郊外の町に暮らすちょっと大人びた小学4年生アオヤマ君。その日一日、発見したことをノートに記録し、気になったことは徹底的に研究する彼は、気さくで胸が大きくてミステリアスな歯科医院の“お姉さん”の研究を続けていた。そんなある日、町にペンギンが次々と現われ、どこかへと消える奇妙な事件が起きる。この謎について調査を開始したアオヤマ君は、“お姉さん”が投げたコーラの缶がペンギンに変わる様子を目撃する。