2020年8月18日 (火)

高い木の葉まで水を運ぶしくみ… 浸透圧(根圧、蒸散)と凝集力

早朝、野川を散策していて、この葉っぱに気づいた。
Josan200813a
お~! 葉っぱの表面に毛が生えてるね~
何ていう植物?
あ! それより、葉っぱの上に~もわもわ~っと朝日に揺らめく霧が見える~(*゚o゚*)
ほら ↓この水色の点線で囲ったとこ!
Josan200813b2
これってさ~『蒸散』によって放出された水蒸気が霧になって揺らいでるの?

そうだ、蒸散といえば、この前『10メートルのストローでジュースを飲めるか?(大)実験!』を書いたとき…
『物理または地学・気象を学んで「水を吸い上げられる高さは、10メートルまで」ということを知っていると、樹高100メートルの巨樹がこずえの先端まで水をくみ上げられるのは不思議~!』なんですが、そのしくみはどうなってたっけ?
そのしくみは「驚異の植物たち」Newton2013年10月号に『世界最大の生物がポンプなしで水をくみ上げるしくみ』の説明があって、その感想をブログ記事に書いているのだが、そのしくみは?
『で、その答えは…Newton2013年10月号をお読みください。』って、使えね~💧(だって、それを書いちゃったらネタバレ・パクリになっちゃうからね~)

ん~、でも、そのしくみを人に説明できる程度に理解しておきたいし、2013年に読んだ記事の内容なんて覚えてないから、検索・検索・・・
以下の記事がたいへん参考になりました。
樹が水を運ぶしくみ|Mr.さわぐるみ の 森のコラム|yamaiki.com
植物が水を吸い上げる仕組みとは?|100m以上の木でも水が上がる|トレンドピックアップ
植物の水が葉までとどくしくみ|みんなのひろば|日本植物生理学会

要点をまとめると…
・植物が根から吸収した水を上昇させている力は、根圧、蒸散、凝集力

根圧
・根毛は、細胞内に糖分、ナトリウム、カリウムなどの物質を多く取り込み、土壌よりも浸透圧が高くなっているため、土壌から根に水が流れ込む。これが根圧
・多くの植物で、根圧は0.1~0.3MPaであることが測定されている。つまり根は、10~30mまで水柱を押し上げる力をもっている →Pa(パスカル)は圧力の単位で、MPa(メガパスカル)をヘクトパスカルに換算すると、1000~3000ヘクトパスカル。1気圧はだいたい1000パスカルだから、根圧は1~3気圧。1気圧で10mまで水を押し上げるから、植物の根圧は10~30mまで水を押し上げる力をもっている ←意外と大きな力だね。浸透圧

蒸散
・蒸散によって葉の水分が失われると、葉の細胞液の濃度は枝や幹よりも高くなる。そのため、濃度を下げようとする浸透圧が働いて枝や幹から水を引っ張りあげる。←蒸散も浸透圧

凝集力
・水玉が丸い状態で転がったり、コップの水面が盛り上がってこぼれない表面張力は、凝集力
・水の強い凝集力と、導管の壁が水と非常になじみやすい組成をもっていることによって、高い樹木でも根から頂上までの導管内では、気泡を生じることなく水柱がつながり、吸い上げることができる。←気泡が生じると水柱が途切れ凝集力が働かなくなる。→切り花の水切り・水揚げは、茎の切断面から先端まで水柱が途切れることなく凝集力を保つため

ということで「高い木の葉まで水を運ぶしくみ」は、浸透圧と凝集力という2つの物理的な力によるものだったのです。
植物の根、茎(道管)、葉(気孔)は、これらの力をうまく使うように進化してきたんですね~(*゚o゚*)

ところで、上記のまとめを理解するには浸透圧と凝集力を理解しておく必要がありますね(^^;
凝集力はなんとなく分かるけど、
浸透圧は?
浸透圧 - Wikipedia は普通の人にやさしくない書き方をしているので、こちらをどうぞ…
樹が水を運ぶしくみ|Mr.さわぐるみ の 森のコラム|yamaiki.comの『脱線』

『凝集力の原因としては、静電引力水素結合ファンデルワールス力などがあげられる。』と出てきますが、水の凝集力はどれ? →静電気力だそうです。
植物(木)は、どうやって水を高い所まで吸い上げる事ができるのですか?|みんなのひろば|日本植物生理学会

※最初の葉っぱの表面の毛ですが、みんなのひろば|日本植物生理学会に説明がありました。
草本植物の産毛? の役割|みんなのひろば|日本植物生理学会
トライコーム(毛状突起)って言うんですね。



※関連記事

2020/08/19 植物のからだのしくみを知るには…NHK for Schoolがとっても分かりやすい
2020/07/18 10メートルのストローでジュースを飲めるか?(大)実験!
2013/09/10 「驚異の植物たち」Newton2013年10月号は面白かった~
2013/07/13 銀の匙8…チーズ作りで「浸透圧」


Mr.さわぐるみ 森のコラム|yamaiki.com に興味深いことが書いてありました。
『熱帯材の再造林コストは、日本よりもさらに高いのでは?
(今のところは労賃が安いのと、天然林を伐っているから儲かっているだけ)』あ~!そうなんだ。

それと「蒸散」の話も…
『森林から蒸発散で失われる水の量は、地面や幹からの蒸発に加え、樹木が根から吸い上げた水分の蒸散も加わるため、実は裸地よりも多いのです(脱線)。』へ~!そうなんだ。
このコラム、(脱線)も読むとさらに面白いです(^o^;

2020年7月14日 (火)

猫ビーム!は『再帰性反射』

↓これが、猫ビィーーーム!です(^o^;
Chasibu200617a
「猫ビーム」で画像検索すると、多くの人が「猫ビーム」画像をアップしてます。

ビー玉で「再帰性反射」の実験の記事を書いたら、「あうるの森」さんから「これも再帰性反射じゃないの?」と質問され、「お~!これも再帰性反射だよ!」と、その画像を借りてきました。
Nekobeam
↑この猫の目の光の反射と、
↓ビー玉の光の反射と、
Retroreflectiveb
↓道路標識の反射
Retroreflectivea
…これらの光の反射がみな「再帰性反射」なんです!

