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環境・サイエンス・ITニュースへのコメントだよ!

サルの脳にヒトの遺伝子を移植し認知機能を進化させる実験が行われる(中国研究)
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photo by pixabay


 最近行われた実験を巡って学会を二分する議論が繰り広げられている。物議をかもすその実験は、ヒトの遺伝子を猿の脳に移植するというものだ――。



 研究は、中国、昆明動物研究所が主導した。その目的は、ヒトが知性を獲得するにいたった進化プロセスを探求すること、と報じられている。

ヒト遺伝子を移植し、脳の進化の謎を探る



 『National Science Review』(3月27日付)に掲載された研究は、研究者いわく「サルに遺伝子を移植することで、ヒトの脳の起源にまつわる遺伝的基礎を実験的に調査した初の試み」である。



 研究では、ヒトの脳の発達に重要だったと推測されている「MCPH1遺伝子」がマカクの胚に移植された。



 移植を受けたマカク11匹のうち、6匹は死亡。無事生き残った5匹に、MRIによる脳のスキャンや記憶テストなどを受けてもらい、移植による影響を観察した。



 その結果、脳の大きさの点では特に違いは認められなかったが、短期記憶テストでは優れた成績を収めることができた。



 また移植を受けたマカクの脳の発達期間が通常よりも長くなり、ヒトの脳の発達との類似が確認された。



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photo by pixabay


実験に対する倫理的な懸念の声も



 この類の実験には、倫理的な観点から強い批判がある。



 今回の研究を主導したス・ビン氏は、実験は大学の倫理委員会から審査を受けており、動物の権利に関する国際基準や国内外で推奨される科学慣行にもしたがったものだ、とその正当性を主張する。



 長期的に見れば、こうした基礎研究は、病因学の分析や発達異常に起因するヒトの脳疾患の治療などについて、貴重な知見をもたらすとス氏。



 だが、こうした主張に対して反対する声もある。人類学者のバーバラ・J・キング氏(米ウィリアム・アンド・メリー大学)は、メディアの取材に対しス氏の実験は「倫理の悪夢」と語っている。



 「遺伝子を移植されたサルは、生き延びた数より死んだ数のほうが多いのです。すなわち実験方法は命にかかわるわけです。生き残った5匹にしても、今後どのような一生を送るのでしょうか。実験室に閉じ込められたまま生きるのでしょうか?」(キング氏)



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photo by pixabay


 キング氏によれば、野生のマカクは母系社会で、メスを中心にグループを構成し、知性と好奇心をもって世界を探索しながら生きている。



 そうした生物を実験台にする権利が果たして人類にあるのか?ショウジョウバエから哺乳類に至るまで、現在も様々な動物実験が行われている。



 人類が踏み込んではいけないボーダーラインはどこまでなのだろう?倫理と科学の狭間に悩む研究者も多い。



References:Scientists Add Human Genes to Monkeys' Brains to Study Cognitive Evolution - Geek.com

☆また、中国人がめちゃくちゃしよる!

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天体物理学の新時代の幕開け!ブラックホールの撮影に初めて成功
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image credit:EHT Collaboration


 平成最後にとてつもないビッグニュースが飛び込んできた。既にメディアで多数取り上げられているが、このニュースを外すわけにはいかない。



 天体物理学の新時代の幕開けだ。

 人類はついにブラックホールの撮影に成功したのだ。

 

 8つの電波望遠鏡を連携させた「イベント・ホライズン・テレスコープ(EHT/Event Horizon Telescope)」というグローバルネットワークがとらえたのは、史上初となる「M87」銀河に存在するブラックホールの姿だ。

見えないと考えられてきたものを見ることができました。ブラックホールの写真撮影に成功しました


 4月10日にワシントンで開かれた記者会見で、EHTプロジェクトの代表を務めるハーバード・スミソニアン天体物理学センターのシェパード・ドールマン氏は話した。





National Science Foundation/EHT Press Conference Revealing First Image of Black Hole

光すら逃げられないブラックホールを観察する難しさ



 ブラックホールを見ることは至難の技だ。その重力があまりにも巨大なために、「事象の地平面」と呼ばれるブラックホールの境界を超えてしまえば、光すら逃げ出せなくなるからだ。



 しかし、銀河の中心に位置する超大質量ブラックホールをはじめ、怪物たちの中にはガスなどの物質でできた輝くディスクをどんよくに膨れ上がらせて、己を浮かび上がらせているものがある。



