内で降る雪 霧箱 cloud chamber [生命の誕生＋進化]
関東地方もだいぶ寒くなってきてそろそろ雪かもと、
ちょっと分かりづらいでしょうか？
以前、博物館の中で撮影しました霧箱を作ってみたいと思ってまして、
近くにドライアイス屋さんがありましたので、そんなお話です。
レシピと作り方です（いろんなところで解説されていますのでいまさらで・・・すみません）
ドライアイス1kgを購入して、だいたい500円位
包みを開いて、
上に、黒い紙を敷いた透明な容器を置きます。
横から光を当てて、100％のエタノールをたらします。
アルコールを入れている写真を撮り忘れましたが、簡単レシピはここまでです。
しばらくすると、
再生できない場合、ダウンロードは🎥こちら
movは
雪が降り始めます。
１時間以上録画したものの中で、きれいに雪？が写っているものをピックアップしています。
線を引いていないものは埃かもしれませんが、
こちらが本当の雲や雪（アルコールですが）ということなのでしょう。
近寄ったものが初めの写真で、
再生できない場合、ダウンロードは🎥こちら
movは
ビットレートが低いので粗い画像ですが、
家の中に雪が降っているように感じませんでしょうか？
下からもふりますね、笑
こんなふうに私達の体には常に放射線が・・・あたっているのですね。
なぜこんなに前回のブログから時間がたっているかと申しますと、
またまたジャンク箱に、ペルチェ素子があったので、この様なものを作っていたのですが、
一段では、周りの温度からだいたい40℃位しか下がらなかったという・・・
アルコールの過飽和蒸気を作るためには－30℃以下位にする必要がある様で、
外気（玄関で、だいたい15℃位）にさらしてもー25度にしかならなかったもので・・・
実際にどんな画像が撮影出来るのか確認していたという事でした、汗
毎回ですが、難しいですね、実験って・ ・ ・
今度はペルチェ素子２段重ねでトライしないといけません、という結論でした。
追加）高温でも可能で、
その場合にはアルコールではなく、エチレングリコールを使用するようです。
ご参考までにです。
ちょっと分かりづらいでしょうか？
以前、博物館の中で撮影しました霧箱を作ってみたいと思ってまして、
近くにドライアイス屋さんがありましたので、そんなお話です。
レシピと作り方です（いろんなところで解説されていますのでいまさらで・・・すみません）
ドライアイス1kgを購入して、だいたい500円位
包みを開いて、
上に、黒い紙を敷いた透明な容器を置きます。
横から光を当てて、100％のエタノールをたらします。
アルコールを入れている写真を撮り忘れましたが、簡単レシピはここまでです。
しばらくすると、
再生できない場合、ダウンロードは🎥こちら
movは
ダウンロードは🎥こちら
雪が降り始めます。
１時間以上録画したものの中で、きれいに雪？が写っているものをピックアップしています。
線を引いていないものは埃かもしれませんが、
こちらが本当の雲や雪（アルコールですが）ということなのでしょう。
近寄ったものが初めの写真で、
再生できない場合、ダウンロードは🎥こちら
movは
ダウンロードは🎥こちら
ビットレートが低いので粗い画像ですが、
家の中に雪が降っているように感じませんでしょうか？
下からもふりますね、笑
こんなふうに私達の体には常に放射線が・・・あたっているのですね。
なぜこんなに前回のブログから時間がたっているかと申しますと、
またまたジャンク箱に、ペルチェ素子があったので、この様なものを作っていたのですが、
一段では、周りの温度からだいたい40℃位しか下がらなかったという・・・
アルコールの過飽和蒸気を作るためには－30℃以下位にする必要がある様で、
外気（玄関で、だいたい15℃位）にさらしてもー25度にしかならなかったもので・・・
実際にどんな画像が撮影出来るのか確認していたという事でした、汗
毎回ですが、難しいですね、実験って・ ・ ・
今度はペルチェ素子２段重ねでトライしないといけません、という結論でした。
追加）高温でも可能で、
その場合にはアルコールではなく、エチレングリコールを使用するようです。
ご参考までにです。
再度、心臓のルーピング [生命の誕生＋進化]
外は雨で、少し花粉が減ってきましたので、頭の曇りが晴れてきて、
画像の修整です。
こんな感じにループして、心房、心室と分離していきます。
前日よりはわかりやすいでしょうか？
実際には３次元的な変化ですから、もう少し考察が必要そうです。
画像の修整です。