ビー玉と道路標識の再帰性反射の図(詳細は→ビー玉で「再帰性反射」の実験
Retroreflection
ネコの目でも↑これと同じことが起こってるんです。
↓ネコやヒト(哺乳類/脊椎動物)の目に入った光が網膜で焦点を結ぶ様子の模式図
Eyeforcus
でね、ネコの目の場合、網膜で光が反射するのです。
↓ネコの目に入った光が網膜で反射して帰っていく経路
Retroreflectioneye
はい、↑この図の光の経路は、ビー玉の再帰性反射の光の経路と同じですね。

でも、なんでネコの目は網膜で光を反射するの?
それは、網膜の下にタペタム(tapetum 輝板)という層があって、ここで光が反射するのです。
なんで、タペタムなんてものがあるの? ヒトには無いのに。
え~ 目に入った光は、網膜視細胞杆体錐体)の中の光受容体反応すると、その刺激が視神経から脳に伝えられます。目に入った光の全てが視細胞で受容されるかというと、そんなことはなくて、私のイメージでは網膜の視細胞/光受容体はスカスカだから、光の多くは網膜をすり抜けていく。光満ち溢れる昼間に活動する動物はこれで問題ないけど、夜行性の動物はこれだど暗闇の中でものを識別しづらい。そこで、網膜をすり抜けてきた光をタペタムで反射して、もう一度網膜を通せば感度が2倍になる!(^^)v ←これ、なかなか素晴らしいアイディアですよね。誰かが考えたんじゃなくて、進化の結果ですけど。
そんなわけで、夜行性の動物の多くはタペタムを持っています。[要出典] どこかで読んだ気がする。
その代表例がネコなんですね~
参考ページ⇒猫の目の仕組み・不思議:暗闇のなかでキラリと光る印象的な大きな瞳|参天製薬
また、キンメダイ(深海魚)の目が光るのもタペタムがあるからです。
「キンメダイ タペタム」で検索

「猫ビーム」と言っても、ネコの目はライトのように自分で光っているわけではありません。目に入った光が網膜の後ろのタペタムで反射して、網膜上に焦点を結んでいるから反射した光は「再帰性反射」となり、入射した方向に帰っていくのです。
Nekobeam
「猫ビーム」の撮り方
やや薄暗いところで(猫の瞳孔が大きく開いている状態で)フラッシュ撮影します。



※参考リンク
目の構造とはたらき|参天製薬
網膜─デジタルカメラとは違う構造と機能|星城大学リハビリテーション学部[PDF]
深海の魚─眼とウキブクロとスクワレン|J-Stage[PDF]

※関連記事
2020/06/29 ビー玉万華鏡の仕組み
2020/07/07 ビー玉で「再帰性反射」の実験
2012/05/28 nepia鼻セレブのうさぎさん→視交叉はどうなってるの?

2020年7月 8日 (水)

オウムガイの気房の中には「カメラル液」があって、カメラの意味は「小さな部屋」

Nautilus
2013年に書いた オウムガイの浮力調節は「浸透圧」による という記事の中で、
『貝類学』の記載を引用したとき、

「カメラル液」を
「カラメル液」と間違えてました💧
だって~「カメラル液」なんて言葉、知らないもん。
「カラメル液」なら、プリンにかけるカラメルみたいな液体なのかな~と思ってたんですが、、、7年の時を経て間違いに気づいた💦
間違いに気づいたのは ↓こちらの記事を読んでいて
753. 中生代アンモナイト類2種の連室細管-隔壁襟構造の形成と機能|日本古生物学會報告|J-STAGE
『現生オウムガイ類やトグロコウイカでは, 形成直後の新気室は血液の成分に似た液体(cameral liquid)によって満たされており, 』
cameral liquid ⇒カメラル液 ですよ~!
ところで、cameralって何?
cameralの意味 | Weblio英和辞書 裁判官室の
すると、オウムガイの「気房」を「裁判官室」に見立てたのかい?
あ、⇒頭足類(Cephalopoda)|貝の博物誌|東京大学総合研究博物館によりますと…
『隔壁をもつ部分は気房(air chamber)=房錐(phragmocone)、隔壁の内部は気室(chamber = camera)と呼ばれます。』
chamber = camera なんですか!?
chamberの意味 | Weblio英和辞書 会議場、判事室、(生物体内の)小室,房,空洞
cameraの意味 | Weblio英和辞書 カメラ、写真機、判事の私室
へ~!
すると、逆にカメラの由来が気になる。
「カメラ 語源」で検索
カメラ - Wikipedia によりますと…
『もともとの語源であるラテン語のcameraは「小さな部屋」を意味し、これはのちに政治や財政を司る「部屋」(官房・国庫)などと意味が拡大した。』そうだったのか!
さらに…
『カメラの由来である「カメラ・オブスクラ」の「オブスクラ」(ラテン語で、obscura)は「暗い」という意味で、画家が風景画を描く際に用いた暗室に由来する。』
あ~「カメラ of スクラ」じゃなくて、カメラ・オブスクラ(camera obscura)だったのね💧


