CKANTO CHEMICAL CO., INC.

2012 No.1（通巻223号）

ISSN  0285-2446

新年を迎えて代表取締役社長

表紙写真ギャラリー3（高山植物シリーズ）



フラットパネルディスプレイ概論（7）FPDを支える部品・材料技術（2）LED-BLU

鵜飼

分子間相互作用の観点による溶媒選定の方法

南朴木

新・私の古生物誌（8）─ アンコウの進化古生物学 ─

福田著者紹介／編集後記



  野澤

学

2
4

育弘
孝至
芳生

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11
16
24

新年を迎えて代表取締役社長

野澤学

新年あけましておめでとうございます。読者の昨年3月11日の悲劇的な出来事は東日本太平

皆様、ご執筆の先生方におかれましては、さぞか洋沿岸に未曾有の被害をもたらしました。被災さし良いお正月をお迎えになられたことと心よりお喜れ、今なお艱難辛苦の日々を過ごされている方々

び申し上げます。

には心からお見舞いを申し上げます。
政府、自治体ともに全力で復興に取り組んではいるものの、未だに確かな道筋もつけられず、放射能汚染、電力危機とその余波は、我が国の産業界を6重苦とも呼ばれる状況に陥れ、その構造やエネルギー需給のあり方が問い直されております。国 外に眼をむけると、タイ中南 部の大 洪 水で、同国に進出していた大小のメーカー、特に大震災の影響からようやく立ち直りかけていた自動車関連企業にも再び試練を課しております。大自然の猛威と、それに対する人の営みの無力さ、そして謙虚な心と備えがいかに大切かを思い知らされました。
企業にとっての経営環境はますます厳しさを増すばかりです。しかし、これは同 時に、これまで培ってきた基礎研究の芽が一斉に花開く好機とも思えます。このような時こそ「技術大国日本」が新オフィスのある室町東三井ビルディング

2

THE CHEMICAL TIMES

2012  No.1
（通巻223号）

産官学一丸となって問題を克服し、以前にも増して豊かな国づくりへ進むべきと信じております。昨
年の11月には、TOP500（スーパーコンピュータの計算速度ランキング）で、日本の理化学研究所が
富 士 通と共 同で開 発を進めているスーパーコン
ピュータ「京」が他を圧倒する計算速度で、2011
年6月に続き、2期連続で1位を獲得しました。これは、同じ国 産のスーパーコンピュータでは、2002
年に世界第１位となった「地球シミュレーター」以来の快挙です。また、一昨年、度重なる困難を乗り越えて小 惑 星のサンプルを地 球に持ち帰った「はやぶさ」に続き、再び 小 惑 星の探 査に挑む
「はやぶさ2」プロジェクトが発表され、暗くなりがちな世相にあって、未来を切り開く明るい話題もありました。
当社は、試薬、ライフサイエンス、化成品、電子材料と多岐に亘る事業構成により基礎研究からなCicaブランド製品を開発し、皆様の元にお届けしたいと思います。

先 端 産 業まで幅 広く皆 様のお役に立てるよう努
力を重ねており、新しい技術を取り入れながら社皆様におかれましても、この一年が光輝に満ち会とともに発展していくことを目指しています。昨た幸多い年でありますよう祈念し、新年のご挨拶

年は、当社の国内第6番目の工場として新たに三といたします。

重工場が稼動いたしました。海外ではシンガポー
ル工場に続き、台湾・雲林の工場も稼働が予定さ

末 筆ながら、昨 年10月30日には、当社の新オ

れ、新たな生産拠点のさらなる充実により、当社

フィスと指呼の間にある「日本橋」が1911年に現在製品の生産能力と緊急事態への対応力が飛躍（20代目）の石造二連アーチ橋に架け替えられて的に向上するものと確信しております。

以来100周年にあたるということで、「日本橋架橋100 年 祭」が執り行われました。ここ日本 橋 界 隈

本誌「THE CHEMICAL TIMES」は、1950

は年 間を通じて数々の催し物が行われ、観 光ツ

年の3月発行以来、60余年にわたり、親しまれてき

アー客の賑わいも目立つ新ビジネス街となっていました。皆 様 の 足 下 の 一 灯となるべく、今 後もます。まさしく「お江戸日本橋」を中心に江戸の情

益々充 実した内 容で発 行に取り組んでまいりま

緒を残しつつも高層ビルが立ち並ぶ新しい日本のす。今年も、「最上の品性と、最高の権威と、最「顔」へと変容しつつあります。お近くにお出かけ

大の努力」をもって科学進歩の一翼を担えるようの際は、是非、当社にもお立ち寄り下さい。

THE CHEMICAL TIMES

2012  No.1
（通巻223号）

3表紙写真ギャラリー3（高山植物シリーズ）：通巻217〜222号

4217号 ハクサンコザクラ（白山小桜）

218号 キヌガサソウ（衣笠草）

219号 ミヤマダイモンジソウ（深山大文字草）220号 ヤシオツツジ（アカヤシオ・赤八汐）

221号 チングルマ（稚児車−花、実−202，210号）

222号 キツリフネ（黄釣舟）

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2012  No.1
（通巻223号）

フラットパネルディスプレイ概論（7）FPDを支える部品・材料技術（2）LED-BLU
Introduction to Flat Panel Display (7) FPD to Components and Materials Technology (2) LED-BLU
Ukai Display Device Institute

代表

工学博士

鵜飼

育弘

YASUHIRO UKAI Ph.D.
Ukai Display Device Institute

1. はじめに

大型LCD-TV用やモニター用TFT-LCDのBLUでは
CCFLが大勢を占めていたが、最近の状況はLEDが過LCDの構造については、本概論（2）（THE CHEMICAL

半数を超す勢いである。本稿では、LED-BLUを取り上TIMES 2010 No.4）で取り上げ、非発光ディスプレイのげ、その仕 組みや構 造および 特 徴を述 べる。さらに、

LCDにはバックライトユニット（Back Light Unit ： BLU）

LED-BLUの特徴を活かしたAdditive Dimming法を概が必 要なことを述 べた。BLUの光 源としては、CCFL

説し消費電力削減への寄与について触れる。さらに、（Cold Cathode Fluorescent Lamp）が大型LCD-TVや

LED-BLUの今後の動向も紹介する。

モ ニター用 TFT-LCD に 使 わ れ てきた。一 方、LED（Light Emitting Diode）
を用いたBLUは、ノートPC、携
帯電話、デジタルスチルカメラなど中小型のTFT-LCDに

2. バックライトユニットの方式

広く用いられている。LED光源の利点は、低消費電力・

LCDのBLU用光源は、CCFLとLEDの2種類が主流

長寿命であること、小型・薄型・軽量化を実現するデザである。CCFLは、蛍光ランプの1種である。放電させる

イン性を持っていることなどが挙げられる。特に小型薄電極に電流加熟のフィラメントを使わない。CCFLは管を型化への対応の柔軟性が、携帯電話機などのモバイル

細くでき、寿命も長いのでノートPCなどで技術が進み、テ機器やノートPCなどで普及する要因となった。

レビやモニターに使われている。

図1 TFT-LCD用LED-BLUの種類と構造

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LEDは、省スペース，低消費電力という特徴からモバ

順方向に電圧をかけて電流を流すと電子と正孔（ホーイル機器向けの小型パネル向けとして早くからBLU光源ル）がpn接合部で結合し、電気エネルギーが直接光エに使われてきた。しかし、ここへ来てLEDの別の付加価

