Parazit žere kuklu

31.8.2018
Zdroj:
T. van de Kamp et al., Parasitoid biology preserved in mineralized fossils, Nature Communications, volume 9, Article number: 3325 (2018), https://doi.org/10.1038/s41467-018-05654-y
Zdroj
Parazitická vosa druhu Xenomorphia resurrecta klade vajíčko do muší kukly. Larva, která se z něj vylíhne, sežere přeměňující se larvu mouchy a sama se uvnitř zakuklí a dokončí přeměnu. Obrázek je založen na původních datech získaných počítačovou tomografií, barvy jsou dohadem (Nature Communications. 2018. DOI: 10.1038/s41467-018-05654-y Creative Commons Attribution 4.0 International Public License: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/legalcode).

Na obrázku vidíme rekonstrukci třetihorní parazitické vosy druhu Xenomorphia resurrecta, jak klade vajíčko do muší kukly. Larva, která se vylíhne, sežere larvu mouchy a sama se zakuklí a dospěje. Obrázek je založen na původních datech získaných průzkumem 1.510 fosilizovaných kukel z fosforitového dolu ve francouzském Quercy ve stáří od 66 do 23 milionů let. V 55 z nich dlely parazitické vosy, kromě jiných čtyři doposud neznámé vyhynulé druhy. V tomto případě je správnější hovořit o parazitoidech, protože nakonec svého hostitele sežerou.

Vnitřní stavbu tak kompaktních a strukturovaných vzorků můžeme studovat pouze pomocí moderní počítačové tomografie využívající synchrotronového, velmi intenzivního rentgenového záření elektronů kroužících relativistickými rychlostmi v magnetickém poli. Moderní technologie potvrdila podezření, které vyslovil švýcarský entomolog Eduard Handschin v roce 1944. Povšiml si, že některé muší kukly svými obrysy připomínají spíše parazitické vosy než původní obyvatele. Video založené na tomografických dat ukazuje vnitřní stavbu kukly.

 

Neandrtálka a denisovan

30.8.2018
Zdroj:
V.Slon et al., The genome of the offspring of a Neanderthal mother and a Denisovan father, Nature 2018, DOI: 10.1038/s41586-018-0455-x ID
Zdroj
Vchod do Denisovy jeskyně na Altaji. Jméno nese po poustevníku Denisovi, který v ní žil v 18.století. Foto Čuvajev Nikolaj, Wikimedia Commons, GNU Free Documentation License.

Je velmi dobře prokázáno, že naši předci a neandrtálci se čile mísili. Jak tomu bylo mezi jinými lidskými druhy? Analýza DNA z fragmentů kostí asi třináctileté dívky, která zemřela zhruba před 50.000 roky v Denisově jeskyni (viz obr.), ukázala, že její otec byl denisovan a matka neandrtálka. Podrobná analýza ukázala, že denisované a neandrtálci se smísili vícekrát než v tomto zatím jediném zdokumentovaném případě. Otec dívky měl ve svém rodokmenu ještě alespoň jednoho neandrtálce.

Vzhledem k tomu, že neandrtálci pobývali od západní Evropy až po Střední Asii a možná Dálných Východ, s asijskými denisovany mohli být v kontaktu. „Na základě jediného genomu můžeme zdokumentovat rovnou více interakcí mezi neandrtálci a denisovany,“ říká Benjamin Vernot z Das Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie.

 

Sraženinu viděli z vesmíru

29.8.2018
Zdroj:
Ch.Wanner et al., Natural occurrence of nanocrystalline Al-hydroxysulfates: Insights on formation, Al solubility control and As retention, Geochimica et Cosmochimica Acta, Volume 238, 1 October 2018, Pages 252-269, https://doi.org/10.1016/j.gca.2018.06.031
Zdroj
Minerál basaluminit vysrážený na kamenech engadinského potoka, foto Christoph Wanner, Institut für Geologie, Universität Bern.

Neobvyklá jasně bílá sraženina pokrývá zhruba kilometrový úsek bezejmenného potoka ve východošvýcarském Enganidu, údolí horního Innu. První, co nás napadne, je průmyslové znečištění. Nicméně jde o odlehlou chráněnou oblast. Výzkum ukázal, že jde o zcela přírodní jev. Minerál pyrit FeS2 (disulfid železnatý) podléhá v mělké vodě oxidaci na Průmyslově získáváme kyselinu sírovou pražením pyritu.kyselinu sírovou H2SO4?, takže pH potoční vody poklesne až na hodnotu 4. Kyselá voda rozpouští minerály na dně a uvolňuje z nich hlinité kationty Al3+. Po čase díky několika přítokům pH potoční vody postupně opět stoupne a hlinité kationy se vysráží na povrchu kamenů v podobě minerálu basaluminitu (angl.basaluminite), chemicky hydratovaného dekahydroxosíranu hlinitého Al4OH10( SO4).(3-5)H2O.

Je zajímavé, že zářivě bílých kamenů si nikdo nepovšiml dříve. Zpětné zkoumání ukázalo, že výrazná bělost potoka je viditelná i na snímcích z družic. Nicméně jde o odlehlé údolí, kterým nevede žádná turistická stezka.