「カメラ 小さな部屋」で画像検索してたら、こちらのページを見つけた。
雑科学ノート - カメラの話
お~!とっても分かりやすいですよ。話は長いですけど💧(いや、ちゃんと説明しようとすると、どうしても長くなっちゃうんですよね~)
雑科学ノートのホームページには色んな雑科学トピックスがありますね。
『「数式を一切使わず、わかりやすく」をモットーにした雑科学トピックス』なんだ。
このサイト、イイね👍

※カラメルって、プリン(菓子)より醤油に使われている量の方が多いんだ~!
カラメルのはなし!農畜産業振興機構



※アンモナイト/オウムガイの関連記事
アンモナイトの縫合線
アンモナイトの螺旋
アンモナイトの隔壁は凸で、オウムガイの隔壁は凹、なぜ?
アンモナイト/オウムガイ…球状の初期室をもつ/もたない
オウムガイの浮力調節は「浸透圧」による
オウムガイの螺旋に黄金比… はなかった~!

2020年6月28日 (日)

ヒトゲノムは32億5400万塩基対?

2014/05/19に『くらえ ヒトゲノム塩基配列』…ヒトゲノムは30億塩基対じゃなくて、31億塩基対なのか~という記事を書いたのですが、
『ウニ学』という本を読んでいたら「ヒトゲノムは32億5400万塩基対」と書かれていた。

この本は2009年3月5日 第1版第1刷発行
31億塩基対なのか~と書いた2014年より前だ。
ヒトゲノム計画は『2003年4月14日には完成版が公開された。』ので、この時点でヒトゲノム塩基対の数は確定してるよね。その数値はどこに出ているのでしょう? ちょっと検索したけど見つけられない(^^;
ヒトゲノムは 30億、31億、32億 どれなのか?
「ヒトゲノム 30億」で検索… 約 202,000 件
「ヒトゲノム 31億」で検索… 約 113,000 件
「ヒトゲノム 32億」で検索… 約 116,000 件
ん~ 31億と32億はほぼ同数。30億はいまだに多い。
ヒトゲノム計画以前は「ヒトゲノムは30億塩基対」と言われていたけど、
ヒトゲノム計画完了(2003年)から17年も経つんだから、そろそろ正確な数値が広まっててもいいんじゃないの? と思うんだけど、いまだに正確な数値が浸透しないのですね~
ところで、正確な数値って「32億5400万塩基対」なの?
「ヒトゲノム 32億5400万」で検索…約 33,700 件
一家に1枚ヒトゲノムマップ|京都大学の[PDF]にその数値があるようなのだが、PDF内を「32億」で検索しても見つからない。(^^;
ゲノムとは|地球資源論研究室に「32億5400万」とある。
このデータは、京都大学大学院生命科学研究科(HP/2012/4)による『Genome Mapヒトゲノムマップ』から抜粋 で、23本の染色体ごとの塩基対数の表があり、計 32億5400万 となっている。

あ~!
X染色体 1億6300万塩基対
Y染色体 5100万塩基対となってる。
性染色体の大きさってこんなに違うんだ~!
Y染色体消滅説」というのがあったけど・・・「男性は絶滅」しないようです(^^;

それより、「32億5400万塩基対」というのは、X Y 染色体の塩基対数をどちらも加えた値です。
でも、Y染色体で性の決定に関わる遺伝子はごく少数で、他はX染色体と同相の遺伝子なんでしょ?
すると、Y染色体の塩基対数も加えたらダブルカウントになってるよね。
「32億5400万塩基対」からY染色体の「5100万塩基対」を引くと、「32億300万塩基対」となる。
ん、ならば「ヒトゲノムは約32億塩基対」と表現するのが妥当ですね。


『ウニ学』のP.373~『ウニのゲノムサイズと遺伝子数』に興味深いデータがありました。
ヒトゲノム:32億5400万塩基対
ハエのゲノム:1億1800万塩基対
ウニのゲノム:8億1400万塩基対
ウニはヒトの約1/4、ハエの7倍の大きさのゲノムを持つ
では、遺伝子数はどうだろうか?
遺伝子予測研究によると、
ウニの遺伝子数:2万3300
ヒトの遺伝子数:2万~3万
ハエの遺伝子数:1万7000
つまり、ウニ、ヒト、ハエの遺伝子数に大差はない。ゲノムのサイズがだいぶ違うのに遺伝子数は似たようなものである理由はよくわかっていない。

※「遺伝子予測研究」とは?⇒「遺伝子予測研究」で検索
※人の遺伝子数は 2万6808 という値が「ゲノムとは」のページにありました。
「ヒト遺伝子数」で検索したら…
人間の遺伝子数 最新で2万1306個: 日本経済新聞(2018/9/23)
『2003年に国際協力でヒトゲノム(人間の全遺伝情報)の解読作業を完了したが、いまだに遺伝子数は確定していない。今後の研究によってまだ変化する可能性がある。』そうです。



※関連記事
2019/12/29 しめ縄とDNAの二重らせんの右巻きな関係
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2017/01/01 “Happy New Year”DNAストラップを作る
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2013/08/10 ロザリンド・フランクリン⇒生物と無生物のあいだ:福岡伸一
20130725doodle

