日に始まった今回の潜水実験では7000メートル
を超える潜水に挑戦する。

1人乗り潜水艇では、米ハリウッド映画「タイタニック」で知られるジェームズ・キャメロン監督が3月、
水深1万メートルを超える同海溝底部への到達に成功している。

ソース : 時事 (2012/06/15-18:29)
http://www.jiji.com/jc/c?g=int_30&k=2012061500695
7000m級の潜水艇ですか〜。
しんかい6500と比較されてしまいますが、しんかい6500が最大潜航深度6,527mを達成したのは1989年8月11日のことです。2007年には、通算潜航回数1000回を達成。
もう23年も経つんですね。
イメージ 1

2012年3月には建造以来最大となる改造が完了まだまだ現役です。

中国 有人で深海7000m目指す試験

中国の有人潜水調査船が太平洋で水深7000メートルの潜水試験に乗り出し、資源の確保に向けて活発化させている海洋進出の動きの一環とみられています。

中国の有人潜水調査船「蛟竜号」は、日本時間の15日午前8時すぎ、太平洋のマリアナ海溝付近の海域で潜水試験を始めました。
「蛟竜号」はおよそ3時間後、水深6000メートルを突破し、去年7月に記録した5188メートルを更新しました。
「蛟竜号」には3人が乗り込み、今回を含め合わせて6回の潜水試験で船内の機器の性能確認を繰り返し、最終的に水深7000メートルを目指すということです。
中国は南シナ海や東シナ海で資源の確保に向け海洋進出の動きを活発化させていますが、今回の潜水調査船の活動も、海底資源の調査能力を高め海洋権益の確保に向けた動きの一環とみられています。


そして蛟竜と言えば、
大日本帝国海軍特殊潜航艇 甲標的丁型 「蛟竜」
なんてものがありました。
イメージ 2

決号作戦(本土決戦)における日本の「切り札」すなわち水中の特攻兵器(但し、攻撃手段は体当たりではなく魚雷)と期待されて1000隻の建造が目標となり、全国各地の造船所などで最優先で建造される予定だった。(ウィキペディア)

何かと縁のある潜水艇ですね。


恐怖におののきながら死んだバッタの死骸 土壌に悪影響を及ぼす 植物性有機物の分解速度が大幅に減速

恐怖の中で死んだバッタ、土壌に悪影響を及ぼす 研究論文
2012年06月15日 12:04 発信地:ワシントンD.C./米国

【6月15日 AFP】恐怖におののきながら死んだバッタの死骸は、
安らかに死んだバッタの死骸とは異なる影響を土壌に与える――。
このような内容の論文が15日発行の米科学誌サイエンス(Science)に発表された。

論文の主執筆者でイスラエルのエルサレム・ヘブライ大学(Hebrew University of Jerusalem)の
研究者Dror Hawlena氏は同誌のウェブサイトに掲載された音声インタビューの中で、
この研究結果は「確かに少しとっぴな話に聞こえる」と語った。

Hawlena氏は米エール大学(Yale University)の研究者らと共に、
クモにおびえさせられたバッタの死骸を使った実験を行った。

実験ではまず、バッタだけを入れた籠とバッタとクモを一緒に入れた籠を用意し、
草木が茂る自然の中に置いた。バッタが実際に食べられてしまうことを防ぐため、
クモの口はのりを使ってふさぎ、バッタには純粋な恐怖のみを感じさせた。

バッタが死んだ後、Hawlena氏はその死骸を研究室に持ち帰り詳しく分析した。
すると、恐怖を与えられたバッタの体の窒素に対する炭素の割合が、
安らかに死んだバッタと比べて4%増加していることを発見した。

また、このわずかな違いが原因で、恐怖を感じたバッタの死骸を入れた土壌では、
落ち葉など植物性有機物の分解速度が大幅に遅くなることが確認された。 

Hawlena氏は、干ばつや酷暑によるストレスでも恐怖と同様の効果が生まれ、
土壌成分が変化して農作物や植物の成長サイクルに永続的な影響を与える
可能性があると指摘している。(c)AFP
________________

▽記事引用元 AFPBBNews
http://www.afpbb.com/article/environment-science-it/science-technology/2884101/9116756

▽関連リンク
Science
Science 15 June 2012:
Vol. 336 no. 6087 pp. 1434-1438
DOI: 10.1126/science.1220097
Fear of Predation Slows Plant-Litter Decomposition
http://www.sciencemag.org/content/336/6087/1434.abstract

