M.SHI.’s 【科学的逍遙】

2006年

こんの「つむじ」はいくつあるか?

こん、玄関先でちょこんと座る 朝の散歩から帰って家に入ろうと思ったのに、こんが玄関先にちょこんと座り込んだ。
近所の家の(イヌの)友達が出てくるのを待っているのだろうか。
その姿を見ていて気付いたことがあったので、携帯電話で写真を撮ってみた。

こんの「輪郭」を「検出」してみた 気付いたことというのは、毛の流れている向きや、その流れがぶつかって毛が立っているところがよく判るなぁ、ということだ。
さらに判りやすくするために、Photoshop で「輪郭検出」フィルタを掛けてみた。
色や明るさに差のあるところが「輪郭」として検出されている。
体の輪郭はもちろん、黒い鼻先や、白い足先と茶色い体躯との境目も検出されている。
よく見ると、(イヌにははっきりとした肩がないけど)肩の部分は江戸時代の侍の被る頭巾のようになっていて、その部分も輪郭として検出されている。
また、頬の後ろや「ひじ」にあたる部分では、別々の方向からの流れがぶつかって毛が立っていることが判る。
この写真では判らないが、胸や「へそ」の部分でも、毛が立っている。

こんなところに「つむじ」がある そんなふうに「流れがぶつかっている」ところがアチコチにある、ということは、「流れの始まり」つまり「つむじ」がアチコチにある、ということだ。
こんの毛の「流れの全体図」や「すべてのつむじの配置図」は、そのうち作ろうと思っているのだが、余裕がなくてまだできていない。
体中のあちこち、けっこう妙なところに「つむじ」があるのだ。
たとえば、左の写真のように、上腕の内側にあったりする。

(2006/05/16付記:もうちょっと判りやすい写真を「こんの「つむじ」のおまけの写真」に載せた。)

球には必ずつむじがあるが、トーラスにはない ところで、今朝の朝日新聞に「ポアンカレ予想」が証明された、という記事が載っていた。
「つむじ」の話も、その「ポアンカレ予想」とちょっと関係があるのだ(多分。ワシは数学が専門ではないので、関係があるのだと勝手に思っているだけかも……)。
人間の頭や動物の体のような、閉じた球面の表面の流れ(ベクトル)があるとき、特異点、つまり「つむじ」ができるのだ。
もちろん、その数は1個とは限らず、複数になる場合もある。
ワシの頭や、こんの体には、いったいいくつの「つむじ」があるやら……。
地球にもつむじがある。
地球の表面には、地磁気の流れや大気の流れがあるからだ。
地磁気の流れの「つむじ」は磁極で、大気の流れの「つむじ」は台風だ(地表では大気が流れ込んでいるが、上空では噴き出している)。

ホニュウ類の体はトーラス? ただし、トーラス(ドーナツ型の閉曲面)の場合は、「つむじ」ができないようにすることができる。
トーラス以外の閉曲面の場合には、必ず「つむじ」ができてしまうのだ。
……そこでふと思いついたのは、「哺乳類の体も、考えようによってはトーラスだ」ということだ。
哺乳類に限らず、口と肛門のある動物は全部、単純化して描くとチクワのようになる。
よく言われるように、消化管の「内部」は、じつは「体外」なのである。

つむじのない動物はいるか? とはいえ、体の表面から消化管の内壁まで続けて毛が生えていないと、「つむじのない動物」にはならないような気がする。
それに、肛門のほうから口に向かって、消化管の内側に毛が生えているのでは、消化管が蠕動(ぜんどう)運動したら、食べたものが口に戻ってきそうだ。
消化管内の毛が口から肛門に向くようにすると、体表の毛は尻から頭に向かって生えることになるから、流体力学的によろしくないことになる。
水中生活にしろ陸上生活にしろ、移動するときの水や空気の抵抗が大きくなっちゃうだろう。
そこで、水中で固着生活をしている生物なら、尻から頭に向かって生えた毛で水の流れを作り、その流れに捉えられたプランクトンをそのまま口から消化管内に送り込む、なんていうこともありそうだ。
……なんてバカなことを考えていて、フト思った。
もちろん哺乳類ではないし、固着生活しているわけでもないが、ウニには「つむじ」があるのだろうか?
う〜ん。そんな視点でウニを観察したことがないので、判らないぞ。
どなたか、ご存知の方がいらっしゃったら教えてください。

【参考】(PDFファイル)
「つむじ」の数を数えてみよう(筑波大学)
幾何学II(鹿児島大学)

(2006/05/03)