こんな感じにループして、心房、心室と分離していきます。
前日よりはわかりやすいでしょうか？
実際には３次元的な変化ですから、もう少し考察が必要そうです。
鰓と、心臓 Looping [生命の誕生＋進化]
オタマジャクシのエラを観察していたら血管の走行の画像が眼に浮かびまして、
進化のお話を思い出しました。
頭の中には、まず、鰓のようなものと、心臓みたいなものが出てきます。
えらは酸素を取り入れ、心臓はそれを運びます。
心臓は、ミジンコさんや、ヤゴさんにもありました。
えらの話は長く続きそうですから、今日は心臓のお話でも・・・
初めは血管の一部が拍動し逆流を遮る膜が出来たのでしょう。
鰓が出来て、さらなる酸素の効率的な輸送のため？心臓がLoopingと呼ばれる変化を起こします。
（Loopingと呼ばれるのは始まり部分のみの用語のようです。）
このあたりは、教科書で述べられていますので、特に参考は必要ないかもしれません、
再分化されてしまってこれと呼べるものが無いのですが、しいて挙げるとするとこちらです。
頭の中の、もやもや？を、図示しておきましょう。
青い方から赤い方に血液が流れます。
（青い膨大部が心房で、赤い方が心室に相当します。動脈が３本以降は省略しています。）
PLoS One. 2008 Aug 6;3(8):e2857. doi: 10.1371によると、この間、600million yearsだそうです。
過程を作表すると、
のような感じになるでしょうか。
（時期はアバウトです。詳しくは上記参照をご覧ください。）
よく、哺乳類と、鳥類は一緒だと説明されますが、
３本の動脈のうち、右が残るか左が残るかで、異なっていると思うのですが、
その辺はどうでもいいのでしょうか？
（１本は肺にいっています）
心房の回転、心室の中隔がズレていく所、弁が分かれていく所が凄い発明？ですね。
なんといっても、卵から大きくなるに従って血液を流しながら成長するのです。
中学、高校の参考書では１ページ位となって残念なところですが、
複雑で面白いのです。
外は曇りですが、頭の中は晴れました？
（あっ花粉かぁ）
進化のお話を思い出しました。
頭の中には、まず、鰓のようなものと、心臓みたいなものが出てきます。
えらは酸素を取り入れ、心臓はそれを運びます。
心臓は、ミジンコさんや、ヤゴさんにもありました。
えらの話は長く続きそうですから、今日は心臓のお話でも・・・
初めは血管の一部が拍動し逆流を遮る膜が出来たのでしょう。
鰓が出来て、さらなる酸素の効率的な輸送のため？心臓がLoopingと呼ばれる変化を起こします。
（Loopingと呼ばれるのは始まり部分のみの用語のようです。）
このあたりは、教科書で述べられていますので、特に参考は必要ないかもしれません、
再分化されてしまってこれと呼べるものが無いのですが、しいて挙げるとするとこちらです。
頭の中の、もやもや？を、図示しておきましょう。
青い方から赤い方に血液が流れます。
（青い膨大部が心房で、赤い方が心室に相当します。動脈が３本以降は省略しています。）
PLoS One. 2008 Aug 6;3(8):e2857. doi: 10.1371によると、この間、600million yearsだそうです。
過程を作表すると、
| おもな出来事 | 種類 | 時期 |
|---|---|---|
| 心房がループし始める | 魚 | ６億年前 |
| 心房が２つに分かれる（心房中隔が出来る） | 両生類 | ５億年前 |
| 動脈が３つに分かれる | 爬虫類 | ４億年前 |
| 心室が２つに分かれる（心室中隔が出来る） | ワニ | ３億年前 |
| 右が残る | 鳥 | |
| 左が残る | 哺乳類 |
のような感じになるでしょうか。
（時期はアバウトです。詳しくは上記参照をご覧ください。）
よく、哺乳類と、鳥類は一緒だと説明されますが、
３本の動脈のうち、右が残るか左が残るかで、異なっていると思うのですが、
その辺はどうでもいいのでしょうか？
（１本は肺にいっています）
心房の回転、心室の中隔がズレていく所、弁が分かれていく所が凄い発明？ですね。
なんといっても、卵から大きくなるに従って血液を流しながら成長するのです。
中学、高校の参考書では１ページ位となって残念なところですが、
複雑で面白いのです。
外は曇りですが、頭の中は晴れました？
（あっ花粉かぁ）
左右の決定 Nodal因子 [生命の誕生＋進化]
なぜ卵が回転するのか？
面白い報告が色々あるのですが、ひとつお話しておきましょう。
