研究課題
基盤研究(C)
ゾウリムシは重力依存的に増殖活性を変化させる。この特性をゾウリムシの持つ重力依存的な推進出力の調節機能(gravikinesis)の側面から捉え、遊泳運動に伴う消費エネルギーの重力依存的な増減から増殖活性の変化を説明しようとする仮説の検証を目指した。ゾウリムシはその遊泳に必要なエネルギーを重力依存的に調節することで、エネルギー消費のバランスが変動し、増殖変化を引き起こすと考える。しかし、クリノスタット回転により、重力場内での配向を均一化した場合のゾウリムシの増殖は、宇宙微小重力下での実験と上記の仮説に基づく予想に反して、抑制されることがわかった。この実験結果により、ゾウリムシでは重力依存的な速度調節の他に、遊泳方向の転換にもエネルギーを消費している可能性が明らかとなり、上記の仮説の改訂を行った。ゾウリムシのエネルギー消費を算定するために、高感度の蛍光式酸素センサーを導入し、遊泳行動に伴う酸素消費量の変動を調べた。オプティカルスライス法を併用し、遊泳行動と酸素消費とを同時記録することで、ゾウリムシはその遊泳に全消費エネルギーの約3/4を消費していることがわかった。この事実は、これまでに流体力学的に見積もられてきたエネルギー消費を遙かに超えるものであり、ゾウリムシのような水棲微小生物の遊泳とそのエネルギー代謝に対する既成の視点の変更を迫るものとなった。このような酸素消費測定の実験を過重力環境下で精度良く行うため、装置の小型化と測定精度の向上を図り、1/10程度のダウンサイジングを行うとともに、過重力環境下での酸素消費測定のために必要とされる装置の要素試作を行った。
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