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2019年03月

1: \(^o^)/ 2019/03/29(金) 12:24:28.65 ID:CAP_USER
現代において「宇宙」といえば、100人中99人はこんなイメージをするだろう。

漆黒の空間に星の光が散らばっているこれ。

ところが、宇宙のことがそれほど分かっていなかった昔、多くの科学者たちは「宇宙が暗いのはおかしい」と疑問を抱いたという。

現代ならそんなことを言った方がおかしいと思われそうだが、説明を聞くと本当におかしい気もしてくる。そんな「オルバースのパラドックス」について考えてみよう。

■なぜおかしいのか?

オルバースのパラドックスとは

・宇宙が無限に広がっていて
・恒星が均等に散らばっている

ならば、宇宙は明るいはず、というもの。いまいちピンと来ないので、図で示す。


■図解「オルバースのパラドックス」

真ん中の地球に私たちがいて、その周囲に恒星が散らばっているとしよう。地球を中心としたある半径の円を描き、その中の星から地球まで、線のように光が到達するとする。
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円が小さいときは線が通っていない領域が大きく、まだ「暗い」といえる。
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円を広げてみると、光の線がかなりうるさくなった。さらに円を広げると……。
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線が占める空間が大きくなり、大部分が白くなった。このまま範囲を無限大に広げていけば、画像全体を真っ白にすることができる。

上で述べた仮定が正しいとすれば、このように宇宙空間は四方から明かりに照らされるピカピカ空間になるだろう、というのがこのパラドックスである。

そう言われれば確かに……と思わないだろうか。


■実際には暗い。なにが間違っているのか?
ただ、よく考えるとこの図はおかしい。遠近法で遠くのものは小さく見えるので、遠い星の光は近くの星ほど明るくは見えない。

すなわち、下の図の左のような状態が正しい。


※光の強さ(線の太さ)を距離が遠いほど細く描いた図(左)と、距離に関わらず同じ太さで描いた図(右)。左図の方がリアルな宇宙に近い
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図のような「勘違い」を取り除くと、宇宙が極端に明るくないことは直感的に分かる。しかし、実は左図のような状態であっても、宇宙の明るさは広さと比例して大きくなっていく。

ではどのくらい広かったらピカピカギラギラの宇宙だったのか。試算すると、目安として実際の宇宙の10兆倍ほど必要! つまり、オルバースのパラドックスが実現しないのは宇宙が狭すぎる(=星の数が少なすぎる)から。

このような思考実験が行われていたのは、宇宙の広さも、宇宙空間が真空かどうかも分かっていなかった時代のこと。このような「~だとしたら……」を足掛かりとしながら、数多の科学者が宇宙の謎に挑んでいったのだ。

https://nlab.itmedia.co.jp/nl/articles/1903/26/news084.html

引用元:http://anago.2ch.sc/test/read.cgi/scienceplus/1553829868/

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1: \(^o^)/ 2019/03/29(金) 12:06:38.18 ID:CAP_USER
■概要

沖縄科学技術大学院大学(OIST、沖縄県恩納村、学長ピーター・グルース)は、沖縄県恩納村漁業協同組合と共同で、沖縄県を代表する食用海藻である、海ぶどう(標準和名・クビレズタ)の全ゲノム解読に成功しました。海ぶどうは長さ10〜20cmにもなる緑藻の一種ですが、実は、沢山の核を含むたった1個の細胞でできている、生物の体作りという観点からとても不思議な生物です。この度、研究チームはこの巨大な単細胞海藻のゲノム解読に世界で初めて挑みました。

その結果、海ぶどうのゲノムのサイズは、養殖・栽培されている農水産物の中でも最小クラスの2,800万塩基対で、遺伝子の数もわずか9,000ほどであることが明らかになりました。また、海ぶどうは野菜や果物などの陸上植物とは全く別の生物であるものの、成長に関しては類似した遺伝子が関わっている可能性が示唆されました。
本研究によって解読されたゲノム情報を利用することは、複数の学術分野における意義が見い出されたことを意味し、今後、以下のようなことが期待されます。

生物学的意義:なぜ細胞1個でこのような複雑な形作りができるのかという謎の解明
水産学的意義:沖縄県の基幹水産業へと成長中の海ぶどう養殖における栽培課題の解決
環境科学的意義:海ぶどうの仲間の生息域拡大による海の環境破壊に対する解決策の探索
本研究成果は、2019年3月28日発行の英国の科学雑誌DNA Researchに掲載されました。
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研究チームは、沖縄県恩納村漁業共同組合で養殖された海ぶどうからDNAを抽出し、OISTが保有する次世代型ゲノムシーケンサー(超並列シーケンサー)を駆使して、その全ゲノム配列を解読しました。

まず、超並列シーケンサーから出力された配列データをつなぎ合わせ、全長2,800万塩基対のゲノム配列を決定しました。決定されたゲノム配列は36本の配列に95%の塩基が含まれており、各遺伝子がどのようにゲノム上に配置されているか知る上で有用な情報を得ることができます。

次に、ゲノム上に見つかった9,311個の遺伝子の中から海ぶどうに特異的な特徴を探しました。その結果、タンパク質の細胞内の配置を制御する遺伝子が失われつつある一方で、細胞核の物質の出入りを制御する遺伝子や、陸上の緑色植物で生活環境や葉の形作りなどを制御するTALE型ホメオボックス遺伝子(>>3�などが多様化していることがわかりました。