 EHTが捉えたのは、このディスクに映し出されたM87にあるブラックホールシャドウ(影)だ。



 宇宙で一番謎めいた天体がまとう闇の深淵のヴェールが剥ぎ取られた姿は、ぼんやりとした非対称のリングのようである。





一般相対性理論の正しさの証明



 その写真は、アインシュタインの一般相対性理論から予測されるブラックホールの姿と一致している。



 米フロリダ大学の物理学者クリフォード・ウィル氏(研究には不参加)いわく、ブラックホールの実在を裏付けるもっとも強力な証拠であるとともに、一般相対性理論の正しさをも証明するものだ。



 これまでの研究では、一般相対性理論を検証するために、ブラックホール周辺の天体やガス雲の動きが観察されてきた。しかし、その境界を観察したものはない。



 そこは一度足を踏み入れれば、いかなる実験を行なったとしても、その結果を知ることができない領域である。



 「ブラックホールでは、一般相対性理論が破れる可能性が高いでしょう」と話すのはEHTチームの一員、米アリゾナ大学のフェリアル・オゼル氏だ。



 この極限環境における相対性理論を検証すれば、アインシュタインの予言との食い違いを明らかにすることができるはずだ。



 なお今回の写真は一般相対性理論の予測と一致していたが、それだけで「それが完全無欠」ということにはならない。



 物理学者の多くは、一般相対性理論は重力理論の決定打にはならないと考えている。もう一つの物理理論、ミクロの世界の物理を説明する量子力学との一貫性を欠くからである。





What does a black hole look like? [Updated] | Science News



怪物の中の怪物



 この写真は、ブラックホールの大きさと重さについて新しい情報を提供してもいる。



 「影をただ直接見るだけでも、かねてから続いている論争の解決に役立ちました」と蘭アムステルダム大学の理論物理学者セラ・マーコフ氏は言う。



 これまで、さまざまな計測法によって、その質量は太陽の35億~72.2億倍と推定されてきたが、EHTの観測結果によれば、質量は太陽65億個分である。



 さらに大きさは、直径380億キロにわたり、時計回りに回転していることも判明。「M87は大質量ブラックホールの基準に照らしても怪物です」とマーコフ氏。



 EHTは、M87のブラックホールといて座A*(天の川中心にある大質量ブラックホール)の両方を観測している。



 M87は地球から5500万光年離れたおとめ座にあり、いて座A*より2000倍も遠くにある。ところが、意外にもM87のブラックホールのほうが容易に撮影できた。



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おとめ座にある楕円銀河「M87」image credit:Chris Mihos/Case Western Reserve Univ.,ESO


 じつは、距離だけでなく、重さも桁外れで、太陽400万個分に相当するいて座A*の1000倍もあったのだ。そのために、いて座A*よりもずっと遠くにありながら、それよりも観測しやすいのである。



地球へ向けてポーズ



 その重力の力強さのために、M87ブラックホールの周囲に渦巻くガスは、いて座A*よりもゆっくりと、明るさを変化させながら移動している。



 オゼル氏によると、いて座A*は一度の観測中に大人しくじっとしていることはないが、M87ブラックホールはきちんとポーズを取ってくれるのだという。



 そうだとはいえ、いて座A*の撮影に対する期待も高い。こちらのブラックホールの変化は非常に速いために、EHTチームは新たに考案された手法によってデータの解析を進めている。

 

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 こうした大きく異なる環境を研究することで、ブラックホールがとる詳しい挙動がいっそう明らかになることだろう。



 さあ、次の瞬間、M87と天の川の怪物はどのような姿に変わるのだろうか?



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image credit:Jordy Davelaar et al./Radboud University, BlackHoleCam


 この成果は『Astrophysical Journal Letters』に掲載された6本の論文で発表された。



References:eso / eventhorizontelescope/

☆一日中この話題やったなぁ!

