管かん

管かん（くだ、かん）とは、中空なかぞらの細長ほそながい構造こうぞうである。チューブ（英えい: tube）とも言いう。自然しぜん界かいでは生物せいぶつに様々さまざまなものが見みられ、人工じんこう物ぶつでは金属きんぞく、ガラス、ゴム、プラスチック、コンクリートなどによって作つくられ、利用りようされる。

概要がいよう

管かんは、細長ほそながい形かたちで、外側そとがわがある程度ていど固かたい、もしくは弾性だんせいのある素材そざいで作つくられており、内部ないぶに空洞くうどうがあり、それが少すくなくとも一方いっぽうで外そとに口くちを開ひらいているものを指さす。短みじかくて固かたいものは筒つつ、細長ほそながくて柔やわらかいものはホース、長ながくて固かたいものはパイプということもある。チューブは英語えいご tube の片仮名かたかな表記ひょうきであるが、現在げんざいの日本語にほんごではチューブというと特定とくてい形状けいじょうに加工かこうされたタイヤ内部ないぶの部品ぶひんや、流動りゅうどう物ぶつ用ようの容器ようきなどをも意味いみする。

中なかが空洞くうどうであるために、軽かるく、しかも力ちからが比較的ひかくてき均一きんいつに分散ぶんさんする形状けいじょうのため丈夫じょうぶである。そのため、その形態けいたいを維持いじする仕組しくみとしても機能きのうするが、内側うちがわの空洞くうどう部分ぶぶんにものを詰つめ、あるいは流体りゅうたいを流ながすのに使つかわれる事ことも多おおい。

生物せいぶつにはこの構造こうぞうを持もったものが多数たすうあり、その多おおくは微小びしょうで見分みわけにくいが、目立めだつものは古ふるくから道具どうぐとして利用りようされた。例たとえば竹筒たけづつ、ワラ、骨ほねなどがこれに当あたる。人工じんこう的てきにこのような構造こうぞうを作つくるのは容易よういではないが、金属きんぞくやプラスチックなどの素材そざいや、その加工かこう技術ぎじゅつの発達はったつにより、現在げんざいでは様々さまざまなものが作つくられ、利用りようされている。

性質せいしつ

管かんという構造こうぞうは、以下いかのような特徴とくちょうを持もっている。

軽かるい。中空ちゅうくうであるために中ちゅう実みの構造こうぞうより軽かるくなっている。
一いち続つづきの空洞くうどうを持もつ。細長ほそながい容器ようきとして使つかえるほか、これを通とおして流体りゅうたいを漏もらさずに運はこぶことができる。特とくに液体えきたいに対たいしてはサイフォンの原理げんりが使つかえるのが利点りてんである。さらに、液体えきたいを管かんに詰つめると、一端いったんから加くわえられた圧力あつりょくを他たの端はしへと伝つたえることが出来できる。その際さいに管かんを曲まげれば任意にんいの方向ほうこうへ伝つたえられる利点りてんがある（油圧ゆあつなど）。
多数たすうを並ならべた場合ばあい、中なかに空気くうきの層そうを持もつことになるので断熱だんねつの効果こうかもある。
管かんの断面だんめんは円形えんけいであるか、それに近ちかい。円形えんけいは断だん面積めんせき当あたりの周しゅうが最もっとも小ちいさいから、同一どういつ量りょうの素材そざいであれば、より広ひろく長ながい管かんが作つくれる。また、強度きょうど的てきにも優すぐれている。細長ほそながい物ものを立たてる場合ばあい、重おもい物ものを上うえに乗のせる場合ばあいには中ちゅう実みであるほうがよいが、そうでないなら折おれにくくて軽かるいことは非常ひじょうに有利ゆうりである。竹たけの茎くき、ネギの葉はなどはこの例れいである。
多数たすうの管かんが束たばになった構造こうぞうも上記じょうきのような特徴とくちょうを持もっている。なお、多数たすうの同どう一いち径みちの管かんが平行へいこうに配置はいちして、それらが互たがいに押おし付つけられた場合ばあい、個々ここの管かんは互たがいに密着みっちゃくして往々おうおうにして六角形ろっかっけいになる。これはいわゆるハニカム構造こうぞうである。
管かんはその太ふとさが変かわらないように作つくると、その内部ないぶを伝つたわる波なみはその内側うちがわに閉とじこめられ、広ひろがってゆけない。その結果けっか、波なみは拡散かくさんせず、弱よわまらずに遠とおくに伝つたわる。伝声管でんせいかんは音波おんぱを管かんに閉とじこめることで遠とおくに伝つたえるものである。
同様どうように管かんはその太ふとさが変かわらないように作つくると、その内部ないぶに加くわわる圧力あつりょくは変かわらず均一きんいつに伝つたえることができる。これを利用りようして中なかに作動さどう油ゆを充填じゅうてんして動作どうささせる油圧ゆあつ装置そうちが作つくられている。

