理系にゅーす

理系に関する情報を発信! 理系とあるものの文系理系関係なく気になったものを紹介します!

スポンサーリンク

ハサミ

    このエントリーをはてなブックマークに追加 mixiチェック
1: 2019/04/20(土) 20:48:57.32 ID:CAP_USER
テッポウエビは想像を絶する生きものだ。体長わずか数センチメートル。片方のハサミは分相応の大きさだが、もう片方のハサミは巨大で、それをすさまじい力で閉じることによって衝撃波を発生させ、獲物を気絶させる。

ハサミの2つの刃が噛み合う瞬間に気泡が発生し、すぐさま破裂する。これによってプラズマの閃光と、4,400℃もの高温が生じる。信じられない話だが、手のひらに乗るくらい小さな水生生物が、はさみをパチンと鳴らすことで、超高温の気泡を兵器に変えるのだ。

研究者たちがいま、この恐るべき力の応用方法を模索している。学術誌『Science Advances』に3月15日付で掲載された論文で、ある研究チームがテッポウエビのプラズマ銃を真似たロボットハサミを製作し、プラズマを発生させることに成功したと報告した。生物進化が産んだこの奇抜な能力をうまく改良できれば、さまざまな水中での用途が考えられる。

テッポウエビは、プラズマの衝撃を生み出す武器をさまざまな用途に使っている。狩りに使うのはもちろんのこと、スナップ音でコミュニケーションもとっていて、その音量は210デシベルにも達する(本物のピストルは150デシベル程度だ)。プラズマ衝撃波を使ってサンゴ礁に巣穴を掘る種もいる。おかげで海底は実に騒々しく、ソナーに干渉を起こすほどだ。
https://wired.jp/wp-content/uploads/2019/05/GettyImages-964903474.jpg

■脱皮後の殻を使ってハサミを3Dプリント

テキサスA&M大学の機械工学者デイヴィッド・スタークは、テッポウエビの多機能ハサミは人間にも役立つのではないかと考えた。彼のチームは、まずは何匹かの生きたテッポウエビを入手した。

ほかの節足動物と同じく、テッポウエビも定期的に脱皮する。成長するにつれて小さくなった外骨格を脱ぎ捨てるのだ。

この脱皮後の殻を使ってスタークはハサミの型をとり、それをさらにスキャンして詳細な3Dモデルをつくった。その後、彼はモデルデータを3DプリントサーヴィスのShapewaysに送り、テッポウエビのプラズマ銃のプラスティック版が完成した。

■ネズミ捕りの仕組みを応用した実験

スタークは、この独特の構造の付属肢を使って実験を行なった。ハサミの上半分は、普段は引き金を引いた状態でロックされている。その一部(プランジャー)を下半分の受け口(ソケット)に叩きつける構造になっている。

これによって水が急速に押し出され、気泡ができる。この原理はキャヴィテーション(液体の流れで圧力差によって短時間に泡の発生と消滅が起きる物理現象)と呼ばれている。

「バネを使うネズミ捕りのようだと思いました」と、スタークは言う。「そこで、実際にネズミ捕りをいくつか水に沈めてみて、トリガーを外したときにアームがどのくらい速く回転するか試しました。そしてネズミ捕りのアイデアを、ハサミを閉じる仕掛けとして応用したのです」

スタークがつくったハサミは、バネ仕掛けの軸を中心に上半分のパーツが高速で回転して力を生み出し、プランジャーをソケットに叩きつける。この動作でできた高速の水流が、キャヴィテーション気泡を生む。気泡は最初は低圧で比較的大きいが、すぐに破裂に向かう。

「周囲の水に押され続けることで、圧力と温度が極めて高くなるのです」と、彼は言う。気泡はとてつもない高温になり、プラズマ発光が生じるほどだ。
https://wired.jp/wp-content/uploads/2019/04/01-xtang1.2019-03-14-15_41_04.gif

■既存の方法よりも10倍以上も効率的

これと同じ現象は、テッポウエビがハサミを閉じたときにも観察される。「水が外側に押し出されることで衝撃波が出現します」。野生のテッポウエビは、こうして獲物をノックアウトしているのだ。

研究チームはラボでハイスピードカメラを使用し、ハサミの隙間から排出されるジェット水流を観察した。また、その後に生じる衝撃波についても、プラズマ発生時の閃光というかたちで撮影することに成功した。

水中でプラズマを生み出すのは、テッポウエビの専売特許ではない。水中での溶接作業では、プラズマを利用したプラズマアーク溶接という方法が用いられ、こちらも超高熱を生み出す。また、レーザーを使って水中でプラズマをつくりだす方法も確立されている。

続きはソースで

https://wired.jp/2019/04/18/shrimp-plasma/
ダウンロード


引用元: テッポウエビが発する「プラズマ衝撃波」を再現するロボットハサミ、米研究者らが開発[04/18]

