Hory zabírají desetinu zemského povrchu, hostí však čtvrtinu suchozemských druhů zvířat. Vyšší biodiverzitu způsobuje rozmanitější prostředí. V horách díky četnějším geologickým procesům nacházíme více typů hornin a půd. Reliéf způsobuje rozdíly v lokálním klimatu. Podmínky na sluneční straně údolí mohou být úplně jiné než na protilehlé. Erozi ovlivňují i dešťové stíny. „V horských oblastech je biodiverzita zvlášť vysoká v oblastech, kde je geologická rozmanitost vysoká, tj. existuje mnoho různých druhů hornin a půd a míra eroze je dlouhodobě nízká," upřesňuje spoluautor výzkumu Andreas Mulch z Goethe-Universität ve Frankfurtu nad Mohanem.

Sledování 20.000 druhů obratlovců v horských oblastech pěti kontinentů ukazuje, že existují i lokální rozdíly. Klíčový faktor v Alpách, Karpatech a Pyrenejích je rozmanitost půdních typů. V amerických pohořích je rozhodující reliéf. „Geologické faktory jsme doposud zanedbávali. Jde o složitou interakci, protože hora prostě nesedí na místě, ale dlouhodobě se vyvíjí a ovlivňuje klima, např. vytvářením dešťového stínu,“ uvádí Susanne Fritz ze Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrum.

Bezpochyby jde o zajímavé, byť nikoliv neočekávané výsledky. Možná by bylo přínosné brát v úvahu i stáří zkoumaných biotopů. Jedna z hypotéz objasňuje bohatost tropických biotopů delší dobou trvání. Vznikly totiž o miliony let dříve než biotopy mírného pásu.

16.9.2019: Při definici hor od nižších nadmořských výšek získáme ještě přesvědčivější obraz. Na čtvrtině rozlohy pevné země žije přes 85% obojživelníků, ptáků i savců. „Lidé si často myslí, že horské klima je trvale drsné. Ve skutečnosti nacházíme například v nejpestřejší horské oblasti světa, v severních Andách, polovinu známých klimatických typů - a na relativně malém prostoru,“ vysvětluje Michael K.Borregaard z Kodaňské univerzity.

Za vznik kast u blanokřídlých odpovídá jediný gen ilp2, který produkuje bílkovinu ILP2 strukturou připomínající inzulin. ILP je zkratka z insuline like peptide, inzulinu podobná bílkovina. Krmení larev lepší stravou gen aktivuje a zvyšuje koncentraci peptidu ILP2, takže vyrostou plodní jedinci, budoucí včelí nebo mravenčí královny a jejich oplodňovatelé. Z ostatních hůře živených vyrostou neplodné dělnice.

Asijský mravenec Ooceraea biroi (angl.clonal raider ant) se množí partenogenezí, při níž noví jedinci vznikají z neoplozených vajíček. Jednotliví mravenci O.biroi během svého života mohou být jak královnami, tak dělnicemi. Kladou vajíčka až do vylíhnutí larev, kdy se z nich stanou dělnice. Odejmutí larev vedlo ke zvýšení koncentrace ILP2 v tělech dělnic, navrácení ke snížení. Přímé podávání ILP2 mravencům aktivovalo vaječníky.

Hojení špatně se hojících ran lze kromě jiných metod stimulovat nepatrným elektrickým proudem. Obvaz integrovaný s generátorem proudu umožní léčení i bez hospitalizace a napojení na přístroje. Elektřina vzniká na základě tření (triboelektrický jev) mezi měděnou elektrodou a polytetrafluoroethylenem. E-obvaz obepínal kolem hrudníku celé tělo pokusných laboratorních potkanů. Tření způsobené dýchacími pohyby vyrábělo elektřinu, kterou k ráně přiváděly zlaté elektrody. Schéma experimentálního uspořádání vidíme na obrázku (Yin Long et al., Effective Wound Healing Enabled by Discrete Alternative Electric Fields from Wearable Nanogenerators, ACS Nano, 2018, 12 (12), pp 12533–12540).

Působení elektrického proudu zmenšuje otoky v okolí rány, zlepšuje prokrvení, urychluje rozpad nekrotické tkáně a růst epitelu, nervových buněk a granulační tkáně, jež hraje klíčovou roli při hojení. Přitahuje bílé krvinky a stimuluje vazivové buňky fibroblasty k výrobě bílkoviny kolagenu, důležité součásti kůže. Hojení ran můžeme rovněž urychlit důkladným vyčištěním a z neinvazivních metod kyslíkovou nebo tlakovou terapií a ultrazvukem.

Ryby nejsou němé, i když je neslyšíme, protože z vody ven žádný zvuk nepronikne. Mají sluchové orgány a vydávají různé zvuky kvůli obraně teritoria, přilákání partnera nebo zastrašení nepřítele. Ke zvláště hlučným rybám patří piraně. Jakési štěkání vydávají tlakem speciálních svalů na plovací měchýř. Jako piraně tradičně označujeme sladkovodní jihoamerické ryby náležející do rodů Pristobrycon, Pygocentrus, Pygopristis, a Serrasalmus.