生物せいぶつにおける例れい

流体りゅうたい輸送ゆそうのための管かん
- 動物どうぶつ
  - 循環じゅんかん系けい：血管けっかん・リンパ管りんぱかん・水みず管かん
  - 消化しょうか系けい：消化しょうか管かん・胆きも管かん
  - 呼吸こきゅう器き系けい：気管きかん
  - 排出はいしゅつ系けい：輸尿管ゆにょうかん・細ほそ尿にょう管かん・尿にょう管かん・マルピーギ管かん・腎じん管かん・原はら腎じん管かん
  - 生殖せいしょく系けい：輸卵管ゆらんかん・輸精管かん・産卵さんらん管かん
  - 他た：吸血きゅうけつ性せい昆虫こんちゅうの口器こうき・毒どく針はり
- 植物しょくぶつ：道管どうかん・師し管かん
- 圧力あつりょく伝達でんたつのための管かん：水みず管かん系けい（棘皮動物きょくひどうぶつ）
構造こうぞう体たい、その他たの管かん：菌糸きんしや糸状いとじょう藻類そうるいの細胞さいぼう壁かべ・花粉かふん管かん・鳥類ちょうるいや哺乳類ほにゅうるいの骨ほね（一部いちぶ）・竹たけやヨシなどの茎くき・ネギなどの単たん面めん葉は・ゴカイなどの棲管・蜂はちの巣す・微小びしょう管かん・毛もう
複ふく合あい的てきな構造こうぞうの例れい
- 樹木じゅもくの木部きべを構成こうせいするのは道管どうかんと繊維せんい細胞さいぼうで、いずれも個々ここには厚あついセルロースの細胞さいぼう壁かべからなる管状かんじょうの構造こうぞうである。材木ざいもくの性質せいしつである軽かるくて丈夫じょうぶなこと、断熱だんねつ性せいなどはこのような管かんの集積しゅうせき物ぶつであることによる部分ぶぶんが大おおきい。
- さらに竹たけなどでは、材ざいの形かたちそのものが管かんになっている。
- また、イワヅタ目めの緑藻りょくそうなどでは、藻も体たいが管状かんじょうの多核たかく体たいとなっており、太ふといパイプの中なかが筒抜つつぬけとなっている。このため、強度きょうどを補おぎなうように管かんの内部ないぶを横断おうだんするように管状かんじょうの細胞さいぼう壁かべが張はられている。

