Fotosyntéza vyrábí elektřinu

30.6.2004

Nový typ sluneční baterie sestrojili v Massachusetts Institute of Technology. Využili k tomu fotosyntetických proteinů izolovaných z chloroplastů listů špenátu, kterými pokryli tenkou, tudíž průsvitnou zlatou elektrodu. Špenátové bílkovina překryla vrstva vodivého polymeru. Účinnost celého zařízení je 12%, což není špatné. Souvisí to zřejmě s citlivou metodou izolace proteinů, takže nebyla narušena jejich funkce. Nevýhodou je nízká životnost, jež činí okolo 20 dní. Vědci z MIT usilovně pracují na jejím prodloužení.

Zamáváním určíme hladinu krevního cukru

30.6.2004
schema senzoru pro určení hladiny krevního cukru

Pro nemocné diabetem je důležité pravidelné sledování hladiny krevního cukru. Standardní postupy vyžadují odběr alespoň minimálního množství krve, i když jsou i možnosti založené na optických metodách (viz aktuality Akademonu z 2.2.2003 a 16.4.2003). Tým profesora Craiga Grimese z Penn State University sestrojil nový senzor na magnetoelastickém principu. Magnetoelastické látky, zpravidla tenké pásky z rychle chlazené slitiny železa, niklu s přídavkem molybdenu, boru, křemíku, popřípadě uhlíku, se rozkmitají, vystavíme-li je magnetickému pulsu. Toto mechanické vlnění generuje magnetické pole, které můžeme detekovat. Frekvence vlnění a tedy i vznikající magnetické pole závisí na řadě faktorů, mezi jiným i na vlastnostech povrchu.

Grimesův senzor tvoří pláteček magnetoelastického materiálu pokrytý polymerem citlivým na pH. Na něj je chemicky vázán enzym glukozoxidáza, při jehož reakci s krevním cukrem pH klesá. Tím se mění vlastnosti polymeru, který čistě mechanickým působením ovlivňuje kmity magnetoelastické destičky. Tento senzor voperujeme pod kůži diabetika. Kdykoli pak bude chtít znát hladinu svého krevního cukru, prostě zamává paží před detekčním zařízením, jehož základem jsou dvě cívky - jednou vybudíme kmity senzoru, druhou změříme vznikající magnetické pole, které je úměrné koncentraci glukózy v krvi.

Mořské stvůry se vytrácejí

30.6.2004
Rozkládající se zbytky vorvaně tuponosého na chilském pobřeží u Los Muermos

Možná, že si pamatujete, jak se ve sdělovacích prostředcích v červenci 2003 referovalo o nálezu podivného tvora na mořském pobřeží v Los Muermos v Chile. Obří kupa organické hmoty vážila 13 run. Biologové v ní nenašli žádné kosti a tak se psalo, že oceán vyvrhl dosud neznámého tvora podobného gigantické chobotnici. A záhadologové se činili. Sydney Pierce z University of Southern Florida v Tampě s kolegy však pokračoval ve studiu zbytků těla a došel analýzou pomocí elektronového mikroskopu k nálezu kolagenových vláken, které prokazují, že na pobřeží byla vyvržena mrtvá velryba. Potvrzuje i to zjištění velrybího spermatu. A tak i "obří chobotnice z StAugustin" nalezená v r.1806, tasmanská monstra z roku 1960, dva nálezy na Bermudách z devadesátých let a rovněž nález z roku 1996 jsou podle názoru S.Pierce zbytky velryb.

Pocity v protéze

29.6.2004

Problém všech umělých náhrad končetin je, že jim chybí zpětná vazba. Náhrada ruky je už docela složitým strojkem, který dokáže i aktivně něco uchopit. Do mozku však nejdou signály, jakou silou protéza předmět svírá. V posledních několika měsících obdrželo ve Spojených státech dvanáct postižených umělou ruku, která je vybavena tlakovými senzory, z nichž se signál pomocí elektrod přenáší na periferní nervy předloktí. Majitel umělé končetiny tedy může částečně vnímat, jak silou pracuje, byť přesná korelace pocitů s určitými částmi ruky zatím chybí.

K lepšímu přijímání náhrad končetin zřejmě přispěje i práce Dr Henrika Ehrssona z Oxfordské univerzity, kterému se nedávno podařilo určit oblast mozku, kterou vnímá vlastní tělo.

Světový den boje proti šíření pouští

29.6.2004

Letošní Světový den boje proti šíření pouští, který připadl na 17.červen, připomíná, že rozšiřováním pouští je ohrožena jedna pětina světové populace, a to jak v Asii nebo oblasti Sahelu, tak i v Latinské Americe, Severní Americe a v oblasti Středomoří. Pouště ohrožují třetinu zemského povrchu, což je více než 4 miliardy hektarů. OSN zdůrazňuje nutnost boje s degradací půdy v souvislosti s jejími společenskými důsledky: migrací a chudobou už desátý rok, od přijetí mezinárodní dohody o boji s šířením pouští.

Nové technologie a dálněvýchodní bojová umění

28.6.2004

Inženýři v kalifornských laboratořích Palo Alto vylepšili ochranou vestu, běžně zvanou hogu, která se používá při zápasech v tae kwon do. Na rozdíl od standardních modelu je ten jejich vycpán piezoelektrickými senzory, takže v průběhu zápasu může soudcům ihned bezdrátově předat informaci, jak rychlý a silný byl soupeřův úder, kterým vás zasáhl. Tyto údaje doposud v průběhu zápasu vyhodnocuje trojice soudců vizuálně. Otázkou je, zdali se tento způsob hodnocení ujme, protože např. šermíři jsou doposud velmi odolní vůči nových technologiím a stále tradičně bojují napojeni na kabel.