2016/07/24 円形コドンテーブルのコースター (ori) 博物ふぇすてぃばる!3
Codon table

2020年6月 1日 (月)

海が青い理由…水は透明でなく青い+空の青を反射して青い

空が青いのはレイリー散乱なのですが、
では、海が青いのはなぜ?
Mitohama151229b
「海が青い理由」で検索すると… どれも分かりやすく=簡単に説明しているので、私みたいな人間は「ほんとにそうか~?」と、いまいち納得できない。もう少し科学的データを添えて説明しているページはないの?
そういえば、こういう検索でおなじみのWikipediaが出てきませんね。
「海の色 Wikipedia」で検索したら… 出てきました~
水の青 - Wikipedia
「水の青」そんな見出し語なんですか~
英語版では「水の色」ですね。
Color of water - Wikipediaこのページを訳す
では、日本語(ja)と英語(en)のWikipediaより海が青い理由をまとめてみましょう。

ja『海や湖の青色は空の色の反射に加え、この水の吸収スペクトルに由来する本質的な色に起因する。』
en『比較的少量の水は 無色であるように見えますが、純粋な水はわずかに青色をしており、観察されたサンプルの厚さが増加するにつれて、より深い青色になります。 水の青い色相は固有の特性であり、白色光の選択的な吸収と散乱によって引き起こされます。』

ja 青色の原因『海の青色の原因の一部は空の色の反射も寄与し、レイリー散乱の寄与も完全には否定されていないものの、青色は主に水自身の光の吸収に起因するものであることが、現在では判明している。』←ここんとこ、Wikipedia的には[要出典]じゃない?
『また、水自身の色の主因がレイリー散乱によるものと仮定すれば、夕焼けのように透過光では赤色に見えるはずであるが、水の透過光は青色である。』
ja 水分子の赤外吸収 カニが青いボンボンを持って「フレーフレー」してるみたいなアニメーションがあります。ここで水が赤色の光を吸収する仕組みが詳しく記されていますが、一般の人(私も含む)が読むと???となりますので、ここだけ押さえておきましょう。→『3mの厚さの水を透過した660nm(赤橙色)の波長の光は44%まで減衰する。』…ということで、コップ一杯の水は無色透明だけど、3mぐらいの水だとそこそこ青くなるってことですね。

en 湖と海の色『湖と海はいくつかの理由で青く見えます。 1つは、水面が空の色を反映することです 。 この反射が観察される色に寄与しますが、それが唯一の理由ではありません。
海の表面に当たる光の一部は反射されますが、そのほとんどは水面を透過し、その分子と相互作用します。 水分子は、光が照射されると3つの異なるモードで振動します。 赤、オレンジ、黄、緑の波長の光が吸収されるため、残りの光は短波長の青と紫で構成されます。 これが海の色が青である主な理由です。』

ja 水面の反射『海の青色は水の伸縮振動に起因する可視光線の吸収に加え、空の色の反射も関連している。これは空の光の海水面における反射、および海水中に入射した光が微粒子により散乱され、途中で水による吸収を受けた後、空中に脱出した透過光との合成による色が海の青色として出現している。水面における反射率は入射方向が水平に近づくほど高くなり、より空の色が反映される。夕焼けが反射すれば、海面はオレンジ色に染まる。』
Mitohama151229j
もっとオレンジ色に染まる海の画像は⇒「海 夕日」の画像検索結果

…ということで、海が青い理由は2つ、「水は透明でなく青い」ことと「空の青を反射して青い」のです。

では、実際の海の色も観察してみましょう。
※画像は科学イベント出展でコラボしている『あうるの森』さんより
Hamamoroiso171229h
浅瀬を真上から見ると、水は透明です。

Hamamoroiso171229h2
同じ場所を斜め方向から見ると、水色です。これは~
斜めから見ると水中の光路長が長くなり、水の青色が見えてくるのと、
水面での光の入射角が斜めになり反射率が高くなって、空の青が反射している。からでしょうね。

Hamamoroiso171229c
さらに遠くを見ると、水深は深くなり、入射角は水平に近くなるので、海の色は深い青色です。

色々な季節に海に行ってみると、「わ~!今日の海は格別に青いね~」と思うのは、冬のよく晴れた日です。
最初に載せた ↓ この海と空の画像は、冬の三浦半島の海岸。
Mitohama151229b
冬の関東地方の空は夏よりも青い!です。これは、西高東低の冬型の気圧配置で日本海側に雪を降らせ、太平洋側には乾燥した「からっ風」が吹くため、空気中の水蒸気やチリが少なく青空となるのです。この空の色が水面に反射してみえるのと、冬の海にはプランクトンも少ないので、水中に入った光を白く散乱させる要素も少なく、水本来の青色もよく見える。結果、空の青と、水の青が重なって、この真っ青な海の色が生まれるのですね~

ちなみに ↓ こちらは初夏の空と海
Wadanagahama200529a
冬の空と海ほどの澄み渡る青ではなく、微妙に白く濁ってる感があるんですよ。



海が青い理由」「海はなぜ青い」で検索して、
この記事で調べた結果と同じことを記してたページはこちらです。
海が青く見えるのはなぜですか?|キリヤ化学

海が青い理由を説明しているページの多くが、空が青い理由→海が青い理由という流れで説明しています。でも、空が青い理由を「微粒子による散乱」で説明していて(←これは誤り)「レイリー散乱」を説明していなかったり、光を「七色」や「三原色」で説明していたり… どれもイマイチだったので、自分で調べてみた次第。
お時間があったら、次の記事もご覧ください。
「空が青いのはレイリー散乱だ」…アルドノア・ゼロ
虹は七色ではない(無限です)赤紫はスペクトル上にはない