この回転が左右の決定という重大事項にかかわっているというお話です。
（ご存知でしたらすみません）
http://hdl.handle.net/11094/24731からです。
神経胚時期における回転を止めるという実験ですね。
（ホヤの卵をサンドイッチにして固定するものです）
要点は、上図のように左側でのみ発現するnodalという成長因子が、
回転を止めると左右両方に発生し、形成異常を生じるというものです。
（当然、その他の因子のかかわりもあるのでしょうね）
なのでこの時期（タイミング）には、
止まってもだめ、逆に回ってもだめ（左右が逆の状態になる？）、ということのようなのです。
左右という重要な要素が、回転（水流）によって決定づけられているというのはすごいですよね。
前日お見せした卵の回転が、
心臓の向きやその他もろもろと関係しているなんて、
やっぱり生き物って不思議~って思ってしまいます。
追加）対称性の総論がこちらにありました。
一応リンクしておきますのでご興味のある方はどうぞ。
面白い報告が色々あるのですが、ひとつお話しておきましょう。
この回転が左右の決定という重大事項にかかわっているというお話です。
（ご存知でしたらすみません）
http://hdl.handle.net/11094/24731からです。
神経胚時期における回転を止めるという実験ですね。
（ホヤの卵をサンドイッチにして固定するものです）
要点は、上図のように左側でのみ発現するnodalという成長因子が、
回転を止めると左右両方に発生し、形成異常を生じるというものです。
（当然、その他の因子のかかわりもあるのでしょうね）
なのでこの時期（タイミング）には、
止まってもだめ、逆に回ってもだめ（左右が逆の状態になる？）、ということのようなのです。
左右という重要な要素が、回転（水流）によって決定づけられているというのはすごいですよね。
前日お見せした卵の回転が、
心臓の向きやその他もろもろと関係しているなんて、
やっぱり生き物って不思議~って思ってしまいます。
追加）対称性の総論がこちらにありました。
一応リンクしておきますのでご興味のある方はどうぞ。
細胞の動きは、鞭毛、繊毛、仮足(アメーバー)とは限らないのですね。 [生命の誕生＋進化]
藍藻の動きについて調べていましたら、おしろいことがわかりましたのでご紹介です。
単細胞生物の動きには、鞭毛、繊毛、仮足(アメーバーさん)があることはお話しましたが、
それらとは異なるものもたくさん存在するというお話です。
またまた、dumboのメモということですが・・・
はじめに、Myxococcus xanthus（土壌粘液細菌、知名度の高い粘菌とは別です=こちらはアメーバさん）さんでの報告です。
Annu Rev Genet. 2011; 45: 21–39.からで、
こちらは、大きく２つに分けて、
S運動性（S-motility）・粘液分泌性（The Slime Secretion Model）
A運動性（A-motility）・点接着性（The Focal Adhesion Model）or ヘリカルロータ性（The Helical Rotor Model）
というものが存在するらしいです。
図示するとこんな感じで、粘液を分泌することにより（押す）前進するものと、
繊維を引っ張ることにより（引く）前進するものです。
粘液を分泌するのは、付着部位に痕が残ることから推測されていますが、
実際のところ、分泌機構がどうなっているか？といった報告はなさそうです。
引っ張ることでは、生えている繊維を引っ張っているという報告のほかに、
さらに（最近になって？）２つほど説があり、
細胞内のらせん状構造体（ MreB, actin-like structural homolog）上で、
移動するタンパク質が動力源（実際にはその奥の構造体・複合体）を担っているようです。
そのタンパクが膜を貫通していると、点接着、
貫通していないと、ヘリカルローターとそれぞれ称させるようです。
（ヘリカルでは、膜を変形させ隆起を作るのだそうです）
お次は、マイコプラズマの滑走運動です。
Mycoplasmaとは、細菌の一種というより、
細菌より小さく、細胞壁すらないすごく原始的？な生物（でも細菌？）です。
風邪などが治りにくいときに、決まってこのかたのお世話になりますので、
ちょっとやっかいものあつかいされますね。
こちらは、そのものずばりな動画がありました。
http://www.sci.osaka-cu.ac.jp/~miyata/
からです。
