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象牙象牙の違法取引に驚いた、生物学者が自分で作ることを決めた

オスの象が戦いをするとき、彼らは高速で衝突し、強さを示すために牙をつなぎ合わせます。 これらの細長い切歯は非常に強力であるため、使用者はしばしばそれらを使用して互いに格闘し、地面に投げつけます。 しかし、牙は害を与えるためだけのものではありません。 戦いの外では、象はそれらを使って植生の道を切り開き、木を動かすことさえします。 最も驚くべきことに、各象は生涯を通じて同じ牙のセットを持ち、それぞれが最大400キログラムになります。

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これらの多様なタスクを実行するには、象牙を構成するものが硬く、強く、頑丈でなければなりません。 この品質の組み合わせは、人類の歴史を通じて象牙を切望している要素の一部であり、わずか3年前に1キログラムあたり2000ドル以上で販売しています。 歴史的にビリヤードボール、ピアノの鍵、さらには股関節の代替品に使用されてきたアイボリーは、ジュエリーやその他の高級品で今日も評価され続けています。

残念なことに、象牙に人々がつけた価値は紛争をも助長し、組織犯罪と結びついており、人間と厚皮の両方に害を与える血なまぐさい取引を永続させています。

1970年代および80年代に、違法な密猟により、絶滅のおそれのある種を含む保護種のリストにアフリカゾウを含めるために、絶滅危ed種の野生動植物の国際貿易条約(CITES)が促進されました。 1990年、ワシントン条約はアフリカ象牙の国際販売の禁止に相当するものを制定しました。 象の個体数は回復しましたが、2000年代の密猟の最近の急増によって再び絶滅しました。 それ以来、数万頭のゾウ(一部の地域の人口の最大60%)が屠殺されました。 推定では、毎年50, 000頭のゾウが殺されています。

この血まみれの取引は、オックスフォード大学の生物学者であるフリッツ・ヴォルラスが、象牙と同様に機能する人工材料を作成するために必要なことを考え始めたため、その原因となった物質の需要を減らしました。多くの害。 当時、ヴォルラスは、自然界で見られる別の注目すべき材料、クモ糸の特性を研究していました。 しかし、彼は象の行動と移動パターンも研究し、象牙取引の結果に慣れ親しんでいました。

顕微鏡下で、象牙はその分子構造を明らかにします:ヒドロキシルアパタイト鉱物と水で満たされた三次元コラーゲン足場。 Vollrathは、この「独特の構成」を十分に理解して、真に「生物学的に着想を得た」レプリカで現在存在するプラスチックベースの代替品を改良することを目指しました。 「私たちは、なぜそれがそんなにタフな素材なのかを理解するのにまだ苦労しています」とVollrathは言いました。 「ミネラルとコラーゲンという2種類の材料を組み合わせています。 どちらも単独では素晴らしい素材ではありませんが、それらを混ぜると…何か違うものになります。」

しかし、その「何か違うもの」とは何ですか? Vollrathにとって、リアルなフェイクアイボリーを作成するための最初のステップは、リアルアイボリーとは何かを正確に把握することです。 そのため、彼の研究グループは、密輸品として押収された象牙のサンプルを使用して、象牙に特徴的なクロスハッチ線が見える薄いスライスを刻み、詳細な顕微鏡研究とストレステストを行いました。 目標は、構造が材料の靭性と美しさをどのようにもたらすかを細かいスケールで理解することです。

それでも、Vollrathは認めています、彼にはまだ長い道のりがあります。

表面全体に人物、三角形の顔、円から放射状に広がる蛇が刻まれた象牙の彫刻。 表面全体に人物、三角形の顔、円から放射状に広がる蛇が刻まれた象牙の彫刻。 (国立アフリカ美術館/スミソニアン)

象牙の消費者需要は2000年代初頭に増加し始め、2011年頃にピークに達し、アフリカ全土でゾウの個体数が大幅に減少したと、生物学者で保護団体であるゾウを保存するイランダグラスハミルトンは言います。 「2009年に、一般の中国国民の購買力が高まったため、中国の需要が増加したことにより、象牙の価格が大幅に上昇し、事態は解け始めました」とダグラス・ハミルトンは言います。 「当時、象の象牙取引が象の個体数に及ぼす影響についてはほとんど認識されていませんでした。これはここ数年で根本的に変わりました。」