※冬の海と初夏の海の画像
私のPCで見ると違いははっきり分かるんですが、スマホで見ると違いが分からん
ディスプレイの特性によるものか? 調べるためにスクリーンショットを貼って見る。。。
Sky_sea_blue

2020年5月 8日 (金)

T4ファージのカプシドはどう見ても「正20面体」には見えないが、多くのページで「正20面体」と書いてる謎

新型コロナウイルスで STAY HOME な日々、ウイルスを検索する人も多いでしょうから、このブログの『ウイルスにも正20面体』記事へのアクセスも多い。
多くの人に読まれる記事だから、何か間違ったこと書いてないよね? と読み直す。
あ~この記事、追記、追記…で読みづらくなってるね(^^;
まぁ、それはそのままでいいとして、
私の↓この疑問…

※ところで、「T4ファージ」で画像検索すると、縦に長い20面体のカプシドの画像ばかりが出てくるのですが、なんで正20面体じゃなくて、縦に長いの? どう見ても「正20面体」には見えないんですけど、多くのページで「正20面体」と書いてる(´Д`)
縦長の20面体カプシドを自己組織化で構成するのは難しいだろ~!と思うのですが。。。

STAY HOME してるし、これをもう一度調べてみよう。
まずは復習
「ファージ」とは…『ファージ (Phage) は細菌に感染するウイルスの総称。正式にはバクテリオファージと呼ばれる。』by Wikipedia
「Phage」の意味…「食い[飲み]尽くすもの」「破壊するもの」by Weblio英和辞書
※そういえば白血球の一種に「マクロファージ(Macrophage)」ってありましたけど、あれは「大食い」という意味だったのね。あ、Macrophage は「大食細胞」とも言われててましたね。おっと、話がそれた…

「T4ファージ」で画像検索すると ↓こういう画像が出てくる。
T4fhageisch
T4ファージの頭部(カプシド)が20面体の様な形状をしているけど、「正20面体」ではない。
でも多くのページで「正20面体」と書いてる。ファージ - Wikipediaには『多くの種は正二十面体様のカプシドを頭部としてそこから尾が伸びている。』とあり、「正二十面体」という表現はさすが(^^?ですね。

何でT4ファージのカプシドは正20面体じゃないんだ?
そこんとこ説明したページはないものか?
「T4ファージ 正20面体」で検索すると…
バクテリオファージがあの形をしている理由|バクテリオファージ.jp
お!それを説明してるの?
・・・
ダメだ。縦長20面体のバクテリオファージの画像のあとに「正二十面体の頭を持っている」と言ってる。
ん~よくよく読めば「正二十面体」だったり「二十面体」だったり、表記が揺れてます。
『なぜ頭が二十面体なの?』で5種類の正多面体を持ち出して「なぜ?」の説明してるのはいいと思うんですが、それなら正二十面体のカプシドをもった他のウイルスで説明すればいいのに~
このサイト『バクテリオファージ.jp』というバクテリオファージに特化したサイトなのですが、誰が何のために作ったサイトなの? 『バクテリオファージとニキビ』とか『口腔内フローラ』とか… う~ん、何だかな~ って感じなので、他をあたろう。

でも、日本語のサイトでは見つからなかったから、そういう場合はワールドワイドに検索。
※ワールドワイドとか言っても英語で検索するだけですけどね(^^; でも英語のタイトルだとどれが目的のものか分からないので画像検索。画像なら英語読まなくても見つけられます(^^)v
「bacteriophage T4」で画像検索すると~
ありました!
Molecular architecture of the prolate head of bacteriophage T4|PNAS
英語のページですから、タイトル「Molecular architecture of the prolate head of bacteriophage T4」を選択してGoogleで検索。
そして⇒このページを訳す
そこに出てきたタイトルの訳は…
バクテリオファージT4の扁長頭部の分子構造』←探していたのはコレですよ!
「prolate head」を「扁長頭部」と訳してますね。
prolate」って、長軸が回転軸となった(上下に長い)回転楕円体なんだ。
この論文の出典は PNAS(Proceedings of the National Academy of Sciences)=米国科学アカデミー紀要
この論文の『バクテリオファージT4頭部の構造』画像を引用させていただきます。
Pnas-structure-of-the-bacteriophage-t4-h
ん~T4ファージのカプシドはこんな構造で縦長の20面体になってたのか~
T4ファージの側面の三角形は二等辺三角形じゃないんですね。
T4ファージの構造をここまで子細に研究しているってのがスゴイ!