V hlubokých, nepřehledných a zkalených vodách Amazonky je sledování ryb pomocí podvodních kamer obtížné. Zastoupit je mohou hydrofony, podvodní mikrofony. Odborník na ekologii ryb Rodney A.Rountree z kanadské Univerzity of Victoria pokládá akustické monitorování ryb pod vodou za velmi nadějné. Jeho tým pracuje na odlišení jednotlivých druhů piraní podle zvuků, které vydávají. Jejich hydrofony najdeme na 22 místech Amazonky. Jak R.A.Roundtree uvádí, není třeba se omezovat jen jednu skupinu ryb: „Když jsou piraně přítomné a žerou, reagují jiné druhy četnými zvuky.“

Nejdále ve vývoji SRD displeje (solid-state reflective display) pokročila britská startupová společnost Bodle Technologies, spin-off Oxfordské univerzity. SRD displeje mají dobrý kontrast i při nízkém osvětlení a dobře se čtou i v přímém slunečním světle. Mají malou spotřebu, protože světlo pouze odrážejí, nevyzařují. Zatím jsou jen černobílé a nezvládají video. Známe je např. z některých čteček. Přestože velké společnosti jako Amazon tlačí vlastní vývoj usilovně vpřed, Bodle došel dál. Připravuje komercializaci svého zařízení a shání další finance. Zatím předvedl barevný displej o velikosti 10 cm² (viz obr.) a video na úrovni jednotlivých pixelů.

Základem jejich displeje je slitina z germania, antimonu a teluru s optickými dutinami. Elektrický impuls mění krystalickou strukturu na amorfního a naopak, což pozměňuje optické dutiny, takže pohlcují odlišné vlnové délky. Schéma fungování vidíme na obrázku (Bodle Technologies).

Web společnosti Bodle Technologies

Nákaza patogenní houbou změní chování nejběžnějších středoevropských mravenců obecných (Lasius niger, angl. black garden ant). Jsou to ti nevelcí černí mravenci, na které narážíme v přírodě nejčastěji (viz obr.). Spoluautorka výzkumu Sylvia Cremer z Institute of Science and Technology Austria upřesňuje „Mravenci mění, jak a s kým spolupracují. Soudržnost v podskupinách roste a kontakt mezi podskupinami se zmenšuje. Sběrači potravy více spolupracují mezi sebou a pečovatelé o potomstvo rovněž. Jde o odpověď celé kolonie. Dokonce i jedinci, které spory nenakazily, mění své chování.“ Změna četnosti kontaktů chrání zejména královnu, larvy a mladé dělnice před infekcí.

Za zmínku stojí i provedení pokusu, protože rozeznat mravence od sebe bez zvláštního značení není možné. Každému přilepili na horní část hrudi štítek s QR kódem (viz obr.). Pohyb a kontakty jednotlivých mravenců vyhodnotil software z infračervených snímků pokusné kolonie pořizovaných dvakrát za sekundu.

Kotlík lávy uvařili geologové z University of Buffalo, aby lépe prozkoumali průběh reakce s vodou. Na obrázku vidíme prudkou reakci čediče roztaveného na 1.300 ^oC po vstříknutí vody (Douglas Levere/University at Buffalo). Přesný recept na tavení lávy zní: vezmi 55 kg čediče a zahřívej v indukční peci čtyři hodiny za míchání každých 30 minut. Poté slij do izolované železné nádoby o objemu 40 l. Čedič neboli bazalt je hojná výlevná vyvřelá hornina.

Analýzou zatuhlých kusů horniny vzniklých při prudké reakci až výbuchu s vodou získáme informace o tom, jak podobné procesy probíhají v přírodě. Zatím v tom nemáme úplně jasno, jak říká první autor publikace Ingo Sonder: „Někdy při styku lávy s vodou vidíte velké výbuchy. Jindy k žádné explozi nedojde a láva klidně chladne a vytváří zajímavé tvary. Snažíme odhalit víc o podmínkách, za kterých dochází k nejbouřlivějším reakcím.“ Odebírat vzorky přímo v přírodě v místě, kde lává vtéká do moře, je příliš nebezpečné. Možná to v budoucnu bude práce pro teplotně odolného robota.

Nejvzdálenější známý objekt Sluneční soustavy je nově objevená trpasličí planetka označená 2018 VG18, přezdívaná Farout. Slunce obíhá 120 x dále než Země, tedy ve vzdálenosti 120 AU (astronomických jednotek, astronomical unit). „Vše, co o 2018 VG18 nyní víme, je extrémní vzdálenost od Slunce, přibližný průměr a barva. Protože 2018 VG18 leží tak daleko, obíhá velmi pomalu, takže nejspíš jeden oběh kolem Slunce trvá déle než 1.000 let,“ říká jeden z objevitelů, David Tholen z University of Hawaii. Průměr Faroutu dosahuje 500 km a povrh má narůžovělou barvu. Jde o obvyklou barvu, kterou získá led po dlouhodobém ozařování sluneční radiací. Můžeme proto usuzovat, že povrch 2018 VG18 pokrývá led. Přesné určení dráhy vyžaduje ještě několikaleté pozorování.

