イカの甲

イカの浮力器官であるイカの甲と内部の殻の上部と下部の図。
セピア・オフィシナリスの甲（左から右：腹面、背側、側面）。甲の長さは約15cm。
コウイカSepia officinalis
イカの骨を持つカメ
鮮新世の種セピア・ルグロサの化石イカの甲
トラキテウティスの化石化したイカの骨のようなグラディウス[ 1 ]

コウイカの骨（コウイカのこつ）は、頭足動物のうち、一般的にコウイカとして知られるイカ科（ Sepiidae ）のすべての種に見られる硬くて脆い内部構造（内殻）です。他の頭足動物科では、グラディウスと呼ばれます。

イカの甲は主にアラゴナイトでできています。これは、浮力を制御するために気体または液体を充填できる空洞構造です。イカの腹側（下側）には、大きく発達した管節があり、これがイカの甲に気体または液体を充填する器官です。[ 2 ]イカの甲の微細構造は、多数の直立した柱状構造によって接続された狭い層で構成されています。

コウイカの種類によって異なりますが、コウイカの骨は水深200～600メートル（660～1,970フィート）で内側に押し込まれます。この制限のため、ほとんどのコウイカ種は海底の浅瀬、通常は大陸棚に生息しています。[ 3 ]

イカが死ぬと、その体は分解され、イカの骨だけが残り、それが海岸に打ち上げられることが多い。

人間の用途

かつて、イカの甲は研磨剤を作るために粉砕され、金細工師によって使用されていました。[ 4 ]この粉末は歯磨き粉にも混ぜられ、[ 5 ]薬用制酸剤[ 4 ]や吸収剤として使用されました。また、19世紀[ 6 ] [ 7 ]から20世紀にかけては、芸術的な彫刻の素材としても使用されました。[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]

鳥用カルシウムサプリメント

現在、イカの甲は、ケージ飼いの鳥、チンチラ、ヤドカリ、爬虫類、エビ、カタツムリ、産卵鶏などのカルシウム豊富な栄養補助食品として広く利用されています。これらは人間の食用を目的としたものではありません。[ 13 ] [ 14 ]ペットショップで一般的に販売されています。

石灰生産

炭酸塩を豊富に含む生物起源の原料として、イカの甲は方解石灰の生産に利用できる可能性がある。[ 15 ]

ジュエリー作り

イカの甲は高温に耐え、彫刻しやすいため、宝飾品や小さな彫刻作品の製作に用いられる小型金属鋳造用の鋳型材料として利用されています。[ a ]

ピューター鋳造の工程で鋳型として使用することもできます。

内部構造

イカの甲羅の微細構造は、水平隔壁と垂直柱の2つの要素から構成されています。どちらの要素も主にアラゴナイトで構成されています。[ 16 ]水平隔壁はイカの甲羅を複数の独立した空洞に分割します。これらの空洞は、波形（または「波状」）構造を持つ垂直柱によって支えられています。[ 16 ]これらの柱の厚さは種によって異なりますが、通常は数ミクロンです。[ 16 ] [ 17 ]水平隔壁は通常、垂直柱よりも厚く、二重構造で構成されています。隔壁の上層と壁は垂直に整列した結晶で構成され、下層は互いに回転したナノロッドで構成され、「合板」構造を形成しています。[ 17 ]全体として、この空洞状の微細構造により、イカの甲羅は体積比で90%を超える多孔性を有しています。[ 17 ]

  • 産業用マイクロコンピュータ断層撮影によるセピア色のイカの3D可視化
  • 低解像度でのイカの甲の一部の 3D ビュー。
    低解像度でのイカの甲の一部の 3D ビュー。
  • 約 5 μm/ボクセルの高解像度での部品の概要。
    約 5 μm/ボクセルの高解像度での部品の概要。
  • より高い倍率。
    より高い倍率。
  • 非常に高倍率で撮影した詳細な画像。垂直構造の壁厚は約10μm。
    非常に高倍率で撮影した詳細な画像。垂直構造の壁厚は約10μm。
  • 対応する断層画像スタックを飛行する
  • 対応する μCT 画像スタックを飛行し、断面方向は約 30°、側面図です。
  • 対応する μCT 画像スタックを飛行、断面方向約 30°、上面図。
  • 整列した画像スタックを横から飛行します。
  • 整列した画像スタックを上から見た飛行。
  • 整列した画像スタック、上面図、拡大セクションを飛行します。