管かんの作つくり方かた

管かんを作つくるには、様々さまざまな方法ほうほうがある。はじめから管かんの形かたちを作つくるのもあるが、何なにかを変形へんけいすることもある。

平面へいめんの左右さゆうを折おり曲まげ、その両りょう端はしを接着せっちゃくさせる。脊椎動物せきついどうぶつの神経しんけい管かんは原はら腸ちょう胚はい期きの胚はいの背面はいめん外そと胚葉はいようがくぼみ、溝みぞとなった後のち、その上側うわがわの左右さゆうが融合ゆうごうして管かんとなる。カヤツリグサ科かなどに見みられる円筒えんとう形がたになった葉は鞘さやも、本来ほんらいは平面へいめんであるものが巻まいて、その両りょう端はしが癒合ゆごうしたものと見みられる。カの口吻こうふんの吸血きゅうけつに用もちいられる管かんは、上唇うわくちびるが円筒えんとう状じょうに巻まいて形成けいせいされており、その外側そとがわに大だい顎あごと小しょう顎あご、下しも咽頭いんとうが添そえられる。
複数ふくすうの板いたを張はり合あわせる。チョウやガの口吻こうふんは液えきを吸すうためのストローになっているが、これは樋とい状じょうになった細長ほそながい小しょう顎あご外がい葉はを左右さゆうから合あわせることで作つくられる。それに対たいしてカメムシ目めの口くち針はりの形成けいせいには、大だい顎あごと小しょう顎あごの2対ついの要素ようそが与あずかっているが、実際じっさいに管かんになるのはやはり小しょう顎あごの方ほうで、2本ほんの溝みぞが刻きざまれた小しょう顎あご針はりが合あわさることで、内部ないぶに食物しょくもつの吸収きゅうしゅう用ようと唾液だえきを送おくり出だす2本ほんの管かんが形成けいせいされる。
細ほそい棒ぼうを円周えんしゅう状じょうに配置はいち。ヒゲムシの触手しょくしゅの多おおいものには触手しょくしゅによる管かんを作つくる例れいが見みられる。また、微小びしょう管かんは時ときにこの形かたちに配列はいれつし、その内部ないぶで物質ぶっしつ輸送ゆそうが行おこなわれる例れいがある。太陽たいよう虫ちゅうや吸管虫ちゅうを参照さんしょう。
円周えんしゅうの形かたちに素材そざいを積つみ上あげてゆく。ハチの巣す、微小びしょう管かん等とうはこれ。
既存きそんの長ながい構造こうぞうの内部ないぶに空洞くうどうを作つくる。道管どうかんの場合ばあい、まず細長ほそながい細胞さいぼうができ、その細胞さいぼう壁かべが厚あつくなった後のち、細胞さいぼうが死しんで細胞さいぼう質しつがなくなり、両りょう端はしの細胞さいぼう壁かべが壊こわれて管かんとなる。
薄うすいものを巻まく。例たとえばバナナなどのいわゆる偽にせ茎くきは葉は鞘さやを巻まき重かさねたようなものである。
細長ほそながい紐ひもを螺旋らせん状じょうに巻まいて行いく。タバコモザイクウイルスはDNAと蛋白質たんぱくしつの紐ひもが螺旋らせんに積つみ上あがった構造こうぞうをしている。環たまき形がた動物どうぶつのヒゲムシには長ながい一本いっぽんの触手しょくしゅを持もち、これを螺旋らせん状じょうにしてその内部ないぶの空洞くうどうで消化しょうかを行おこなうと見みられるものがある。
液体えきたいがその表面ひょうめんで固体こたい化かする場合ばあい。内部ないぶの液体えきたい部分ぶぶんがさらに流ながれると、次第しだいに円筒えんとう形がたの管かんが形成けいせいされる。鍾乳洞しょうにゅうどうに見みられるストローはこれに類るいする。
棒状ぼうじょうの構造こうぞうの外側そとがわに物質ぶっしつを固形こけい化かさせる。細長ほそながい虫むしが、体からだ表ひょうから粘液ねんえきを出だして細ぼそ粒つぶを集あつめて棲管を作つくるのはこれに当あたる。チクワは竹たけに魚肉ぎょにく練ねり製品せいひんを巻まきつけ、焼やいて作つくる。
面めんの真まん中なかをつまんで引ひっ張ぱる、あるいは押おし込こむことで細長ほそながい筒つつを作つくる。動物どうぶつの発生はっせいにおける原はら腸ちょうの形成けいせいなど。
まず太ふとい管かんを作つくっておき、これを引ひっ張ぱり伸のばして長ながくて細ほそい管かんを作つくることもある。パスツールピペットのような細ほそいガラス管かんはこれで作つくる。進化しんか的てきには、タツノオトシゴやクダヤガラの吻は口くちが引ひき伸のばされたものと見みなせる。
細ほそい管かんを作つくり、中なかに空気くうきで圧力あつりょくをかけ、引ひき伸のばしながら、膨張ぼうちょうさせることで薄うすく太ふとい管かんを作つくることもある。ポリ袋ぶくろはフイルム状じょうに薄うすくしたポリエチレンなどの合成ごうせい樹脂じゅしの管かんを押おしつぶして、底そこを熱ねつで溶着ようちゃくさせることで作つくられるが、薄うすい管かんのまま使つかう例れいもある。