 

Nádor blokuje imunitu

28.8.2018
Zdroj:
Pakawat Chongsathidkiet et al., Sequestration of T cells in bone marrow in the setting of glioblastoma and other intracranial tumors, Nature Medicine (2018) , https://doi.org/10.1038/s41591-018-0135-2
Zdroj
Glioblastom u patnáctiletého chlapce vidíme na snímku řezu lebkou pořízeném magnetickou rezonancí (Christaras A, CC-BY-SA-3.0, http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/, via Wikimedia Commons).

Sníženou koncentraci druh bílých krvinek T-lymfocytů (angl T cell)? při onemocnění rakovinou pokládali lékaři za důsledek léčby. Nejnovější výzkumy ukázaly, že nejčastější a nejagresivnější mozkový nádor se střední dobou přežití 15 měsícůglioblastom? i některé další typy rakoviny zabraňují T-lymfocytům opustit kostní dřeň, kde vznikají, takže nemohou likvidovat nádorové buňky. T-lymfocyty vzniknou bez receptoru S1P1, který umožňuje jejich uvolnění do krevního oběhu. Glioblastom u patnáctiletého chlapce vidíme na snímku řezu lebkou pořízeném magnetickou rezonancí (Christaras A, CC-BY-SA-3.0, http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/, via Wikimedia Commons).

Lidský T-lymfocyt na snímku elektronového mikroskopu, National Cancer Institute, Public domain, via Wikimedia Commons.Přesný mechanismus působení glioblastomu na vývoj T-lymfocytů neznáme. Šéf výzkumu Peter E. Fecci z Duke University v americkém Durhamu soudí, že „jde o mechanismus, kterém mozek udržuje T-lymfocyt vně, avšak ovládnutý nádorem, který tak omezuje možnosti imunitního systém ho napadnout. Zajímavé je, že když jsme obnovili receptor T-lymfocytů u myší, T-lymfocyty opustili kostní dřeň a putovali k tumoru, takže víme, že jde o vratný proces.“ Toto zjištění by mohlo mít velký význam pro imunoterapii nádorů.

 

Spin rozdělí izomery

27.8.2018
Zdroj:
K.Banerjee-Ghosh et al., Separation of enantiomers by their enantiospecific interaction with achiral magnetic substrates, Science. 2018 Jun 22;360(6395):1331-1334. doi: 10.1126/science.aar4265. Epub 2018 May 10
Zdroj
Typický příklad chirální molekuly představuje aminokyselina alanin CH3CH(NH2)COOH, jejíž dvě možné struktury vidíme na obrázku. Šedivé koule značí atomy uhlíku, modré kyslíku, zelené dusíku a červené vodíku.

Magnet může rozdělit chirální sloučeniny, což je značným překvapením. Nazýváme tak molekuly stejného složení a struktury, pokud existují ve dvou podobách, které se k sobě mají jako předmět a jeho obraz v zrcadle. Zároveň není možné je ztotožnit žádným pohybem, např. otáčením. Zpravidla jde o sloučeniny s atomem uhlíku, na který se váží čtyři odlišné skupiny. Typický příklad je molekula aminokyseliny alaninu CH3CH(NH2)COOH, jejíž dvě možné chirální struktury vidíme na obrázku. Šedivé koule značí atomy uhlíku, modré kyslíku, zelené dusíku a červené vodíku. Hovoříme rovněž o optických izomerech neboli enantiomerech, protože každá z obou struktur stáčí rovinu polarizovaného světla jiným směrem, tzv. L forma doleva, R forma doprava.

Chemické struktury aminokyselin L-lysinu, L-cysteinu a L-alaninu, které stáčejí rovinu polarizovaného světla doleva.Izraelští vědci studovali adsorpci chirálního peptidu z alaninu, cysteinu a lysinu na ferromagnetické kobaltové vrstvě pokryté 5 nm silným filmem zlata. Každý z izomerů se lépe adsorbuje při opačné orientaci magnetického kolmého k povrchu. Z experimentů vyplývá, že nejde o přímé působení pole, ale o interakci spinů elektronů chirální molekuly se spiny atomů zlata. Každý z optických izomerů upřednostňuje jinak orientované spiny elektronů ve své molekuly, o čemž svědčí i závislost vodivosti těchto molekul na spinu elektronů procházejícího proudu. Proto lépe interaguje s elektronem s vhodně orientovaným spinem v podložce, o čemž rozhoduje směr vloženého magnetické pole.

Spinem nazýváme kvantovou vlastnost elementárních částic bez ekvivalentu v klasické fyzice. Můžeme ho chápat jako vnitřní moment hybnosti. Pro elektron nabývá hodnot 1/2 a -1/2.

Něco málo více o problematice dělení optických izomerů najdeme zde: akademon.cz 12.5.2006 - Přebírání molekul.

 

Opylují i opice

26.8.2018
Zdroj:
Fabrizia Ratto et al (2018) Global importance of vertebrate pollinators for plant reproductive success: a meta-analysis. Frontiers in Ecology and the Environment doi: 10.1002/fee.1763
Zdroj
Vlevo vari černobílý v ZOO Olomouc (foto Jose Antonio, Italian Wikipedia, Public domain, via Wikimedia Commons), vpravo ravenala madagaskarská (CEphoto, Uwe Aranas / CC-BY-SA-3.0).