こんなに小さな生物に分子レベルの足がはえているのです。
いやぁすごいですね、生きものって。
何でもありの分子マシーンというところでしょうか？
最後で申し訳ありませんが、本題の藍藻の動きですね。
Current Biology 1998, 8:1161–1168.からになります。
ユレモさんの仲間では、体に斜めの繊毛列（Helical oscillin fibrils）があり、
体の端から、粘液（Secreted slime）を分泌し繊毛列にそって流れて・・・
という具合にすべり運動をするということのようです。
（図では前進、後進一つづつの分泌腺ですが実際には沢山なのはいうまでもありませんね。）
追加）また斜めの繊毛列（Helical oscillin fibrils）は表面が波打つことでも滑走しているそうです。
追加）MICROBIOLOGYTODAYVOL 28/AUG 01 131-133 が詳しいです。
これら上記の動きはまとめて、滑走運動（Gliding motility）とよばれ、
当然のごとく、何かつかまる物がないと動けないということはありますが、
すばらしい運動機能を考えた？ものです。
ほんと、生き物ってすごいですね。
単細胞生物の動きには、鞭毛、繊毛、仮足(アメーバーさん)があることはお話しましたが、
それらとは異なるものもたくさん存在するというお話です。
またまた、dumboのメモということですが・・・
はじめに、Myxococcus xanthus（土壌粘液細菌、知名度の高い粘菌とは別です=こちらはアメーバさん）さんでの報告です。
Annu Rev Genet. 2011; 45: 21–39.からで、
こちらは、大きく２つに分けて、
S運動性（S-motility）・粘液分泌性（The Slime Secretion Model）
A運動性（A-motility）・点接着性（The Focal Adhesion Model）or ヘリカルロータ性（The Helical Rotor Model）
というものが存在するらしいです。
図示するとこんな感じで、粘液を分泌することにより（押す）前進するものと、
繊維を引っ張ることにより（引く）前進するものです。
粘液を分泌するのは、付着部位に痕が残ることから推測されていますが、
実際のところ、分泌機構がどうなっているか？といった報告はなさそうです。
引っ張ることでは、生えている繊維を引っ張っているという報告のほかに、
さらに（最近になって？）２つほど説があり、
細胞内のらせん状構造体（ MreB, actin-like structural homolog）上で、
移動するタンパク質が動力源（実際にはその奥の構造体・複合体）を担っているようです。
そのタンパクが膜を貫通していると、点接着、
貫通していないと、ヘリカルローターとそれぞれ称させるようです。
（ヘリカルでは、膜を変形させ隆起を作るのだそうです）
お次は、マイコプラズマの滑走運動です。
Mycoplasmaとは、細菌の一種というより、
細菌より小さく、細胞壁すらないすごく原始的？な生物（でも細菌？）です。
風邪などが治りにくいときに、決まってこのかたのお世話になりますので、
ちょっとやっかいものあつかいされますね。
こちらは、そのものずばりな動画がありました。
http://www.sci.osaka-cu.ac.jp/~miyata/
からです。
こんなに小さな生物に分子レベルの足がはえているのです。
いやぁすごいですね、生きものって。
何でもありの分子マシーンというところでしょうか？
最後で申し訳ありませんが、本題の藍藻の動きですね。
Current Biology 1998, 8:1161–1168.からになります。
ユレモさんの仲間では、体に斜めの繊毛列（Helical oscillin fibrils）があり、
体の端から、粘液（Secreted slime）を分泌し繊毛列にそって流れて・・・
という具合にすべり運動をするということのようです。
（図では前進、後進一つづつの分泌腺ですが実際には沢山なのはいうまでもありませんね。）
追加）また斜めの繊毛列（Helical oscillin fibrils）は表面が波打つことでも滑走しているそうです。
追加）MICROBIOLOGYTODAYVOL 28/AUG 01 131-133 が詳しいです。
これら上記の動きはまとめて、滑走運動（Gliding motility）とよばれ、
当然のごとく、何かつかまる物がないと動けないということはありますが、