Otevřela se dvířka vesmírného turismu?

28.6.2004
SpaceShipOne vracející se klouzavým letem z Vesmíru

V pondělí 21.června se úspěšně vrátil z výše 100 km soukromý raketoplán SpaceShipOne, který podle mnohých přívrženců kosmických letů otevírá novou éru kosmického turismu. Kalifornská společnost Scaled Composites of Mojave za peníze miliardáře Paula Allena, spoluzakladatele Microsoft, má ovšem ještě daleko k výhře premie Ansari X prize v hodnotě 10 milionů dolarů za skutečně otevřené dveře k soukromým výletům na oběžné dráhy kolem Země. SpaceShipOne s hybridním motorem vzletěl s jedním pilotem, cenu získá raketoplán, který bude schopen vézt tři osoby (nebo jednu s vahou dalších dvou) a musí být připraven k dalšímu startu do 14 dnů.

Jak toto podnikání ovlivní státní americkou kosmonautiku? Oficiální devítičlenný panel, který se nyní v Americe sešel, doporučil, aby se lety na nízkých oběžných drahách otevřely soukromému podnikání.

Ramanův mikroskop

28.6.2004

S nejrůznějšími triky, jak obejít nepříjemný fakt, že při zobrazování miniaturních struktur nevidí optický mikroskop nic menšího, než je vlnová délka použitého světla, se v posledních letech roztrhl pytel. Se svou troškou do mlýna přišli i Yasushi Inouye a Satoshi Kawata z japonské Osacké Univerzity. Jejich přístroj je schopen rozlišit detaily o velikosti 15 nm, takže vidí i makromolekuly, např.DNA. Docílili toho využitím tzv.Ramanova rozptylu, při kterém detekují anti-Stokesovské fotony. Ramanův rozptyl je jev, při kterém se část dopadajícího světla rozptýlí, avšak od částic, na kterých k rozptylu dochází, přijme nebo jim předá něco své energie. Vlnová délka rozptýleného světla je tedy odlišná od světla dopadajícího, což nám přináší informaci o vibracích a rotacích jednotlivých chemických vazeb v molekule. Pomocí složitého zařízení, ve kterém využívají dalších triků, např.zaostření pomocí hrotu, pak z těchto údajů o jednotlivých kmitech složí obraz zkoumaného předmětu.

Mars na Zemi?

25.6.2004
hematitové kuličky z povrchu Marsu (foto NASA)

Podivná tělíska, která americké vozítko Oportunity odhalilo nyní na Marsu, byla nalezena i na naší planetě, a to v pouštích jižního Utahu. Kuličky o průměru 5 milimetrů jsou tvořeny minerálem bohatým na železo - hematitem. Marjorie Chanová s kolegy z Utažské univerzity v Salt Lake City, konstatuje, že tělíska se na naší planetě formovala když voda bohatá na železo prosakovala pískovcem prostým prasklin, lomů a dislokací. Velikost tělísek závisí na pH a chemickém složení vody.

Inovace radaru

24.6.2004
Záznam pohybu kráčejícího člověka v místnosti

Nejnovější zdokonalení umožňuje sledovat radarem i pohyb osob uvnitř budov. Jak vidíme na obrázku, není to tak snadné, jako pozorování pohybu bodu na obrazovce a vyžaduje to tudíž speciálně vyškolenou obsluhu, ale funguje to.

Arktida se přehřívá

24.6.2004

Arktida se má oteplovat více než dvakrát rychleji než zbytek světa. Led se tenčí a stromy postupuji v severských tundrách dál na sever do míst, kde dosud rostly jen lišejníky. Dokládají to odborníci z Arctic Climate Impact Assesment. Některé oblasti Aljašky se oteplily dokonce desetkrát víc než činí světový průměr, dokládá Roberet Corel z Americké meteorologické společnosti, který chce v listopadu podat zevrubnou zprávu osmi vládám států, jejichž území se oteplování dotýká.

Dálkový spektrometr

24.6.2004

Společnost IT Lasers sestrojila přístroj, který je pomocí laserového paprsku schopen snímat emisní spektra až na vzdálenost 30 m. Tímto způsobem lze na dálku odhalit např.trhaviny ukryté ve vozidle nebo na těle sebevražedného atentátníka. Před bedlivým laserovým paprskem je neskryje ani ukrytí pod oděv nebo dovnitř vozu. Při manipulaci s větším množstvím třaskavin prakticky není možné nezanechat nepatrné stopy. Navíc z těchto sloučenin vždy unikají v malém množství oxidu dusíku. To vše zachytí citlivý přístroj. I když nový dálkový spektrometr byl sestrojen zejména pro boj proti teroristům, je pravděpodobné, že se uplatní i při hledání kontrabandu, např. drog.

O změnách klimatu v Kjótu

23.6.2004

16.června se scházejí v Bonnu zástupci 188 zemí, které přistoupily k Úmluvě OSN o změnách klimatu, aby projednali přípravu ministerské konference na toto téma. Konference se má konat od 6. do 17.prosince v Buenos Aires. Jednání se koná v optimistické představě, že kjótský protokol o omezení vypouštění skleníkového plynu oxidu uhličitého do atmosféry by mohl konečně vstoupit v platnost a to díky tomu, že ruský prezident Vladimír Putin naznačil, že se urychlí úsilí o ruskou ratifikaci protokolu. Jeho prohlášení z 21.května by tedy mělo mezinárodní dohodě umožnit vstoupit do života. Potíž je totiž stále v tom, že americká vláda nechce protokol ratifikovat a tak jedině s ruským podílem je možno dosáhnout stavu, kdy snahy Kjótského protokolu budou uskutečňovat státy, jejichž podíl na vypouštění skleníkových plynů dosahuje 55 %. Protokol by mohl vstoupit v platnost 90 dní poté, co by jej Rusko ratifikovalo. 18.června se sejde v Bonnu první workshop věnovaný diskusi o vlivu a rizicích změn klimatu a problému toho, jak by jednotlivé státy měly na změny klimatu reagovat v plánech svého vlastního rozvoje. Druhý workshop 19.června se soustředí na samo úsilí o omezování emisí skleníkových plynů.