Trpasličí planety (dwarf planet) představují samostatnou kategorií a nejsou podmnožinou planet. Liší se tím, že během vývoje nepročistily okolí. Druhý nejvzdálenější objekt je trpasličí planetka Eris, obíhající ve vzdálenosti 96 astronomických jednotek. Mezi trpasličí planetky patří i bývalá nejvzdálenější planeta Pluto, obíhající ve vzdálenosti 34 AU.

Japonští termiti či spíše termitky Glyptotermes nakajimai vystačí zcela bez samečků. V 37 ze 74 zkoumaných termitišť žily pouze samičky. Spermatéky královen zely prázdnotou, takže kladly pouze neoplozená vajíčka. Spermatéka je orgán, který slouží k přijetí a uchovávání spermií u některých bezobratlých. Nakladená vajíčka se bez problémů vyvíjela a z vylíhlých larev dorostly normální samičky.

„Pokud víme, jde o první případ, kdy byly spermatéky termitích královen v přírodních koloniích nalezeny prázdné. Ve všech zdokumentovaných případech měly samotné královny bez partnerů vždy spermie ve spermatékách. Jde o první důkaz, že termiti se líhnou zcela bez samečků a čistě samičí kolonie mohou přežít,“ upřesňuje člen výzkumného týmu Toshihisa Yashiro z Kyotské univerzity. Na rozdíl od mravenců a včel, kde silně převažují samice, jsou v termitištích rovnoměrně zastoupena obě pohlaví u dělníků i vojáků. Mají i kompletní královský pár, byť sameček je mnohem menší.

Termiti G. nakajimai žijí v suchém dřevě. Všechna čistě samičí termitiště leží na pobřeží japonských ostrovů Kjúšú a Šikoku. K odštěpení asexuální linie došlo před několika miliony let ztrojením 16. chromozomu. Samičí linie má 35 chromozomů místo obvyklých 34 u oboupohlavních jedinců.

Dron, který může měnit konfiguraci vrtulí během letu, můžeme shlédnout na tomto videu. Polohu každého ze čtyř ramen, která nesou hnací vrtulové motorky, lze samostatně nastavit pomocí motor, u kterého lze přesně nastavit polohu otočeníservomotorku^?. Kromě základní konfigurace ve tvaru X může zaujmout kompaktní tvar s více přitaženými vrtulemi a zúžený tvar ve tvaru H sloužící k prolétávání úzkých škvír. Tvar T slouží k blízkému přiblížení ke svislým plochám.

Dron s adaptivní morfologií by mohl dobře posloužit při prohledávání zřícených budov. Cíl snažení popisuje jeden z členů tvůrčího týmu Davide Falanga z Universität Zürich: „Díky zabudovanému systému pozorování a řízení je náš dron velmi agilní a autonomně nastavitelný. Chceme dosáhnout toho, aby stačili instruovat dron: leť do budovy, zkontroluj každou místnost a vrať se!“ Řadu dalších videí s novým dronem najdeme zde.

Gekon nejen že bez problémů běhá po svislé stěně i stropě, ale zvládne rovněž pohyb po vodě. K všeobecnému překvapení nevelký gekon ploskoocasý (Hemidactylus platyurus, angl. flat-tailed house gecko) v rodném jihoasijském pralese před skupinou biologů utekl po hladině tůňky. Pomocí vysokorychlostní kamery zjistili vědci, že dosáhne rychlosti až 1 m/s, ale i malý gekon je příliš těžký, než aby ho udrželo na hladině samotné povrchové napětí jako u některého hmyzu.

Gekon si při pohybu po hladině vypomáhá několika dalšími způsoby. Jednak klouže po vodní hladině, jednak usilovně pádluje všema čtyřma nohama. Vznikají tak vzduchové kapsy, které chrání gekona před potopením. Udržet se nad vodou pomáhá i vodu odpuzující kůže, vlnění těla a vzhledem k tělu mohutný ocas, o který se opírá. „Všechny tyto faktory hrají při pohybu po vodě roli a gekoni je spojují jedinečným způsobem,“ komentuje Robert J. Full z University of California v Berkeley, jeden výzkumníků.

O významu práce soudí Jasmine A.Nirody z téže univerzity: „Středně velcí roboti běžící po vodě by byli ideální pro prohledávání zaplavených oblastí po přírodní katastrofě. Je štěstí, že se můžeme od jednoho zvířete tolik naučit tolik.“

akademon.cz 4.2.2005: V čem spočívá přilnavost živočichů k podkladu

akademon.cz 28.8.2007: Lepidlo podle gekonů

Zajímavý mezičlánek ve vývoji mořských savců představuje 33 milionů let stará fosilie vyhynulé velryby Maiabalaena nesbittae nalezená v Oregonu. Už nemá zuby a ještě nemá kostice, které slouží k odfiltrování planktonu z mořské vody u kytovců podřádu kosticovců (Mysticeti). Kostice vyrůstají z horní čelisti, a jak vidíme na obrázku, připomínají velký pružný hřeben tvořený bílkovinou keratinem jako naše vlasy a nehty. Význam nalezené fosilie kytovce objasňuje první autor publikace Carlos Mauricio Peredo z George Mason University ve Virginii: „Poprvé se podařilo objasnit vznik získávání potravy filtrováním - jeden z nejdůležitějších vývojových trendů v evoluci velryb.“

Nejstarší fosilie předků současných kosticovců jsou staré 36 milionů let. Zkamenělé kostice nacházíme až u 25 milionů let starých exemplářů. Velryby nejprve ztratily zuby a až poté proběhl vývoj kostic. Jak jedly v mezidobí, které trvalo miliony let? Vodu s potravou jednoduše nasávaly. Plodům kosticovců narostou nejprve zuby, které postupně zmizí a nahradí je kostice, kterou jsou při narození prakticky vyvinuté. Na obrázku vidíme uměleckou rekonstrukci samice kytovce Maiabalaena nesbittae s mládětem.