Mezi významné opylovače patří i ještěrky, myši, ptáci, netopýři, vačice, veverky i opice, ačkoliv přenos pylu máme spojen zejména s hmyzem. Přes 900 druhů ptáků zodpovídá za opylení 5% rostlin. Největším opylovačem je madagaskarský lemur vari černobílý (Varecia variegata, angl. ruffed lemur), který se specializuje na květy ravenaly madagaskarské (Ravenala madagascariensis, angl. traveler’s tree). Pyl přenáší na chlupech kožichu. Nektar z květů ravenaly představuje podstatnou část jeho stravy. Vari černobílého v ZOO Olomouc vidíme na obrázku vlevo (Jose Antonio, Italian Wikipedia, Public domain, via Wikimedia Commons), ravenalu madagaskarskou vpravo (CEphoto, Uwe Aranas/CC-BY-SA-3.0).

Gekon felsuma modroocasá (Phelsuma cepediana, angl. bluetail day gecko) při sání nektaru z květu rostliny Roussea simplex, jíž je jediným opylovačem. Oba druhy žijí pouze na ostrově Mauritius v Indickém oceánu, foto Dennis Hansen.Rozsáhlá studie ukázala, že význam nehmyzích opylovačů jsme významně podceňovali. Při zamezení přístupu obratlovců, ale nikoliv hmyzu, ke květům poklesla v průměru produkce plodů a semen o 63%. Nejvýrazněji se omezení projevilo u rostliny opylovaných netopýry. Došlo k poklesu o 83%. Netopýřích opylovačů známe 528 druhů. Největší roli při opylení hrají obratlovci v tropech. Na obrázku vidíme gekona felsuma modroocasá (Phelsuma cepediana, angl. bluetail day gecko) při sání nektaru z květu rostliny Roussea simplex, jíž je jediným opylovačem. Oba druhy žijí pouze na ostrově Mauritius v Indickém oceánu, foto Dennis Hansen.

 

Šiška inspiruje

25.8.2018
Zdroj:
Vailati C, Bachtiar E, Hass P, Burgert I, Rüggeberg M (2017): An autonomous shading system based on coupled wood bilayer elements. Energy and Buildings. 158: 1013-1022, doi: 10.1016/j.enbuild.2017.10.042 - ailati C, Hass P, Burgert I, Rüggeberg M (2017): Upscaling of wooden bilayers: design principles for controlling shape change and increasing moisture change rate. Material and Structure, Dezember 2017, doi: 10.1617/s11527-017-1117-4
Zdroj
Vlevo šiška borovice za vlhka, vpravo za sucha (Chiara Vailati/ETH Zürich).

Šišky jehličnatých stromů inspirovaly Chiaru Vailati z ETH Zürich při konstrukci žaluzií, které samostatně stíní podle vlhkosti vzduchu bez pohonu a čidel. Každou lamelu tvoří dvě vrstvy z různých druhů dřeva s vlákny kolmo k sobě. Ráno a v noci, kdy je vzduch vlhčí, nevrhají stín. Sluneční svit vysuší vzduch, dřevěné lamely se začnou ohýbat a nastaví se do cesty dopadajícím paprskům, jak vidíme na tomto videu. Trvalo mnoho let, než Vailati dospěla k použitelné technologii. Důležitý byl výběr vhodných dřev, ale i celková konstrukce, které kombinuje lamely do párů, čímž se podařilo dosáhnout podstatného zvýšení rychlosti odezvy. ETH Zürich již podala patentovou přihlášku.

Šiška je rozmnožovací orgán nahosemenných rostlin. Na obrázku vlevo (Chiara Vailati/ETH Zürich) vidíme šišku borovice (Pinus, angl.pine) za vlhka. Klesne-li vlhkost vzduchu, dvouvrstevná stavba šupin umožní změnu tvaru a rozevření. Každá vrstva mění mechanické vlastnosti podle vlhkosti vzduchu odlišně.

 

Pohovořte s ponorkou

24.8.2018
Zdroj:
http://news.mit.edu/2018/wireless-communication-through-water-air-0822
Zdroj
Schéma technologie TARF.

Vodní hladina představuje zásadní komunikační překážku. Radiové vlny použitelné nad ní i na pevnině proniknou jen do malé hloubky. Ponorky komunikují pod vodou pomocí velmi dlouhých radiových vln, ale s někým, kdo není ponořen, si popovídají jen po vynoření nebo pomocí vypuštěné bóje s anténou, která prozradí jejich polohu. Zajímavé řešení testují vědci z MIT. Jde o kombinaci zvukových vln (sonaru) vysílaných mikrofonem pod vodou a radaru nad hladinou. Systém pojmenovali TARF (translational acoustic- RF communication, kde RF znamená radio frequency).

Dorazí-li zvuková vlna k hladině, rozvlní ji s nepatrnou amplitudou v mikrometrech. Mnohem vyšší frekvence ve stovkách Hz ji odliší od běžných pohybů vodní hladiny s frekvencí kolem 1 Hz. Kmity zachytí speciální citlivý radar pracující mezi 30 a 300 GHz. Experimenty zatím proběhly v nádrži s mikrofonem od 5 do 70 cm pod hladinou a speciální anténou radaru od 20 do 40 cm nad ní. Ve vyhrazené dráze plaveckého bazénu za plného provozu proběhly další úspěšné testy na větší vzdálenost s mikrofonem 3,5 metru pod hladinou a anténou 30 cm nad ní.

