カイコとヒトの歴史 カイコ（Bombyx mori）という昆虫は、人類の歴史のなかで、人為淘汰の末にヒトが訓化してきたものであり、ヒトに寄り添って生きてきました。記録に残る時代にはすでに、カイコはヒトが飼わなければ生きられない生物となっていました。古くは、絹は交易において貨幣にも等しい重要なものとなり、数千年の歴史のなかで、絹をいかに多く生産するか、祖先が智恵をしぼってきたのです。また、日本では明治期以降の養蚕振興に伴い、多くの先輩研究者が遺伝学を用いて品種改良を行い、日本種／ヨーロッパ種／中国種の長所をあわせ持つ雑種を作り出した結果、日本ブランドと呼ぶべき高品質なシルクが生み出され、昭和初期には主要輸出品目になっていました。しかし、輸出品としてのシルクは次第にその役割を終え、現在では国内生糸産業はその黄金期に比べるとごくわずかなものとなってきています。 生糸以外で逆転の発想？ カイコの繭

異なる種同士をかけ合わせた「雑種」が持つ特徴に共通点はあるか？ – 動物分類群を横断したメタ解析で明らかになったこと 雑種個体が持つ特徴 生物は別の種の個体と交配する「交雑」をしばしば起こします。両親の遺伝子が足し算的に子の特徴を決める、という私たちが無意識に持っている先入観からすれば、異なる種同士の両親から生まれる雑種第1世代の個体は、両親の平均的な特徴を持つことになるでしょう（雑種第1世代同士のカップルから生まれた子を雑種第2世代と呼びます）。 今回の研究データに含まれている、交雑を起こす生きものの例。画像はすべてWikipediaより引用。 しかし実際には、雑種第1世代はしばしば両親よりも早く成長して大きくなったり、より甲高い声で鳴いたりするなど、両親が持たなかった性質を持つことがあります。さらに農業では、雑種第1世代は親となった品種よりも品質が安定しやすいということが経験的に知られ

これまでacademist journalにテヅルモヅルに関する記事をいくつか寄稿してきたが、せいぜい「深海生物である」という説明にとどまっていたように思う。本稿では、テヅルモヅルとはどういう生きものであるかを、学術的にみなさまにご説明したい。 テヅルモヅルの分類 テヅルモヅルは、学術上、「棘皮動物門（もん）のクモヒトデ綱（こう）」に分類される。棘皮動物とは、ウニ、ナマコ、ヒトデを含むグループであり、クモヒトデとは、腕が細長いヒトデのような形をした生きものである。 その形や、クモ「ヒトデ」という名前のせいか、よく「クモヒトデはヒトデのいちグループですか？」と聞かれることがあるが、ヒトデとクモヒトデは「綱（門のひとつ下の階級）」のレベルで分けられる別の分類群である。我々に近いところに置き換えてみると、魚綱と両生綱くらいの違いに相当する(2)。 クモヒトデとヒトデの一般的な体制。メナシクモヒト

ゼニゴケにはあってタバコにはない遺伝子を追求したら、100年越しの謎が解明できた – 名古屋大・藤田祐一教授インタビュー【前編】 植物にとって、最も重要な栄養成分のひとつである窒素。空気中には大量に含まれるありふれた元素だが、植物の生育にはそのままでは利用できないため、現状では肥料として補給する必要がある。しかし、将来的に空気中の窒素を自ら肥料に変換して生育する植物が実現できれば、作物生産に伴う環境・エネルギー負荷を大幅に軽減できるかもしれない。そんな夢のような「窒素固定作物」実現のカギとなるのが、ニトロゲナーゼという酵素だ。 ニトロゲナーゼは、一部の原核生物だけが備えている酵素で、大気中の窒素をアンモニアに変換する能力をもつ。名古屋大学大学院生命農学研究科 藤田祐一教授は、ニトロゲナーゼを植物でも機能させるというアプローチで、窒素固定作物の創出を目指している（参考：academist J