これらの結果は、巨大な単細胞生物である海ぶどうの形作りが、多細胞生物や微細な単細胞生物とは異なるメカニズムでタンパク質を必要とされる部位に配置したり、細胞核自体が物質の輸送を制御することで実現されていることを示唆しています。一方で、海ぶどうが単細胞生物でありながら、巨大で複雑な体の構造を獲得したきっかけには、陸上植物と同様にTALE型ホメオボックス遺伝子の増加が鍵となった可能性が示唆されました。

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■今回の研究成果のインパクト・今後の展開


本研究で解読された海ぶどうのゲノム配列と遺伝子の情報を用いることで、生育不良に陥った個体ではどのような遺伝子の働きが過剰なのか、または欠如しているのか判定できるようになります。海ぶどうの健康を遺伝子レベルで診断する枠組みが整えられたことで、生育不良を引き起こす環境要因を解消する取り組みや、生育不良を起こしにくい品種の選別と作出が可能になります。
このことは、地球温暖化などで一層課題が多くなることが予想される海ぶどう養殖への改善策を提供することとなるでしょう。また、巨大な単細胞生物が複雑な形を作り上げる仕組みを解き明かすための研究基盤が確立されたことで、将来的には粒の大きさや数などを自在に制御することも可能になることが期待されます。
さらに、本研究論文の共著者で、OISTマリンゲノミックスユニットのグループリーダーである將口栄一博士は、「本研究で得られたゲノム情報は、海ぶどうを対象とした学術的、水産学的利用のみならず、外来種問題を引き起こしている近縁な海藻の繁殖対策にも有益な知見をもたらすかも知れません。」と述べ、本研究成果がもたらしうるさらなる意義について語りました。


Okinawan Sea Grapes Reveal Secrets of Plant Evolution
https://www.oist.jp/ja/node/33757

引用元:http://anago.2ch.sc/test/read.cgi/scienceplus/1553828798/

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1: \(^o^)/ 2019/03/28(木) 08:18:15.63 ID:CAP_USER
■地球のCO2貯蔵庫は温暖化で崩壊寸前

<温室効果ガスを吸収して保持する、植物と土壌の「貯蔵機能」がもうすぐ限界に>

気候変動に起因する潜在的脅威は山ほどあるが、今回さらに新しい問題が見つかった。気候変動が気温上昇に対する自然の抵抗力を低下させる可能性だ。

植物や土壌には二酸化炭素(CO2)を吸収・保持することで、温室効果ガスによる気温上昇を防ぐ「炭素貯蔵庫(カーボンシンク)」の機能がある。

メカニズムは単純明快だ。植物はCO2を吸収し、光合成によって炭素を成長と回復のためのエネルギーに変換する。土壌も腐食した植物、動物の死骸や老廃物などの有機物からCO2を取り込み、大気中の2~3倍の炭素を保持する。両者が吸収するCO2は、人類が排出する量の25%に達すると推定される。

18年、人類は過去最大のCO2を大気中に排出したが、植物と土壌の炭素吸収能力は限界に近づいた可能性がある。気候変動が引き起こす干ばつや洪水などの異常気象が土壌の水分量を変動させたり、植生を壊す原因になるからだ。

今年1月に英科学誌ネイチャーに掲載された論文で、研究チームは土壌の変化が炭素吸収に及ぼす影響を調べた。その結果、土壌は当面はより多くの炭素を何とか吸収しようとするが、2060年までに吸収量はピークに達し、その後は大幅に低下することが分かった。このため大気中により多くのCO2が残り、地球温暖化を加速させるという。

「これは大変なことだ」と、コロンビア大学工学・応用科学大学院博士課程のジュリア・グリーンは論文で述べている。温暖化に対する土壌水分の影響の大きさに衝撃を受けたと、グリーンは言う。

この研究は今世紀末までの影響を定量化した最初の例だ。干ばつや熱波は土壌を干上がらせ、植生を破壊して炭素吸収を不可能にする。この研究によれば、通常より降水量の多い年があっても、乾燥した年の損失分を補填できないという。

「干ばつによって森林が乾燥したサバンナや泥炭地に変われば、土壌が保持する炭素が減る。それによって大気中に残るCO2が増え、温暖化を加速させる」と、英エディンバラ大学のデーブ・レイ教授(この研究には参加していない)は解説する。

今回の研究で使われたモデルはまだ、地域ごとの気候変動に対する多様な反応をうまく説明できていないと、レイは言う。だが同時に、こう強調するのも忘れなかった。

「世界中の森林と土壌という巨大な炭素貯蔵庫は、過去1世紀の急激なCO2排出量増大の影響を緩和する『地球サイズの圧力弁』の役割を果たしてきた。もし排出量を早急かつ大幅に削減できなければ、この巨大な貯蔵庫の機能が損なわれ、CO2を吸収する『人類の友人』がCO2を大量排出する敵へと徐々に変化しかねない」

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ニューズウィーク日本版
https://www.newsweekjapan.jp/stories/world/2019/03/co2-6.php?t=1

引用元:http://anago.2ch.sc/test/read.cgi/scienceplus/1553728695/

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