„TARF je první systém, který umožňuje snímat podvodní akustické signály pomocí radaru ze vzduchu. Očekávám, že tato nová radio-akustická technologie prospěje vědcům v oblastech, kde závisí na podvodní akustice, např. mořská biologie, a inspiruje vědeckou komunitu k vývoji praktického a odolného radio-akustického spojení,“ říká says Aaron Schulman z University of California at San Diego.

Pro nasazení v praxi bude nutné vykonat ještě mnoho práce, nicméně předběžné výsledky jsou slibné. TARF možná využijí nejen ponorky vojenské, ale i vědecká zařízení, které výsledky pozorování budou moci přenášet bez opakovaného vynořování na hladinu. Letadla vybavená akustickou částí TARFu jako nouzovým voláním bude v případě zřícení do moře snazší nalézt. Podaří-li se podvodní systém dostatečně miniaturizovat, může se stát součástí výbavy potápěče. Nejen, že si pod vodou popovídáme, ale můžeme se i těšit na přímé přenosy.

 

Antický otevírací nůž

23.8.2018
Zdroj:
http://www.landesmuseum-bonn.lvr.de/de/presse/pressematerial_neu/pressematerial_neu.html#trigger
Zdroj
Římský sarkofág z 3.století po Kr. při vykopávkách v Zülpichu (foto J. Vogel, LVR-LandesMuseum Bonn).

Nevykradený římský pískovcový sarkofág o rozměrech 2,30 x 1,10 metru ze 3.století po Kr. s řadou cenných nálezů vykopali archeologové v Zülpichu v severním Porýní-Vestfálsku (viz obr.). Antické Tolbiacum nebyla chudá bezvýznamná osada. Jeho obyvatelé těžili z polohy na křižovatce několika cest. Procházela jím např.Via Agrippa, která spojovala významná antická centra Kolín nad Rýnem (Köln, starořímská Colonia Claudia Ara Agrippinensium) a Trevír (Trier, antická Augusta Treverorum) se Středomořím. Budova termálních lázní o ploše 400 metrů čtverečních, kterou odhalili archeologové v osmdesátých letech, by jistě nestála v nedůležité díře.

Otvírací nůž s figurkou Herkula jako rukojetí z pohřební výbavy bohaté Římanky, foto J.Vogel, LVR-LandesMuseum Bonn.Kromě ostatků bohaté Římanky ležela uvnitř sarkofágu i slušná výbava, např. bronzová nádoba na olej, břidlicová tabulka na roztírání líčidel a špachtlička na jejich nanášení, stříbrné a Gagát, též černý jantar, je šperkařská surovina vzniklá přirozenou přeměnou dřeva na vysokého tlaku.gagátové? prsteny i řetízky, stříbrné ruční zrcátko, skleněné flakony a baňka s nápisem „Utere felix“ (Užívej šťastně), sada jehel z kostí a zlata a skleněná napodobenina kovové nádoby s držadlem na umývání rukou, určená speciálně jako pohřební dar. Jedinečný je otvírací nůž s figurkou Herkula jako rukojetí, který vidíme na obrázku (foto J.Vogel, LVR-LandesMuseum Bonn).

Více fotografií sarkofágu a předmětů z něj uvidíme na stránce LVR-LandesMuseum Bonn.

 

Hoří, hoří!

22.8.2018
Zdroj:
https://www.earthobservatory.nasa.gov/images/92570/smoke-plumes-tower-over-california
Zdroj
Dva vznikající pyrokumuly při Fergusonském požáru v Kalifornii dne 2.8.2018 (foto NASA).

Na fotografii NASA pořízené z International Space Station vidíme požár ve střední Kalifornii poblíž Yosemite National Park jak vypadal dne 2.srpna t.r. Podle Fergusonova hřebene (Ferguson Ridge), jednoho z míst, které zachvátil v časných stádiích, nese jméno Ferguson Fire. Nad kouřem vidíme dva rostoucí pyrokumuly, oblaky vznikající při rozsáhlých požárech vegetace. Vodní pára stoupá s teplým vzduchem z plamenů až do výšky, kde kvůli nižší teplotě kondenzuje. Vzhledem mrak připomíná běžný kumulus (cumulus) a ojediněle z něj vznikají slabé srážky.

Občasné požáry jsou běžnou součástí života některých biotopů. Existují rostliny, jejichž semena bez tepelného šoku nevyklíčí. Jednou z mnoha příčin rozsáhlých destruktivních požárů, při kterých shoří i vzrostlé stromy, je naše snaha udržet les bez ohně neustálým hašením drobných požárů. To vede k nahromadě suchého dřeva z odumřelých stromů, které by jinak po malých částech shořelo. Obrovský ničivý požár proto najde dostatek paliva.

 

Frontální polymerace

21.8.2018
Zdroj:
I.D:robertson et al., Rapid energy-efficient manufacturing of polymers and composites via frontal polymerization, Nature, volume 557, pages 223–227 (2018), doi: 10.1038/s41586-018-0054-x ID
Zdroj
Chemická struktura dicyklopentadienu, kyseliny trialkylfosforité a polycyklopentadienu.