幸いなことに、2014年以降、象を救うという中国の報告によると、象牙の価格は中国の象牙取引の禁止を見越して半分以上下落しました。 2016年の最終日に禁止が発効してから、以前は合法的に運営されていたいくつかの大規模な象牙彫刻工場がいくつか閉鎖されました。象牙オブジェクトの売買は、2017年末までに完全に停止する予定です。世界の象牙市場の割合。

「「合法的な」象牙の存在が(違法取引のための)煙幕として使用される可能性があるという懸念があった」とダグラス・ハミルトンは述べた。 「これにより、中国は貿易を支配する唯一の方法はそれを廃止することであるという考えに移行しました。」

したがって、Vollrathの焦点は、合成象牙の生物医学的用途にシフトしています。 たとえば、彼の素材は骨や歯の修復に使用したり、再生医療時代の股関節置換にアイボリーを使用した19世紀の慣習を更新したりできると考えています。 しかし彼は、象牙を文化的かつ芸術的に価値のあるものにするための特性の解明にも取り組んでいます。

アイボリーは、楽器から装飾品まで、さまざまな文化経済で歴史的に使用されてきました。 「中国の彫刻家にとって、象牙は非常に重要な材料です」と、合法的にまたは違法に取引された象牙から装飾オブジェクトを作成する中国の職人に言及して、Vollrathは言います。 「私たちの最初のアイデアは、彫刻の代替材料を提供することで、彫刻家にロビー活動をやめるよう説得できれば、象牙取引と密猟に影響を与える可能性があるということでした。」代替品は、クラフトを生かし続けるのに役立ちます。

天然象牙には、指を置くのが難しい他の性質もあります。 従来のアプリケーションの1つは、楽器の製造です。 現在、ピアノはプラスチックキーで製造されていますが、三味線を演奏するミュージシャンの小さなコミュニティ、歌舞theater劇場やその他の日本の民俗音楽の伝統で使用される伝統的な三弦楽器は、象牙の部品を使用して楽器を製造しています。

これらの部品は国内に既に存在する象牙の在庫で作られていますが、違法密輸の報告があります、とペンシルベニア大学で三味線を研究する民族音楽学の大学院生である山田啓介は言います。 「日本の三味線の達人の大部分は象牙で作られた[部品]を好む」と山田はメールで言う。 「彼らはグリップが好きだと言っています。 快適に感じ、汗を吸収します。これは、何時間も楽器を演奏し続けることが重要です。」

三味線建設のための代替材料を開発するためのエンジニアリングプロジェクトが進行中ですが、山田は象牙が国内で合法的に入手可能である限り、三味線の達人が代替材料に切り替えることをいとわないことを疑います。

さらに、素材が十分に特徴づけられたとしても、その知識を再作成に変換するにはかなりの時間と研究が必要です。 しかし、一度やると、その可能性は膨大です。 「象牙のような複雑な材料の理解に近づくにつれて、ラボで魔法の一部を再現し、最終的に芸術、科学、工学で使用するための新しい材料を設計することができます」とマサチューセッツ工科大学の工学教授Markus Buehler電子メールによる技術。

「生物学的材料から工学的材料に移行するには、構造と機能の関係を理解することが重要です」と、スパイダーシルクに取り組んでいるが象牙の研究者とは関係のないビューラーは言います。 「自然界にある素材を模倣する素材を実際に製造するのは難しい場合が多い。」象牙のような自然素材を理解するための重要な技術的課題は、素材を可能にするさまざまな画像技術を利用することです。分子レベルからマクロレベルまで特徴づけられます。