空気を肥料にする「窒素固定作物」は、ハーバー・ボッシュ法を代替できるのか？ – 名古屋大・藤田祐一教授インタビュー【後編】 空気中の窒素を自ら肥料に変換して生育する「窒素固定作物」。名古屋大学大学院生命農学研究科 藤田祐一教授は、そんな夢のような植物の創出を目指している。実現のカギとなるのが、一部の原核生物がもつニトロゲナーゼという酵素だ。ニトロゲナーゼは、大気中の窒素を還元してアンモニアに変換する能力をもつ。藤田教授は、葉緑体のモデルとなるシアノバクテリアや、モデル植物として広く研究に利用されているシロイヌナズナでニトロゲナーゼを作動させられるよう、研究を進める。 ニトロゲナーゼとの出会いとなった藤田教授の大学院生時代の研究について振り返った前編に続き、後編では窒素固定作物実現に向けた研究の現在地と実用化までの展望について聞いた。 ゼニゴケにはあってタバコにはない遺伝子を追求したら、10

固体の原子構造とは？ 物質は、固体、液体、気体の3つの状態をとることが知られています。固体物質を構成する原子構造は、原子が規則正しく配列した「結晶」と、無秩序な「アモルファス」（または非晶質）の2種類が知られていました。しかし、1980年代初頭にシェヒトマンにより「準結晶」が発見され、以来固体の原子構造は、秩序の高い順に「結晶1」、「準結晶」、「アモルファス」の3種類とされてきました。 また、高い秩序を持つ結晶材料であっても、ほとんどの材料は多数の結晶粒によって構成されているため（多結晶体）、隣接する結晶粒同士は境目で界面を形成します。それを「結晶界面」あるいは「粒界」と呼び、隣接する結晶同士の方位関係によって多種多様な構造が形成されます。 従来知られていたアモルファス（非晶質）、準結晶、および結晶の模式図（上段）。今回発見された「一次元規則結晶」（下段左）は、結晶とアモルファスの間に位置

原子の物理的・化学的な性質は元素によってさまざまに変化しますが、完全にばらばらなわけではなく、原子番号（原子核に含まれる陽子の数）に従ってある一定の周期で変化することが知られています。この周期に沿って元素を並べたものが「元素周期表」で、1869年にロシアの化学者、ドミトリ・メンデレーエフにより提案されて以来、元素の性質を予測したり、未発見の元素を探索したりするのに大きな役割を果たしてきました。 2016年には、理化学研究所により原子番号113の「ニホニウム」が合成され、日本初の新元素発見として大きなニュースになりました。現在では118種類もの元素が表の中に並び、今もなお新しい元素を発見する試みが続けられています。2019年は、この「元素周期表」の発見から150周年の記念すべき年にあたり、UNESCOにより「国際周期表年（IYPT2019）」として宣言されました。 このように、自然科学の発展

近年注目を集める「分子ナノカーボン科学」 グラフェンやカーボンナノチューブなどのナノメートルサイズの周期性をもつ炭素物質は「ナノカーボン」と呼ばれ、軽量で高機能な次世代材料として期待されている物質です。構造によって電子的・機械的性質に大きな違いがあるため、望みの性質をもつナノカーボン構造のみを狙って精密に合成する方法が求められています。 そのなかで、ナノカーボンの部分構造をもつ分子を有機合成によって精密に合成する「分子ナノカーボン科学」が近年注目され、世界中で研究されています。これまでに、フラーレン、グラフェン、カーボンナノチューブの部分構造となる分子（分子ナノカーボン）が多く合成されてきました。 代表的なナノカーボン3種類（上）およびそれらの部分構造をもつ分子（下） たとえば、カーボンナノチューブを輪切りにした構造の分子であるカーボンナノリングやカーボンナノベルトは、1930年代から理論

火星隕石とは 地球上で発見される隕石はさまざまな分析に提供され、その性質（化学的特徴など）ごとに分類分けされます。そのなかでも異質であったのが｢SNC隕石｣と呼ばれる隕石群でした。SNC隕石はシャーゴッタイト（Shergottite）、ナクライト（Nakhlite）、シャシナイト（Chassignite）という3つの隕石群の頭文字をとって名付けられました。その化学的特徴などから同じ天体を起源とするだろうと言われていました。 1970年前半までに見つかっていたSNC隕石は全部合わせて6個でした。これらの隕石の特筆すべき特徴は(1)2〜13億年という太陽系年齢と比較して極めて若い結晶化年代を持つこと、(2)わずかではあるけれども水質変性の証拠をもつこと、(3)磁鉄鉱を始めとする酸化的鉱物が存在すること、でした。これらの特徴から、SNC隕石の母天体上ではおよそ2億年前まで火成活動が起こっており、