Rakovinotvorná exprese?

23.6.2004

Zkoumání exprese genů zřejmě přináší první ovoce. Každý proces v organismu je doprovázen či vyvolán aktivací (expresí) určitých genů, jež se stanou aktivní a buňky začnou syntézovat bílkovin zakódované v těchto genech. Po nějaké době, kdy již těchto bílkovin není třeba, se aktivita příslušných genů utlumí a dojde k expresi jiných. Reakce na různé činitele charakterizuje téměř jedinečná kombinace aktivních a neaktivních genů. Tímto způsobem reaguje organismus na např. na infekci, ale i na expozici otravným látkám. Podle výzkumů, které provedl tým vědců z University of Michigan, Johns Hopkins University a indického Ústavu Bioinformatiky mají různé druhy rakoviny jeden společný rys, a to abnormální expresi 67 genů. K léčení rakoviny je od tohoto poznatku sice ještě dlouhá cesta, nicméně jde o zajímavé a důležité zjištění.

Ebola opět zabíjela v laboratoři

22.6.2004
Jednotlivá vlákénka představují viriony Eboly. Snímek byl pořízen elektronovým mikroskopem (foto PLoS journal).

Mikrobiolog, který experimentoval s nemocí Ebola na pokusném morčeti v laboratoři v sibiřském Novosibirsku, zemřel nyní na tento virus poté, co se náhodně nakazil. Problémy nastaly s lékařským personálem, který ho ošetřoval, aby se nemoc nepřenesla i na něj. Viróza Ebola, poměrně nová smrtelná lidská nemoc, kterou se lidé nakazili Africe od kočkodanů, dokládá, že zlatý věk penicilínu je za námi a že znovu máme starosti s infekcemi. Ebola-virus se přenáší přímým stykem s nemocným kočkodanem nebo člověkem, má inkubaci 5-7 dnů, vyvolá vysokou horečku a krvácení z vnitřních orgánů a z nemocných umírá až třetina.

Smrt v Novosibirsku není jediná, kdy Ebola zabíjela vědce. Prof.MUDr.Vratislav Schreiber uvádí ve své knize Křižovatky medicíny, že se v roce 1961 vyskytlo 31 případů se sedmi úmrtími v Marburgu, ve Spolkové republice Německo. Dovezli tam tehdy pro laboratorní pokusy kočkodany z Ugandy, vědci se nakazili a sedm jich krvácivou horečkou zemřelo.

Co mohlo vést k evoluci abstraktní řeči včel

21.6.2004
Včela medonosná (Apis mellifica): 1 – trubec, 2 – královna, 3 – dělnice. V levé části jsou znázorněny jejich nohy ve větším zvětšení: a – košíček, b – kartáček pro sběr pylu. Obrázek převzat z Brehmova života zvířat, díl I., vydáno Nakladatelstvím J.Otto, společnost s r.o. v Praze, 1929.

Včely si sdělují polohu nově objeveného zdroje potravy buď chemickým značkováním zdroje a cesty k němu voňavými majáčky, nebo pověstnými "tanečky", které jsou považovány za jeden z nejpozoruhodnějších způsobů komunikace u živočichů. V pohybu tancující létavky je zakódována informace o směru a vzdálenosti nálezu a přihlížející dělnice takové informaci rozumí. Na podobném principu abstraktních signálů se kromě člověka dorozumívá jen málo živočichů, mezi bezobratlými snad žádný. Pro evoluční biology je záhadou, pod jakými selekčními tlaky se tento způsob dorozumívání vytvořil. Americko-brazilský výzkumný tým vedený Jamesem Niehem z Kalifornské university v San Diegu získal nepřímé experimentální důkazy podporující teorii, že sdělování informace o nalezišti potravy ve skrytu hnízda může souviset s mezidruhovou soutěží o potravní zdroje, zejména v období jejich nedostatku. Může jít jednoduše o utajování informace. Při studiu chování dvou druhů medonosek (neotropické nebodavé včely), jedné vysoce agresivní (Trigona spinipes) a druhé mírné povahy (Melipona rufiventris) zjistili, že agresivní trigony dovedou dekódovat voňavé značky melipon, nalézt podle nich jejich potravní zdroj a opanovat ho a vytěžit, aniž by daly původním nálezkyním příležitost podílet se na jeho exploataci. V preferenčních pokusech badatelé zjistili, že chemické značky oběti jsou pro agresivní včely ještě atraktivnější, než vůně značek vlastního druhu. Vznik abstraktní taneční řeči může být evolučním protitahem některých druhů včel na špionážní aktivity (odhalení voňavých značek) agresivních příbuzných. Ostatně některé trigony jsou známé i svými loupežnými výpravami do hnízd melipon, z nichž si odnášejí zásoby medu. Tento druh plenění jim umožňuje jiná vývojová adaptace: obranu přepadeného hnízda zmatou imitací poplašného feromonu oběti.

