< Return to Video

ヒトの精子 vs. マッコウクジラ ― アーティシュ・バティア

  • 0:07 - 0:11
    1977年 物理学者の
    エドワード・パーセルは
  • 0:11 - 0:14
    細菌を押して 放すと
  • 0:14 - 0:17
    約100万分の１秒後に
    止まることを算出しました
  • 0:17 - 0:21
    その間に移動する距離は
    原子１つの幅にも満たないのです
  • 0:21 - 0:25
    精子や 他の多くの微生物についても
    同じことが言えます
  • 0:25 - 0:28
    その極端な小ささのせいに
    他なりません
  • 0:28 - 0:31
    微細な生物は 私たちとは
    無縁の世界に生息しています
  • 0:31 - 0:35
    水中を2.5センチメートル進むのも
    一苦労という世界です
  • 0:35 - 0:38
    しかし 泳ぎ手にとって
    なぜ大きさが重要なのでしょうか？
  • 0:38 - 0:41
    精子（sperm）とマッコウクジラ
    （sperm whale）の世界では
  • 0:41 - 0:43
    何が根本的に違うのでしょうか？
  • 0:43 - 0:46
    これを解明するため
    流体物理学の世界に飛び込みましょう
  • 0:46 - 0:48
    考え方はこうです
  • 0:48 - 0:50
    プールで泳いでいる
    自分を想像して下さい
  • 0:50 - 0:53
    そこには あなたと
    膨大な数の水分子があります
  • 0:53 - 0:57
    水分子は あなたの
    １千𥝱（じょ）倍あります
  • 0:57 - 1:01
    あなたの巨大な体で
    水分子を押しのけるのは簡単ですが
  • 1:01 - 1:03
    もしあなたが
    とても小さかったとして
  • 1:03 - 1:05
    仮に 水分子ほどの
    大きさだった場合
  • 1:05 - 1:08
    途端に 人であふれる
    プールの中のような状態になります
  • 1:08 - 1:12
    大量にある極小の水分子を
    かき分けていただけだったのが
  • 1:12 - 1:15
    今度は ありとあらゆる水分子が
    自分と同じ大きさの人になり
  • 1:15 - 1:17
    どこへ行くにも
    押しのけなければなりません
  • 1:18 - 1:21
    1883年 物理学者の
    オズボーン・レイノルズは
  • 1:21 - 1:26
    流動体の動き方を予測できる
    単数があることを解明しました
  • 1:26 - 1:28
    これは「レイノルズ数」と呼ばれ
  • 1:28 - 1:30
    単純な性質によって決まります
  • 1:30 - 1:34
    例えば 泳ぎ手の大きさや速さ 流体密度
  • 1:34 - 1:37
    そして 流体のべとつき度
    つまり粘性です
  • 1:38 - 1:41
    これはつまり
    全く違う大きさの生き物の住む世界は
  • 1:41 - 1:43
    それぞれ極端に異なるということです
  • 1:43 - 1:45
    例えば
    その巨体からいうと
  • 1:45 - 1:48
    マッコウクジラは
    高レイノルズ数の世界にいます
  • 1:49 - 1:50
    一度尾をはためかせれば
  • 1:50 - 1:52
    信じられない距離を
    惰性で進むことができます
  • 1:53 - 1:56
    一方 精子は
    低レイノルズ数の世界にいます
  • 1:56 - 1:58
    尾の振りをやめれば
  • 1:58 - 2:01
    原子１個分の距離さえ進まず
    止まってしまうでしょう
  • 2:01 - 2:04
    精子の気持ちを
    想像するには
  • 2:04 - 2:06
    低レイノルズ数の環境に
    身を投じる必要があります
  • 2:06 - 2:09
    瓶いっぱいの糖蜜の中で
    腕を動かすところを想像しましょう
  • 2:09 - 2:12
    時計の秒針並みに
    ゆっくりとしか動きません
  • 2:12 - 2:16
    精子が直面する困難が
    よくお分かりでしょう
  • 2:16 - 2:18
    では 微生物たちは
    どのように動いているのでしょう？
  • 2:18 - 2:20
    とは言っても 微生物の多くは
    泳ごうとさえしません
  • 2:20 - 2:23