ネルギーに変換される。LEDは1907年に固体物質に電値、すなわち、高輝度，
広い色再現性、Hg（ 水銀）
レスな

気を流すことで発光する現象が報告されてから、表示どの特徴から、大型パネルへの搭載が急激に広がり始用途で実用化されてきたが、1993年に青色LEDが開発めている。特にLCD-TVでは、LED-BLU搭載品の市場

されて光の3原色である赤、緑、青のLED光源が揃っ

投入が相次いでいる。

た。1996年には青色LEDと黄色蛍光体による白色LED

LED-BLUは、図 1に示すように、その配 置 部 分でが実現し、現在ではTFT-LCDのバックライト光源として「エッジ・ライト型」と「直 下 型」および「モジュラー型」に広く採用されている。

分類される。ただし、それぞれが実現できる性能は一長3.2 白色LED

一短がある。エッジ・ライト型は、TFT-LCDの側面に白

LEDで白い光を作る代表的な方式は図3に示すよう

色LEDを配置し、反射板や導光板を用いてパネル全体に加法混色を用いたもので、ここでは次の3種類を説明を照射する。薄型化に適しており、厚さが10mm前後でする。LEDには図3に示したように赤、緑、青の個別のもあるLCD-TVはエッジ・ライト型を採用する。直下型は、のを、BLU の 光 源として使う方 式と、疑 似 白 色 LED

白色または赤、緑、青の3色のLEDをTFT-LCDパネルの（Pseudo White LED）がある。

背後に多数配置する。パネルに表示する映像に合わ
せ、LEDの輝度を領域ごとに制御すると、コントラスト比が高められる。赤、緑、青の3色のLEDを使用すれば，
色再現範囲の拡大が可能である。モジュラー型（スリムブロック方式とも呼ばれる）は、LED光を薄型導光板に入射し、面光源に変換してLCDを照射する導光板方式である。
3. LEDとLED-BLUの特徴
3.1 LEDの発光原理
LEDとは「発 光ダイオード」と呼ばれる半 導 体のこと
で、“Light Emitting Diode” の 頭 文 字をとったもの。
LEDはこれまでの白熱ランプや蛍光ランプと異なり、半図3 白色LEDの方式

導体結晶のなかで電気エネルギーが直接光に変化する
しくみを応用した光源である。図2に示すように、LEDに（1）青色LEDと黄色蛍光体の組み合わせ
3方式の中で一番発光効率が高い方式である。LED
の青色光と、その光で励起される補色の黄色を発光する蛍光体（例えばYAG）の組み合わせで白色を作り出している。チップが青色光を放出し周囲の蛍光体層は励起され黄色の蛍光を発光する。黄色光は蛍光体層内で散乱と吸収を繰り返したのち外部へ放出され、補色関係にある青色と黄色の2色が混合されて白色光として見える。この方式の発光効率は100lm/Wと高いが、色再現範囲はNTSC比45〜70%と広くはない。なお、制御回路は簡単で、使用部材が少ないことも特徴である。

図2 LEDの発光原理

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（通巻223号）

フラットパネルディスプレイ概論（7）FPDを支える部品・材料技術（2）LED-BLU（2）光の3原色（赤、緑、青）を組み合わせる③薄型・軽量・狭額縁化：自発光ディスプレイのOLED

見た目には白色光が得られるが、放射エネルギーのと比べると、BLUが必要なことからLCD-TVは薄型ない波長域があるために、物の見え方が不自然になるこ

化 に は 課 題 が あった が、LED-BLU の 採 用 でともある。広い色再現範囲を実現する上では、赤、緑、

OLED-TVと同等の薄型・軽量・狭額縁化が実現

青の個別のLEDを使う方式が好ましいが、特性を揃える可能。

回路などが複雑になる。
（3）近紫外（紫色）LEDとRGB蛍光体の組み合わせ④ 応 答 時 間：液 晶 本 来の応 答 時 間の課 題をLEDBLUと新規駆動方式の採用および液晶材料の改3波長形蛍光ランプと同じ発光方式で、青色よりも波善で、CRTと同等以上の動画応答時間を実現。

長の短いLED光源で、赤、緑、青の蛍光体を励起させ⑤輝度：現在商品化されている3D-TVでは液晶シャッる。きれいな白色が得られる特長がある反面、（1）の方

ターのメガネが必要で、自ずと輝度が減少する。こ式と比べ発光効率の向上が課題である。なお、色再現

れに対して、高輝度LEDおよび光学設計の最適化

範囲はNTSC比72〜100％と広い。また、色のばらつきがで高輝度化を実現。屋外でのディジタルサイネージ

小さいことが特徴である。

としても応用が進んでいる。

3.3 LED-BLUの特徴⑥コントラスト比：非発光ディスプレイであるLCDは、自従来のCCFL-BLUからLED-BLUを用いることで、次発光ディスプレイのCRTやPDPおよびOLEDに比べのような特徴と機能を有するLCD-TVを実現できる（図4

コントラスト比が劣っていた。しかし、LED-BLUの採参照）。

用でアダプティブ・ディミング（Adaptive Dimming）①広色再現範囲：LEDとカラーフィルタ
（CF）
との最適

技術を用いることで、ダイナミックコントラスト比を自発化によってNTSC規格比が72％以上の広色再現範

光ディスプレイと同等の値を実現。これにより、黒の囲を実現することが可能で、自然な色に限りなく近映像を表現する際、最適なバックライト発光を制御、づけることが可能。

不要な発光をゼロ状態に近づけることにより、本来②グリーンテクノロジ：CCFLは水銀（Hg）を用いていたがLEDはHgフリーで環境に優しい技術である。さらに、ローカルディミング技術により消費電力の削減の黒の深み、奥行き感、立体感を表現できる。
⑦付加機能：以上の特徴の他、IPTV、3D-LCD-TV、タッチ機能などの付加機能を付けられる。

が可能。

図4 LED-BLUによるTFT-LCDの高性能化

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やマトリックス構造を有するOLEDなどに用いることがで

4. アダプティブ・ディミング

きる。表1にLED-BLU方式と特徴の比較を示す。各方

LED-BLU 方 式では、映し出す映 像 信 号に合わせて、BLUの光量を調節するアダプティブ・ディミングなど

式の特徴を活かしたLCD-TV（2Dおよび3D）が市販されている。

の電力低減技術が注目されている。これらの特徴は環境への配慮という点においても大きな意味を持ち、BLUのみ成らず、
一般照明や信号機などLEDのさまざまな用途への展開が期待されている。
図5に入力信号に適応して調光を行う
アダプティブ・ディミングによる消 費 電 力低減の原理を示す。図5の最上行は、高輝度画像を表示する場合である。入力
信号、BLUの消費電力を100%とおく。2行目の、例えば入力信号が25%の輝度レベルを表示する場合、従来の方式では

図5 Adaptive Dimming 技術の基本原理

BLUの輝度を100%に保つため、BLUの消費電力は100%のままである。3行目のアダプティブ・ディミングにおいては、信号レベルを4 倍の100%に拡 大し、同 時に
BLUの輝 度を1/4に落とす。その結 果、
表示輝度は25%のままであるが、BLU電力は25%に低下する。アダプティブ・ディミ
ングには、図6に示すように0次元（0D）、一次元（1D ）、および二次元（2D）
ディミ
ングがある。0Dディミングは、平板状蛍光ランプ、1Dディミングには、CCFLなどの線状ランプ、また、2DディミングにはLED
図6 調光領域制御方式と光源
表1 LED-BLUの方式と特徴

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フラットパネルディスプレイ概論（7）FPDを支える部品・材料技術（2）LED-BLU