Poslední ze tří důkazů chybí týmu M. I. Eremetse z Max-Planck-Institut für Chemie, aby posunul hranice supravodivosti zase o pěkný kousek výš. Hydrid lanthanu LaH₁₀ ztrácí odpor při teplotě - 23 ^oC (250 K), což je snesitelný mráz. Nahrazení atomů vodíku těžším deuteriem vede k poklesu teplota přechodu na supravodivého stavukritické teploty^? na 168 K, což je druhý požadovaný důkaz supravodivosti. Třetím důkazem je vypuzování magnetického pole ze supravodiče, tzv. Meissnerův jev. Vzhledem k mikrometrovým rozměrům vzorků usazeného v diamantové nádobce se příslušný experiment zatím nepodařilo provést, ale je to jen otázka času.

Do budoucnosti hledí M.I.Eremets s optimismem: „Skok o 50 K z předchozí hodnoty 203 K naznačuje možnosti dosažení supravodivosti za pokojové teploty 273 K při vysokém tlaku v blízké budoucnosti.“ 273 K odpovídá 0 ^oC, ale mezi fyziky studujícími supravodivost platí za pokojovou teplotu.

Klasické supravodiče tvoří pevná krystalová mřížka kationtů obklopená elektrony. Elektrický odpor vzniká nárazy elektronů do kmitající krystalové mřížky. Pokles teploty polohu kationtů stabilizuje natolik, že materiálem mohou na velké vzdálenosti procházet mechanické kmity zvané fonony. Unášejí sebou elektrony uspořádané do dvojic, tzv. Cooperových párů, a elektrický odpor zmizí. Někdy je ke zpevnění mřížky třeba použít i vysokého tlaku, což je případ Eremetsova hydridu lanthanu. Supravodivý se stává při 250 K, ale za tlaku 170 GPa, což odpovídá zhruba tlaku v hloubce 3.000 km pod zemí.

Supravodivost keramických materiálů objevená v roce 1986 není teoreticky doposud uspokojivě popsána. Jejich kritickou teplotu 180 K se nepodařilo zatím příliš zvednout.

Na Merkuru nenacházíme malé sopky kilometrových rozměrů, ačkoliv na Zemi, Marsu i Měsíci je jich nepočítaně. Objasnit záhadu napomohli i vědci z Geofyzikálního ústavu Akademie věd ČR a Univerzity Karlovy. „Zjistili jsme, že nepřítomnost atmosféry a slabší gravitace výrazně ovlivní dráhu letu částic vyvržené lávy. Zatímco částice na Zemi doletí jen stovky metrů daleko od místa exploze, na Merkuru jsou to až desítky kilometrů. Letící částice si totiž nemusí razit cestu atmosférou,“ vysvětluje Petr Brož, hlavní autor studie působící na Geofyzikálním ústavu Akademie věd České republiky.

„To, že částice doletí dále, znamená, že úlomky sopečných hornin jsou ukládány na mnohem větší plochu. Proto se v blízkosti sopečného kráteru nenahromadí dostatek materiálu, aby vznikl sopečný kužel v podobě, jak ho známe ze Země. Širší dolet sopečných částic proto způsobí, že případné sopky, budou několik desítek kilometrů široké, ale maximálně desítky metrů vysoké. Jejich tvar tak nebude příliš výrazný,“ doplňuje Ondřej Čadek z Katedry geofyziky Matematicko-fyzikální fakulty Univerzity Karlovy, spoluautor studie.

Plný text tiskové zprávy Geofyzikálního ústavu AV ČR, ze které jsme citovali, najdeme zde.

Krtinu na trávníku rozeznáme zřetelně. Rozptýlíme-li její materiál po celé ploše zahrady, sotva si ho všimneme. Na Merkuru dokážeme rozeznat až větší sopky o průměru nad 15 km. Situaci změní evropsko-japonská sonda BepiColombo, která letos odstartovala k Merkuru. Dosáhne ho na konci roku 2025 a jeho povrch zobrazí v dosud nedosaženém detailu.

Živé organismy můžeme najít pěkně hluboko, až pět kilometrů pod povrchem pevnin a deset pod hladinou oceánů. Kolem 70% všech bakterií a mikroorganismů Archea tráví život v podzemí, popř. podmoří. Jako archea (dříve archebakterie) označujeme rozsáhlou skupinu prokaryotních (bezjaderných) jednobuněčných organismů, která je odlišná od všech ostatních jednobuněčných. V podzemí nacházíme i eukaryotní houby a prvoky. Celkový objem oživeného podzemí i se pohybuje mezi 2 až 2,3 milionu krychlových kilometrů. Hmotnost veškeré podzemní biomasy odhadují vědci na 15 až 23 milionů tun uhlíku.