Legenda k obrázku: Včela medonosná (Apis mellifica): 1 – trubec, 2 – královna, 3 – dělnice. V levé části jsou znázorněny jejich nohy ve větším zvětšení: a – košíček, b – kartáček pro sběr pylu.

prof.Arnošt Kotyk 22.5.2013: Větší včelstva mají výhodu díky větší kapacitě získávat informace. Pracovníci Arizonské univerzity v Tucsonu pozorovali, že včely ve větších včelstvech poskytovaly informace o různých zdrojích potravy o čtyři hodiny dříve než v malých včelstvech.

Metač blesků

21.6.2004

Elektrické paralyzéry, které pomocí elektrického výboje o vysokém napětí s nízkým výkonem ochromí útočníka, jsou velmi rozšířeným vybavením policejných sborů a ostatně dají se běžně zakoupit i pro osobní sebeobranu. Jejich nevýhodou je, že musí dojít k fyzickému kontaktu mezi dvojicí elektrod paralyzéru a tělem útočníka. Umožnit jejich působení na delší vzdálenost znamená vytvořit vodivou cestu mezi mezi paralyzérem (zdrojem napětí) a osobou, jejíž činnost chceme paralyzovat. Existují sice zařízení, jež vystřelují dvojici drátů na vzdálenost několik metrů, což je však poněkud neohrabané a opětovné použití je nejisté. Německá společnost Rheinmetall testuje zařízení, které cestu elektrickému výboji vytvoří pomocí svazku tenkých, navzájem nepropojených vodivých vláken vystřelených pyrotechnickou složí. Americká firma XADS z Indiany je odvážnější a k cíli foukne nejdříve oblak plasmy následovaný elektrickým výbojem. Dostřelí zatím jen na 3 m, avšak dokáže zkratovat i elektrické obvody automobilu, takže mu zhasne motor. Pracuje rovněž na vývoji paralýzéru s dosahem 100 m, kde vodivou cestu ve vzduchu vytvoří ionizující paprsek laseru.

Nakolik je vymýcena slintavka a kulhavka?

21.6.2004

Podle prohlášení Organizace OSN pro výživu a zemědělství se v Evropě v posledním desetiletí téměř zcela podařilo vymýtit onemocnění slintavkou a kulhavkou. FAO (=Food and Agriculture Organisation)ovšem varuje, že evropské země musí být nadále ostražité, protože riziko přetrvavá. Poslední epidemie onemocnění v roce 2001 postihla především Spojené království, ale také Irsko, Francii a Nizozemí. Ve Spojeném království muselo být utraceno více než čtyři miliony zvířat, aby se zabránilo šíření nemoci. Ztráty britského zemědělství a turismu jsou odhadovány na 13 miliard dolarů. Onemocnění sem tehdy bylo přeneseno z Východní nebo Jihovýchodní Asie produkty ze zvířat, která slintavkou nebo kulhavkou trpěla. 31 z 33 členských zemí Evropské komise už je prosto viru, který se nachází ještě v Turecku a Izraeli. Od evropských států se požaduje, aby ve vlastním zájmu přispívaly k potlačování nemoci v okolních oblastech, kde virus stále hrozí. Eliminace nemoci v rozvojových státech pomůže ozdravit mléko i maso a podpoří místní zemědělce. A tím se zmenší i ohrožení Evropy. Slintavka a kulhavka se vyskytuje v mnoha zemích Afriky, Středního Východu, Asie a v některých oblastech Jižní Ameriky. Evropa, Severní a Střední Amerika, oblasti Jižního Tichého oceánu a Karibik jsou prosté nemoci. V současné době se choroba šíří po světě často ilegálním obchodem s živočišnými produkty z dobytka a prasat. Evropská komise v tomto směru úzce spolupracuje se Světovou organizací zdraví zvířat (OIE = World Animal Health Organisation).

Vývoj střešních tašek

21.6.2004

Přední americké výzkumné laboratoře Oak Ridge National Laboratory a Lawrence Berkeley National Laboratory nepohrdají ani výzkumem věcí tak přízemních, jako je střešní taška. Společně vyvinuli nový nátěr pro střešní krytiny, který obsahuje vybrané organickými pigmenty. Střecha je ve viditelné světle standardně tmavá, avšak pro infračervené záření je naopak velmi světlá, to znamená, že ho silně odráží. Budova, jejíž střechu ať už z klasických tašek, plechu nebo třeba šindelů, pokryjeme nově vyvinutou barevnou vrstvou, se mnohem méně ohřívá, takže náklady na klimatizaci mohou klesnout až o 20%.

Naděje na potlačení přenosu viru HIV z matky na dítě při kojení?

20.6.2004
schematický náčrtek řezu virem HIV, uvnitř vidíme nukleovou kyselinu RNA, kulatou schránku tvoří bílkovina (University of Oregon)

Lim Tao s kolegy z University of Illinois v Chicagu za zasedání Americké mikrobiologické společnosti v New Orleansu prohlásil, že by bakterie přítomná v ústech a v žaludku některých lidí mohla omezit riziko, že na novorozeně se z matky na dítě přenese virus HIV při kojení. Zvyšuje schopnost odolat infekci. Prozatím výzkum probíhá na pokusných zvířatech, ale zdá se, že by bakterie Lactobacillus mohla být nesmírně užitečná zvláště v rozvojových zemích, kde je aids značně rozšířen a matky o přítomnosti viru ve svém těle nemají ani tušení. Kdyby se bakterie přenesla na kojence a usídlila se v jeho ústech a v žaludku, měla by zvýšit jeho odolnost vůči viru.