機械的特性

イカの甲は軽量で剛性が高く、損傷に強いことから、広く研究されてきました。この機械的特性の組み合わせから、イカの甲にヒントを得た生体模倣セラミックフォームの研究が進められています。[ 18 ]さらに、その機械的特性のため、イカの甲は超伝導体の足場として使用され[ 19 ]、組織工学にも応用されています。[ 20 ]イカの甲の軽量さは、その高い多孔性（体積比90%以上）に由来します。[ 17 ]イカの甲の剛性は、約95%のアラゴナイト（剛性材料）と5%の有機材料からなる空洞構造に起因しています。[ 17 ]複合材料の剛性は体積分率の最も大きい材料によって決まるため、イカの甲自体も剛性があります。ある種のイカの比剛性は、8.4 [(MN)m/kg] と測定されました。[ 17 ]イカの甲の最も興味深い特性は、アラゴナイトが脆い物質であるにもかかわらず、損傷に対する耐性が高いことです。この高い耐性は、イカの甲の独特な微細構造に起因していると考えられます。[ 18 ]

変形プロセス

イカは海中で生活するため、甲は水中からの大きな圧縮力に耐えつつ、突然の脆性破壊を回避できなければなりません。一部の種の甲は、圧縮を受けた際に、金属やポリマーなどのより柔軟な材料で作られた先進的な発泡体と同等の比エネルギーを示すことが示されています。[ 17 ]この高いエネルギー吸収は、いくつかの要因によって生じています。

甲羅の破壊は、局所的な亀裂形成、亀裂の拡大、および緻密化という3つの明確な段階で起こる。[ 17 ]亀裂形成は通常、甲羅の空洞構造の垂直壁の中央で起こる。[ 17 ]亀裂形成の位置は、壁の波形構造の波状性によって制御される。甲羅の壁の波状性は、全体の構造の剛性と脆さの間の最適なバランスを提供する。[ 18 ]この波状構造は亀裂の伝播を抑制し、破壊に必要なエネルギー入力を増加させる。甲羅の壁に十分な損傷が発生すると、緻密化と呼ばれるプロセスが発生し、破壊が続く間、壁が徐々に圧縮される。[ 17 ]緻密化が起こっている間、壁の継続的な亀裂にかなりのエネルギーが消散する。また、圧縮応力下では、甲羅の水平に層になった空洞が順番に破壊することも観察されている。一つの部屋が破壊され緻密化している間、他の部屋は部屋間の隔壁が貫通されるまで変形しません。 [ 17 ]隔壁は「合板」構造のため垂直壁よりもかなり強く、これによりイカの甲羅が完全に破壊されるために必要な総エネルギーがさらに増加し​​ます。

参照

説明脚注

  1. ^宝石職人は、イカの甲羅を鋳型として使う準備をします。まず、イカの甲羅を半分に切り、両面をこすり合わせてぴったりと合うようにします。その後、イカの甲羅に模様を彫り、必要な湯口（スプルー）を追加し、別の流し込み坩堝で金属を溶かし、湯口から鋳型に流し込むことで鋳造を行います。最後に湯口を鋸で切り落とし、研磨して完成品を仕上げます。