1．はじめに5.
LCD-TVの消費電力削減とLED-BLUの個数削減

図8にエッジ・ライト型の変遷を示す。当初、TFT-LCDのテレビは家 庭 内の電 力消 費 量のうち10％程 度を占下1辺さらには左1辺へと削減が進む。

4辺にLED-BLUを配していたが、上下2辺、左右2辺、め、大画面サイズによる大型化や複数台数の使用が進LCD-TVの消 費 電 力の大 半はBLUによるもので、む傾向にある。LCD-TVの約80％の消費電力はBLUでLED個数の削減は省電力化に大いに貢献できる。LG

消費されるため、LED−BLUの低電力化が重要である。

Displayは、消費電力が28Wの47型のTFT-LCDを2011

図7にIMIDʼ10（ The 10th International Meeting on

年 10 月に 発 表した。画 素 数 は 1920 × 1080、輝 度 はInformation Display、ソウルで開催）でSamsungから発400cd/m 2。LCD-TV用としては「世界で最も低い消費表された、LED-BLUを用いたLCD-TVの技術変遷と電力を実現した」とのこと。使用する白色LEDの個数を

BLUに用いられるLEDの数 量を併 せて示 す。LED-

減らすことで、低消費電力化を実現したとする。BLU光BLUをLCD-TVに最初に用いたのはソニーで、赤、緑、源である白色LEDを、TFT-LCDの1辺のエッジ部分にの

青のLEDによる直下型であった。その後、白色LEDによみ配置した。使用する光学フィルムは3枚。入力信号にる直下型からエッジ・ライト型へと移行している。用いら応じて、LEDの発光を部分制御する機能も備える。

れているLEDの数量は、例えば46型LCD-TVの場合、

PDPやOLEDのような自発光ディスプレイの消費電力

当初は2160個だったが2009年には324個となり、2010

は、一般に画面サイズ（表示面積）に比例する。NEDO

年では2XX個、2011年には1XX個と予測されている。

が 進めているOLEDプロジェクトのターゲットは、40 型

図7 LED-BLUの技術変遷

図8 LCD-TV用エッジ・ライト型LED-BLUの変遷

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40Wを目標としている。TFT-LCDとの比較で唯一の特ストアップとなる。したがって、現状では、中・低出力の徴と言われていたが、これで大型OLED-TVの出番は無LEDを数多く並べるか、高出力のLEDを用いて数量をくなったと言っても過言ではなかろう。

減らすかはコストパーフォーマンスの観点から選択されてまた、BLUがTFT-LCDモジュールのコストに占める割いる。

合も大きいので、この面からも低価格化に寄与できる。したがって、現在のLED市場の大半はLCD-TV用であり、このLED-BLUの市場動向を十分把握する必要がある。即ち、LCD-TV用BLUの方式等は日進月歩であり、
大きな流れはLED個数削減である。

6. おわりに
TFT-LCDにLED-BLUが採用されたことでLCD-TVの特徴が飛躍的に増え、OLED-TVの特徴を凌駕して上述したように、コスト低減にLEDの個数削減は大きしまった。具体的には、高ダイナミックコントラスト、広色再な効果をもたらす。したがって、TFT-LCDの画面輝度を現範囲、ハイフレームレート駆動等による動画表示特性、

維持しながらLEDの個数削減を実現するには、LED単

低消費電力および水銀（Hg）
フリーによるグリーン化対体の発光効率の向上が必要である。しかも3D対応には応、薄型化・狭額縁化（BLUが付いていてもOLED-TV

2D用に比べ高輝度が要求される。2011年からは、Wと厚みが変わらない）、など枚挙に暇がない。

（RG）に加えてW（RGY）のLEDが要求されるようになる

ここで述べたように、LED-BLUの採用と技術者の弛

（W：B＋蛍光体）。これは、従来のR,G,Bの3原色にY

まない努力の結果、用いられるLEDの個数は激減し、低（黄色）を加えることで色再現範囲に更なる拡大を目的

消費電力を実現した。これらの努力は、LED-BLUのコにしたもので、LEDと合わせてカラーフィルタの構 成もスト削減に寄与し、今や32型LCD-TVは3万円も出さなく

R,G,B,Yとなる。この構成は既にシャープから2Dおよびても手に入るようになった。
しかし、大半のパネルおよびテ

3D用LCD-TVに採用されている。

レビメーカは赤字の状態である。技術開発は「儲かって高 輝 度 化を実 現するために、従 来は中・低出力のなんぼ」の世界であることを考えると自己矛盾に陥る。

LED（20〜200mA）が採用されていたが、今後は高出

TFT-LCDはTFT-OLEDと比べ直材費比率が高いデ力LED（200〜1,000mA）が採用されるようになる。そのバイスである。その結果、TFT-LCDを支える部品・材料

結果、LEDのデバイス構造も図9に示すようにLateral

メーカは多いことも特徴と言える。今回取り上げたLED-（Epi Up）構造から垂直（Vertical）構造となる。垂直構

BLUの採用でTFT-LCDの特性は飛躍的に向上した。

造の採用で、放熱特性は改善される半面、現状ではコ

過去にカラーフィルタ、液晶材料、配線材料等も同様に貢献した。TFT-LCDには、
これら部品・材料の技術革新と共に新しいデバイスの創生に期待したい。一方、
TFT-OLEDは直材費比率が低いデバイスであり、技術 革 新のスピードはパネル
メーカと発 光 材 料メーカの開発力に大きく依存している状 況である。この面でもTFT-OLEDが大きくブレーク
スルー出来るかが問われている。

図9 LEDチップ構造比較

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分子間相互作用の観点による溶媒選定の方法
Methods for Solvent Selection by Intermolecular Interactions

シャープマニファクチャリングシステム株式会社

博士（理学）

南朴木

孝至

TAKASHI MINAMIHONOKI, Ph.D.
Sharp Manufacturing Systems Corporation

1. はじめに

2. 溶液の熱力学

工業現場では製品に付着した汚れを除去するために有ある物質（溶質）
を溶媒で溶かして溶液を形成する際、機溶媒などを用いて洗浄を行うことや、あるいは溶質を溶

その溶液の安定性は温度（T）
・圧力（p）一定の条件下で媒に溶かして溶液を調製することが多い。このような化学は混合のGibbs自由エネルギー変化がどれほど大きな負の的な溶解（混合）操作においては、使用する溶媒の選定

値をとるかで定まる。すなわち個々の成分が単独で存在すが非常に重要であり、最も溶質をよく溶かす溶媒を選定する状態よりも、溶液状態の方が系の安定性が高くなることをる必要がある。このような溶媒の選定は、学術的には混合意味する。したがって、使用溶媒はGibbs自由エネルギーのGibbs自由エネルギー変化の値を評価して行うのが最も変化の値が最も大きな負の値になるものを選定する必要が正当な方法である。
しかしながら、混合のGibbs自由エネル

ある。

ギー変化の値は精密かつ迅速な測定が困難なこともあり、この混合のGibbs自由エネルギー変化（ΔmixG）は、式

データの蓄積はあまり多くないのが実情である。このため、（1）に示すように混合のエンタルピー変化（ΔmixH）とエントロ

工業現場では溶媒の選定を溶解パラメーターや経験則にピー変化（ΔmixS）
で定まる。

よって行われることが多い。特に溶解パラメーターによる溶式（1）媒の選定においては、パラメーターの適用範囲を超えた混合系に対して行った結果、誤った判断をしているケースも散見される。

前者のΔmixHは成分分子の分子間相互作用の強さを反映する熱的効果であり、後者のΔmixSは成分分子の混したがって本稿では、溶液化学の基礎として重要なモ
デル理 論 である理 想 溶 液 や 正 則 溶 液、そしてJ. H.