Robotizace armády nejen v USA

20.6.2004

Jihokorejská společnost Dodaam Systems dokončila vývoj vojenského robota Aegis, určeného k ochraně hranice se severní Koreou. Vyzbrojen bude pěchotními zbraněmi a může být umístěn na pevném stanovišti anebo na automobilu. Je tak lehký, že ho na zádech unese jediný voják. Pomocí kontrolního stanoviště řídí důstojník 16 takových robotů. Sériová výroba se připravuje.

Produkce nervových mediátorů není řízena jen geneticky

20.6.2004

V jednom z červnových čísel časopisu Nature se objevila zpráva, že totiž nervové mediátory (někdy se jim poněkud otrocky říká neurotransmitery) jsou produkovány nejen na základě aktivity příslušných genů, nýbrž především působením elektrické aktivity nervových buněk. Skupina výzkumných pracovníků v San Diegu měnila elektrický proud procházející membránami nervových buněk a zjistila, že vzrůst tohoto proudu (odpovídajícího akčnímu potenciálu putujícímu po nervovém vlákně) zvyšoval hladiny mediátorů, které inhibují aktivitu neuronů, a snižoval hladiny těch mediátorů, které aktivitu stimulují. Naopak snížení tohoto proudu vedlo k přesně opačnému efektu. Zatím byly pokusy prováděny na embryonálních buňkách žab, ale zkušenost učí, že vlivy budou stejné u zvířat dospělých, a to nejen u obojživelníků.

Plný text najdete zde.

Statistiky stále slabou stránkou prací v prestižních časopisech?

20.6.2004

Důkazy přinášejí Emili García-Berthou a Carles Alcaraz ze Španělska. Dokazují to na příkladu časopisů Nature a British Medical Journal. Analyzovali 32 prací publikovaných v roce 2001 v obou významných časopisech. U 38 % prací v Nature a 25 % v British Medical Yournal našli jednu nebo více chyb. Takže 4 % "statisticky významných" zjištění, na kterých budují svůj výzkum další vědci, mohou být fikcí.

Opravdu jsme blízcí šimpanzům?

11.6.2004
portrét šimpanze Masuky z Drážďanské zoo, rytina převzata z Brehmova života zvířat, díl IV. část 4, vydáno Nakladatelstvím J.Otto, společnost s r.o. v Praze, 1928.

V populárněvědeckých textech jsme stále přesvědčováni o blízké přibuznosti lidí s šimpanzi, když se srovnává opičí chromozom 22 s odpovídajícím lidským genem 21. Máme se lišit pouze v 1,44 % z 33,3 milionů bazí chromozomů. Ale při značném počtu bazí v jednotlivých genech má stačit zdánlivě nepatrný rozdíl dostatečný k tomu, aby bylo pozměněno na 80 % proteinů produkovaných příslušnými geny. Konstatuje to zpráva mezinárodního konsorcia pro studium šimpanzího chromozomu 22.

Kloubní protéza a nanotechnologie

11.6.2004

Přes nesporné pokroky, kterých dosáhla orthopedie při nahrazování opotřebených kloubů jejich umělými náhražkami, odmítavá reakce organismu stále představuje problém. Thomas Webster z Purdue University v Indianě a Hicham Fenniri z kanadské University of Alberta pracují na úpravě povrchu titanových kloubních endoprotéz, aby se na nich osteoblasty, buňky zodpovědné za tvorbu kostí, dobře uchytily a došlo tak k co nejlepšímu propojení původní kosti a nového, umělého kloubu. Na jeho titanový povrch chemicky váží rozměrné molekuly trojúhelníkového tvaru, jejichž jednu stranu tvoří guanin, druhou cytosin a třetí další vybrané sloučeniny. Kombinací trojúhelníkových výstupků tvořených navázanou molekulou a rovněž trojúhelníkových nepokrytých oblastí vzniká povrchová šesterečná struktura, na níž se osteoblasty dobře napojují.

Nový návrh geologické chronologie

10.6.2004
čísla označují miliony let

Zatímco délka různých údobí od prvohor do současnosti se po sedmdesát let považovala za určenou (a ona se pouze poněkud upřesnila), chronologie dávnějších údobí (proterozoikum a archaikum) byla poměrně vágní. Teprve úsilí posledních deseti let vyústilo v roce 1999 ve výzvu Mezinárodní unie geologických věd, aby byly stanoveny časové hranice mezi jednotlivými údobími. Úkol má být splněn do roku 2008 s tím, že pro každé údobí bude na Zemi jakýsi referenční bod, například Flindersovo pohoří v Austrálii pro prekambrium. Nynější časová škála vypadá asi takto (údaje jsou v milionech let před současností - pro dobu před kambriem uvádím údaje v angličtině, protože pro řadu z nich neexistuje oficiální český ekvivalent):

Evropský raketoplán vzletěl

10.6.2004

Ve Švédsku přistál model evropského raketoplánu Phoenix, bezpilotní prototyp raketoplánu Evropské kosmické agentury (ESA). Šlo o první letovou zkoušku. Byl vypuštěn ve výši 2,4 km a autonomně letěl 90 sekund než dosedl na přistávací dráze ve Švédsku. Podle výrobce by měl být raketoplán dohotoven v roce 2015.

Přechod Venuše přes sluneční kotouč

9.6.2004
foto NASA

Přechod planety Venuše přes sluneční kotouč, k němuž došlo 8.6.2004, není příliš čato pozorovatelný. O to podivuhodnější je, že včera byly ideální podmínky k jeho pozorování, čímž byl porušen stěžejní zákon astronomie, říkající, že naprosto bezmračná obloha se zatáhne 10 minut před počátkem jevu, který chceme pozorovat. Někteří astronomové tohoto úkazu využili ke zkoumání venušiny atmosféry.