Podzemní mikroorganismy přežívají v temnotě bez možnosti fotosyntézy, za vysoké teploty a tlaku. Energii získávají z okolních hornin prostřednictvím methanu, vodíku nebo různých kovů. „Většinou se můžeme jen divit a spekulovat o metabolických cestách, které umožňují život hluboko v zemi v extrémně drsných a nepřátelských podmínkách. Naše studie o hluboké biosféře přinesly mnoho nových poznatků, ale také poznání toho, jak moc se ještě musíme dozvědět o životě pod povrchem Země,“ říká Rick Colwell z Oregon State University.

Informace o podzemním životě zjistili vědci v rámci dlouhodobého projektu Deep Carbon Observatory pomocí stovek vrtů. Analýza DNA ukázala bohatost tamního života. V dnešní době díku obrovskému pokroku genetiky vědci nejdříve získají deoxyribonukleovou kyselinu a pak k ní hledají příslušný organismus.

Parazitoid jedovatého pavouka snovačky pospolité (Anelosimus eximius), larva vosy Zatypota, způsobuje překvapivě složité změny chování hostitele. Snovačka pospolitá žije jako jeden z mála pavouků pospolitě. Jejich společenství nacházíme na Malých Antilách a v Jižní Americe. Kolonie tvoří až 50.000 jedinců, takže si troufnou i na velkou kořist. Nakažená snovačka opustí bezpečí společné sítě a utká si vlastní, mnohem menší a hustší. V ní setrvá požírána larvou až do smrti. Na rozdíl od parazita parazitoid svého hostitele nakonec zahubí. V koloniích snovaček pozorovali vědci do 2% nakažených jedinců.

Dosud pozorované změny chování hmyzu nakaženého parazitoidy jsou dosti jednoduché, např. přestěhování nebo změna v příjmu potravy. Jak larvy vosy Zatypota dosahují složité změny chování snovačky, je předmětem dalšího výzkumu. Důležitou roli hrají tzv. ekdysteroidní hormony, které larvy vypouští do těla hostitele. Jde o běžné hormony členovců, které řídi vývoj a svlékání. Vznikají z cholesterolu přijatého v potravě. Hormon ekdysteron, který strukturou připomíná testosteron, u člověka stimuluje růst svalové hmoty. Ekdysteron rostlinného původu využívají jako anabolikum lidé toužící po růstu svalů.

15.1.2020: Řídit napadeného pavouka dokáže i larva parazitických vos rodu Acrotaphus z čeledi lumkovitých (Ichneumonidae). Samička nejprve pomocí žihadla jedem dočasně paralyzuje pavouka v jeho síti. Poté na něj naklade jedno vajíčko. Vylíhlá larva nejen, že postupně pavouka konzumuje, až ho zabije a zakuklí se, ale ovlivňuje i jeho chování. Nešťastný pavouk místo pořádné sítě utká jakýsi úkryt pro kuklu parazitoida. Zkoumaných 11 druhů vos rodu Acrotaphus žije v oblasti od západní Amazonie až po východní svahy And.

Malí mořští členovci rodu Limnoria (angl. woodborers) z řádu stejnonožců (Isopoda) patří k nemnohým živočichům, kteří tráví dřevo bez pomocí střevních bakterií. 2 až 3 mm velkého tvora vidíme na obrázku. „Limnoria jsou jediná známá zvířata, která mají zažívací systém bez střevních bakterií. Díky tomu lze jejich způsob trávení dřeva studovat snadněji než u jiných dřevožravců, jako jsou termiti, kteří potřebují tisíce střevních mikroorganismů,“ vysvětluje šéf výzkumu Simon J. McQueen-Mason z britské University of York.

Využívají k tomu dýchací protein hemocyanin, který oxidací štěpí lignin a uvolňuje celulózu. Důležitou roli při trávení dřeva hraje hepatopankreas, též slinivkojaterní žláza, která je jater u mnohých bezobratlých funkčním analogem.

Hemocyanin (angl. hemocyanin) najdeme rozpuštěný v hemolymfě většiny měkkýšů a některých členovců. Slouží obdobně jako náš hemoglobin k přenosu kyslíku. Dva atomy kyslíku se váží prostřednictvím dvou atomů mědi na šest molekul aminokyseliny histidinu zabudovaných v bílkovinném řetězce na pozicích 173, 177, 204, 324, 328 a 364. Strukturu této části oxyhemocyaninu vidíme na obrázku. Navázáním kyslíku na bezbarvý hemocyanin vzniká modrý oxyhemocyanin obdobně jako u nás vzniká z hemoglobinu oxyhemoglobin.

