クラゲやヤツメウナギは引く力で前進している事が判明 従来の定説を覆す 英科学誌ネイチャー

1: ナス八 ★ 2015/11/04(水) 13:57:01.85 ID:???*.net
動物や人間は、走ったり、泳いだり、空を飛んだりする際、自分自身を前進させるために、周囲の地面や水や空気に圧力をかける必要があると科学では考えられてきた──しかし、3日に発表されたクラゲとヤツメウナギの研究によると、少なくとも特定の遊泳性動物に関しては、この前提は誤りであるという。

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クラゲ。オーストリア・ウィーンの水族館で(2015年6月9日撮影、資料写真)。(c)AFP/JOE KLAMAR

英科学誌ネイチャー・コミュニケーションズ(Nature Communications)に発表された研究によると、クラゲと、そしてヘビに似た顎のない円口類の魚のヤツメウナギは、水を後方に押して自身を前進させるのではなく、自分のすぐ前にある水の中に圧力の低い領域を作ることで、自身を前方に「けん引」しているのだという。

論文共同執筆者、米スタンフォード大学(Stanford University)のジョン・ダビリ(John Dabiri)氏は、AFPの取材に「低圧力は、クラゲの傘型の体の『先端部』で形成される。これは、傘の下部の流れに着目したクラゲの遊泳力学によるこれまでの理解とは全く異なる」と語り、「遊泳性動物が周囲の水に及ぼす圧力を世界で初めて測定することで、効率的な泳ぎのメカニズムが通説とは大きく異なることを、今回の研究は示した」と続けた。

今回の研究成果は、エネルギー効率が従来よりはるかに高い潜水艦の設計に役立つことが期待される。

ダビリ氏によると、生体力学や技術工学などの研究分野ではこれまで、推進力を得るために、低圧ではなく高圧を作り出すことに重点が置かれていたという。

「動物で観察される、吸引力に基づくメカニズムを工学的に変換できれば、大幅な省エネを実現できるかもしれない」(ダビリ氏)

ヤツメウナギの場合は横方向への体の動きで、泳ぐ人の場合は手で水をかくことで液体分子を押し集め、高圧を生成する。

ダビリ氏によると、低圧はさまざまな方法で生成できるが、最も多くみられるのは、体を回転させて旋回渦を発生させ、渦の中心部に低圧領域を作る方法だという。

このメカニズムで推進力を生成するために必要なエネルギー量は、高圧で同等の推進力を得るよりも少ないとダビリ氏は補足した。

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ヤツメウナギ

■進化の前提

研究で、エンジニアであるダビリ氏と生物学者らの研究チームは、クラゲとヤツメウナギの動きを詳細に調べた。

研究チームは、周囲の液体の動きを見やすくするために、極小のガラス玉を含ませた水のトンネルを泳ぐクラゲとヤツメウナギを詳しく観察した。体の周囲の「流れ場」の記録には、高速デジタル撮像装置とコンピューター制御の圧力測定器を組み合わせて使用した。

その結果、泳ぐクラゲとヤツメウナギの周囲で力のバランスを制御しているのは、低圧領域であることを研究チームは突き止めた。

この発見によって、動物進化に関する一部の基本的な前提条件が変わる可能性があると、ダビリ氏は指摘。「動物の運動性をめぐっては、種の適応度、さらには種の生存能力を判定するのに重要であることが知られている」と前置きしながら、「これまでの研究が前提としていたのは、効率的な運動性の実現には高圧の生成が不可欠」ということで、すなわち、それは望ましい進化的適応であるということだったと続けた。

しかし、今回の研究では、動物が高圧ではなく、低圧の設計へと進化してきた可能性があることが判明している。

クラゲとヤツメウナギは、泳ぎ動作のエネルギー効率が動物の中で最も高い部類に入る。(c)AFP/Laurence COUSTAL

参考
Suction-based propulsion as a basis for efficient animal swimming
http://www.nature.com/ncomms/2015/151103/ncomms9790/full/ncomms9790.html

クラゲは引く力で前進、進化の前提覆す?米研究
http://www.afpbb.com/articles/-/3065368


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67: 名無しさん@1周年 2015/11/04(水) 15:20:09.64 ID:qPmvs4NS0.net

>>1
平泳ぎと何が違うねん

2: 名無しさん@1周年 2015/11/04(水) 13:59:54.95 ID:nJsIlGtc0.net
低圧領域を発生させるために高圧をかけてるんじゃないの?