Jak se upíjí lidstvo k smrti

9.6.2004

Nedávné celosvětové šetření případů smrti na základě požívání alkoholu ukázalo, že mezi 6 a 20 % úmrtí z těchto příčin najdeme v celé Evropě, Severní Americe, na Sibiři, v Israeli a (kromě Peru a Bolivie) v celé Jižní Americe. Mezi 4 a 6 % úmrtí najdeme v Číně, Japonsku, Koreji, Austrálii, Peru, Bolivii, Vietnamu, Malajsii a Papuji-Nové Guineji. Mezu 1 a 4 % úmrtí se vyskytuje v Indii, Bangladéši, Myanmar, Thajsku, Srí Lance, velké části střední a jižní Afriky a Alžírsku. Pod 1 % úmrtí na nadměrné požívání alkoholu vykazují všechny severoafrické a předovýchodní země, jakož i Nepál, Laos a Kambodža.

Známe sloní troubení?

9.6.2004
Co slyší?

Sloní troubení zná nejspíš každý. Avšak to, co slyšíme, jsou pouze vyšší harmonické frekvence základního zvuku o velmi nízké frekvenci v desítkách Hz, který již neslyšíme, je pro nás infrazvukem. Vlnění tak nízké frekvence se však může šířit i zemí. Není vyloučeno, že sloni tohoto způsobu komunikace skutečně využívají, protože zemí se tento signál šíří dále než vzduchem.

Sledování chvění půdy není v živočišné říši ojedinělé, důležité informace přináší třeba hadům, kteří však pouze sledují okolí a nekomunikují takto mezi sebou. Dle některých hypotéz však mohli takto komunikovat i druhohorní ještěři. Vzhledem k tomu, že je možný jen při nízkých frekvencích a tedy dlouhých vlnových délkách, je vyhrazen jen pro živočichy dostatečně rozměrné.

Za schizofrenii může někdy matčina chřipka?

9.6.2004

Chřipka může způsobovat až 14 % případů onemocnění schizofrenií. Lidé, jejichž matka prodělala chřipku během prvních tří měsíců těhotenství, mají sedmkrát vyšší pravděpodobnost, že onemocní touto duševní chorobou. Tvrdil to Alan Brown z Kolumbijské univerzity v New Yorku začátkem května na zasedání Americké psychiatrické asociace. A měl i konkrétní návrh - doporučuje budoucí matky chránit vakcinací proti chřipce.

Vznikly viry dříve než buňky?

8.6.2004

Ačkoliv se viry většinou nepovažují za živé částice, protože nejsou schopny samostatné reprodukce, a předpokládá se, že se objevily někdy v průběhu evoluce buněk, podle nejnovějších poznatků se viry možná vyskytly už před buňkami. Obalové proteiny všech typů virů, u eukaryontních, eubakteriálních i archebakteriálních buněk, jsou si konformačně podobné, i když mají odlišný genetický podklad. Zdá se tedy, že uspořádání obalových proteinů předcházelo rozdělení bakterií a archebakterií před 3,5 miliardami let. Zároveň z toho vyplývá, že i evoluce ‚normálních buněk mohla být výrazně ovlivněna přítomností virů.

Vysoce účinný protimrazový protein v rybím těle

6.6.2004

Dříve izolované ‚antifreeze-proteiny? z ryb žijících v cirkumpolárních mořích (AFP typu 1) se vyskytují v koncentraci 10-15 mg na mL krve a vazbou na vznikající krystalky ledu umožňují rybám (konkrétně platýsům) překonat teploty až do -1,5 °C. Nedávno byl objeven další protimrazový protein o molární hmotnosti 16,68 kDa, který už v koncentraci 0,1 mg na mL snižuje bod tuhnutí krve o 1,1 °C, takže umožňuje rybám přežít až do bodu mrazu mořské vody, přibližně -1,9 °C.

Prof.Pacák, PET a fluorglukóza

6.6.2004

Blíží se páté výročí prvního (25.8.1999) vyšetření formou pozitronové emisní tomografie (PET) u nás, a tak by stálo za zmínku vrátit s k rozvoji této metody a jejího užití u nás. PET- pozitronová emistní tomografie zaznamenala za poslední desetilení ohromný celosvětový boom, avšak její počátky spadají do poloviny minulého století. Tehdy vznikala první zobrazovací zařízení využívající anihilační záření pozitronových radiofarmak, ale tomografické vlastnosti byly těmto přístrojům dány až počátkem 70. let. Tehdy se začíná mluvit o faktické historii PET. Následující dvě desetiletí zůstala metoda vyhrazena jen pro výzkumná pracoviště, ale teprve rozvoj výpočetní techniky a zdokonalení neobyčejně složitých kamer umožnil v 90. letech průnik PET do klinické praxe.

Plný text najdete zde.