すばらしい運動機能を考えた？ものです。
ほんと、生き物ってすごいですね。
スポンジの幼生が胚、なのかぁなぁ？ [生命の誕生＋進化]
そして、どうして幼若期の海綿が進化上重要かということに辿り着きます。
BMC Biol. 2014 Mar 28;12:26. からの報告です。
海綿の幼若（幼虫？）、の繊毛細胞層の下で、GATA遺伝子が働いていたという報告です。
この遺伝子グループは、多細胞動物の胚形成に重要な遺伝子ということがわかっているので、
それがカイメンの細胞でも働いていることから、
進化の基本部分が共通しているということの証拠ではないかというお話です。
短いお話（報告は長い）ですが、共通の祖先の基本形を探るうえのキモらしいです。
（もちろん、これが全てではないのはみなさんおわかりなところでしょうが。）
BMC Biol. 2014 Mar 28;12:26. からの報告です。
海綿の幼若（幼虫？）、の繊毛細胞層の下で、GATA遺伝子が働いていたという報告です。
この遺伝子グループは、多細胞動物の胚形成に重要な遺伝子ということがわかっているので、
それがカイメンの細胞でも働いていることから、
進化の基本部分が共通しているということの証拠ではないかというお話です。
短いお話（報告は長い）ですが、共通の祖先の基本形を探るうえのキモらしいです。
（もちろん、これが全てではないのはみなさんおわかりなところでしょうが。）
さらに進化が続きます。 [生命の誕生＋進化]
まずはじめに、ホヤ～脊椎動物への進化の過程ですね。
色々な教科書にも書かれています。
以前ご紹介した、
EVOLUTION & DEVELOPMENT 10:2, 241–257 (2008)によると、
ホヤの幼生が我々の先祖ではなかろうかということです。
しかし最近？では異論があり、
遺伝子などの解析から、クシクラゲさんが、先祖に近いのではないかということが指摘されています。
Science. 2013 December 13; 342(6164)や、
The Journal of Experimental Biology (2015) 218, 592-597などです。
参考を読んで頂くのが早いとは思いますが、
dumboの理解したところでは、
クシクラゲの神経遺伝子の一部が、カイメンさんから（逆ですが）見つかりました。
（話がややこしいですが、クシクラゲの遺伝子が古い形で、その一部を消失したのがカイメンではないかということです。）
さらに、その起源も違うのではということのようです。
うーん、謎は深まるばかりですが･･･
クシクラゲあるいはカイメンさんあたりが、
初期の生物の生き残り（本当の祖先から進化したということ）だろうということは一致しているのですね。
有櫛動物（Ctenophora）のクシクラゲの一種です。
このかたがご先祖かもしれないとは、不思議ですね。
色々な教科書にも書かれています。
以前ご紹介した、
EVOLUTION & DEVELOPMENT 10:2, 241–257 (2008)によると、
ホヤの幼生が我々の先祖ではなかろうかということです。
しかし最近？では異論があり、
遺伝子などの解析から、クシクラゲさんが、先祖に近いのではないかということが指摘されています。
Science. 2013 December 13; 342(6164)や、
The Journal of Experimental Biology (2015) 218, 592-597などです。
参考を読んで頂くのが早いとは思いますが、
dumboの理解したところでは、
クシクラゲの神経遺伝子の一部が、カイメンさんから（逆ですが）見つかりました。
（話がややこしいですが、クシクラゲの遺伝子が古い形で、その一部を消失したのがカイメンではないかということです。）
さらに、その起源も違うのではということのようです。
うーん、謎は深まるばかりですが･･･
クシクラゲあるいはカイメンさんあたりが、
初期の生物の生き残り（本当の祖先から進化したということ）だろうということは一致しているのですね。
有櫛動物（Ctenophora）のクシクラゲの一種です。
このかたがご先祖かもしれないとは、不思議ですね。
生命の進化 多細胞化 カエルの卵？ [生命の誕生＋進化]
動画のご紹介が続きましたので、ちょっと休憩？整理？です。
結構前のお話に戻りますね。
単細胞から多細胞への変遷です。
初めは単純に並んでいたのでしょう。
この辺はボルボックスさんなどから考えるとわかりやすいですね。