4: 名無しさん@1周年 2015/11/04(水) 14:00:30.26 ID:3cGOyG2+0.net

>自分のすぐ前にある水の中に圧力の低い領域を作ることで

平泳ぎは前の圧力低くしていると思うよ。w

34: 名無しさん@1周年 2015/11/04(水) 14:23:55.39 ID:XAsAjuZW0.net
>>4
そりゃ違う。
それが本当なら後ろへ掻かなくても前へ進むことになる。

7: 名無しさん@1周年 2015/11/04(水) 14:03:59.73 ID:3MGG+qXK0.net
潜水艦に応用するのだ

8: ココ電球 _/ o-ν ◆tIS/.aX84. 2015/11/04(水) 14:05:00.85 ID:3KSJeX4v0.net

>圧力をかける必要があると科学では考えられてきた

ここ嘘だから この発見も嘘

38: 名無しさん@1周年 2015/11/04(水) 14:25:08.33 ID:XAsAjuZW0.net
>>8
ウソじゃないだろ。
高圧は生じさせず、低圧を生じさせることのみで推力を得ている機関を言ってみろよ。

42: 名無しさん@1周年 2015/11/04(水) 14:30:15.46 ID:9c/eRl7X0.net
>>38
クラゲだって一部を低圧にするために他のどこかで高圧の部分を作ってるはずだから。
そうしないとエネルギー収支が合わないし、それが記事に書いてないのは、単にそれが常識だからにすぎないわけで。

9: 名無しさん@1周年 2015/11/04(水) 14:05:22.31 ID:lVJvRV+E0.net
難しいなぁ

10: 名無しさん@1周年 2015/11/04(水) 14:06:26.14 ID:CR882urX0.net
浴槽の中のチ○毛が掴めないアレとは違うのか

46: 名無しさん@1周年 2015/11/04(水) 14:35:44.88 ID:HnMWvc4C0.net
>>10
 チ○毛は引く力で前進しているだと!?

11: 名無しさん@1周年 2015/11/04(水) 14:07:18.62 ID:Dz6maUvI0.net
じゃあクラゲのあの傘の動きは水の抵抗によるものなの?
泳ぎとは全く関係ないものなの?

12: 名無しさん@1周年 2015/11/04(水) 14:08:07.95 ID:eTzVQYjE0.net
くらげ「ずっと後ろに押し出してるつもりでした。知らなかったです」

13: 名無しさん@1周年 2015/11/04(水) 14:08:16.86 ID:RfuxGsOj0.net
プロペラやスクリューだって前の方の陰圧を推進力に変えているんだがなあ。
どっちが大きいかは別として。

22: 名無しさん@1周年 2015/11/04(水) 14:12:03.65 ID:ZLQKyq1b0.net
人間の未知の領域がまだまだあるんだね、もう少し眺めていたいよ

23: 名無しさん@1周年 2015/11/04(水) 14:14:52.34 ID:l00Tejv/O.net
>>22
無職の君でも、そう思うのか

27: 名無しさん@1周年 2015/11/04(水) 14:18:23.50 ID:CucNrOZb0.net
周囲の物理法則を書き換えながら進んでるのかと思ったわ

28: 名無しさん@1周年 2015/11/04(水) 14:18:48.02 ID:VeUfZOyo0.net
人間がこれをやろうとするなら、どう動けばいいの?

92: 名無しさん@1周年 2015/11/04(水) 19:56:15.20 ID:TaIsZSzs0.net
>>28
静かに水に浮かんだ上体で、体の前の水を横にかきわける。

30: 名無しさん@1周年 2015/11/04(水) 14:20:28.00 ID:RfuxGsOj0.net
それよりかホタテ貝が蝶番側からジェット推進してる方がずっと不思議だよな。

35: 名無しさん@1周年 2015/11/04(水) 14:24:21.45 ID:l00Tejv/O.net
>>30
いや、おまえが、こんな時間に2ちゃんに書き込める方が不思議だわ

36: 名無しさん@1周年 2015/11/04(水) 14:24:30.92 ID:KMsi0nVE0.net
クラゲの運動に着想を得て、超光速推進が生まれるのであった。

40: 名無しさん@1周年 2015/11/04(水) 14:28:52.22 ID:Q3Z45YAN0.net
飛行機が浮く原理と何が違うの?