このようなアイボリーのボールは、1925年から、唯一の真のビリヤードボールがアジアの新鮮なアイボリーから切り取られた時代を思い起こさせます。 このようなアイボリーのボールは、1925年から、唯一の真のビリヤードボールがアジアの新鮮なアイボリーから切り取られた時代を思い起こさせます。 (アメリカ国立歴史博物館/ケネスE.ベーリングセンター/スミソニアン)

Nature Materials誌のレビュー記事でダートマスの工学教授Ulrike Wegstは、「天然素材の特徴を模倣することは簡単な仕事ではない」と述べています。生物学的材料の特性評価の進歩にもかかわらず、理解の難しさのために成功した合成はほとんどありません複数のスケールでの複雑さ、彼女は書いています。 可能性のある例外は真珠層、または真珠層です。これは象牙のように、有機成分と鉱物成分で構成され、人間のエンジニアによって密接に複製されています。

「同等の特性を持つ生体模倣材料を実際に設計することは可能です」とウェグストは電子メールで言います。 「最初の質問は次のとおりです。象牙代替材料を作成したいアプリケーションはどれですか。また、そのアプリケーションの設計要件は何ですか?...多数の経路があり、いくつかは非常に刺激的です。」

最終的に、大量消費のために象牙を合成するには、産業界とのパートナーシップが必要になります。 しかし、象牙の分子特性に関する知識は、それ以前の生物学者、技術者、環境保護論者にとって有用でした。 Vollrathは、象牙は他の象牙とは異なることを指摘しています。 その内部構造はマンモスやイシガメのそれとは異なり、異なる地域や環境からの象の象牙の間で違いが逸話的に報告されています。

「これらの違いに歴史的または進化的理由があるかどうかを調べることは興味深いでしょう。そして、それらが靭性と機械的性質に影響を与えますか」とVollrathは言います。

これらの区別をよりよく理解することは、違法な象牙取引を追跡する際にも役立ちます。 Vollrathは、環境要因または遺伝的要因に基づいて象牙の間に大きな違いがある場合、保護論者はそのデータを使用して、押収された象牙の由来動物の起源を追跡できると推測します。 これは、エリザベス・コルバートがスミソニアン誌で最近報告した、象牙で見つかった特定の遺伝子変異と既知の象の個体群を照合する、遺伝に基づく象牙追跡の方法を補完する可能性があります。

しかし、すべての保全政策の専門家が、説得力のある偽の象牙を市場に追加することが良い考えであることに同意するわけではありません。 「本物のように見える合成野生生物製品は、需要を減らす可能性が非常に低く、それを刺激するのに役立つ可能性さえあります」と、世界野生生物基金の上級政策アドバイザーであるリー・ヘンリーは電子メールで言います。 「さらに、類似品は違法取引を隠蔽し、執行官の仕事をより困難にする可能性があります。」

もっと複雑になります。 合成象牙が手頃な価格で豊富で、消費者に受け入れられる代替品と見なされている場合、密猟を阻止するのに十分なほど実際の象牙の価格を引き下げることができると、貿易に関する学術研究を行った未来のリソースのシニアフェローであるキャロリン・フィッシャーは言います野生生物製品。 しかし、偽の象牙の普及が本当の象牙を所有するという汚名を取り除いた場合、逆の効果をもたらす可能性があります。

「最終的に、正味の効果は、代替品の豊富さが、スティグマを減らすことで需要を促進する以上に価格を引き下げることができるかどうかに依存します」とフィッシャーは電子メールで言いました。

ゾウの密猟と闘うための適切な戦略を決定するには、必然的に各分野の専門家の努力が必要になります。 それまでの間、象牙が非常にユニークなものを特定するVollrathの作業は、エンジニアリングから設計まで、これらの他の分野のいくつかに利益をもたらす可能性があります。 よく引用される野生生物保護の1つは、結局のところ、進化によって研ぎ澄まされた化学的、物理的、工学的革新を保存し、人間がそれらを使用に理解して適応できるようにすることです。

Buehlerが生物学者とエンジニアの間のコラボレーションについて述べているように、「それは価値のある焦点であり、多くの相互利益がある可能性があると信じています。」

象牙象牙の違法取引に驚いた、生物学者が自分で作ることを決めた