管かんの補強ほきょう

管かんの形かたちは強度きょうど的てきに優すぐれたものではあるが、実際じっさいの強つよさは素材そざいやその作つくり次第しだいでもある。内部ないぶに液体えきたいを通とおすもので、それほど圧力あつりょくのかからないものであれば、それほど強つよさも必要ひつようなく、普通ふつうは液えきの圧力あつりょくを得えてその形かたちを保たもち、内圧ないあつが下さがればつぶれる。

しかし、常つねにある太ふとさを保たもつ必要ひつようがある場合ばあいもあり、その場合ばあい、管かんの壁かべに補強ほきょうが入はいる。補強ほきょうにも様々さまざまな例れいがあるが、よく見みられる形かたちに繊維状せんいじょうのものを円えん環たまきにしたものを並ならべる、あるいは螺旋らせんにしてものを入いれるというのがある。道管どうかんには螺旋らせん状じょうの壁かべの紋もんを持もつものがあるが、人工じんこう的てきなホースのそれによく似にている。

利用りよう

管かんを利用りようするのには以下いかのような場合ばあいがある。

容器ようき: 細長ほそながい容器ようきとして使つかう。必要ひつように応おうじて切きり分わけたりする。腸詰ちょうづめのケーシングもこの範疇はんちゅうに入はいる。
流体りゅうたいの移動いどう: ホース、パイプ、縦たて樋といなど。必要ひつように応おうじて継つぎ合あわせ、あるいは分岐ぶんきさせることがでいる。
支柱しちゅうや建材けんざい: 軽かるくて丈夫じょうぶな点てんを利用りようする。
細長ほそながい物ものの保護ほご: 電線でんせんを中なかに収おさめる電線でんせん管かんなど。
楽器がっき: 音おとを響ひびかせるのに管かんが利用りようされる。長ながさを変かえることで音程おんていを調節ちょうせつできる。直接ちょくせつに楽器がっきとするのはいわゆる管楽器かんがっきであるが、パイプオルガン、チューブラーベル、ドレミパイプもそうである。他たに鉄てつ琴きんなどのように、楽器がっき本体ほんたいは別べつにあり、管かんを共鳴きょうめい管かんとして備そなえる例れいもある。

これらすべてにかかわる例れいが竹たけである。竹たけは非常ひじょうに多様たような利用りようがあるが、その多おおくに竹たけが節ふしを抜ぬくか、切きり落おとせば管かんとなることが関係かんけいしている。

管かんに関かかわる生物せいぶつ名めい

刺とげ胞動物どうぶつ：管かんクラゲ・クダサンゴ・エダクダクラゲ
環たまき形がた動物どうぶつ：チューブワーム
節足動物せっそくどうぶつ：粘ねば管かん目め（トビムシ目めの旧名きゅうめい）
脊椎動物せきついどうぶつ：クダヤガラ・管かん歯は目め（ツチブタ目めの旧名きゅうめい）・クダハナアルキ（鼻はな行ぎょう類るい）

生物せいぶつの学名がくめいや分類ぶんるい階級かいきゅうの名称めいしょうはラテン語らてんごに由来ゆらいするものが多おおく、ラテン語らてんごで管かんを意味いみする sipho や tubus、それが形容詞けいようし化かした tubulosus 等ひとしを名前なまえに持もつものがある。上記じょうきのクダクラゲ目め（Siphonophora）や管かん歯は目め（Tubulidentata、-denta = 歯は）などは元々もともと「管かん」を意味いみするこれらの単語たんごに由来ゆらいしており、和名わみょうはその直訳ちょくやくである。

参考さんこう文献ぶんけん

勝本かつもと謙けん著ちょ, 『菌きん学がくラテン語らてんごと命名めいめい法ほう』, 日本にっぽん菌きん学会がっかい関東かんとう支部しぶ, 1996年ねん