44: 名無しさん@1周年 2015/11/04(水) 14:32:27.78 ID:XAsAjuZW0.net

>>40
全然違う。飛行機が得ている揚力の殆どはクッタ・ジューコフスキーの力。
翼の上面と下面との圧力差で揚力を得る。
これは差の意味で高圧を作り出している。

(因みにベルヌーイの定理を持ち出すのは間違い。)

43: 名無しさん@1周年 2015/11/04(水) 14:31:43.18 ID:c7CAGEHp0.net
内部の爆発エネルギーとかを使わないのなら、もともと引く力と押す力は同じなんじゃね?

45: 名無しさん@1周年 2015/11/04(水) 14:35:31.16 ID:VitD4sHLO.net
押しても駄目なら引いてみろってやったら泳げるようになったのか、クラゲは

47: 名無しさん@1周年 2015/11/04(水) 14:36:26.26 ID:46BrdL3V0.net
平泳ぎをすると後ろに進む人っているよね

55: 名無しさん@1周年 2015/11/04(水) 14:42:18.19 ID:vE3XXXny0.net
考えてみるとロケット推進と真逆だよな。
根深い、じゃなくて奥深い

61: 名無しさん@1周年 2015/11/04(水) 14:51:26.78 ID:oEzG7dsv0.net
>>55
そして、低圧を利用するのは揚力につながるってことだ

57: 名無しさん@1周年 2015/11/04(水) 14:44:05.18 ID:KMsi0nVE0.net
自ら押すより、引っ張られる人生の方が楽だもんね。

60: 名無しさん@1周年 2015/11/04(水) 14:51:10.82 ID:F9kMp32+0.net

>>体を回転させて旋回渦を発生させ、渦の中心部に低圧領域を作る方法だという。

つまり、みんながトンデモとバカにしてたGガンダムの
超級覇王電影弾は理にかなってるわけだ

71: 名無しさん@1周年 2015/11/04(水) 15:29:06.47 ID:FWDL9UG80.net
>>60
そこはコンバトラーVの超電磁竜巻だろ

69: 名無しさん@1周年 2015/11/04(水) 15:26:36.76 ID:qPmvs4NS0.net
簡単に言うと
低圧移動は目の前に落とし穴を作ってその穴に落ちる分だけ進むという方法
高圧のは足で地面を蹴って進む方法
ようするに低圧はタイムラグや加速の波が常に発生する
高圧は加圧を連続で理論的に絶え間なくできる

88: 名無しさん@1周年 2015/11/04(水) 19:23:55.92 ID:SRfbyaMyO.net
多分、低圧領域は狭い範囲にしか生成出来ないからかと。
自身の前方に、連続的に低圧領域を生成するより、後方向けに高圧領域を生成する方が簡単なんでしょ。

66: 名無しさん@1周年 2015/11/04(水) 15:16:25.22 ID:kg5dG19X0.net
俺も歩くときマネするからコツを教えてくれ

73: 名無しさん@1周年 2015/11/04(水) 15:30:17.16 ID:UtBqCb5z0.net
ダイソンの吸引車くるなこれ

74: 名無しさん@1周年 2015/11/04(水) 15:33:28.05 ID:e4YF99RP0.net
この理論応用したものすっごい奇妙奇天烈な形した乗り物は見てみたい

76: 名無しさん@1周年 2015/11/04(水) 15:37:41.71 ID:8hqkb8z40.net
クラゲだけが地球外生物

78: 名無しさん@1周年 2015/11/04(水) 15:42:37.47 ID:5FIRokno0.net
これが分かりやすいな。
クラゲ

84: 名無しさん@1周年 2015/11/04(水) 16:29:52.57 ID:FWDL9UG80.net
>>78
確かに傘が開いた瞬間前方に低圧は発生してるだろうけど
完全に水を押してるよなw

91: 名無しさん@1周年 2015/11/04(水) 19:52:36.68 ID:IcooBF4/0.net
すでに水中ミサイルで実用化されているはず

97: 名無しさん@1周年 2015/11/04(水) 23:49:27.41 ID:KgTlU3zs0.net

押してもダメなら引いてみな…か。
でも飛行機とかならプロペラの推進力って推進方向に負圧を作って
そこに吸われてるわけよね?

けど、主翼とかは翼面上部の負圧でぇ…てのよりなんだかんだで
翼下面に受ける正圧の作用反作用の方がデカイというからなぁ。

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