大気に含まれる二酸化炭素の量が過去300万年で最大である可能性。地球は劇的な気候変動の中にある(ドイツ研究)
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photo by pixabay


 現在、大気に含まれる二酸化炭素の量は、過去300万年で最大である可能性が濃厚であるようだ。



 これほどのレベルともなれば、この期間全体で初となる劇的な気温の上昇をもたらすかもしれない、と最新の研究は主張している。

氷河の拡大・後退サイクルの変化



 現代は「第四紀」という地質時代に区分されている。258万8000年前から現在までの期間だ。



 第四紀の始まりは氷河期で、グリーンランドから拡大した氷床が北アメリカやヨーロッパ北部の大半までをも覆っていた。



 そして、こうした氷河は、地球の軌道の位置に応じて、4万1000年のサイクルで拡大と後退を繰り返していた。



 しかし125万年から70万年前にもなると、不思議なことにこのサイクルが10万年間隔に延びた。



 これを「中期更新世気候遷移」というが、地球の軌道自体は変わっていないのに、このような変化が生じた理由は大きな謎である。



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photo by pixabay


大気中の二酸化炭素の減少



 この謎に挑んだのが、ドイツ・ポツダム気候影響研究所のマッテオ・ウィライト氏らだ。



 彼らは、大気の条件、海洋の条件、植生、地球規模の炭素量、塵、氷床といった多彩な変数を含めたコンピューターモデルで、中期更新世気候遷移の原因を突き止めようとした。



 すると4万1000年のサイクルが10万年に延びるには、2つの現象が必要であると判明した――大気中の二酸化炭素が減少することと、氷河が「表土」という堆積層を削りとることだ。



 二酸化炭素が減少する原因はいくつか考えられる。



 たとえば、火山からの排出が減ったこと。あるいは岩石の風化速度が変化し、海底に運ばれる堆積物の中に閉じ込められる量が増加したことなどだ。



 大気中の二酸化炭素が減れば、そこにとらわれる熱も減ることになり、その分気候が低下。氷床も形成されやすくなる。



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photo by pixabay


サイクルの変化と地質学的プロセスとの関係



 2つめの地質学的プロセスもまたサイクルの変化に大きく関わっている。



 陸上に氷がない状態では、地表の一番上に表土(月の分厚い塵層がその好例)という未固結の岩石がたまる。



 この表土の上に形成される氷は、しっかりとした岩盤の上に形成されるものよりも不安定となる。そのために氷床はより速く流れるし、厚さも薄いままになる。



 地球の軌道内での位置が変わると、地球表面にあたる日光の熱量が変化するが、熱くなった場合に特に解けやすいのはこうした不安定で薄い氷床だ。



 一方で、氷河には表土を押しのけ、再び岩盤を露出させる働きもある。初期第四紀にいくどか到来した氷河期では、この作用のおかげで岩盤が露出し、新しく形成される氷床はしっかりとした場所に固着することができただろう。



 氷河期が延び、間氷期が短くなったのは、寒冷化した気候と、回復力のある氷床が原因であるというのが今回の研究の結論だ。



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photo by pixabay


気候変動の今後の動向



 こうした発見は、現在の都市が今後も住めるのかといったことを予測するうえで重要なことだが、現在の気候変動の動向を知るうえでも大切なことだ。



 ウィライト氏らのモデル研究によれば、初期第四紀における大気中の二酸化炭素は400ppm以下だったという。だが現在の世界平均は405ppmで、まだまだ増加を続けている。



 250万年前の後期鮮新世(第四紀の前の新第三紀に区分される)の世界平均気温は、化石燃料の使用が普及する以前の平均よりも1.5度高かったとモデルは示している。



 そして、この気温は現時点で第四紀をとおして一番高い気温である——しかし、それもすぐ変わるかもしれない。



 すでに地球は産業革命以前と比べて1.2度暖かい。2016年のパリ協定では、気温上昇を1.4度以内に抑えることが合意されたが、これは250万年前の気温に相当する。



 万が一、この範囲に抑えることができず、それまでの目標だった2度まで気温が上昇することになれば、この地質学時代において最高平均気温の時代が到来することになる。



 この研究は4月3日づけの『Science Advances』に掲載された。



References:popsci / livescience/

☆んで、どうなるっちゅーねん!

恐竜絶滅の謎を解くカギとなるかもしれない、隕石衝突時期の化石が発見される(米研究)
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image credit:Alan Boyle/twitter


 岩場だらけの場所で大量に発見された生物たちの化石は、地球に隕石が衝突し、恐竜の時代が終わったその日の出来事を明らかにしてくれるかもしれない。



 メキシコ・ユカタン半島には、約6600万年前のものと思われる「チクシュルーブ・クレーター」が残っている。これは、小惑星衝突の跡であり、当時地球史上最大の破壊的なイベントが行われていたことを意味する。



 その日、巨大な隕石が地球に衝突。その凄まじい天変地異によって、当時地上を支配していた恐竜が絶滅したと考えられているが、今回、ノースダコタ州から発見された化石はちょうどその時期のものだ。