２．購入型ＣＦＰ 購入型では支援の対価として物・サービスが得られます。支援金額に応じて様々なリターンが設定されていることが特徴です。世界的に知名度の高いKickstarterをはじめ、国内でも様々な購入型クラウドファンディング・プラットフォームが運営されています。

ナミテントウの斑紋はメンデルの法則に従う テントウムシは世界で6,000種、日本で180種が同定されており、種によって決まった斑紋をもちます。なかには斑紋多型とよばれる同じ種であっても遺伝的に決まった複数の斑紋をもつものがあります。ナミテントウの斑紋多型は特に顕著で、200以上もの斑紋が知られています。 ナミテントウの多様な翅の斑紋 このような多様な斑紋が生じる遺伝様式を明らかにするため、我が国の研究者を中心に遺伝学的な交配実験が古くから行われてきました。その結果、斑紋型についてホモ接合体の親を交配した場合、その子の斑紋は必ず両親の斑紋を重ね合わせた斑紋になることが明らかになりました。両親の斑紋の重ね合わせで、赤い領域と黒い領域が重なる領域は、必ず黒色になります。次に、その子同士を交配した孫の世代の斑紋は、メンデルの遺伝の法則に従い両親の斑紋と子の斑紋が必ず1:2:1になるように現れます。

大塚美穂 子どものころからの昆虫好きが高じて分類学研究の道に進んだ菊地さん。「ヒメバチのシルエットが最高にかっこいいんです！」と語るその目はキラキラしていました。現在日本からはヒメバチ亜科に分類される78属270種ほどが記録されていますが、実際には1000種以上の存在が推定され、名前がつけられていない新種のヒメバチがまだまだ多くいるようです。一方でヒメバチ亜科の分類体系そのものにも課題があり、これから新種を記載していくためにも、世界レベルでの分類体系の再検討が必要です。多様なゆえに複雑なヒメバチの分類に挑む菊地さんのチャレンジにご注目ください！ ヒメバチの美しさに心奪われて ヒメバチは、さまざまな昆虫やクモなどに寄生する「寄生蜂」と呼ばれるハチの一群です。寄生された宿主は最終的に死んでしまうため、宿主の自然界での重要な天敵となっています。現在私は、ヒメバチのなかでもヒメバチ亜科というグルー

外来種問題は突然に 2014年7月某日、札幌市の円山原始林で私が出会ったのは、体長15cmもの巨大な豹柄のナメクジ、マダラコウラナメクジでした。私はそれを知っていました。過去に一度だけ、ドイツ・ドレスデンの森の中で見たことがあったからです。北欧原産のナメクジがどうしてここに？ 慣れ親しんだ円山の森に現れた、不似合いな新参者との突然の出会いに、目眩がしました。私の知る北海道の生態系は、これからいったいどうなってしまうのか？ 我々ヒトの生活への影響は？ 体長15 cmほどのマダラコウラナメクジ 市民のブログが教えてくれた 予期せぬ出会いに衝撃を受けた私は、研究室に戻るや否や、飛びつくように現状を調べ始めました。わかったことは、マダラコウラナメクジが2006年に茨城県で最初に侵入・定着が確認されたということ、さらに2010年には福島県、2012年には長野県にも侵入し勢力を拡大しているということで

固体なのにドロドロ？ 「量子スピン液体」とはなんでしょう？　この疑問に答えるためにはまず、「量子」「スピン」「液体」という3つの概念について物理学的に理解する必要があります。「液体」は皆さんご存知のとおり、水やアルコール、油といったサラサラ、もしくは、ドロドロ流れる物質です。「量子スピン液体」と物理学者が呼んでいる物質はこれらすべての液体と異なり、実は固体です。典型的な量子スピン液体の候補はたとえばハーバートスミス石と呼ばれる鉱物で、宝石のように透き通った綺麗な固体結晶として産出されます。ではなぜこのような「固体」が「液体」と呼ばれているのでしょうか？ 液体と呼ばれている以上、何かがサラサラ、もしくは、ドロドロ流れているようなものでなくてはなりません。しかし、量子スピン液体の中には目で見ることのできる何かが流れているわけではありません。それどころか、顕微鏡ですら見ることができません。たとえ