ところで、T4ファージのカプシドが正20面体ではなく縦に長い20面体なのはなぜ?
それは~(私の推測)
T4ファージのゲノムは、頭部(カプシド)のタンパク質をコードするだけでなく、尾部の鞘、脚、スパイク等のタンパク質もコードするため、ゲノムサイズが大きくなる。そのゲノムを格納するカプシドはそれに見合った大きさが必要だから、カプシドが縦長になった。でも、順序としては先にカプシドが縦長になったのでしょうね。すると、ゲノムに余計なものを収められるようになる。あれやこれや余計なものを試行錯誤している中で、たまたま尾部の構造ができた。これが細菌に感染するとき有利だった。そして、尾部をもつファージが進化のレースに生き残った。※ウイルスは生きているのか? ウイルスは生物か? は難しい問題ですけどね。

2020年4月20日 (月)

可聴域の真ん中 1万ヘルツの音が聞こえないんですけど~ サイエンスZERO“聞こえない音”の最新技術を見て…

NHK サイエンスZERO「未知の境地!続々登場“聞こえない音”の最新技術」 4/12(日)が、ちょっとショック&なかなかに面白かったので、メモっておきます。

可聴域…音として知覚することができる周波数の範囲
Sciencezero200412a
20Hz~20,000Hz ←これは知ってる。

今私たちが話している会話の周波数帯がどのくらいなのか
Sciencezero200412b
↑小島瑠璃子さんが話しているときの周波数分布
けっこう人間の声って低いんですね。

会話ではあまり使われない高い周波数。
例えば10,000Hzはこんな音
Sciencezero200412c
↑え、聞こえないんですけど(汗)
そして14,000Hzになると…
Sciencezero200412d
周波数が高くなると年齢や個人差によって聞こえにくくなる人もいます。←それは知っていたから聞こえなくても驚かないのですが、可聴域の真ん中の1万ヘルツの音が聞こえないって。。。
TVは録画して見てるので、ちょいと戻して1万ヘルツの音をもう一度… 聞こえない(´Д`)
ボリュームを上げてもう一度… 今度は聞こえました~(^o^;;

加齢に伴い高音域から聞こえにくくなってくるということは知っていたが、
認めたくないものだな、加齢に伴う衰えというものを。←いや、そんなこと言ってないで、加齢に伴う聴力の衰えの科学的理由を理解しておこうよ。

それには耳の構造が関係しています。
Sciencezero200412e
耳に入った音は鼓膜の奥の「蝸牛」という器官で感じ取られます。
渦を巻いた蝸牛の中には
Sciencezero200412f
有毛細胞」とい呼ばれる毛の生えた細胞がびっしり
この毛が振動をとらえ音を感じています。
高い音を感じる入口付近の有毛細胞は加齢などで劣化しやすいためだんだん聞こえにくくなるのです。
Sciencezero200412g
※なるほど~ とは思うのだが…
・なぜ 高い音を感じる入口付近の有毛細胞が劣化しやすいの?
・なぜ 有毛細胞は長い方が高い音で、短い方が低い音なの?
この辺の疑問は調べれば答えが見つかると思うけど、今は番組のその先をメモしておきましょう。

赤ちゃんは何ヘルツぐらい聞こえているんですか?
それは分からないですね。
赤ちゃんてやっぱり繊細なので、むやみやたらに実験はできないし
あと主観的な反応も取れないんですね
ただ子供ですね
5歳とか小中学生にも実験していたんですね
そのときは20,000Hzから32,000Hzまで明確に反応がある小学生もいました
人間の可聴域って、さっき20,000Hzって聞いたんですけど
可聴域って何歳の人の可聴域なんでしょうね? ←ですよね。
※20Hz~20,000Hzというのは、音響機器はこの周波数範囲をカバーしておけばOKみたいな目安? と思ったら…
オーディオ仕様の虚像5「Frequency Range(周波数帯域)20~20,000Hz」|Waversasyatems
『人の可聴周波数帯域20~20,000Hzはあまりにも知られた数字だが、オーディオはまだ人の可聴周波数帯域を満足させられる部品さえまともに存在しない状態です。』あら、そうなんだ。



自分が1万ヘルツの音が聞こえにくかったというのがちょっとショックで、
「1万ヘルツの音が聞こえない」で検索したら…

どの音の高さが聞こえないかチェックしましょう。 | リザック
各周波数のサンプル音源をボリュームを最小にしてから聞いてみると…
あれ? 全部のサンプルが最小のボリュームで聞けるんですけど!
なんで? 説明を読みなおしてみると…
『ワーブルトーン125Hz・250Hz・500Hz・1000Hz・2000Hz・4000Hz・8000Hzの順になっています。』
ありゃ、1万ヘルツの音が無いじゃん。
ということはですよ… 1万ヘルツ以上の音が聞こえなくても日常生活には支障がないから、サンプル音源に含まれていないのかな?
このページの「加齢に伴う聴力の変化」のグラフは 125Hz~8000Hzのグラフです。
そして、加齢に伴って聴力レベルが低下するのは2000Hz以上で著しいですね。
さらに、このグラフには会話の範囲(周波数と音の大きさ)が示されています。
あ~ これは会話に必要な聴力のチェックなのですね。
だから、1万ヘルツの音が聞こえなくても会話には支障ないんだ。
そして、このグラフの「会話の範囲」から面白いことが読み取れます。
・「サ」や「タ」の音が聞き取りにくくなったら要注意
・80歳を過ぎると「バカ」が聞き取りにくくなる(^^;

モスキート音で聞こえ年齢・耳年齢をチェック - シグニア補聴器
こちらのページのチェックの方が操作が分かりやすいですね。
「聞こえは何歳相当?」ボタンを押すと耳年齢が表示されます。
では、私の耳年齢は?
Signiamosquitenoise
あれ? おかしいな… 若すぎる(^^;
サイエンスZEROでは聞き取れなかった1400Hzの音が聞こえてる。これは周りに生活音のない静かな状況で聞いたからかな?
この耳年齢チェック 何ヘルツで何歳になるの?
60歳以上 800Hz
59歳以下 12000Hz
49歳以下 14000Hz
39歳以下 15000Hz
29歳以下 17000Hz
24歳以下 18000Hz
19歳以下 20000Hz
ふ~ん、若者は20000Hzの音が聞こえるのか~