参考文献

  1. ^ Fuchs, D.; Engeser, T.; Keupp, H. (2007). 「上部ジュラ紀のヌスプリンゲン層とゾルンホーフェン層産のコレオイド頭足動物Trachyteuthisにおけるグラディウスの形状変異」 (PDF) . Acta Palaeontologica Polonica . 52 (3): 575– 589.
  2. ^ Rexfort, A.; Mutterlose, J. (2006). 「セピア・オフィシナリスの安定同位体記録― ベレムナイトの生態を理解する鍵か？」地球惑星科学レターズ247 ( 3–4 ) : 212. Bibcode : 2006E&PSL.247..212R . doi : 10.1016/j.epsl.2006.04.025 .
  3. ^ Norman, MD (2000).頭足動物：世界ガイド. Conch Books.
  4. ^ a b「イカの甲の用途。薬として使われていた時代（1912年）」アルトン・イブニング・テレグラフ、1912年10月3日、p.7 。 2016年1月21日閲覧。
  5. ^ 「これをご存知ですか？」『ワールドズ・ニュース』1950年7月8日、26ページ。 2016年1月21日閲覧。
  6. ^ 「ウェスリアン記念日」ポートランド・ガーディアン・アンド・ノーマンビー・ジェネラル・アドバタイザー、1872年10月17日、2ページ。 2016年1月21日閲覧。
  7. ^ 「ノーウッドのカーニバル」イブニング・ジャーナル、1898年10月24日、3ページ。 2016年1月21日閲覧。
  8. ^ 「エレノア・バーバーの田舎の女性のためのページ」『クロニクル』1942年7月16日、26ページ。 2016年1月21日閲覧。
  9. ^ 「ノートブックイカ」 . The Register News-Pictorial . 1930年5月17日. p. 3S . 2016年1月21日閲覧。
  10. ^ 「イカの模型」『ジ・エイジ』誌、1950年6月30日、p.5S 。 2016年1月21日閲覧。
  11. ^ 「セマフォ通信の祝賀行事が再び」ポートアデレードニュース、1929年12月13日、3ページ。 2016年1月21日閲覧。
  12. ^ 「Out among the people」 . The Advertiser . 1943年5月12日. p. 6. 2016年1月21日閲覧。
  13. ^ Norman, MD; Reid, A. (2000). 『オーストラリアのイカ、コウイカ、タコガイド』 CSIRO出版.
  14. ^朱、XD;ルオ、JY;コング、DD;ウー、JJ。シェン、P.ヤン、MH (2019)。 「海螵蛸中砷形态分析及限界量标基準研究 - 中国知网」[Endoconcha Sepiae におけるヒ素の種の分析とその限界基準の研究]。Zhongguo Zhong Yao Zazhi = Zhongguo Zhongyao Zazhi = China Journal of Chinese Materia Medica。44 (23): 5065–5071 .土井: 10.19540/j.cnki.cjcmm.20190903.201。PMID 32237338。一般に高濃度のヒ素が含まれている 
  15. ^フェラズ、E.ガラス、JAF。コロド、J.モンテイロ、C.ロシャ、F. (2020 年 7 月 20 日) 「建築用石灰を生産するためのイカの骨廃棄物の可能性を探る」。建設資材。70 (339): 225.土井: 10.3989/mc.2020.15819。hdl : 10400.26/38428。ISSN 1988-3226。 
  16. ^ a b cチェカ、アントニオ G.カートライト、ジュリアン・H・E ;サンチェス＝アルマゾ、イザベル。アンドラーデ、ホセ P.ルイス・ラヤ、フランシスコ（2015 年 9 月）。「イカ Sepia officinalis (イカ科、頭足動物) は、液晶前駆体からイカの骨を構築します。 」科学的報告書。5 (1) 11513.arXiv : 1506.08290。Bibcode : 2015NatSR...511513C。土井：10.1038/srep11513。ISSN 2045-2322。PMC 4471886。PMID 26086668。   
  17. ^ a b c d e f g h i j k Yang, Ting; Jia, Zian; Chen, Hongshun; Deng, Zhifei; Liu, Wenkun; Chen, Liuni; Li, Ling (2020年9月22日). 「高多孔質イカの骨の機械設計：イカ用バイオセラミック硬質浮力タンク」 . Proceedings of the National Academy of Sciences . 117 (38): 23450– 23459. Bibcode : 2020PNAS..11723450Y . doi : 10.1073/pnas.2009531117 . ISSN 0027-8424 . PMC 7519314. PMID 32913055 .   
  18. ^ a b c「コウイカの微細構造は「スイートスポット」に位置している「 . ScienceDaily . 2021年5月14日閲覧。
  19. ^ Culverwell, Emily; Wimbush, Stuart C.; Hall, Simon R. (2008). 「イカの骨テンプレートを用いた高臨界電流密度を有する秩序化マクロポーラス超伝導体のバイオテンプレート合成」 . Chem. Commun. (9): 1055– 1057. doi : 10.1039/B715368F . ISSN 1359-7345 . PMID 18292888 .  
  20. ^ Kannan, S.; Rocha, JHG; Agathopoulos, S.; Ferreira, JMF (2007年3月). 「アラゴナイトイカの骨から水熱合成したフッ素置換ハイドロキシアパタイトスキャフォールド」 . Acta Biomaterialia . 3 (2): 243– 249. doi : 10.1016/j.actbio.2006.09.006 . PMID 17127113 . 
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