Řádově méně energie spotřebuje výroba plastů frontální polymerací (frontal polymerization). V průmyslu probíhají v současnosti polymerační reakce rovnoměrně v celém objevu. Zejména u termosetů jde o energeticky velmi náročný způsob. Termosety neboli reaktoplasty jsou polymerní sloučeniny, které po vytvrzení chemickou reakcí dalším ohřátím nepřejdou do plastického nebo tekutého stavu, např. epoxidové pryskyřice. Výrazně méně energie spotřebuje nehomogenní proces, kdy polymerace se šíří z jednoho místa do celého objemu reakční směsi. Vhodná koncentrace katalyzátoru a inhibitoru udržuje optimální průběh reakce.

Na níže uvedených videích vidíme polymeraci dicyklopentadienu za inhibice trialkylfosforitou kyselinou a katalýzou Grubbsovým katalyzátorem, což je složitý organický komplex ruthenia [1,3-bis-(2,4,6-trimethylfenyl)-2-imidazolidinyliden]dichloro(fenylmethylen)(tricyclohexylfosfino)ruthenium. Chemické struktury sloučenin najdeme na obrázku. Na prvním videu vidíme vytvrzení elastického částečně zpolymerovaného polydicyklopentadienového gelu svinutého do válce, na druhém tisk třírozměrné spirály do vzduchu. Linii polymerace vidíme těsně za tryskou.

 

Znáte mikromegaskop?

20.8.2018
Zdroj:
L Canale et al 2018 Nanotechnology 29 355501, https://doi.org/10.1088/1361-6528/aacbad
Zdroj
Kmitání makroskopické vidlice AFM s mikroskopickou jehlou.

Mikroskop atomárních sil (atomic force microscope, zkráceně AFM) je metoda zkoumání struktury povrchů nanometrových rozměrů. Extrémně tenký hrot řízený citlivými piezoelektrickými krystaly skenuje zkoumaný povrch. Kvůli zvýšení citlivosti hrot zpravidla osciluje, přičemž sledujeme vliv atomárních nerovností povrchu na tyto kmity. Signály kmitající se známou základní frekvencí zvládáme měřit s mnohem vyšší citlivostí.

Zajímavé zjednodušení konstrukce představuje hliníková makroskopická vidlice o délce 7 cm, jež kmitá podobně jako ladička. Jehlu najdeme na spodní větvi vidlice, piezoelektrickou pohonnou jednotku a akcelerometr, který slouží k monitorování pohybů, na větvi horní. Přesnost měření vyhovuje a výroba je mnohem snazší a levnější než dosud užívaných mikroskopických mechanických oscilátorů. Jak to funguje, ukazuje tato animace. „Detekovat nerovnosti o rozměrech 100 nm pomocí nástroje 7 cm dlouhého je jako měřit velikost viru pomocí Eiffelovy věže,“ srovnává spoluautor metody Antoine Nigues z pařížské École Normale Supérieure.

 

Korály se přizpůsobují

19.8.2018
Zdroj:
S.L.Coles et al., Evidence of acclimatization or adaptation in Hawaiian corals to higher ocean temperatures, DOI: 10.7717/peerj.5347
Zdroj
Zařízení pro výzkum korálů v Coral Reef Ecology Laboratory, foto Coral Reef Ecology Laboratory.

Experimenty v havajské Coral Reef Ecology Laboratory ukázaly, že mořské korály se částečně přizpůsobují rostoucí teplotě oceánu. První studie o vlivu teplejší vody na přežívání korálů proběhla v sedmdesátých letech. Současné pokusy s týmiž druhy za týchž podmínek ukázaly výrazně nižší úmrtnost. „Pro lepší porozumění aklimatizace a přizpůsobení korálů většina studií porovnávala korály z různých částí útesů, zatímco toto je první studie srovnávající druhy korálů z téhož místa v různé době. Opakování 48 let starého experimentu s týmiž druhy, uspořádáním a pozorovatelem nám umožňuje přímo testovat změny v toleranci korálů vůči teplově během posledního půlstoletí,“ objasňuje Dr.Keisha Bahr.

Jak vidíme na obrázku, experimenty probíhají v otevřených nádržích s nastavitelnou teplotou vody. Zastíněním lze simulovat různou hloubku. Otevřené nádrže bohužel neumožňují studovat korály při různém tlaku. V hloubce 10 m je tlak téměř dvojnásobný než těsně pod hladinou. Že by takový rozdíl korály neovlivňoval?

 

Zemětřas pokřivil Lombok

16.8.2018
Zdroj:
https://disasters.nasa.gov/lombok-indonesia-earthquake-2018
Zdroj
Mapa ostrova Lombok v nepravých barvách s vyznačením vzestupů a poklesů způsobených nedávným zemětřesením, obr. NASA/JPL-Caltech/Copernicus/ESA.

Přes sto lidí zahynulo při zemětřesení o síle 6,9 Richterovy stupnice, které 5.srpna 2018 postihlo indonéské ostrovy Lombok a Bali. Na mapě NASA vidíme deformaci ostrova Lombok způsobenou zemětřesením. Některé části poklesly až o 15 cm, jiné stouply až o 25 cm. Při východním okraji obrázku leží část ostrova Sumbawa. Mapa vznikla na základě údajů z družic v rámci společného projektu NASA a Caltechu zvaného zkráceně ARIA (Advanced Rapid Imaging and Analysis Project for Natural Hazards). Pomocí radarové inteferometrie, GPS a snímkování vytváří mapy oblastí postižených přírodní katastrofou v téměř reálném čase.