Domněnky, že inteligence ptáků je nevalná, protože nemají mozkovou kůru, sídlo naší inteligence, museli vědci v poslední době revidovat. Inteligence zvláště krkavcovitých je porovnatelná s primáty, jen sídlí jinde, konkrétně v předním mozku. Kromě mezi ornitology oblíbené inteligentní novokaledonské vrány si při výrobě nástrojů obstojně vedl i papoušek kakadu Goffinův (Cacatua goffiniana, angl. Goffin’s cockatoo). Jde o endemický druh žijící v pralesích některých ostrovů Tanimbarského souostroví v Indonésii.

Na videu vidíme kakadu Goffinova při výrobě nástroje z lepenky, který poté použil k získání potravy. Kousek jídla ležel na podložce, ze které bylo nutné ho shodit na skluzavku, aby vyjel z boxu ven. Náčrtek experimentu vidíme na obrázku. Proužek, který musel vykousat z lepenky postupnými stisky zobáku, byl jen zhruba o centimetr delší, než bylo nezbytně nutné. Odštípnutí třísky z modřínového dřeva je snazší a energeticky méně náročné, takže kakadu používal výrazně delší nástroj, než bylo nutné.

Širokospektrální herbicid glyfosát, známější pod obchodním jménem Roundup, není pro včely ani ostatní živočichy jedovatý. Nicméně poslední výzkumy ukázaly, že na včely a zřejmě i jiný hmyz může působit nepřímo prostřednictvím střevních bakterií. Mladým dělnicím včely medonosné (Apis mellifera, angl. honey bee) v přírodě běžné koncentrace glyfosátu výrazně redukují střevní mikroflóru, kterou normálně tvoří osm druhů bakterií. Včely hůře prospívají a častěji hynou na infekci bakterií Serratia marcescens, před kterou je normální střevní mikroflóra ochrání. Chemickou strukturu v zemědělství proti plevelům hojně používaného herbicidu glyfosátu, přesněji N-(fosfonomethyl)glycinu, vidíme na obrázku.

Spoluautorka publikace Nancy A. Moran z University of Texas at Austin doplňuje: „Studie u lidí, hmyzu a jiných zvířat ukázaly, že zdravá střevní mikroflóra může odolat infekci oportunními útočníky. Narušení zdravého společenství je učiní náchylnější k invazi patogenů.“

Glyfosát blokuje selektivně enzym 5-enolpyruvylšikimát-3-fosfát syntáza, čímž zastavuje tzv. šikimátovou cestu (angl. shikimate pathway), způsob, kterým rostliny, bakterie, houby, jednobuněčné řasy a někteří prvoci připravují aromatické látky, např. aminokyseliny tryptofan, fenylalanin a tyrosin. Důležitým meziproduktem je šikimová kyselina (angl. shikimic acid) , jejíž chemickou strukturu vidíme na obrázku. Žádný živočich v metabolismu šikimátovou cestu nemá, takže ho glyfosát nemůže ohrozit. Podivné jméno nese šikimová kyselina podle japonského výrazu šikimi, což značí badyáník anýzový (Illicium anisatum), ze kterého byla poprvé izolována v roce 1885.

„Rozhodně nejde o jedinou věc, která způsobuje úmrtnost včel, ale je to určitě něco, co bychom neměli pouštět ze zřetele, protože glyfosát se používá všude,“ zasazuje výsledky svého výzkumu do širšího kontextu Erick V. S. Motta z University of Texas at Austin. Problematiku vymírání včelstev studují vědci neustále a občas musí změnit starší závěry. Například za kolaps francouzských včelstev ve druhé polovině devadesátých let nemůže imidakloprid, nýbrž fipronil. Oběma insekticidy se ve Francii hojně ošetřují slunečnicová pole. Jejich strukturu vidíme na obrázku.

Lidský mozek disponuje specializovanou soustavou neuronů, která identifikuje drobné chyby při naší činnosti a napravuje je. Nachází se na dvou místech ve střední části prefrontální kůry (angl.medial frontal cortex), části mozkového kůry za čelem. EEG a tenké elektrody voperované přímo do mozku zachytily aktivaci těchto nervových buněk bezprostředně poté, co uděláme chybu, např. stiskneme nesprávné tlačítko na mobilu. Původním cílem výzkumu bylo sledovat epileptická ložiska v mozku pomocí voperovaných elektrod. Není neobvyklé, že vědci objeví něco jiného, než začali zkoumat.

„Všichni známe ten pocit, když uděláme chybu a rychle si to uvědomíme. Např. když píšeme a stiskneme chybné tlačítko na klávesnici, uvědomíme si omyl, aniž bychom chybu zahlédli na obrazovce. ... Nyní víme, které neurony za to zodpovídají, a začínáme více rozumět, jak aktivita těchto neuronů pomáhá měnit naše chování a opravovat chyby,“ upřesňuje Ueli Rutishauser z CALTECHu v kalifornské Pasadeně.

Jako generátor drobných chyb sloužil Stroopův test. Pokusná osoba má identifikovat barvu napsaného slova. Je-li vytištěné odlišnou barvou, než jaký má význam, rychlost správné identifikace barvy klesá. Automaticky čteme význam slova. Stroopův test neboli úlohu můžeme zkusit zde.