合状態や混合前後での体積変化などを含めた無秩序化効果である。

Hildebrand と R. L. Scott が正則溶液を展開した溶解パラ
メーター1）について解説し、その上でこのパラメーターの適2.1

混合のエンタルピー変化と混合熱用範囲について確認する。適用範囲を超える混合系に対混合のエンタルピー変化は混合熱ともよばれる。混合熱

しては拡張された溶解パラメーター、例えばC. N. Hansenら

は2つの成分を定温、定圧下で混合するときに、系によってが提案したHansenの溶解パラメーター などの適用も考え吸収もしくは発生する熱量と定義される。熱力学の基本でられるが、本稿では実測データの蓄積が比較的多い混合ある熱力学第1法則、

2）

熱（混合のエンタルピー変化）
による溶媒選定の方法につ式（2）

いて述べる。

より、体積が一定の時（dV=0）の熱の出入り（dʼQ）
は、混合系の内部エネルギー変化（dU）に等しい。また、エンタル

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2012  No.1
（通巻223号）

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ピーの定義（H＝U＋pV）
より、
式
（3）

式
（5）

が得られることから、圧力が一定の時（dp=0）、すなわち大気圧下での熱の出入りは系のエンタルピーの変化に等しい。このように熱は非状態量で、その微小変化d'Qは不完
全微分であるから束縛条件無しでは積分できない。しかしここでRは気体定数で、xi は成分 i のモル分率である。こ気体に対する体積一定の測定や液体、固体に対する圧の理想混合におけるエントロピー変化の式は、成分分子が力一定の測定で得られた熱量は積分可能となり、系の状

ランダムに混じり合う確率から求めた統計的な結果とも一態量の差をもたらすことになる。このことから大気圧下で測致する。

定された混合熱は、混合のエンタルピー変化の測定と見なされる。

この式（5）
を式（4）へ代入すると、理想混合における
Gibbs自由エネルギーの変化は次のようになる。

さらに、H =ΔmixH-ΔmixH によって定義される過剰エンタ
E

id

式
（6）

ルピー
（H E）
は、後述するように理想混合におけるエンタル
ピー変化（ΔmixHid）
がゼロであることから、純液体同士の混したがって、混合系の絶対的な安定性を示す理想混合合系については混合のエンタルピー変化や混合熱を特にのGibbs自由エネルギー変化は、温度と濃度の関数にな

過剰エンタルピーともよぶ。

る。すなわち、理想溶液の安定性は、成分の違いによって変化しないということが分かる。

2.2

理想溶液

理想溶液は混合による熱の出入りがなく体積の変化も

2.3

正則溶液

ない溶液で、かつ成分分子の大きさが等しいものと定義さ理想溶液からのずれの最も単純な形が正則溶液であれる3）。熱の出入りがないということは混合熱がゼロ、すなる。正則溶液は会合や双極子相互作用などの特別な分

わち 理 想 混 合 におけるエンタルピー変 化 はゼロ（Δ

子間相互作用などがない溶液の総称として1929年にJ. H.

=0）なので、式（1）は式（4）のようになる。このことか

Hildebrand4）によって名づけられた。正則溶液においては

ら理想混合におけるGibbs自由エネルギー変化（Δmix G id）

異種分子が混合する際に混合熱を必要とするが、溶液中は、温度（T）と理想混合のエントロピー変化（Δmix S id）とのの各分子は相互の分子間力の差異に打ち勝つだけの熱積に等しい。

エネルギーをもっており、完全にランダムに混じり合っている

mix H

id

式
（4）

混合によって体積の変化もなく、エンタルピー変化もなけ
れば、理想溶液の成分分子はランダムに混合する。
さらに、と仮定して理論が展開されている。混合のエントロピー変化は理想溶液と同じであると仮定しているので、混合のGibbs自由エネルギー変化は式
（1）
と式
（5）
より次のようになる。

このような溶液は各成分分子の自由体積も等しいと考えら式（7）れる。ここで自由体積とは成分分子の周囲に隣接分子からの束縛をあまり大きく受けないで運動できる空間の体積のことである。

この式から明らかなように、使用する溶媒の違いによってΔmixG へ寄与するものはΔmixH 項のみである。すなわち、あn1 molの成分1とn2 molの成分2を混合したとき、成分1

る溶質に対しては温度、濃度が一定であれば、混合系の

の自由体積
（V f）
はn1V f から（n1+n2）V f に増加し、成分2に絶対的な安定性を変えるのは溶媒の違いによって生じる

ついても同様にn2Vf から（n1+n2）
Vf に増加する。このため、分子間相互作用の強さの差のみである。

理想混合におけるエントロピー変化（ΔmixS ）は次式のようid

2.4になる3）。

溶解パラメーターと混合熱の推算1,3,5）

正則溶液を基本とした溶解パラメーター理論で対象とな

12

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2012  No.1
（通巻223号）

分子間相互作用の観点による溶媒選定の方法

る溶液は、成分分子の相互作用が分散力のみのものであって、かつ混合による体積変化がなく、分子の分布や配式（12）向がランダムとみなせるような溶液である。このような溶液に対する混合のエントロピー変化は式（5）の理想溶液と同じ

ここで分子間力が分散力相互作用のみである仮定とすになる。この溶液の混合熱、すなわち分子間相互作用のると、異種分子間の相互作用はLorentz-Berthelot則より各強さは成分分子の凝集エネルギーから求めることができ成分の同種分子間相互作用の幾何平均で近似できる。こる。この理論において、2種類の成分分子が混合によってのことから式（12）のΔU1-2Vは、ΔU1VとΔU2Vとの幾何平均で新たに形成する異種分子間相互作用の強さは、Lorentz-表される。したがって溶解パラメーターの適用範囲はここでBerthelot則を適用して、純粋状態における成分分子の同定まっており、
この仮定を適用すると式（12）は次のようになる。

種分子間相互作用の強さ（凝集エネルギー）の幾何平均としている。
もう少し詳しく説明すると、n1 molの成分1とn2 molの成式（13）分2が混合せずに気相から凝集して液体となるときのエネ
ルギー（-ΔU0）
は、以下のように表される。
このδi =（ΔUiV/Vi） がJ. H. Hildebrandらの溶解パラメー
1/2

式
（8）

ターである。溶解パラメーターの値は、種々の文献に掲載されている蒸発エンタルピー（ΔHiV）
から求めることができる。

ここで、ΔUi は成分 i のモル蒸発エネルギーである。
V

混合気体が凝集して溶液になる際のエネルギーは以下

そのためには、対象としている物質の気体を理想気体としのようにして求められる。成分1はn1 V1cm の体積を占め、て扱って、ΔUiV=ΔHiV-RTの関係から内部エネルギー変化

成分1の分子が成分1の分子と接している割合はその体であるΔUi をエンタルピー変化に換算する必要がある。そう

積分率に等しい。このことから成分1同士の凝集エネル

するとδi は次のようになる。

3

ギーは、
式
（14）
式
（9）

この理論では混合による体積変化がないことを仮定してで示され、成分2についても同様である。成分1の凝集エネいるので、ΔmixU = ΔmixHになる。したがって、混合熱の推

ルギー密度はΔU1 /V1、成分2ではΔU2 /V2であるから、成算値（ΔmixH calc.）は式（13）
を書き改めて次式で求めること

分1と2が接したときの凝集エネルギー密度をΔU1-2 （V
/ 1

ができる。

V

V

V

1/2

V2 ）
で表すと、成分1と2の接触による凝集エネルギーは、
1/2

式
（15）
式
（10）

この溶解パラメーターによって溶媒を選定する場合にで表される。
したがって、混合気体が凝集して溶液となるとは、式（15）から明らかなように溶質の値（δ2）に近い値をもきの全凝集エネルギー（-UM）
は次のようになる。