    食べ物が勝手に
    流れ着くのを待っています
  • 2:23 - 2:24
    ある意味 怠惰な牛が
  • 2:24 - 2:27
    口元まで成長する草を
    待っているようなものです
  • 2:27 - 2:29
    しかし 微生物の多くは
    泳ぐことができます
  • 2:29 - 2:32
    適応という素晴らしい現象が
    起きるのがここです
  • 2:32 - 2:36
    微生物がする工夫の一つが
    ヒレ部分の変形です
  • 2:36 - 2:38
    これを器用に曲げることで
  • 2:38 - 2:42
    戻すときよりも掻くときに
    大きな抵抗が生まれ
  • 2:42 - 2:44
    ゾウリムシのような単細胞生物は
  • 2:44 - 2:48
    周りをびっしり取り囲む水分子の中を
    少しずつ動くことができます
  • 2:48 - 2:52
    細菌や精子が行き着いた
    見事な工夫はまだまだあります
  • 2:53 - 2:55
    ヒレ部分を２方向に振るのではなく
  • 2:55 - 2:57
    コルク抜きのように
    回転させるのです
  • 2:57 - 2:59
    ワインの瓶を開けるとき
  • 2:59 - 3:02
    コルク抜きの回転動作が
    前進運動に変わるように
  • 3:02 - 3:05
    精子はらせん形の尾を回転させ
  • 3:05 - 3:09
    水がコルク並みに
    高密度に感じるような
  • 3:09 - 3:10
    世界を突き進むのです
  • 3:10 - 3:12
    さらに奇妙な戦略もあります
  • 3:13 - 3:15
    バットマンに似た方法を使う
    微生物なら
  • 3:15 - 3:17
    フックを引っ掛けて
    自らを引き寄せます
  • 3:17 - 3:19
    これをパチンコのように使って
  • 3:19 - 3:22
    自分自身を遠くに
    飛ばすことさえあります
  • 3:22 - 3:24
    化学工学を使う微生物もいます
  • 3:24 - 3:27
    ヘリコバクター・ピロリの
    唯一の生息場所は
  • 3:27 - 3:29
    ヒトの胃にある
    ねばねばした酸性の粘液の中です
  • 3:29 - 3:33
    この菌は 周囲の粘液を薄くする
    化学物質を放出することで
  • 3:33 - 3:35
    粘液の中を滑り抜けます
  • 3:35 - 3:37
    この菌が胃潰瘍の原因でもあるのも
  • 3:37 - 3:39
    不思議ではないのかもしれません
  • 3:39 - 3:43
    このように 私たちの体や
    周辺世界に大接近して見てみると
  • 3:43 - 3:46
    膨大な種類の微生物が
    ネバネバした環境（厄介な状況）を
  • 3:46 - 3:49
    器用に乗り越えている様子が
    見えてきます
  • 3:49 - 3:53
    こうした適応がなければ 微生物は
    永遠に宿主を見つけられず
  • 3:53 - 3:56
    精子は 決して
    卵子に辿り着けないでしょう
  • 3:56 - 3:58
    胃潰瘍も起こらないでしょうが
  • 3:58 - 4:00
    そもそも あなたが
    生まれることもないというわけです
  • 4:00 - 4:02
    （ポン！）
Title:
ヒトの精子 vs. マッコウクジラ ― アーティシュ・バティア
Speaker:
Aatish Bhatia
Description:

顕微鏡でないと見えないくらい小さなヒトの精子にとって、移動はとても大変です。他の人でいっぱいのプールを泳ごうとしている人を思い浮かべてみましょう。レイノルズ数という、泳ぎ手の大きさで変動する流体の動きの予測値を算出することで、精子とマッコウクジラの移動を比べることができます。アーティシュ・バティアが、サイズは小さいけど偉大な、精子の旅について解説します。

講師：アーティシュ・バティア
アニメーション：ブラッド・パーネル

＊このビデオの教材：https://ed.ted.com/lessons/human-sperm-vs-the-sperm-whale-aatish-bhatia
more » « less
Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
04:18

Japanese subtitles

Revisions

Our website uses cookies for analysis purposes.