 これにより、恐竜が絶滅した理由が小惑星衝突によるものという説を後押しすることになるかもしれない。

陸と海の生物が入り乱れた化石を岩場で発見



 アメリカ・ノースダコタ州にある化石発掘場であるタニス付近で発見されたのは、陸と海の生物が入り混じった化石だ。約6500万~6600万年前のものと思われる





Stunning discovery offers glimpse of minutes following ‘dinosaur-killer’ Chicxulub impact



 ここを調査したカンザス大学の研究チームによれば、ごちゃごちゃと入り混じった海と陸の生物は、「静振」という巨大な定常波によって運ばれてきたのだという。



 だが、それは津波とは違う。むしろ隕石の衝突から数分後に生じた地震波が犯人であるようだ。



 ロバート・デパルマ氏によれば、津波ならクレーターから現場に届くまでに17時間以上はかかるはずだという。しかし地震波とそれに続く大波なら数十分で到達できる。



 噴出物スフェルール(隕石の衝突で形成される小さな球状の堆積物)のタイミングと、地震波の到着時間の試算結果が一致していることから、隕石の衝突によって、この大波が生み出された可能性は十分高いことが示唆されている。



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タニスの堆積層で発見された魚の化石。数匹が重なってい
image credit:Robert DePalma/University of Kansas


すべてを吹き飛ばす10メートルの水の壁



 隕石の衝突によって発生した放射状に広がる地震波は、10メートルもの水の壁を作りながら、水生動物、陸生動物、木々や土砂など、すべてを一気に内陸へと押し流した。

 

 タニスで発見された化石には、腐食動物によって食い荒らされた痕跡がほとんどない。つまり大波によってほぼすべての動物が一掃されてしまっただろうことが窺える。



 また化石は浅い場所に埋まっていたにもかかわらず、それが地面に落ちたときと概ね変わらないまま保存されているように見える。それは潰れておらず、中には木にぶつかって真っ二つになった魚の化石まで発見されている。



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半分だけ露出した6500万年前の魚の化石
image credit:


 つまり堆積がそれだけあっという間だったということだ。このことは、爆発によって排出され、波で内陸まで運ばれた瓦礫に、岩石と灰の雨がさっと降り注いだことを示している。



 また魚の化石の半数以上のエラからは、巨大な隕石の衝突の痕跡と考えられるガラスの小さな”水滴”が発見された。



 さらに化石は金属イリジウムが高濃度で混ざった物質で覆われており、こちらも地球の広範囲でこの大量絶滅イベントが起きたサインだと考えられている。





隕石起因による恐竜絶滅説の裏付け



 こうした調査結果は、30年前に提唱された恐竜の大量絶滅理論の正しさを裏付けているかもしれない。



 今から6600万年前にあたる白亜紀から古第三紀にかけての時期に、巨大な隕石が地球に命中し、当時地上を支配していた恐竜の時代を終わらせたと考えられている。



 デパルマ氏らは、このタニスの化石層を詳しく調べることで、恐ろしいカタストロフで何が起きたのか、最後の日の状況を具体的に知ることができると考えている。



References:iflscience / eurekalert/

☆俺が生きてる間に、こんなの来るなよ!

2050年までに火星都市建設は可能。イーロン・マスクがツイッターでコメント
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image credit:Watch Elon Musk Reveal SpaceX's Most Detailed Plans To Colonize Mars


 イーロン・マスクがCEOを務める宇宙ベンチャー企業「スペースX」の宇宙船「ドラゴン(Dragon)」が2019年3月3日に、国際宇宙ステーション(ISS)へのドッキングに成功したというニュースは世界中に報じられた。



 だがそれははじまりにすぎない。



 民間の火星移民構想を掲げるイーロン・マスクは、本気で火星に都市を作りたいと考えている。しかもそれは、あと30年もあれば実現できるそうだ。

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火星への未来を担う宇宙船「スターシップ」



 計画の中心的な存在は、スペースXが開発する宇宙船「スターシップ」だ。



 ボディはステンレス製で、乗員100名を運ぶことができる大型宇宙船なのだが、ユニークなのはロケット推進剤を使う従来の宇宙船と違い、液体酸素とメタンを使うラプターエンジンを搭載することである。 



 じつはこのエンジンが鍵を握っている。



 というのも、このエンジンならば、火星から地球に帰還するための燃料を火星の工場で用意できるのである。そしてさらに、これが可能ならば、火星を中継地点として、さらに遠方まで宇宙を旅することもできるようになるだろう。





Why SpaceX Built A Stainless Steel Starship



軌道同期とは何か?