つ溶媒を選ぶ必要がある。このことを分子間相互作用の観点から説明すると、純粋状態における溶質の同種分子間相互作用の強さと同程度の溶媒を選定すれば、溶液中
式（11）の異種分子間相互作用の強さは純粋状態と同程度になる。すなわち系の安定性は理想混合に近づくという意味で混合に要するエネルギー（ΔmixU）
は混合前後の凝集エある。このような溶解パラメーターや混合熱による溶媒の選

ネルギーの差として、式（8）から式（11）を差し引いて次のよ

定は、分子間相互作用の観点による溶媒の選定方法というに示される。

える。

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3. 溶解パラメーターによる混合熱の推算値と実測値との比較

エーテル（HFE-449）とn-OCTとの混合物、そして極性物

既に溶解パラメーターが対象としている物質は分散力

エトキシ-1,1,2,2-テトラフルオロエタン（HFE-347pc-f）とメチのみで相互作用するものであることを述べた。すなわちそ

ルエチルケトン（MEK）との混合物とした。図1に全濃度範

れは無極性物質同士の溶液に相当するが、ここでは溶解

囲の混合熱の推算値と実測値を示す。

質同士の系についてはHFE-449、または2,2,2-トリフルオロ

パラメーターの適用範囲を実際に確認するために、無極

これらの結果を見ると、図1-b）に示した｛HFE-347pc-f性物質同士、極性物質と無極性物質、そして極性物質（1）+ MEK（2）｝系の実測値以外は、全て全濃度範囲で同士の2成分溶液について、溶解パラメーターから求めた

正の値（吸熱混合）を示している。これは純粋状態の成分

混合熱の推算値（ΔmixHcalc.）と実測値（ΔmixHexp.）
を比較し分子同士による同種分子間相互作用よりも、混合によっててみる。

新たに形成された異種分子間相互作用が弱いことを示唆

比較対象とした具体的な混合系は、無極性物質同士している。一方、｛HFE-347pc-f（1）+ MEK（2）｝系の実測値の系としてイソオクタン（iso-OCT）とオクタン（n-OCT）との混は負の値（発熱混合）を示しているので、混合によって新た合物、極性物質と無極性物質との系についてはブチルメに形成された異種分子間相互作用は純粋状態よりも強い

チルエーテル（BME）、またはノナフルオロブチルメチル

ことが分かる。
次に図1に示したデータのうち、等モル混合（x =0.5）
における混合熱の値のみを抽出し、その値を溶解パラメーターの値と共に表1へ示す。
表1に示したn-OCT
（成分2）
を含む3
種類の混合系に着目し、これらのデータを基にn-OCTにとって最適な溶媒（成分1）を選定する。両成分の溶解パラメー
ター値の差が絶対値として小さい溶媒の順は、BME ＜ iso-OCT ＜ HFE-449
であり、混合熱の推算値の順も当然同じ結果となる。
したがって、溶解パラメー
ターによる溶媒選定では、3種類の溶媒の中ではBMEが最も良い溶媒ということ

図1 T =298.15 Kにおける混合熱の推算値と実測値になる。一方、実測の混合熱が小さい

表1 溶解パラメーターの値と等モル混合における混合熱の推算値（Δmix H calc.）と実測値（Δmix H exp.）との比較（T =298.15 K）

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分子間相互作用の観点による溶媒選定の方法

順は、iso-OCT ＜ BME ＜ HFE-449である。このことから実の学術論文誌The Journal of Chemical Thermodynamics,

測値による溶媒選定では、iso-OCTが最も良い溶媒であり、Thermochimica Acta, Fluid Phase Equilibria等に多数掲

明らかに溶解パラメーター（混合熱の推算値）
による溶媒の載されている。このような学術論文誌には本稿で紹介した選定とは結果が異なる。この原因について考えてみると、無HFEのようにフロン代替品として提案された新規溶媒の極性物質同士のiso-OCTとn-OCTから成る混合系では、純データも既に公表されている。したがって、論文検索を行え

粋状態と混合状態の両方で分子間に生じる相互作用は分ば必要とする混合系のデータはかなり揃うはずである。ま散力であり、溶解パラメーターの適用範囲である。このため、

た、最近では論文投稿時にデータベースへの熱力学量の混合熱の推算値と実測値の差は57 J mol とあまり大きくな

登録が課せられており、それらのデータはアメリカ国立標準い。一方、BMEやHFE-449は極性溶媒であり、純粋状態で技術研究所（NIST）のデータベースに蓄積されている。

-1の同種分子間相互作用は双極子−双極子相互作用が支配的である。このような極性溶媒を含む混合系については、
混合熱の推算値と実測値との差は非常に大きく、絶対値と1．はじめに5.
おわりにして327から1670 J mol-1もある。
したがって、極性溶媒に対し

本稿では溶解パラメーターの適用範囲を理解するためて溶解パラメーターを適用することはやはり適当でなく、むやに、溶液の熱力学的な取り扱いや基本的なモデル理論をみに適用すると誤った溶媒を選定してしまうことが分かる。

解説した。その上で混合熱の推算精度の確認、そして推適用範囲外の物質に対する溶解パラメーターの適用で算値と実測値による溶媒選定の結果を比較検討した。そ最もよくないのは、純粋状態よりも強い異種分子間相互作の結果、無極性物質同士の混合系については混合熱の用を形成するような混合系である。図1-b）と表1に示した推算精度が比較的高いものの、極性物質や会合性物質

HFE系溶媒とMEKから成る2種類の混合系に関するデーを含む混合系については精度が低い結果となった。このたタを見ると、HFE-347pc-f 系の実測の混合熱は負の値（発め、極性物質や会合性物質を含む混合系に対しては、溶熱混合）にもかかわらず、推算値では正の値（吸熱混合）

解パラメーターによって適切な溶媒を選定することは困難を示している。溶解パラメーターによる混合熱の推算は、式であることを再確認した。したがって、このような適用範囲（15）からも明らかなように必ず正の値になってしまう。このた外の物質を対象とする場合には、比較的データの蓄積がめ、溶解パラメーター理論からは発熱混合を予測できな多い混合熱の実測値によって溶媒を選定してみるのもひとい。発熱混合と吸熱混合との違いはHFE分子の構造の異つの方法である。

なりにより生じるものであるが、HFE-347pc-f との混合系ではHFE分子中の水素原子とMEK分子中の酸素原子によって、純粋状態よりも強い異種分子間水素結合が形成

参考文献

されるために発熱混合になったと推察される。さらに発熱

1）J. H. Hildebrand, R.Scott, “The Solubility of Non-electrolytes”,
3rd Ed., Reinhold Publishing Corp. , pp. 119-133（1949）.

混合と吸熱混合とは、溶液の絶対的な安定性の面で全2）C. M. Hansem, J. Paint Tech. 39（505）, 104-117（1967）.