 

Urychlíme hojení

15.8.2018
Zdroj:
R. Iglesias-Bartolome et al., Transcriptional signature primes human oral mucosa for rapid wound healing, Science Translational Medicine 25 Jul 2018: Vol. 10, Issue 451, eaap8798, DOI: 10.1126/scitranslmed.aap8798
Zdroj
Stavba sliznice ústní dutiny na řezu, Lamina propria  je vrstva slizničního vaziva, bazální lamina odděluje epitelovou tkáň od pojivové, 1 - 4 jednotlivé vrstvy epitelu, po řadě Stratum basele, Stratum spinosum, Stratum granulosum a Stratum corneum, tvořená plochými buňkami bez jádra (Wiki-minor, CC BY-SA 3.0  (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0, via  Wikimedia Commons).

Poranění sliznice ústní dutiny se hojí výrazně lépe než kůže. Způsobuje to zvýšené množství transkripčních faktorů SOX2 a PITX1, což jsou obecně bílkoviny, které vyvolávají nebo řídí Proces, během kterého je informace obsažená v genu převedena v bílkovinu, která má v buňce skutečnou funkciexpresi genů?. SOX2 a PITX1 zvyšují v buňkách sliznice ústní dutiny aktivitu keratinocytů, hlavních pokožkových buněk. Stavba sliznic je rozdílná, záleží, kterou tělní dutinu vystýlají. Keratinocyty jsou součástí sliznice ústní dutiny (viz obr.).

Příčiny rychlého hojení objasnily pokusy s 30 dobrovolníky, kteří snesli drobné poranění jak kůže, tak uvnitř ústní dutiny. Během hojení jim byly po sedm dní odebírány a analyzovány nepatrné vzorky hojících se tkání. „Je zajímavé, že transkripční profil v ústech se podobá profilu v kůži pacientů s psoriázou. Naše práce přispívá k lepšímu pochopení biologie hojení ran v různých prostředích a může poskytnout nové podněty k léčbě chronických a nehojících se ran.“ uvádí Ramiro Iglesias-Bartolome z National Institute of Health v Bethesdě se svými kolegy.

 

Horninotvorný asteroid

14.8.2018
Zdroj:
T.E.Johnson et al., An impact melt origin for Earth’s oldest known evolved rocks, Nature Geoscience 2018, doi: 10.1038/s41561-018-0206-5
Zdroj
Rula z výchozu Acasta, foto Emmanuel Douzery, CC BY-SA 4.0, https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0, via Wikimedia Commons.

Nejstarší horninou na Zemi je rulový skalní výchoz poblíž řeky Acasta v kanadském Severozápadním teritoriu, který dosahuje stáří kolem 4,031 miliardy let. Nese pojmenování Acasta Gneiss. Jako přeměněná (metamorfovaná) hornina vznikl působením teploty a tlaku na původní materiál. Netypické složení a struktura naznačují, že přeměna proběhla za vysoké teploty a poměrně nízkého tlaku, tedy v povrchových vrstvách zemské kůry, nejspíš při dopadu obrovského kosmického tělesa.

„Ohřátí na 900 oC za takových tlakových podmínek vyžaduje skutečně drastické působení. Myslíme, že horniny Acasta jsou jediným známým důkazem mimozemského bombardování, které charakterizovalo prvních 600 milionů let existence naší planety,“ shrnuje Tim E. Johnson z Curtin University v australském Perthu.

 

TNT odchází do penze

13.8.2018
Zdroj:
E.C.Johnson et al., Bis(1,2,4-oxadiazole)bis(methylene) Dinitrate: A High-Energy Melt-Castable Explosive and Energetic Propellant Plasticizing Ingredient, Org. Process Res. Dev., 2018, 22 (6), pp 736–740, DOI: 10.1021/acs.oprd.8b00076
Zdroj
Chemická struktura bis(1,2,4-oxadiazol)bis(methylen)dinitrátu.

Jedovatost a možné karcinogenní účinky rozšířené trhaviny TNT (trinitrotoluen) začínají být na překážku dalšímu použití. Ani vojáci a dělníci v muničkách by neměli být vystaveni riziku anemie a poškození jater. Proto chemici z Los Alamos National Laboratory a U.S. Army Research Laboratory vyvíjejí v rámci Joint Munitions Program vhodnou náhražku. Nahradit TNT není jen tak. Nejde jen o vlastní trhavou sílu, ale je důležité, aby nová sloučenina tála při vhodné teplotě a dala se odlévat do nejrůznějších tvarů, což je důležité pro výrobu munice. Jako nejslibnější sloučenina vypadá bis(1,2,4-oxadiazol)bis(methylen)dinitrát s účinkem 1,4 krát větším než TNT. Chemickou strukturu vidíme na obrázku.