やな殺され方をしたバッタと、物が食べれなくなったクモ。
人間のやることに対して、恐怖におののきましたw

サイエンスも面白いネタを拾うものです。
来年辺りのイグノーベル賞にエントリーしてそうw

仮面ライダーに倒されていったショッカーたちは、さぞや無念だったであろうと思いますwww

東海大、車載も見据えた波動エンジン(熱音響機関)を開発 300度で18%のエネルギー回生を実現。発電や冷却が可能

http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/01.jpg
波動エンジン(熱音響機関)

東海大学は5月28日、工学部動力機械工学科 助教 長谷川真也氏を中心とするグループが開発した波動エンジン(熱音響機関)の報道陣向け説明会を開催した。この波動エンジンは、従来よりも高効率なものとなっており、数値計算を基に長谷川助教らが装置を構築した.

http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/02.jpg 波動エンジン(熱音響機関)。左が廃熱部で、右が冷凍部。左の熱で波動が発生し、右の冷凍部で波動が冷熱(発熱も可能)となる
http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/03.jpg 廃熱部。フランジの位置から、3ユニットの波動発生用のフィルターが組み込まれているのが見て取れる。
http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/04.jpg 廃熱部から伸びるパイプは、熱の差を大きくするための冷却用パイプ
http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/05.jpg 廃熱部で発生した波動は、このパイプを通って冷凍部へと伝わる
http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/06.jpg パイプには、10気圧のヘリウムガスが入っている。ジェット機10機分くらいの音が伝わっている
http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/07.jpg 冷凍部
http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/08.jpg 冷凍部も廃熱部と同様の構造になっている。廃熱部とは逆現象が起きている。室温との差で、結露している
http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/09.jpg 冷凍部の温度。熱電対温度計の表示は摂氏−38.4度
http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/10.jpg 説明会において発表を行った、東海大学 副学長(研究担当) 教授 橋本巨氏(中央)、工学部動力機械工学科 主任教授 円能寺久行氏(右)、工学部動力機械工学科 助教 長谷川真也氏(左)

説明会では、冒頭に東海大学 副学長(研究担当) 教授 橋本巨氏が挨拶。「東海大学は生徒数3万人ほどとなる大規模私立大学ではあるが、文系よりも理系の色が濃い」とし、長距離電話などに使われている無装荷ケーブルの発明者でもある松前重義が同大学の創設者でもあることから、社会に役に立つ実用的な研究が特徴であると言う。「本学で話題となったソーラーカーも応用研究。応用研究をしながら基礎研究につなげ、最終的には役に立つものであることを目指している」と語り、この波動エンジンも「利活用の実現性の極めて高いものだと思っている」と、実用化への期待を述べた。

波動エンジンそのものについては、長谷川助教が解説。波動エンジンは、現在、産業界で捨てられている65%の廃熱を高効率に回収できるものであり、「実現すれば産業界、経済界に大きなインパクトがある」ものであると言う。

波動エンジンの仕組みは、自然界にもあり、雷の「バリバリッ」という雷鳴がその現れで、大きな温度差が音(波)になる現象を利用している。高効率なエンジンとして成立したのは近年のことであり、米国のロスアラモス研究所が1999年に発表した論文によるものと言う。

波動エンジンは、熱による気体の膨張・収縮が波動として現れる現象を利用しており、気体の共振を利用するため「可動部分がない」こと、熱力学の上限となる理論上カルノーサイクルで動作するために「高効率」なこと、パイプを使った簡単な構造から「ローコスト」であることを特徴としている。

(中略)

数値計算上ではあるが波動エンジンは、9度ほどの温度差があれば作動し、装置のサイズも波動の伝達パイプをスパイラル化することで小型化が可能。応用範囲としては、自動車の廃熱を利用しての発電や冷却、電気がなくても太陽の集熱で冷却可能なことからモバイル冷蔵庫などを挙げており、大型プラントから小型の装置まで可能とのこと。

長谷川助教は、「今後は産学連携による開発を進め、5年後の実用化を目指す」と語った。

谷川 潔/Car Watch 2012年 5月 28日
http://car.watch.impress.co.jp/docs/news/20120528_536075.html

あの波動エンジンとは似て非なるものですがw

熱エネルギーの回収ができるようになれば。

宇宙戦艦ヤマト2199も始まってますしタイムリーなネタですねw


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