Zásadně snížit spotřebu i zmenšit rozměry mikroelektronických zařízení může nový kvantový materiál, založený na oxidu bismutito-železitém BiFeO₃. Krystalovou strukturu vidíme na obrázku. Kation železa Fe³⁺ v centru je poněkud vychýlen ze středu, takže s anionty kyslíku O^2- vytváří elektrický dipól. Interakce s okolními spiny atomů stabilizuje polohu jak elektrického dipólu, tak magnetického momentu. Otočíme-li vnějším elektrickým polem dipól, převrátí se i magnetický moment. A máme materiál, který může existovat ve dvou stavech 0 a 1, základ současné digitální mikroelektroniky.

Obvody založené na popsaném MESO (magneto-electric spin-orbit) principu mohou spotřebovat až 100 x méně energie a zabrat pětinu objemu než v současnosti nejrozšířenější technologie CMOS (complementary metal-oxide-semiconductor) založená na polovodičích. Ian A. Young z Intel Corporation o objevu svého týmu říká: „Hledáme revoluční a ne evoluční přístup pro výpočty v době po CMOS. MESO je založen na nízkonapěťových obvodech a nízkonapěťových magneto-elektrických jevech a přináší kvantové materiály jako inovaci“

BiFeO₃. patří mezi tzv. multiferoické materiály (multiferroics), u kterého je feromagnetické (ferromagnetic) a feroelektrické (ferroelectric) chování navzájem propojeno (coupling). Feroelektrickými nazýváme takové materiály, které díky své struktuře vykazují elektrickou polarizaci, kterou však můžeme změnit vložením vnějšího elektrického pole. Změny přetrvávají i po jeho vymizení. Jako feromagnetické označujeme materiály, např. železo, pokud v nich nacházíme magnetické neboli Weissovy domény, oblasti se shodně orientovanými magnetickými dipóly, tedy atomy s vlastním nepatrným magnetickým polem. Vnější magnetické pole domény zorientuje podle směru působení, čímž vznikne permanentní magnetizace, která přetrvá i po vypnutí vnějšího pole.

Obecně jako multiferoický označujeme takový materiál, u které se objevuje kombinace nejméně dvou ze tří vlastností: feromagnetismus, feroelektřina a feroelasticita (ferroelasticity). Jde o jev, kdy vložená vnější mechanická síla vyvolá takové změny krystalové struktury, že pnutí přetrvá i po jejím odstranění. Multiferoické materiály nejsou příliš běžné a známe je teprve od začátku tisíciletí.

„Velkým problémem při studiu živočišných a rostlinných struktur je fakt, že tyto organismy a jejich části obsahují přirozeně velké množství vody, často se přímo ve vodě pohybují. Při studiu klasickým rastrovacím elektronovým mikroskopem (REM/SEM) bylo dosud nutno tyto objekty odvodnit a studovat mrtvé preparáty často problematicky deformované nebo vzorky hluboce mrazit,“ uvádí tisková zpráva Ústavu přístrojové techniky Akademie věd ČR.

Díky detektoru elektronů ISEDS, který sestrojili vědci ze jmenovaného ústavu, lze nyní pomocí elektronového mikroskopu studovat biologické struktury s vysokým obsahem vody za živa. ISEDS (zkratka z Ionisation Secondary Electron Detector with an electrostatic Separator) je velmi citlivý a funguje dobře i při vysokém tlaku plynů. Kvality vylepšeného environmentálního rastrovacího elektronového mikroskopu dokládá objev čtyř druhů viřníků v druhovém komplexu Brachionus calyciflorus. Viřníci jsou vícebuněční zpravidla sladkovodní mikroskopičtí živočichové. Představují důležitou součást planktonu. Kmen viřníků zahrnuje na 2.000 druhů, přičemž mnoho dalších na objevení stále čeká.

Odborník na vodní živočichy a biodiverzitu Steven A. J. Declerck z Het Nederlands Instituut voor Ecologie a šéf celého projektu o miniaturních vodních tvorech říká: „Vířníci jsou průhlední živočichové, lidským okem nepostřehnutelní. Ve vodě se rychle pohybují a vidět je lze pouze mikroskopem. Pomocí nového detektoru elektronů se nám je podařilo zobrazit bez jakýchkoliv úprav zcela nepoškozené, což bylo až do současné doby nerealizovatelné. Tito živočichové jsou dobře známí. Jsou dokonce modelovým organismem, a přesto se pomocí metody zvané reverzní taxonomie podařilo objevit další skryté druhy.“

Savci nejsou jedinými tvory, kteří krmí mláďata mlékem a zároveň o ně pečují. Stejně se chová i pavouk z čeledi skákavkovitých Toxeus magnus (angl. Asian jumping spider) žijící v jihovýchodní Asii. Po prvních dvacet dní nevylézá matka i čerstvě vylíhnuté potomstvo z hnízda z pavoučích vláken ani na lov. A dvacet dní je dlouhá část pavoučího života! Mladí pavoučci během té doby zcela závisí na hustém sekretu s vysokým obsahem tuků, cukrů a bílkovin, který vylučuje oblast zvaná epigastrická rýha na spodní části zadečku samice. Jejich kojení vidíme na videu. Z obrázku dospělé samice skákavky Toxeus magnus je zjevné, že připomíná mravence (foto Chen et al, doi: 10.1126/science.aat3692.).