Tající TNT za teploty 81 stupňů Celsia (foto Daniel Grohmann, CC BY-SA 3.0, http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0, via Wikimedia Commons). Chemická struktura vpravo dole. Trinitrotoluen, přesně 2-methyl-1,3,5-trinitrobenzen připravil roku 1863 německý chemik Julius Wilbrand jako žluté barvivo. Že jde o slibnou trhavinu, zůstalo tajemstvím až do roku 1891. Na obrázku vidíme trinitrotoluen tající při teplotě 81 oC (foto Daniel Grohmann, CC BY-SA 3.0, http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0, via Wikimedia Commons). Chemická struktura vpravo dole. V současnosti TNT slouží pro porovnávání energie uvolněné při velkých explozích, ať už jaderných zbraní nebo dopadů vesmírných těles. Jednotka „tuna TNT“ odpovídá přesně energii 4.184 GJ, které se přibližně uvolní při výbuchu jedné tuny trinitrotoluenu. Používá se násobných jednotek kilotuna kt a megatuna Mt.

 

Vrabci a lidé

12.8.2018
Zdroj:
M.Ravinet et al., Signatures of human-commensalism in the house sparrow genome, 15 August 2018, Proceedings of the National Academy of Sciences B, Volume 285, issue 1884 , https://doi.org/10.6084/m9.figshare.c.4169945
Zdroj
Sameček vrabce domácího, Fir0002/Flagstaffotos, CC BY-NC, via Wikimedia Commons.

Soužití vrabce domácího (Passer domesticus, angl. house sparrow) s člověkem je tak těsné, že zanechalo stopy i v genomu. Konkrétně gen COL11A zodpovídající za vývoj lebky a AMY2A důležitý pro trávení většího množství škrobových polysacharidů jsou aktivnější u poddruhu Passer domesticus domesticus než u na Blízkém Východě divoce žijícího poddruhu Passer domesticus bactrianus. Naše těsné soužití započalo s počátkem neolitické revoluce v zemědělství před 11.000 roky. Vrabci obsadili nově vzniklou niku spojenou se vznikem polí a spolu s člověkem pronikli na všechny kontinenty kromě Antarktidy. V důsledku rozšíření zemědělství došlo ke genetickému přizpůsobení na větší obsah polysacharidů ze zrní v potravě u tří odlišných druhů - lidí, psů a vrabců. Možná bychom podobnou adaptaci našli i u křečka polního (Cricetus cricetus), jehož životní styl je úzce spjat s existencí polí.

 

Výklenky identifikovaly budovu

10.8.2018
Zdroj:
https://www.wissenschaft.de/geschichte-archaeologie/koeln-aelteste-bibliothek-deutschlands-entdeckt/?utm_source=newsletter&utm_medium=email&utm_campaign=wissenschaft.de_08-08-2018
Zdroj
Pozůstatky římské knihovny v centru dnešního Kolína nad Rýnem, foto Römisch-Germanisches Museum.

V centru Kolína nad Rýnem (Köln) odhalili archeologové v základové jámě nového Městského církevního střediska zbytky římské knihovny ze 2.století po Kr. (viz obr., foto Römisch-Germanisches Museum Köln). Nad účelem mohutné stavby o rozměrech 20 x 9 metrů dlouho váhali. Její poloha poblíž římského Fora naznačovala, že půjde o veřejnou, nikoliv soukromou budovu. Typické výklenky ve stěnách o rozměrech zhruba 80 x 50 cm sloužící k ukládání popsaných svitků objasnily, že šlo o knihovnu. Dvoupodlažní budova mohla skrývat až 20.000 svitků, což na tehdejší dobu bylo obrovské množství. Kolik jich tam leželo doopravdy, sotva zjistíme. V největší knihovně starověku v egyptské Alexandrii jich bylo na 700 tisíc.

Významný nález komentuje Marcus Trier, ředitel Římsko-germánského muzea (Römisch-Germanisches Museum): „Tyto výklenky byly typické pro knihovny. Stejné můžeme vidět v antické knihovně v Efezu (Efessos), postavené roku 117 po Kr. Archeologové proto stanovili, že zbytky budovy v Kolíně musí patřit římské knihovně. Jde o nejstarší známou knihovnu v celém Německu a nejspíš ve všech severozápadních provinciích Římské říše.“

Kolín nad Rýnem, starořímská Colonia Claudia Ara Agrippinensium, představoval důležité římské sídlo. Jak vypadal, najdeme na videu. Významu města odpovídá i množství archeologických nálezů. Jakékoli výkopové práce v centru dnešního Kolína vždy doprovází důkladný archeologický výzkum.

 

Fonendoskop skončí?

9.8.2018
Zdroj:
Christoph Will et al., Radar-Based Heart Sound Detection, Scientific Reports, volume 8, Article number: 11551 (2018) https://doi.org/10.1038/s41598-018-29984-5
Zdroj
Moderní fonendoskop, foto Huji, Public domain, via Wikimedia Commons. Fonendoskop zvyšuje intenzitu zvuku. Jeho přímého předchůdce, stetoskop, vynalezl francouzský fyzik a lékař René  Laënnec roku 1819.