く状態が異なる。発熱混合は熱的な（エンタルピー的な）安定化とエントロピー増大による安定化の両方の効果で積極的に混合している状態であるが、吸熱混合では熱的な不安定化をエントロピーの増大による安定化で補っている程度の混合状態であるという点で、両者は異なるものである。
4. 混合熱データの所在
基本的な物質に対する混合熱等の熱力学データは化学便覧に掲載されているほか、最新のデータはElsevier社

3）笹田耕三, “溶液と溶解度”, 第3版, 丸善, pp.57-59（1991）.
4）J. H. Hildebrand, J. Am. Chem. Soc. 51, 66-80（1929）.
5）中西浩一郎, 化学 38（8）, 647-656（1980）.
6）日本化学会編, “化学便覧 基礎編Ⅱ”, 改訂3版, 丸善, p.II-264（1984）.
7）L. Wang, G. C. Benson, Benjamin C.-Y. Lu, J. Chem.
Thermodynamics 22, 173-179（1990）.
8）M. M. Elsa F. de Ruiz Holgado, Marta M. Mato, Manuel M.
Piñeiro, Eleuterio L. Arancibia, José Luis Legido, María
Inmaculada Paz Andrade, Fluid Phase Equilibria 218, 41-45（2004）.
9）T. Minamihonoki, H. Ogawa, S. Murakami, H. Nomura, J.
Chem. Thermodyn. 38, 1254-1259（2006）.
10）H. Ogawa, S. Karashima, T. Takigawa, S. Murakami, J. Chem.
Thermodyn. 35, 763-774（2003）.

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新・私の古生物誌（8）New Series of My Paleontological Notes (8)─ アンコウの進化古生物学 ── Paleobiology of Anglerfishes ─
医学博士

福田 芳生

M. Dr. YOSHIO FUKUDA

1. はじめに

2. アンコウの体と生態

アンコウは、今や冬の魚の定番となっています。スー

アンコウは、靴の前方を押し潰したような感じで、ひどパーの食品売場では、アンコウの分厚い切身が、ネギく扁平な体つきをしています（図1）。頭が異様に大きく、やニンジンなどと一 緒にパック詰めにして売られていまその前端にガマグチを思わせる大きな口があります。頭す。調味料を加えてグツグツ煮れば、おいしいアンコウの背側前方に1対のやや大きな目を備え、頭の後方に1鍋ができあがります。

対の半円形をした胸びれがあります。

分類学上アンコウは、タラと親類関係にあります。そう

頭 部を過ぎると体は急に細くなり、小 型の尾びれと言われてみれば、タラの体表の鱗も退化していて、顔もなって終わります。その様子は、黒褐色の巨大なオタマ

なんとなくアンコウに似ています。

ジャクシを頭に思い浮かべると、ぴったりです。アンコウ

アンコウは、いつ頃地球上に出現したのでしょう。そこで今回は、謎に満ちたアンコウの生態、その化石に焦点を絞って述べることにします。

の成魚は、体長1メートルにもなり、雌雄ともほぼ同じ大きさです。
アンコウの皮膚はヌルヌルしていて、鱗を認めることが図1 恐るべき肉食の底生魚アンコウ
矢印は背びれの第1棘。異常に伸張し、ルアー状の形になっている。先端のハート形の皮弁は疑餌状体と呼ばれ、これを振って獲物をおびき寄せる（T.W.ピエッチによる）。

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新・私の古生物誌（8）─ アンコウの進化古生物学 ─

できません。骨は軟く、包丁で簡単に切断できます。退子供にも人気があります。大西洋に面したヨーロッパ北

化的な背びれの第一棘がルアーのように細長く伸び出し部でも、イギリスのフィッシュ・アンド･チップスなどタラ料（図1の矢印）、その先端に釣餌に似た皮弁が付いてい理が盛んです。市場では塩漬けにしたタラの干物を、ます。専門用語で、それを擬餌状体と呼びます。

山積みにして売っています。このタラは、体長70〜80セ

アンコウは、太平洋や大西洋の水深30メートルから、500メートルほどの海底で生活しています。砂泥中に身ンチメートルのタイセイヨウマダラ（図2a）です。日本のマダラに大変よく似た種です。

を潜め、外方に突き出した擬餌状体をヒラヒラ動かして、マダラは、水 深 10メートルから500メートル付 近の大じっと獲物が接近してくるのを待ちます。英語でアンコウ

陸棚に、大きな群れをつくって生息しています。驚くべきを指して、アングラーフィシュ（釣りをする魚）と呼ぶのは、大食漢で、カレイやイカ、タコ、カニ、エビ、貝類など腹一擬餌状体で獲物をおびき寄せる様子が、釣りにそっくり杯になるまで食べます。鱈腹食べるという言葉は、獲物なことによっています。

でタラのお腹が膨れ上がっていることに由来しています

上下に扁平な体は、典型的な底生魚と申せましょう。

（図3）。

砂泥上に出した目で、獲物の動きを監視し、頃合いはよ
しとばかりに、ガバッと躍り出して、獲物を丸呑みにします。顎の鋭い歯は、全て口の奥に向かって湾曲しています。この歯のおかげで、一度呑み込まれた獲物は、ア
ンコウの口から逃げることは不可能です。アンコウの胃から底生魚のカレイの他に、イカやイワシが見つかることがあります。どうもアンコウは、海底で釣りをするばかり
か、時には海面近くまで浮上し、獲物を漁ることもあったようです。
3. アンコウのルーツはタラ

図3 タイセイヨウマダラ
獲物で腹部がはち切れそうに膨れ上がっている（M.カランスキーによる）。

日本でも欧米でもタラ（図2）は、食卓を賑わしていま

実はアンコウとタラが、親類関係にあり、タラが遠い先す。タラのぶつ切りを入れた鍋料理タラちりは、大人にも祖に当たることが、最近の研究で明らかになりました。それはタラの皮膚の構造、頬部の筋肉の付き方、尾びれの骨 組みなどが、アンコウとかなり共 通していることによっています。そして、アンコウは、タラからイザリウオの仲間（図4a）
を経て誕生したとする説が有力です。

ab
図2 代表的なタラ2種
aはタイセイヨウマダラ、bはマダラ（a：M.カランスキー、b：日本動物図鑑による）。

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a

b

図4 現生及び化石種のイザリウオの仲間
aは現生のハナオコゼ、bはボルカ産のヒスティノトフォルス・バッサニー、体長3センチメートルほど（a：日本動物図鑑、b：K.A.フリックヒンガーによる）。

化石では、最古のタラ目パラエオガドウス・イ
ンターゲリヌス（図5）が、今から約3500万年前のコーカサス北部の第三紀漸新世初期に相当する地層より発見されています。体長18セン
チメートルと小型ですが、現生のタラに近い体a形をしています。
最古のアンコウは、4900万年前に登場していますので、アンコウがタラ目から誕生したとす
れば、それ以前にタラが姿を見せていなければなりません。その間に大きなギャップが生じています。今後、研究が進めば、案外レバノンあたりの約7000万年前の白亜紀層からタラの化石が発見される可能性は大いにあります。

b

図5 約3500万年前のタラ、パラエオガドウス・インターゲリヌス
aは化石、bは復元図、体長18センチメートルほど（K.A.フリックヒンガーによる）。

4. 魚の化石産地ボルカ

見されていて、魚の他にカメやワニ、鳥の羽毛、昆虫、カ

イタリア北部にボルカという名の小さな街があります。こニ・エビなどの甲殻類ならびに植物からなっています。時のボルカは、今から約500年も前から、素晴らしい魚の化

代は、4900万年前の新生代第三紀初めの始新世中期

石を産出することで有名でした。ボルカの近くにある学です。当時のボルカは、沿岸部にヤシの茂る亜熱帯気術都市ベローナの住人フランシスコ･カルセオラニーが、候に支配され、袋のような形の湾内をカジキの一種パラ

初めてボルカの化石標本を私設博物館で展示しました。

エオリンクス・ゾルチニー（図6）が、獲物を求めて遊泳しそれが後のベローナ市立自然史博物館の始まりです。

ていました。

図6 ボルカ産のカジキ類、パラエオリンクス・ゾルチニー
これは復元図で、体長50センチメートルほど（Ｈ．
Ｌ．
フィールステンほかによる）。

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このボルカからは今までに、10万点以上もの化石が発THE CHEMICAL TIMES