テッポウエビが発する「プラズマ衝撃波」を再現するロボットハサミ、米研究者らが開発の続きを読む

    このエントリーをはてなブックマークに追加 mixiチェック
1: 2017/01/03(火) 23:59:47.97 ID:CAP_USER
ヤシガニ「挟む力」地上最強…体重の90倍近く

沖縄県内の樹林などに生息するヤシガニのはさみの力が、推計で最大約340キロに及び、カニやエビなどの甲殻類では「最強」となることが、沖縄美ちゅら海水族館(沖縄県本部町)を運営する「沖縄美ら島財団」の実測調査でわかった。
 
ライオンが物をかむ力(約300キロ)に匹敵する強さで、物を挟む力としては地上の生物で最強クラスになるという。
 
ヤシガニがヤシの実を割るほどの力があることは知られていたが、はさみの威力が実測値などで明らかになるのは初めて。研究成果は米科学雑誌「プロス・ワン」電子版に掲載された。

続きはソースで

▽引用元:YOMIURI ONLINE 2016年12月31日 08時49分
http://www.yomiuri.co.jp/science/20161230-OYT1T50141.html

▽関連
沖縄美ら島財団 プレスリリース 2016.12.01
甲殻類最強!ライオンの咬む力に匹敵? ヤシガニ 驚きのハサミの力
http://churashima.okinawa/pressrelease/detail/1029
ダウンロード


引用元: 【生物】甲殻類最強!ヤシガニのはさみの力 推計で最大約340キロ 体重の90倍近く/沖縄美ら島財団©2ch.net

甲殻類最強!ヤシガニのはさみの力 推計で最大約340キロ 体重の90倍近く/沖縄美ら島財団の続きを読む

    このエントリーをはてなブックマークに追加 mixiチェック
1: 2016/08/19(金) 22:14:02.27 ID:CAP_USER
最強のはさみ持つ甲殻類は? 強度を形状から計測

最強のはさみを持つ甲殻類は――。名古屋大学博物館の藤原慎一助教らの研究チームが、カニなど92種類のはさみの強度を形状から計測した。
「最強」は貝殻を割って食べるカラッパやヤシガニ。
食性や、はさみの用途で強度は大きく異なっていた。

ザリガニ、ヤドカリ、アナジャコ、カニの仲間92種類の317個のはさみを計測した。
刃の根元の幅(A)を、刃の長さ(B)で割った数値(A/B)で比較した。
てこの原理に加え、はさみを動かす筋肉の太さは刃の幅に比例することから、強度の指標とした。

(引用ここまで 以下引用元参照)

▽引用元:朝日新聞DIGITAL 月舘彩子 2016年8月16日13時27分
http://www.asahi.com/articles/ASJ8300RSJ82OIPE03K.html

ダウンロード


引用元: 【生物】最強のはさみ持つ甲殻類は? 強度を形状から計測/名古屋大 ©2ch.net

最強のはさみ持つ甲殻類は? 強度を形状から計測/名古屋大の続きを読む

    このエントリーをはてなブックマークに追加 mixiチェック
1: 2014/07/10(木) 20:24:55.46 ID:???.net

“モンスター”ウミサソリは優しい巨人
Traci Watson, July 10, 2014

 アクティラムス・カミングシ(Acutiramus cummingsi)は古代生物ウミサソリの一種で、体長2.4メートル以上にも達し、テニスラケットほどもある大きさのハサミを持つ。イェール大学の古生物学者ロス・アンダーソン(Ross Anderson)氏は、このウミサソリを「4億年前の海のモンスター」だと言う。

約4億年前に生きていたウミサソリの一種、アクティラムス・カミングシの化石。
http://www.nationalgeographic.co.jp/news/news_images/giant-sea-scorpion-2-s1475x2048-p-600x833_600x450.jpg

 しかし新しい研究で、この一見恐ろしい生物が実際には穏やかな性質だったことが示唆されている。

 2種のウミサソリ化石種、アクティラムス・カミングシとそれより小型なユーリプテルス(Eurypterus)属の近縁種の解析が最近実施され、その結果アクティラムス・カミングシは自身より弱々しい近縁種に比べ視力が悪かったことが示唆された。実際アクティラムス・カミングシの眼は、海底のスカベンジャー(腐肉食動物)として不名誉な生活を送る現代のカブトガニに似ている。

 この捕食者は大型で素早く泳ぐ魚などの動物を餌にしていただろうと以前は考えられていたが、今回の解析結果はそのような動物を追いかけることが不可能だったろうことを意味している。

「彼らは上位捕食者として理解されてきた。しかし、どうやら獲物を追跡する能力はなさそうだ」と、新しい研究の共著者アンダーソン氏は語る。

◆優しい巨人
 アクティラムス・カミングシは、4億2300万~4億1000万年前頃に繁栄した生物だ。節足動物はロブスターや昆虫を含むグループだが、本種はこれまでに存在した節足動物で最大を誇る。アクティラムスという名前は、ラテン語で“鋭い枝”を意味するacutiramusに由来する。これは物をつかむハサミに生えたトゲの角度を表している。

