生物物理学: タンポポの飛行 | Just One of Those Things

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前回に引き続き、2018年度の43号目のネイチャーのハイライトより。
 

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生物物理学: タンポポの飛行
Nature 562, 7727
2018年10月18日   

タンポポの種子は、冠毛と呼ばれる構造体につるされて空中を浮遊する。冠毛とは、毛状の突起が放射状に広がったもので、煙突掃除のブラシを小さくしたような外観をしている。飛行には、風を通さないパラシュートのような構造体の方が適しているように思われるが、そうでないのはどうしてなのか。中山尚美(英国エディンバラ大学)たちは今回、冠毛がその間隙率のおかげでタバコの煙の輪に似た環状の空気の渦(渦輪)を伴い、これによって、まるで自前の熱気球を作り出したかのように種子を浮遊させていることを明らかにした。この渦輪は、生物が空中に浮遊し続けるために用いている巧妙な仕掛けの数々に加わる、全く新しいタイプの機構と考えられる。

Letter p.414
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タンポポの種子のマイクロCTスキャン画像(灰色に着色)。
Credit: Madeleine Seale, Alice Macente

 

本論文においては、日本語版の本誌では「生物物理学:タンポポの飛行の基盤となる剥離渦輪」と取り上げられています。

 

フルテキストを直訳しますと・・・

 

タンポポの飛行の基礎となる分離した渦輪
 

となり、Abstractを直訳しますと・・・
 

風に散らばった植物は、種子を持ち上げるための独創的な方法を発展させました[1,2]。一般的なタンポポは彼らの種を高く保っておくのを助ける抗力を高める剛毛(パッパス)の束を使います。この受動的な飛行メカニズムは非常に効果的であり、手に負えない距離に種子の散布を可能にします[3,4]。しかし、パッパス媒介飛行を支える物理学は未解決のままです。ここで我々は異常なタイプの渦を発見しながら、タンポポの種の周りの流れを視覚化しました。この渦は再循環する流体の輪であり、それはパッパスを通過する流れのために引き離される。我々は、円盤状の幾何学形状とパッパスの多孔度が、分離した渦輪の形成を可能にする重要な設計上の特徴であると仮定した。微細加工ディスクを使用して多孔率勾配を調査し、類似の多孔率を有するディスクが、パッパスの流動挙動を再現できることが見出された。タンポポのパッパスの気孔率は、空気力学的負荷を最大化し、材料要件を最小化しながら、渦を安定させるように正確に調整されているように思われる。分離された渦輪の発見は、生物学的構造および人工構造における歩行、体重減少、および粒子保持の根底にある可能性がある、流体に浸された物体の周りの新しいクラスの流体挙動の存在の証拠を提供する。
 

となり、Mainを「Fig」がある前まで直訳しますと・・・

 

タンポポ(Taraxacum officinale agg。)は、世界中の温帯地域で見つけることができる、非常に成功している多年生草本です[5]。タンポポは、キク科の他の多くのメンバーと同様に、風と対流による上昇気流[6,7]を使用して、彼らの鮮やかな種子を分散させます。たいていのタンポポの種はおそらく2 m 8,9以内に着地します。しかし、より暖かく、より乾燥した、そしてより風の強い条件では、さらに飛ぶことがある(1ヘクタールあたり最大20,000の種子が1つの推定で1 kmを超える移動)。キク科の種子は、通常30 km以上、時折150 km 3,4以上にも分散します。
 

となります。

 

フルテキストは下記です。

 

Full Text:Letter p.414

A separated vortex ring underlies the flight of the dandelion

 

 

究極に溜まりに溜まったネイチャー。次回は、「神経科学: 頸髄介在ニューロンは外傷後の呼吸を回復させる」を取り上げます。

 

 

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