Deset nových členů Učené společnosti

4.6.2004
logo Učené společnosti

Dvoudenní X.zasedání Učené společnosti České republiky 24. - 25.května konané v Míčovně Pražského hradu, zvolilo deset nových řádných a čestných členů. Stali se jimi: doc.Ing.Jaroslav Doležel, prof.RNDr.Miloslav Feistauer, prof.PhDr.Eva Hajičová, doc.RNDr.Jan Krajíček, prof.Ing.Michal Ilavský, prof.RNDr.Jiří Komárek, doc.RNDr.Julius Lukeš, prof.RNDr.Jaroslav Nešetřil, prof.MUDr.Mojmír Petráň a PhDr.Robert Kvaček. Učená společnost má nyní 98 řádných členů a 37 členů čestných, zahraničních členů. V dalším dvouletém funkčním období pro léta 2004 - 2006 bude Učenou společnosti řídit sedmičlenná Rada v čele se svým předsedou RNDr.Jiřím Grygarem. Dalšími členy byli zvoleni: prof.PhDr.Ivan Hlaváček, prof.RNDr.Emil Paleček, prof.RNDr.Jaroslav Smítal, prof.RNDr.Blanka Říhová, prof.MUDr.Jan Štěpán a prof.Ing..Karel Štulík.

Černé díry a zborcený čas - recenze

3.6.2004

Na konci úvodu autor píše, že jeho cílem bylo: "přesvědčit o podivuhodné síle lidské mysli, která - byť někdy přes odbočky do slepých uliček - je schopná v záblescích inspirace mohutných skoků v hloubce našeho vhledu, které ji dovolují porozumět složité struktuře našeho vesmíru a odhalit konečnou jednoduchost, eleganci a nádhernou krásu jeho základních zákonů." Bezesporu se mu to podařilo.

Plný text najdete zde.

Potvrzení kvantové nelokality na jednočásticové úrovni

3.6.2004

Nelokální charakter kvantové mechaniky se obvykle demonstruje známým EPR paradoxem (pojmenovaného podle autorů myšlenkového experimentu z roku 1935 - Einsteina, Podolského a Rosena). Ukazuje se, že dvojice částic (např. fotonů) v kvantově propleteném polarizačním stavu dává vzniknout korelacím, které jsou silnější, než by dovolovala jakákoliv myslitelná lokální teorie klasického typu. V první polovině 90. let navrhlo několik teoretiků (mezi nimi S. Tan a L. Hardy) schéma, v němž nelokální charakter vykazovaly i stavy světla s jediným fotonem. Obdobně jako v EPR experimentu se zde uvažovalo o dvou pozorovatelích, kteří na oddělených místech provádějí nezávislá měření, ale místo polarizačních fotonových stavů se zajímají o přítomnost či naopak nepřítomnost fotonu v dané oblasti (rameni optického přístroje). Dá se ukázat, že s použitím principů klasického lokálního realismu (obhajoba těchto principů vedla Einsteina, Podolského a Rosena ke zformulování EPR paradoxu) mohou oba pozorovatelé za jistých okolností dospět k rozporným závěrům ohledně přítomnosti fotonu v jednotlivých ramenech. To je považováno za projev kvantové nelokality na jednočásticové úrovni.

Zatímco kvantová nelokalita v "klasickém" EPR experimentu byla prokázána již několikrát, důkaz jednočásticové nelokality až donedávna chyběl. Provedení takového experimentu bylo konečně oznámeno v letošním prvním květnovém čísle časopisu Physical Review Letters týmem fyziků z Královského technologického institutu ve Švédsku a Ioffeho fyzikálně-technického ústavu v Petrohradě. Je to jen další v dlouhé řadě důkazů, že ta podivná kvantová mechanika asi doopravdy platí...

Odstraňování rtuti z odpadních vod

2.6.2004

Oxid křemičitý se díky svému vysokému povrchu používá jako absorpční činidlo; např. ve formě tzv. silikagelu, jež pohlcuje vodu, je hojně používán k sušení. Drobné papírové sáčky s touto látkou nalezneme uvnitř balení mnohých výrobků, které dorazí až do našich domácností. Nevýhodou oxidu křemičitého je jeho nízká selektivita. To se snaží napravit v americké Pacific Northwest National Laboratory, kde připravili oxid křemičitý, jehož póry jsou zevnitř pokryty vrstvou thiolu. Thiolem nazýváme organickou sloučeninu, která obsahuje skupinu atomů -SH. A právě tato sloučenina způsobuje, že uvnitř pórů se váží ionty rtuti či olova. Získáme tedy absorpční činidlo, které váže škodlivou rtuť z odpadních vod a tak je čistí. Hlavním zdroje rtuťových emisí jsou odpadní vody uhelných elektráren, ale novou látku možná ocení i zubaři.

Citlivost k mechanickému tlaku

2.6.2004
Pohybují se hlístice háďátko obecné (Caenorhabditis elegans). Obr www.wikipedia.org

Buňky jsou vystaveny různým vnitřním i vnějším tlakům. Mezi vnitřní patří hydrostatický tlak, změny cytoskeletu a činnost molekulárních motorů. Vnější tlaky jsou rozmanité. Od brownovského pohybu částic v roztoku a osmotického tlaku u jednotlivých buněk až po hemodynamické síly působící na cévní epitel nebo zvukové vlny působící na stereocilie vláskových buněk vnitřního ucha. Význam této citlivosti je podtržen řadou lidských chorob, včetně poruch slyšení a stability, srdeční arytmie, hypertenze, glaukomu a epilepsie.