トライポフォビアとは カエルの卵や蜂の巣、蓮の花托など、丸い物体が集まっていてぶつぶつしているものって気持ち悪いですよね。この気持ち悪さは、集合体恐怖（トライポフォビア）と呼ばれています。下にトライポフォビアを引き起こす代表例（ここでは、トライポフォビック対象と呼びます）の蓮の花托の写真を載せていますが、人によっては強烈な気持ち悪さを感じると思うのでモザイクをかけています。モザイク無しの写真に興味のある方は「蓮の花托」で検索してみてください。 モザイク加工した蓮の花托 トライポフォビアは、まずインターネットを中心に話題になりました。ご存じの方もいらっしゃるかもしれませんが、Facebookのページもあります。また、蓮の花托を人の肌にコラージュした「蓮コラ」も一時期流行し、そのような画像がこぞってネット上にアップロードされていました。このように、トライポフォビアについては、人々は気持ち悪さを

カラスは私たちにとって最も身近な野鳥のひとつです。彼らは人間の社会にうまく入り込んで生きているのですが、近すぎるがゆえに、人間とカラスの間にはたびたび摩擦が起きています。カラスにとっては、生きるための餌がそこにあるから食べているだけなのですが……。 ごみ収集車に群がるカラス そんなカラスを減らそうと、日本各地では箱罠による捕獲が行われています。しかし、箱罠に捕まるカラスは、放っておいても自然淘汰されてしまうものがほとんどです。実際、捕獲されたカラスは、自分で十分な餌を確保できない1歳未満の個体ばかりで、彼らは餌の少ない冬に死んでしまうことでしょう。したがって、捕獲によりカラスの数が減るとは一概には言えません。 とはいえ、カラスに悩まされている人たちからすると、自分の生活が脅かされていることもあるため、とにかくカラスの数を減らしたいのです。ある畜産農家さんは、子供のように可愛がっているウシの

外来生物はなぜ定着できるのか？ 外来種や外来生物という言葉を耳にする機会が増えています。外来生物とは、人間活動によって、本来生息していなかった地域に他の地域から導入された生物のことです。アニメの影響でペットとして輸入されたアライグマや、ハブの天敵として導入されたマングースが日本における外来種の代表例として挙げられます。外来生物は、在来生物を捕食したり、餌や住み場所をめぐって在来生物と競争したりすることで、在来生物の存続を脅かします。それだけでなく、農作物を荒らしたりすることで人間の経済活動にも影響を及ぼします。 では、なぜ外来生物は導入された地域に定着し、繁栄できるのでしょうか？ すべての生物は自然選択と呼ばれる進化プロセスの結果、生息場所の気候や環境に適応できたものが生き残っています。新しい場所に導入された外来生物は、ほとんどの場合、本来の生息場所とは異なる環境に対応できずに定着に失敗し

雷が原子核反応を起こす証拠 – academist「雷雲プロジェクト」の研究成果がNature誌に掲載！ academistで約160万円の資金を獲得した京都大学白眉センター 榎戸輝揚 特定准教授、元・理化学研究所 湯浅孝行博士らの研究グループは11月23日、雷が大気中で原子核反応（光核反応）を起こすことを突き止めたとする論文を、英国学術誌『Nature』にて発表しました。 榎戸博士と湯浅博士は2015年、「カミナリ雲からの謎のガンマ線ビームを追え！」というテーマ（雷雲プロジェクト）でacademistに挑戦し、約160万円の支援を獲得しました。 この資金がきっかけとなり雷雲プロジェクトの研究が進んだことで、研究グループは今回、2017年2月6日に新潟県柏崎市で発生した雷から、強烈なガンマ線のバースト放射を検出することに成功しました。このガンマ線のバースト放射から35秒ほど遅れて、陽電子と

「アリに学べ！ロボットの集団行動最適化プロジェクト」は、ロボット工学や情報工学、数理生態学など、さまざまな分野を専門とする研究者で取り組む異分野連携型のプロジェクトである。しかし、異分野連携型と言っても、実際どのような連携が行われているかをイメージすることは難しい。今回、プロジェクトのメンバーであり、進化生物学を専門とする京都大学・土畑重人博士に、ご自身の研究内容と異分野連携のメリットについて、詳しくご紹介いただいた。 ーはじめに、土畑先生の専門分野についてご紹介ください。 私の専門は、進化生物学です。たとえば、丸い形をしていたほうが、四角い形をしているよりも生き残る確率の高い生物がいるとしましょう。するとその生物では、世代交代のたびに丸い形が増えることになるので、最終的にはみんな丸い形をするようになるはずです。このように、環境に最も上手く適応できた生物の性質が引き継がれていく考えかたのこ

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