あなたには聞こえる?人間の可聴音域すれすれの超音波がもたらす健康被害とは|dplay
あなたの「耳年齢」はどのぐらい? で…
『老化に伴い特に男性の場合は高周波の音が聞こえにくくなるので、より若い人と女性のほうが敏感に音をキャッチできるという。』そうなんだ~
『一般的に14,000Hzの周波数を持つ音が聞こえる人は「耳年齢」が49歳以下、15,000Hzは39歳以下、16,000Hzは30歳以下、17,000Hzは24歳以下だと言われている。』…先ほどの耳年齢チェックとだいたい一致しますね。
この記事の…
聞こえる被害
見えない脅威
…これらのことはサイエンスZEROでも取り上げていた。

ここまで書いてきて、今日の結論… 私の聴力はまだ大丈夫だ(^^)v

※「音」の関連記事
2019/11/09 クジラの下顎骨の穴は「オトガイ孔」で音の入口~
2008/09/27 ふしぎ発見科学教室「作って楽しむ音の実験室」

※関連リンク
高音聞こえないオヤジにハイレゾ音源の意味はある?|PCWatch ←それは確かに興味深い疑問だ

2019年11月 9日 (土)

クジラの下顎骨の穴は「オトガイ孔」で音の入口~

海洋大『海鷹際』に行って、鯨ギャラリーでクジラの腹に入って、「うゎ~w(*゚o゚*)w お~!!」と感動したんですが、一つ疑問が…
この穴なに?
Marinescience191102c
クジラの下顎骨にいくつも穴があるんです。
Marinescience191102c3a
なんで下あごの骨に穴が開いてるの?
とっても気になるので検索・検索・・・
そして、これは「オトガイ孔」だとだと分かりました。
で、「オトガイ孔」って何?
オトガイ孔 - Wikipedia によりますと…『下顎骨の前面にある孔。下顎管の前端で、オトガイ神経とオトガイ動脈、オトガイ静脈が通る。』
ほ~ヒトにもオトガイ孔があるんだ。
でも、クジラがいくら大きいとはいえ、神経と動脈・静脈が通るだけでこんなに大きな穴が必要?
それに、左右一対じゃなく、複数のオトガイ孔がありますよ~

「オトガイ孔 クジラ」で検索して出てきたこちらの論文…
特別講演 聴覚器がたどってきた道 - J-Stage[PDF] 岩堀修明 長崎大学 2013 によりますと…『陸に棲息していたクジラ類が水中で生活するようになると、鼓膜を保護するために外耳道を閉鎖し、オトガイ孔と下顎管が音波の取り入れ口となった。』お~!そうだったのか~!!
この論文、面白い~(^o^)

陸棲動物の聴覚器…アブミ骨、キヌタ骨、ツチ骨って、魚類→両生類→爬虫類→哺乳類と進化してくる過程で、要らなくなった骨を流用してるんですね。進化って、何もないところから新しいものを創りだすより、既にあるものを形を変えて流用するパターンが多いですね。

クジラの聴覚器…「音波の増幅」「骨伝導の排除」「音源定位」等々… なるほど~!
いや~ 進化って面白いですね。(^o^)

ところで『聴覚器がたどってきた道』の著者の岩堀修明氏ですが、検索してみたら…
↓この本の著者ではありませんか!
BLUE BACKS
BLUE BACKS『感覚器の進化』はすんごく面白かった~!ので、ブログに書いてた(^o^)
2013/02/11 BLUE BACKS『感覚器の進化』は面白かった~!
改めてこの本を見たら、視覚器→味覚器→臭覚器→平行・聴覚器→体性感覚器と来て(これで五感)、最後の章は『クジラの感覚器』だったのですね。そこに「オトガイ孔」のことも書いてあった。五感で十分盛沢山に面白かったので、クジラの感覚器のところの記憶が薄れていたようだ(^^; 改めて読んでみたら、海から陸に上がった動物が、また海に戻ったとき・・・ 進化のドラマだね~


2019年6月16日 (日)

チコちゃんに質問…何で虹は上が赤で下が青なの?

チコちゃんに叱られる!(NHK6/14放送)で
『虹を見るにはどうすればいい?』
そりゃ「雨上がりに太陽を背にして空を見る」だろ。
チコちゃんはどんな答えをするのかな? ワクワク(^^)
チコちゃんの回答は…
『雨の中で太陽が見えたら太陽に向かって走れ! そして雨を抜けたとき、振り返ればそこに虹が見えるだろう』←おいおい、その回答は長すぎるだろ~(^o^)
まぁ、それはそれで面白いからいいんだけど。
それより、その後の虹が見えるしくみの説明で↓この図が出てきた。
Nijichikocyan1
この図を見ると、青が上で赤が下になってますよね。
あれ? 虹って赤が上じゃなかったっけ?
次に出てきた虹の写真↓
Nijichikocyan2
赤が上ですよね!
もしかして…
水滴で光が屈折する図の赤と青が逆になってるとかいうことない?
「虹 屈折」で画像検索すると、
赤より青の方が強く屈折し、水滴から出てきたときは青が上で赤が下ですね。
だから、最初の図の水滴での光の屈折の部分は間違ってない。