細胞たちの風船ということでしょうか？
風船のままでは内部の空間がもったいないですよね。
この部分へ細胞が生じるというバリエーションもあるでしょう、
その場合、ホヤ～脊椎動物への進化の過程と同意です。
具体例では、プロテロスポンギアさんが有名ですが、以前お話したようにうーんです。
動物？のボルボックス(Sphaeroeca volvox)というかたもお話しました。
植物？の、ボルボックスさんでは、子供が内部に作られていましたね。
しかし、いっぱい内部に細胞が増えると、中心部への栄養供給に不自由しそうです。
なので、さらに進むには、細胞の折り返しという手段の効率が良さそうです。
そこで内腔へ、細胞の凹みが出来るわけです。
場合によっては、反対側へと貫通するのでしょう。
さて、外面の細胞は全体の移動をつかさどりますが、内面の細胞は移動する必要は無くなります。
そこで何か別の役割を担うようになるのですね。
あれこれって、どこかで学んだような･･･
カエルの発生でしょうか？
やはり、卵の成長が進化の過程ということなのでしょうか？
結構前のお話に戻りますね。
単細胞から多細胞への変遷です。
初めは単純に並んでいたのでしょう。
この辺はボルボックスさんなどから考えるとわかりやすいですね。
細胞たちの風船ということでしょうか？
風船のままでは内部の空間がもったいないですよね。
この部分へ細胞が生じるというバリエーションもあるでしょう、
その場合、ホヤ～脊椎動物への進化の過程と同意です。
具体例では、プロテロスポンギアさんが有名ですが、以前お話したようにうーんです。
動物？のボルボックス(Sphaeroeca volvox)というかたもお話しました。
植物？の、ボルボックスさんでは、子供が内部に作られていましたね。
しかし、いっぱい内部に細胞が増えると、中心部への栄養供給に不自由しそうです。
なので、さらに進むには、細胞の折り返しという手段の効率が良さそうです。
そこで内腔へ、細胞の凹みが出来るわけです。
場合によっては、反対側へと貫通するのでしょう。
さて、外面の細胞は全体の移動をつかさどりますが、内面の細胞は移動する必要は無くなります。
そこで何か別の役割を担うようになるのですね。
あれこれって、どこかで学んだような･･･
カエルの発生でしょうか？
やはり、卵の成長が進化の過程ということなのでしょうか？
鞭毛の進化３ 多様化へと進みます [生命の誕生＋進化]
鞭毛の進化２、ユニコンタ(unikonta)、バイコンタ(bikonta)、オピストコンタ(Opisthokonta) [生命の誕生＋進化]
そして、鞭毛はさらなる進化をとげるのです･･･ とお話が続きます。
それは、鞭毛の数が１→２本へと増加します。
鞭毛の数と言うとたいしたことはなさそうですが、分類学上の動物と植物以上に決定的な変化ということのようです。
International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology (2002), 52, 297–354.、
Cold Spring Harb Perspect Biol. 2014 Sep 2;6(9):、
Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2014 Sep 5;369(1650). からです。
ここで、動物と植物が進化の段階で別れたということでしょうか？
ちなみに、動物は鞭毛と反対側に移動しますので、生物界では異端ということなのでしょうね？
すっごく重要らしいです？？？
（例外？は色々ですが）
それは、鞭毛の数が１→２本へと増加します。
鞭毛の数と言うとたいしたことはなさそうですが、分類学上の動物と植物以上に決定的な変化ということのようです。
International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology (2002), 52, 297–354.、
Cold Spring Harb Perspect Biol. 2014 Sep 2;6(9):、
Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2014 Sep 5;369(1650). からです。
ここで、動物と植物が進化の段階で別れたということでしょうか？
ちなみに、動物は鞭毛と反対側に移動しますので、生物界では異端ということなのでしょうね？
すっごく重要らしいです？？？
（例外？は色々ですが）