Fonendoskop zvaný studené ucho (viz obr.), které každého zastudilo na zádech při návštěvě lékaře, možná po dvou stech letech odejde do výslužby. Podstatu nového vynálezu popisuje jeden z autorů Christoph Will z Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg: „V podstatě používáme podobnou metodu, která se měří rychlost v dopravě. Radarová vlna dopadá na povrch objektu a odráží se. Jak se objekt pohybuje,mění fázi odražené vlny. Z toho pak vypočítáme sílu a frekvenci pohybu - v tomto případě hrudníku.“

Radarové monitorování srdečního tepu, foto FAU/Kilin Shi. Nový přístroj při práci vidíme na obrázku. Pro získání záznamu srdečních pohybů je třeba měřit s přesností na mikrometry.Bezdotyková metoda usnadní monitorování srdeční činnosti pacientů v nemocnicích. Zároveň mizí subjektivní vyšetření poslechem, kdy méně zkušený lékař může udělat chybu. I přes nesporné výhody radarového měření fonendoskop nejspíš úplně nezmizí. I když autoři pracují na rozšíření možností radarového monitorování, je otázkou, zdali nahradí poslech při vyšetření dýchacích cest. Fonendoskop lze rovněž snadno užít i v polních podmínkách. Není velký a nepotřebuje žádné napájení.

 

Korály loví medúzu

5.8.2018
Zdroj:
L.Musco et al., Protocooperation among small polyps allows the coral Astroides calycularis to prey on large jellyfish, Ecology, 30 July 2018, https://doi.org/10.1002/ecy.2413
Zdroj
Mořský korál Astroides calycularis požírá medúzu talířovku svítivou (L.Musco et al., Protocooperation among small polyps allows the coral Astroides calycularis to prey on large jellyfish, Ecology, 30 July 2018, https://doi.org/10.1002/ecy.2413, CC BY 4.0, https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).

Mořský korál Astroides calycularis, který žije pouze ve Středozemním moři, zvládne chytit a pozřít celou medúzu. Nejprve zachytí její zvon a bezprostředně poté pohltí konce žahavých ramen. Pak začne všeobecná hostina, která může skončit až úplným sežráním. Někdy medúza prchne, avšak často ji poté naleznou biologové na mořském dně mrtvou, protože hluboké rány na jejím tělem nejsou slučitelné se životem. Požírání medúzy vidíme na obrázku a videu. Jde o talířovku svítivou (Pelagia noctiluca, angl. mauve stinger), běžného středomořského tvora.

 

Posvítíme a změkne

1.8.2018
Zdroj:
Y.Gu et al., Photoswitching topology in polymer networks with metal–organic cages as crosslinks, Nature (2018), https://doi.org/10.1038/s41586-018-0339-0
Zdroj
Změna struktury MOFu po ozáření, Y.Gu et al., Photoswitching topology in polymer networks with metal–organic cages as crosslinks, Nature (2018) , https://doi.org/10.1038/s41586-018-0339-0.

Koordinační polymer, který osvícením výrazně změkne nebo ztuhne, a to opakovaně, připravili chemici z MIT a University of Florida. Koordinační polymery, anglicky metal-organic frameworks, zkráceně MOF, jak se i v češtině nejčastěji nazývají, jsou moderní, velmi slibné materiály. Tvoří je kovové kationty propojené navzájem organickými molekulami. Výsledkem je prostorově síťovaná struktura s póry. Její vlastnosti lze vzhledem k rozmanitosti výchozích materiálů nastavovat v širokém rozmezí.

Základem nového MOFu je na světlocitlivá funkční skupina, která prostřednictvím dusíkových atomů váže dva palladnaté kationy Pd2+. Existuje ve dvou strukturách, kdy vazby dusík - palladium svírají úhel 62o nebo 138o. Mezi oběma strukturami přechází vratně po několika hodinovém osvícení zeleným, popřípadě ultrafialovým světlem. Vazebný úhel má klíčový vliv na strukturu vzniklého MOFu. Při menším úhlu vznikají molekuly koordinačního polymeru tvořené třemi kationty palladia a šesti molekulami organického polymeru. Látka je měkká a po mírném ohřátí teče.

Po osvícení ultrafialovým záření a vzrůstu vazebného úhlu vzniknou mnohem větší molekuly tvořené 24 kationty palladia a 48 molekulami organického polymeru. Sloučenina ztratí elasticitu a ztuhne. Celý proces a strukturu obou MOFů vidíme na obrázku (Y.Gu et al., Photoswitching topology in polymer networks with metal–organic cages as crosslinks, Nature (2018), https://doi.org/10.1038/s41586-018-0339-0).

Perspektivy nové sloučeniny objasňuje Jeremiah A.Johnson z MIT: „Můžete převracet materiál tam a zpět. Každý z obou stavů se chová, jakoby šlo o úplně jinou látku, přestože ji tvoří tytéž součásti. Měkká struktura po zahřátí teče, takže ji můžeme poničit a teplo poškození zhojí. Cokoli z plastu, pokud lze poškození napravit, nemusíme vyhodit. Možná jde o novou metodu výroby materiálu s delší životností.“ Další možností je doprava aktivních látek, např. léčiv, na místo určení, kde by pevné pouzdro změklo a rozpadlo se. Přestože jde o zajímavé experimenty, na praktické užití ještě nějaký čas počkáme. Těžko očekávat, že bychom pro výrobu samoopravitelných plastových předmětů ve velkém používali drahé palladium, jehož cena je srovnatelná s platinou.

 

Diskuse/Aktualizace