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新・私の古生物誌（8）─ アンコウの進化古生物学 ─

5. 現代型のボルカのアンコウ

6. 有毒プランクトンによって大量死したボルカの魚

19世紀に入って、ボルカから立派なアンコウ、ロフィウ

ボルカの石灰岩中の化石は、皮膚や筋肉、鱗、体色

ス・ブラキソムスの化石が発見されました（図7）。当時のまで保存されているものが多く、まるで生きている魚を見著名な博物学者アガシー博士は、化石を丁寧に調べるようです。その理由について、イタリアの地質学者ブロて、体長こそ18センチメートルと小型であるものの、現生ト博士が、火山の噴火に伴う有毒ガスが狭い湾内の海種と同じ姿形をしていることに、驚きを隠せませんでし

水中に溶け込み、魚類の大量死を招いたとの説を1969

た。なにしろ、通常ではとっくに消失しているはずの、軟年に唱えています。

らかい皮膚まで完全に保存されていて、アガシー博士でなくとも、アンコウだとわかるほどです。

その後にソルビニー博士が、ベローナ市立自然史博
物館の1972年の研究報告書に、有毒な双鞭毛藻類のその化石は、ベローナ市立自然史博物館で展示され大量発生によって、魚を含む多くの水生動物が中毒死ています。見事な魚の化石を多産することで、世界的なしたとする論文を寄稿しました。実際、ボルカの石灰岩

名声を博しているボルカでも、アンコウの化石はたった1層から、莫大な量の双鞭毛藻類の遺骸が見つかってい例しか発見されていないので、重要展示物となっていまますので、目下、ソルビニー博 士の有 毒プランクトン説

す。ベローナに出掛ける機会がありましたら是非一度、が、多くの学者の支持を得ています。

この太古のアンコウ、ロフィウスと対面してください。ボル

まず、有毒プランクトンが大量発生し、その毒素が一カからは、この他にイザリウオの仲間ヒスティノトフォルス・

斉に海中へ溶出し、水生動物の大量死を引き起こしま

バッサニー
（図4b）
も発見されています。現生のハナオコ

す。腐肉常食者（スカベンジャー）なども一掃されてしまゼに近い種類で、アンコウの進化を考える上で、貴重ないますので、大量死した水生動物の遺骸は損なわれる標本です。

こと無く、石灰分に富んだ泥に覆われ、化石になったという訳です。このような現象は、4900万年後の今日でも、時々起こっています。それは赤潮と呼ばれるもので、狭い入江で養殖されているハマチなどが、大量死する痛ましい事件です。

図7 ボルカ産のアンコウ、ロフィウス・ブラキソムスの化石
4900万年前の地層から産出した。体長18センチメートルほど（K.A.フリックヒンガーによる）。

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す。獲物がチョウチンアンコウの光に驚いて、動きを止め

7. チョウチンアンコウの発光器

た瞬間、パクリと丸呑みにします。

扁 平な体のアンコウは、砂 泥 底で生 活するエキス

発光器は、他力発光型と自力発光型の二つに大別パートです。一方、チョウチンアンコウと呼ばれるグルーされます。発光器の中心部で発光細菌を培養し、発光

プは、水深200メートルから2500メートル付近の海中で細菌の光を利用するものを指して、他力発光型と呼び浮遊生活を送っています。

ます。大部分のチョウチンアンコウの仲間の発光器は、

体はゴムマリのような感じで、球形もしくは楕円形をし

この他力発光型に属しています（図9）。発光器の培養ていて、体前端の大型の口は上方を向いています。太室の周囲に発光腺があり、酸素と栄養分を発光細菌に平洋や大西洋の深海から、しばしば捕獲されるものに供給する役目を負っています。この培養室の外側は反は、体 長 60センチメートルに及ぶものもありますが（図射層が覆い、光が他に漏れないようになっています。発8）、大部分は体長10センチメートル前後の小型種です。
チョウチンアンコウの仲間も、第一番目の背びれの棘が、ルアーのように細長く伸び出しています。このルアーの先 端 近くにある擬 餌 状
体が、球状に膨大して発光器となっています（図9）。暗黒の深海で光を点滅させます。その様子が風に揺れるチョウチンのように見えるので、チョウチンアンコウと名付けられたので

図8 19世紀に博物学者により描かれたチョウチンアンコウの雌
水深800メートル付近に生息。体長60センチメートル、頭部の擬餌状体が発光器となって
いる
（Ｃ．
Ｆ．
リュトケンによる）。

前方の突起

後方の突起

開閉自在
の窓
表皮

色素層
反射層
発光腺細胞層を形成する襞
発光細菌培養室

軟骨性の支柱a

20

THE CHEMICAL TIMESb2012  No.1
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図9 チョウチンアンコウの仲間、オネイロデスの他力発光器
aは発光器の外形、bは縦断面図（Ｏ．
ムンクによる）。

新・私の古生物誌（8）─ アンコウの進化古生物学 ─

光器の外壁には窓が付いているので、窓を開閉して光あります。それは発光細菌の世代交代のためだとするを自在にコントロールすることが出来ます。まるで船乗り説があります。発光細菌はグラム陰性の桿菌で（図10）、が連絡に用いる発光信号機（オルジスランプ）のようで実験室で培養しても発光しません。発光腺の分泌物がす。また、この窓から発光細菌を海中に放出することが重要な働きをしているようです。この発光細菌は、チョウ
チンアンコウの幼魚に取り付き、表皮の粘液中で増殖します。成長と共に、ルアーの発光器が大型化して外壁の一部に窓ができると、そこから内部に移住して、光を発すると考えられています。
自力発光型は、発光細菌の力を借りずに自ら光を発するものをいいます。楕円形をした発光器内部に、特別な細胞塊があります。それは発光細胞と呼ばれるもの
で、細胞内でルシフェリンとルシフェラーゼの化学反応によって発光します。発光細胞には神経繊維が分布していて、その刺激により光を明滅します。チョウチンアン

図10 発光細菌の電子顕微鏡像
チョウチンアンコウの仲間、オネイロデスの培養室より検出されたもの。グラ
ム陰性の桿菌（Ｔ．
Ｗ．
ピエッチによる）。

コウは、前述のように他力発光型が主力で、自力発光型は大変稀な例となっています。オニアンコウは、2種類の発光器を持っています（図11）。ルアーの部分は他力発光型ですが、下顎から海藻のように伸び出した髭の発光器は自力発光型です。

ab

図11 2種の発光器を持つオニアンコウ
aは全形で、体長5センチメートルほど。頭部のルアーには他力発光器、下顎の髭に自力発光器を持つ。bは自力発光器の拡大図（a：Ｃ．
Ｔ．
レーガン、b：Ｐ．
Ｃ．
ケナリーによる）。

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8. チョウチンアンコウの特別な繁殖法

9. チョウチンアンコウの化石

チョウチンアンコウの仲間には、何と雄が小型化して北米大陸西岸のカルフォルニア州南部の大都市ロサ

メスの腹部に寄生するものがいます（図12a）。体長5センゼルスは、ロサンゼルス盆地に位置しています。そのンチメートル近い雌に対して、雄は1センチメートルにすぎ東側にヨルバ層群と呼ばれる石灰分に富んだ泥岩層ません。雄の体は完全な成体で、生殖腺は完熟態勢にがあります。この泥岩層に含まれる珪藻、有孔虫などのあります。