続きはソースで

ソース:ナショナルジオグラフィック ニュース(July 10, 2014)
“モンスター”ウミサソリは優しい巨人
http://www.nationalgeographic.co.jp/news/news_article.php?file_id=20140710001

原論文:Biology Letters
Ross P. Anderson, Victoria E. McCoy, Maria E. McNamara and Derek E. G. Briggs.
What big eyes you have: the ecological role of giant pterygotid eurypterids.
http://rsbl.royalsocietypublishing.org/content/10/7/20140412

プレスリリース:Yale University(July 9, 2014)
Extinct sea scorpion gets a Yale eye exam, with surprising results
http://news.yale.edu/2014/07/09/extinct-sea-scorpion-gets-yale-eye-exam-surprising-results


引用元: 【古生物学】巨大なウミサソリ類は暗い海底に棲息 化石の目を分析


恐ろしい姿の巨大なウミサソリ類は実は優しかったの続きを読む

    このエントリーをはてなブックマークに追加 mixiチェック
DNAの新しいハサミを開発

【引用元:2014年03月24日 サイエンスポータル】


0: 理系ニュース∞0000/0/0(水) 00:00:00.00 ID:rikeinews

恥ずかしながら遺伝子組み換えって、酵素を使ったDNAの切り貼りだって事を今知りました。
今までは遺伝子組み換えというと、DNAを何かしらの薬品に浸けたり違う品種同士を交配させたりしたものだと思ってました。
まぁ遺伝子組み換えの方法は様々なものがあるらしいですが...

それにしてもあんなに小さなものをハサミで切ったり、ノリをつけて貼ったりしていたなんてものすごく面倒で繊細な技術なんですね。
遺伝子組み換えの作業でもしも切る場所を間違えたり、貼る場所を間違えでもしたら最初からやり直しなんでしょうね・・・

遺伝子組み換えと聞くと何かと良くない話があったり、ちょっと怖い感じもしますが、こういう技術が発達していくとミスなども減っていくでしょうし、ミスに伴う色んな弊害なども少なくなっていくんでしょうかね?

そして今何かと騒がれている理化学研究所ですが、こういうニュースももっとマスコミは取り上げてくれればいいんですけどね。

ただでさえ悪い情報はすぐに広がりやすいですし。

【DNAの新しいハサミを開発】についての続きを読む

    このエントリーをはてなブックマークに追加 mixiチェック
1: 白夜φ ★ 2014/02/09(日) 17:10:45.35 ID:???

はさみ発達、遺伝子を特定 クワガタで研究、北海道大

6

クワガタムシの雄の特徴である、はさみのような大顎の発達を制御し、雌との差を目立たせる遺伝子を北海道大などの研究チームが特定し、6日、発表した。
遺伝子がホルモンに作用して性差を生む仕組みも確認した。

研究チームは昆虫の性を決める遺伝子の一つに着目。
クワガタは雄にも雌にも大顎があるが、実験ではインドネシアの島などに生息し、雄の大顎が非常に発達する「メタリフェルホソアカクワガタ」を使った。

幼虫に、この遺伝子の働きを阻害する注射を打つと、雄の大顎は発達が抑制され、雌は大顎が通常よりやや長く、大きくなった。

また、雄の大顎が発達するのを促し、雌にもあるホルモンと遺伝子との関連も調べた。
この遺伝子を働かないようにすると雌の大顎が発達したことから、研究チームは、雌では遺伝子がホルモンの効果を抑制していると結論付けた。

北海道大の三浦徹准教授は「他の昆虫でも性差がどのように生じるのか調べるのに役立つのではないか」と話している。
[ 2014年2月6日 17:54 ]

▽記事引用元 スポニチ Sponichi Annex 2014年2月6日17:54配信記事

▽関連記事
47NEWS 写真ニュース
クワガタのはさみ発達の遺伝子 北海道大などが特定
http://www.47news.jp/news/photonews/2014/02/post_20140206215945.php
http://img.47news.jp/PN/201402/PN2014020601002127.-.-.CI0003.jpg

▽関連リンク
・北海道大学 PRESS RELEASE(2014/2/6)
クワガタムシの雌雄差を生み出す遺伝子の同定に成功
http://www.hokudai.ac.jp/news/140206_pr_ees.pdf
・PLoS Genetics
Published: January 16, 2014
DOI: 10.1371/journal.pgen.1004098
Developmental Link between Sex and Nutrition; doublesex Regulates Sex-Specific Mandible Growth via Juvenile Hormone Signaling in Stag Beetles
http://www.plosgenetics.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pgen.1004098



クワガタのはさみ 雌雄差を生み出す遺伝子を特定/北海道大の続きを読む
スポンサーリンク

このページのトップヘ