 イーロンのツイートの中で言及している「軌道同期(orbital synchronization)」は、軌道の中心となる重力体の自転周期と軌道を描く物体の公転周期が同一になる軌道のことだ。



 地球と火星が最接近するタイミングは26ヶ月に一度生じる。



 これは2つの惑星が楕円軌道を描くために生じる現象で、お互いが5450万キロまで近づくために、打ち上げにはぴったりなタイミングだ。



 6万年ぶりの接近を果たした2003年など、これまでのNASAの打ち上げスケジュールを見てみれば、まさにこのタイミングで火星へ向けてロケットが発射されてきたことがわかる。



 スペースXでも、これを利用しようと考えており、次の2022年や2024年の軌道同期に狙いを定める。そして、これは2017年の国際宇宙会議でマスク氏が熱く語った計画でもある。





Watch Elon Musk Reveal SpaceX's Most Detailed Plans To Colonize Mars



 そのときの説明によれば、まず2022年に火星へ向けて2機の無人スターシップが出発。これらはそれぞれ100トンの物資を運ぶことが可能で、有人飛行の足がかりを作ることが目的だ。



 そして最初の有人ミッションは、2024年に訪れる軌道同期のタイミングとなる。このときは、人を乗せた宇宙船2機と無人の宇宙船2機が打ち上げられる。



 これら計6機の宇宙船が運搬できる物資は、国際宇宙ステーションの重量のおよそ2倍だ。



 だが、マスク氏は、この計画が大きな賭けであることも認めている。



 以前ニュースでも報じられたとおり、2023年に起業家の前澤友作氏をはじめとする6~8名が月旅行へ打ち上げられる予定である。



 そして、この月旅行がスターシップの初ミッションになるとほのめかされている。ならば2022年に打ち上げられる見込みは薄いのかもしれない。

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火星都市建設のコンセプトは拡張



 各軌道同期のタイミングで行われる火星都市の建設は、まず生命維持装置や燃料生産設備の設置から始められ、それに次いで居住施設や実験施設の建設が行われる。



 マスク氏によれば、順調に行けば、今から7~10年でコロニーが形になるという。

 

 すると今度は、リサイクルシステムや移動手段といった快適な生活を送るための設備建設に移る。そして、ここまでくれば、火星の調査も実施できるようになり、かつて火星に生命はいたのか? といった疑問に答える研究も進められるだろう。



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image credit:photo by youtube


 スペースXの火星開発主任技師ポール・ウースター氏によれば、基本となるアイデアは拡張であるという。



 つまり最初は単なる前哨基地のようなものかもしれないが、そこからさらに大きな基地へ発展させ、村から町へ、町から都市へ、1つの都市から複数の都市へといった具合に少しずつ成長させていくのである。



 そして昨年のSXSWでマスク氏は、開発が進んだ火星の統治について、最初は直接民主制のような政治が敷かれるだろうと予測している。



 なお、マスク氏自身が火星を訪れるかどうかは、70パーセントの確率だそうだ。



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image credit:photo by youtube


スペースXの現在



 次のステップは、スターシップのテスト飛行だ。すでにテキサス州ボカ・チカにある試験施設には、そのミニバージョンである「ホッパー」が鎮座している。



 ステンレスボディのホッパーを一目見れば、未来を感じることができるが、しかし窓など、完成版には備え付けられるパーツがなかったりする、いわば簡易版だ。



 ホッパーには3基のエンジンが搭載されているが、計画ではそのうちの1つを使って、ちょっとした離陸を完璧にできるようにする。3基すべてを点火し、準軌道まで打ち上げるのはその後だ。



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SpaceXのスターシップ「ホッパー」


 そして、この実験が完了した時点で、今度は軌道を飛行できるスターシップのプロトタイプ開発が着手される。それは早ければ来年のことかもしれない。



 そして、最終バージョンでは、スーパーヘビー・ブースターに31基、スターシップの機体に7基のエンジンが搭載されることになるはずだ。



 ラプターエンジンの開発が順調に行きさえすれば、完成したスターシップの飛行もそう遠い未来の話ではない。



References:SpaceX: Elon Musk Explains How "It’s Possible" to Build a Mars City by 2050 | Inverse/

☆2050年なら、俺生きてるわ!
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