「虹」で画像検索すると、虹は赤が上で青が下だ。

「ねぇ、ねぇ、チコちゃん。何で虹は上が赤で下が青なの?」と質問したいのだが、それには「5才」と書いてお便り出さないとダメかな~? でもチコちゃん人気者だから、お便りにお返事してる時間無いよね。「働き方改革」中だし(^^;

ならばしかたない、自分で調べましょう。
先ほどの「虹 屈折」の画像検索結果を見ると~
その中に答えがありました!
虹 わかりやすい高校物理の部屋
Nijiwakariyasui

お~そうだよ!人間の目に光が入ってくるところで色の並びを考えなきゃならないのでした。
一つの水滴で分散した光が全て一人の人が見えるような図を書くから「あれ?」となっちゃうのですね。
一つの水滴で分散した光の内、とある一つの色だけが目に届くのです。虹の七色じゃなくて無限の色は、無数の水滴で分散した光によるものなのですね。←ここんとこを図示・解説してるページって少ないですね。
あ、それは私の検索キーワードが適切でなかったのかな?
「虹 分散」で画像検索すると、
人の目に入ってくる光の様子を示した図が多く出てきました。

「虹 屈折」の画像検索結果 を見ていて見つけてしまったのですが…
Nijinikon
↑これ、光の屈折・分散の図が間違ってますね。赤が上で青が下になってますね。チコちゃんの説明図と逆です。
こう描かないと虹の色の並びと、屈折・分散した色の並びが逆になってしまうから、しかたなくこうしたのかな? いやいや「キッズアイランド」という子供向けのページでも、科学的に正しい図を示さなきゃダメだよ~
そうするには、水滴1個だけの図では虹のしくみを説明できないから… ん~
虹 わかりやすい高校物理の部屋 のような説明図がもっと広まればいいんですね。


※2020/05/20追記
NHK高校講座『科学と人間生活』第13回 物理 色は光でできている で、
虹のしくみを的確に示しているイラスト(動画の一コマ)がありました。
Nhkkokokozakagaku13niji
『太陽の光は何色?~プリズムで観察しよう~(4分31秒)』の04:11のとこです。
このイラストには「座布団三枚!」だな(^o^)



※関連記事
2014/06/21 虹は七色ではない(無限です)赤紫はスペクトル上にはない
CIExy

2012/11/11 虹の外側は暗い NHK高校講座物理「光の科学史」
Opticalrefraction
↑ このイラストの虹のアーチの向きが逆になってますよね。苦労の跡がしのばれます(^^;
虹を水滴1つの屈折・分散の図で説明しようとすると、ちょっと無理があるんですよね。
NHK高校講座 2012年のこのイラストから、先ほどの(2018年?)のイラストへ、
虹のしくみのイラストも進化してますね~
チコちゃんはまだ5才だから高校講座は見てないんだよね~(^o^;

2019年4月28日 (日)

『フーコーの振り子』…国立科学博物館に行ったら写真を撮る

国立科学博物館には『フーコーの振り子』が展示されています。
Pendule_de_foucault_02
この振り子、科博の4階の天井からつるされている長さ19m、質量48kgの鉛の球なのですが、振り子がゆっ~くり振れてるだけで、子供たちの興味をあまり引かない展示です。
そこにある説明…『地球上の振り子は、重さや長さに関係なく振動面がある速さでゆっくりと回転するのが観測される。フランスの物理学者レオン・フーコー(1819~68)は、この現象が地球の自転のために起こることに気付き、1851年に初めて振り子によって地球の自転を実験的に証明した。』…これを読んでも「ふ~ん」ぐらいで終わちゃいますね(^^;
そこで、科博に行ったら、まずフーコーの振り子の文字盤?の写真を撮ってください。
Pendule_de_foucault_12
この時は説明なんて読まずに、他の科博の展示を見に行きましょう。
そして、帰りにもう一度フーコーの振り子の文字盤の写真を撮ってください。
Pendule_de_foucault_16
ほら!科博に入った時と、今とは文字版の表示(振り子の振動面)が変わってるよね! と気付いたら説明を読んでください。
これで地球の自転を実験的に証明したんだよ。すごいよね!
…という流れで説明しないと『フーコーの振り子』の意味を伝えるのは難しいよね~

でね、発見工房クリエイトの『フーコーの振り子ブランコ』を見て、「フーコーの振り子」の実験を遊んで体験できる!「コリオリの力」も遊んで学べる! 素晴らしい~ と思ったわけ。
科博でも『フーコーの振り子ブランコ』を設置したらいいのに~(それが難しいのは分かってますけど)せめて、ターンテーブルの上に振り子を付けた模型を脇に置いておくのどうでしょう?
せっかくの展示が『おたずねの多い展示 - 国立科学博物館[PDF]』になってるのって、「これ何?」と思う人が多いからでは?

みなさま、科博に行ったら、まずフーコーの振り子の写真を撮る。そして、帰りにもう一度写真を撮って「地球は自転してるんだね~」って感じてくださいませ。
でも、帰りはミュージアムショップに夢中になって、フーコーの振り子の写真を撮ることなんて忘れてしまいがち。(^^;


※「国立科学博物館」の記事
2016/01/25 国立科学博物館「地球館」1階の『系統広場』で学ぶ「進化」と「生物多様性」
2016/09/24 国立科学博物館 牛の胃と腸
2016/01/23 見に行ってきた~渋川春海と江戸時代の天文学者達…国立科学博物館
2013/01/18 おもちゃのカンヅメ 確率 (国立科学博物館「チョコレート展」)
2016/01/24 国立科学博物館「日本館」のドーム

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