Existují škodlivé bakterie nacházející úkryt uvnitř bílých krvinek, jež je mají zlikvidovat. Makrofágy, jeden z typů bílých krvinek, rozkládá nepřátelské buňky v těle procesem zvaným fagocytóza. Makrofág cizí buňku po rozpoznání obklopí a vtáhne dovnitř ve speciálním měchýřku zvaném fagozom. Po chvíli splyne s jiným měchýřkem, zvaným lysozom. Ten obsahuje velmi agresivní enzymy, které rychle a účinně rozkládají organické látky, takže bakterii zahubí. Některé jednobuněčné organizmy, např. prvoci, fagocytózou získávají potravu.

Bakterie Mycobacterium avium dokáže zabránit splynutí fagozomu s lysozomem, takže pohodlně přežívá ukrytá uvnitř bílé krviny. M. avium je příbuzná tuberkuloznímu bacilu Mycobacterium tuberculosis a vyvolává lehčí infekci. Je možné, že stejným způsobem hledá úkryt v těle i M.tuberculosis, což by vysvětlovalo nutnost dlouhodobého léčení tuberkulózy. Na obrázku vidíme mikroskopický snímek M.avium (modrý proužek v rámečku) ukryté uvnitř makrofágu, Illustration: Alexandre Gidon, CEMIR and Department of Clinical and Molecular Medicine, NTNU.

„Zatím nevíme, jak k tomu dochází. Pokud bychom mycobacteriím zabránili uschovat se v této organele nebo je donutili opustit ji, sotva by přežily. Pak by těžko mohly způsobovat chronické infekce,“ vysvětluje smysl výzkumu šéfka týmu prof. Trude Helen Flo z Centre of Molecular Inflammation Research v norském Trondheimu.

Parazitický prvok zimnička (Plasmodium), původce malárie, pozmění pach hostitele natolik, že psi rozeznají rozdíl mezi zdravými a nakaženými lidmi. Vzorky pachu odebrala zdravotní služba pomocí nylonových ponožek u 175 na pohled zdravých dětí v Gambii. Vzhledem k tropickým teplotám, jaké v Gambii panují, oblékly pravděpodobně ponožky poprvé v životě. Následovaly jednoduché krevní testy, které ukázaly, že 30 z nich je nakažených. Všechny ponožky očichali speciálně trénovaní psi ve Velké Britanii a s dostatečnou přesností určili rozpoznali nemocné.

„Přestože náš výzkum je v počáteční fázi, v podstatě jsme dokázali, že lze vytrénovat psy pro rozeznávání osob nakažených malárií podle pachu s dostatečnou mírou přesnosti. Jde o možný neinvazivní screening choroby v místech vstupu podobným způsobem, jaký se běžně užívá k odhalování ovoce, zeleniny nebo drog na letištích. Mohlo by to pomoci zabránit šíření malárie do zemí, které byly prohlášeny za oblasti bez malárie, a tak zajistit, aby lidé, z nichž mnozí nevědí, že jsou nakaženi parazitem malárie, dostali antimalarika,“ soudí šéf výzkumu prof.Steve Lindsay z britské Durham University.

Změna pachu hostitele zimničky může parazitu přinést evoluční výhodu, pokud láká přenašeče malárie komáry rodu Anopheles.

Franta Flinta 22.12.2018: Že psi najdou drogy je známá věc, ale proč by měli hledat ovoce a zeleninu?

23.12.2018: Některé země, např.Australie nebo Spojené státy, nedovolují dovoz čerstvého ovoce a zeleniny kvůli přenosu zemědělských nákaz.

Stáří skvrn z tělních tekutin může být v kriminalistice klíčové. Např. pro vyšetřovatele představuje důležitou stopu skvrna od spermatu na koberci oběti znásilnění. Vznikla-li před několika dny při dobrovolném sexu pomůže určit nový přenosný analyzátor těkavých organických sloučenin, zkráceně VOC (volatile organic compounds). Výsledky poskytne přímo na místě činu. Proud dusíku ohřátý na 60 ^oC odpaří VOC ze skvrny přímo do mobilního hmotnostního spektrometru. Porovnáním naměřených hodnot s dříve naměřenými hmotnostními spektry stárnoucích tělních tekutin lze určit čas vzniku skvrny. Schéma zařízení pro odběr vzorků vidíme na obrázku (S.Rankin-Turner et al., Chem. Sci., 2019, doi:10.1039/C8SC04133D).

„Pokud víme, je to poprvé, kdy někdo něčeho takového dosáhl bez naprostého zničení vzorku,“ objasňuje výhody Stephanie Rankin-Turner z britské Loughborough University, významná členka tvůrčího týmu. Jiní experti nevnímají nové zařízení tak optimisticky. Odběr vzorků vyžaduje notnou zkušenost a použitý mobilní hmotností spektrometr je příliš velký. S.R-T připouští, že „je mnoho cest vyšetřování, které musíme důkladně prozkoumat dříve, než tato technika bude schválena pro operační nasazení. Součástí rozsáhlé ověřovací studii bude i porovnání lidských a zvířecích tělních tekutin.“