微化石の分析から、この地層は約800万年前の第三期

それは繁殖期に、雌雄の出会いがひどく困難な深海中新世後期の堆積物と考えられています。このヨルバでの、優れた適応と申せましょう。この寄生にもいくつか層群から今迄に魚類、鳥類や鯨の化石が発見され、多のバリエーションがあります。繁殖期にのみ雌に寄生す

くの古生物学者が注目していました。

るもの、雌の体に取り付いたが百年目で、宿主の一部と1993年のことです。ヨルバ層群の横たわるロサンゼル

なって、一生を終わるものもあります。これを、真性寄生

ス盆地で、大規模な地下鉄工事が始まりました。この地型と呼びます。まず雄は歯で宿主の外皮に取り付き、寄下鉄の工事現場から、多数の魚類化石が見つかりまし

生生活に移ります。生殖器以外の器官は萎縮してしまた。化石は、地元のロサンゼルス自然史博物館に運ば

い、ほとんど機能しません。宿主の血液を介して酸素やれました。そこの古生物部門の職員が「何だこれは」と栄養分を得て生活します（図12b）。チョウチンアンコウ

叫んだのは、小さな魚の化石です（図13a）。上方を向の化石の項で述べるビワアンコウの仲間は、真性寄生

いた口は異様に大きく、顎には内側に緩く湾曲した鋭い型に入ります。しかし、これを寄 生と呼ぶことに異 論も針のような歯が生えています。頭の上側にルアーを思わあって、雌雄同体の一つと考える学者もいます。

せる細長い突起が認められます。ひれの様子、全体の

a

萎縮した胃

脳

腸

宿 主の体
膀胱
心臓
b

肝臓

大形の 肛門 泌尿突起精巣

図12 オニアンコウ科のハプロフリネの仲間
aは雌の腹部に3匹の雄が寄生している。宿主と一体化する真性寄生型で、宿主の雌は体長5センチメートル、雄は1センチメートルほど。bは雄の体の縦断面図。
呼吸器は完全に消失し、消化器官は萎縮してほとんど機能していない。精巣が極端に大型化している（Ｃ．
Ｔ．
レーガンとＥ．
トルワヴァスによる）。

22

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新・私の古生物誌（8）─ アンコウの進化古生物学 ─形が現生のチョウチンアンコウのものに似ています。そこ

海で発生した土石流に巻き込まれた個体と考えられてで、ピエッチ博士に化石の鑑定を依頼しました。このピいます。

エッチ博士はワシントン大学の海洋水産学部教授で、チョウチンアンコウの世界的な権威です。

このような土石流は、古生物学者に素晴しい研究資料を提供しています。カナディアン・ロッキーで発見され鑑定の結果は、現生のチョウチンアンコウ類ビワアン

た、バージェス頁岩から産出する貴重なカンブリア紀のコウ科に近縁の、アセントロフィネの化石であるとのこと動物群の化石は、約5億年前に海底崖で起きた土石流でした。化石はアセントロフィネの雌で、体長は3センチの産物です。

メートルほどです。現 生 のアセントロフィネの 成 魚（図13b）では、体長は5から10センチメートル前後ありますか
ら、化石はまだ若い個体のものかもしれません。このヨル

10. 終わりに

バ層群の化石は、世界初のチョウチンアンコウの化石と一口にアンコウと言っても、実に多種多様なことが御目されています。今までに12個体ほど見つかっていると分り頂けたと思います。暗黒の深海で青白い燐光を発いう話です。

するもの、雄が極端に小型化して雌に寄生し、遂に宿現 生 種は、熱 帯 海 域の水 深 1000メートルから2000

主と一体化するものまでいます。

メートル付近の深海で生活していますので、地下鉄のその生態は私達の想像をはるかに超えています。ア

工事現場で見つかったチョウチンアンコウの化石は、ヨンコウの歴史は古く、4900万年もの昔まで遡ることが出ルバ層群の一部が深海で堆積したことを物語っていま来ます。この様なアンコウの化石が、近い将来日本で公す。このチョウチンアンコウは、今から約800万年前に深開されることを願って、筆を置くこととします。

ab

図13 約800万年前のチョウチンアンコウ類ビワアンコウ科のアセントロフィネの化石と現生種
aはロサンゼルスで発見されたアセントロフィネで、世界初のチョウチンアンコウの化石。体長3センチメートルほど。bは現生のアセントロフィネ・ロンギデンス。体長5センチメートル、ロンギデンス（長い歯）と呼ばれるだけあって長く鋭い歯が特徴。aの化石種と大変よく似ている（Ｔ．
Ｗ．
ピエッチとＲ．
Ｊ．
ラーベンバーグによる）。

THE CHEMICAL TIMES

2012  No.1
（通巻223号）

23

著者紹介
鵜飼

育弘

Ukai Display Device Institute代表
工学博士、技術コンサルタント
1968年 ホシデン入社、トップゲート型アモルファスSi-TFT LCDの研究開発および事業化に従事。
1999年 ソニー入社、低温多結晶Si-TFT LCDの研究開発および事業化を行う。
2004年 TFT-LCD部材にIn-Cell化を学業界に提唱し、事業化推進をした。
2008年 ソニー退職。
「薄膜トランジスタ技術のすべて」など執筆書籍多数。IEEE/OSA Journal of Display Technology Co-Editor、
応用物理学会正員、電子情報通信学会正員、SID シニアメンバー。

南朴木

孝至

博士
（理学）
シャープマニファクチャリングシステム（株）研究テーマ：半導体用超精密洗浄装置の開発。
フッ素系有機溶媒を含む二成分溶液の熱力学的性質の研究。

福田 芳生
医学博士
日本大学農獣医学部獣医学科卒業、東京医科大学にて解剖学を学ぶ。千葉県衛生研究所病理研究室主席研究員、絶滅動物化石の電子顕微鏡を用いた研究。
定年後は、色鉛筆画家として故郷の四街道の街並みを、色鉛筆の点と線で鮮やかに描く（色鉛筆画：四街道・吉岡地区の坂道）。

編

表紙写真
タケシマラン（竹縞蘭）（ユリ科 タケシマラン属）

鮮やかな赤は、タケシマランの実で、8月上旬に小雨の上高地での撮影です。ストロボ光のせいで、いっそう光沢感が強調されましたが、実際はもっと透明感のある
７ミリ前後の液果です。タケシマランは亜高山帯～高山帯の林床に生え、高さ20～40cm前後の多年草で、葉の形や縞模様が竹の葉に似ていることから、この名がつけられたということです。6月頃から咲く小さな花は、葉に隠れて見つけ難いそうですが、赤い実の時期に一列に並んでぶら下がっている姿はカメラマンにも人気です。
（写真・文 北原音作）

集

後

記

新年あけましておめでとうございます。

本誌では、鵜飼先生の「フラットパネル

本年も本誌ケミカルタイムズをご愛読頂け

ディプレイ概論（7）」、南朴木先生の「分ますよう、宜しくお願い申し上げます。

子間相互作用の観点による溶媒選定の戦後の復興と、高度経済成長の象徴

方法」、福田先生の「新・私の古生物誌となりました、東京タワーは1958年に完成（8）アンコウの進化古生物学」、表紙写しました。本年5月には、新しく東京スカイ

真ギャラリー3ならびに巻末には、新たにツリーが完成します。

著者紹介欄を掲載させて頂きました。

東京スカイツリーが、東日本大震災か

本年が、皆様にとりまして明るく活気

らの復旧・復興の象徴の一つとなりますの満ちた年となりますよう、お祈り申し上げことを願っています。

ます。

C K

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編集責任者 原田 義美
平成24年1月1日  発行「無断転載および複製を禁じます。」