Na molekulové úrovni je mechanický tlak registrován různými membránovými kanály. Už bakterie Escherichia coli obsahuje tři takové kanály, označené MscL, MscS a MscK. MscL obsahuje největší ‚pór? ze všech známýcch kanálů, o průměru 2,5 nm. Ten funguje jako pojistka při náhlém osmotickém šoku, protože umožňuje únik prakticky veškerého vnitrobunečného obsahu do prostředí, aby se předešlo prasknutí buňky. V komplexních prganismech se funkce mechanosensituivních kanálů neomezuje na odpověď na osmotický tlak. Při slyšení a hmatu se mechanický tlak mění na tzv. mechanotransdukci; přeměna mechanické energie na chemický signál ve svém důsledku vede ke vzniku nervového impulzu. V eukaryontních buňkách se vyskytují nejméně tři rodiny kanálů, reagujících na mechanický podnět: TRP-kanály (traansport receptor potential), draselné 2P-kanály (two-pore) a degenerinové kanály. Zdá se, že alespoň 2P-kanály jsou aktivovány pnutím v buněčné membráně, zatímco některé TRP-kanály jsou přímo mechanicky otvírány tahem vlákna z kadherinu, zakotveného ankyrinem v buněčné membráně. Dalo by se očekávat, že u primitivních živočichů, jako je třeba hlístice Caenorhabditis elegans, bude situace s mechanosensitivními kanály jednodušší. Není tomu tak - i tento sotva milimetr dlouhý živočich obsahuje přes sto TRP-kanálů a 2P-kanálů, jakož i množství degenerinů.

V Praze o obezitě

2.6.2004

Na Zemi žije kolem jedné miliardy obyvatel, kteří mají nadváhu a nejméně 300 milionů z nich jsou obézní, konstatuje MUDr.Ivo Kocur ze Světové zdravotnické organizace. Statistiky ukazují, že zatímco v Číně je obézních pouze 5 % obyvatel, nejvyšší míru obezity vykazují městské populace na ostrově Samoa - 75 %. Předpokládá se, že na světě žije 17.6 milionů dětí do pěti let věku, které mají nadváhu. Podle údajů z USA se od roku 1980 počet dětí s nadváhou v základních školách zdvojnásobil a počet mladých dospělých s nadváhou ztrojnásobil Dokument Světové zdravotnické organizace o světovém stavu zdraví uvádí, že nadváha a obezita vedle ke vzniku 58 % případů diabetu, 21 % případů kardiovaskulárních onemocnění a 8 - 42 % určitých typů nádorových onemocnění. SZO doporučuje omezit spotřebu tuků na 15 - 30 % ve složení stravy a podobně omezit příjem volného cukru pod 10 %. Denní příjem soli by měl být méně než 5 g. Příjem ovoce a zeleniny by měl být nejméně 400 g denně. Nadměrná tělesná hmotnost není problémem jen ekonomicky rozvinutých zemí, je častá i v rozvojových zemích stejně jako výskyt podvýživy. Zatímco v posledních desetiletích byl patrný nárůst chronických onemocnění především v rozvinutých zemích, v současné době je jejich role patrná i v rozvojovém světě. Situace je složitější o to, že v rozvojových zemích jsou postižené mnohem mladší věkové skupiny obyvatel. Podle statistik SZO je v České republice u obyvatel starších patnácti let 15 % mužů a 13 % žen obézních. Ve stejné věkové skupině je 34 % mužů a 44 % žen bez pravidelnějšího pohybu. Kouří 27 % mužů a 13 % žen. Hlavní příčinou úmrtí jsou kardiovaskulární onemocnění - 53 %- Světové zdravotnické shromáždění, které probíhalo od 17. do 22.května v Ženevě, přijalo Globální strategii pro výživu, fyzickou aktivitu a zdraví. Tato strategie se zaměřuje na skutečnost, že nadměrná tělesná hmotnost společně s nevhodným složením potravy a nedostatek tělesné aktivity patří mezi hlavní rizikové faktory kardiovaskulárních onemocnění, diabetu, nádorových onemocnění a některých dalších chorob souvisejících s obezitou. V Praze nyní proběhl od 26. do 29.května 13. Evropský kongres obezitologie.

Kombinace alternativních zdrojů

1.6.2004
Zařízení o výkonu 2,3 kW (fotovoltaický článek o výkonu 1,4 kW, větrná turbína 900 W) instalované na testovacích plochách NREL v Coloradu. Vyráběné množství elektřiny dostačuje na provoz menší domácnosti.

Nevýhodou leckterých alternativních zdrojů je, že jich nelze užít vždy. Větrná elektrárna za bezvětří žádnou energii nedodá a fotovoltaické články (sluneční baterie) v noci vyrobí jen nepatrné množství elektřiny. V National Renewable Energy Laboratory ve Spojených státech testují kombinované systémy, konkrétně větrnou turbínu se sluneční baterií, což jsou do jisté míry komplementární zdroje. Vítr fouká spíše za horšího počasí, když je zataženo. S jejich nasazením se počítá v sídlech natolik odlehlých, že by napojení na elektrickou síť bylo neúměrně drahé. Nové zařízení může mít zvláštní význam třeba pro Vnitřní Mongolsko, jednu z autonomních oblastí Číny, kde se větrná energie hojně užívá již 20 let, avšak v průběhu suchého léta nastává velmi často bezvětří.

Orientace ptáků v zemském magnetickém poli

1.6.2004

O tom, že magnetismus hraje úlohu ve směrování letu tažných ptáků, se již dlouho nepochybuje. Dosud se věřilo, že mechanismem, který je podkladem této schopnosti, je orientace magnetitových zrnek a jejich mechanický tlak v určitých nervových buňkách - což je obdoba funkce magnetosomů u magnetobakterií. Nyní se potvrzuje druhá teorie, že podkladem orientační schopnosti ptáků je magneticky citlivá chemická reakce zahrnující tvorbu radikálového páru, kdy oscilující magnetické pole mění dynamiku přechodu mezi různými spinovými stavy po vytvoření páru radikálů ve světlem indukovaném přenosu elektronů, což je do jisté míry obdoba jedné z reakcí fotosyntézy.

Diskuse/Aktualizace