Neměly zuby ani kostice

15.12.2018
Zdroj:
C.D.Peredo et al., Tooth Loss Precedes the Origin of Baleen in Whales, Current Biology, DOI:https://doi.org/10.1016/j.cub.2018.10.047
Zdroj
Kostice plejtvákovce šedého, foto Emőke Dénes, CC BY-SA 4.0, https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0, via Wikimedia Commons.

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.“

Umělecká rekonstrukce samice kytovce Maiabalaena nesbittae s mládětem, Alex Boersma. 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.

 

Supravodivost letí vzhůru

14.12.2018
Zdroj:
https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1812/1812.01561.pdf
Zdroj
Meissnerův jev - supravodič levituje nad magnetem. Ve vzduchu ho drží magnetické pole, které nemůže proniknout do nitra supravodiče, foto Henry Mühlpfordt, CC BY-SA 3.0, https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0, via Wikimedia Commons.

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 nejsou

13.12.2018
Zdroj:
P.Brož et al., The Apparent Absence of Kilometer-Sized Pyroclastic Volcanoes on Mercury: Are We Looking Right?, Geophysical Research Letters, https://doi.org/10.1029/2018GL079902
Zdroj
Fotografie zachycuje impaktní kráter Copland na Merkuru částečně vyplněný lávou vytvářející souvislou hladkou pláň. Na západ od impaktního kráteru se nachází nepravidelný kráter tvaru ledviny, který je obklopen lemem světlejšího materiálu. Pravděpodobně se jedná o sopečný kráter, ze kterého do okolí byly vyvržené drobné úlomky sopečných hornin, tzv. pyroklastického materiálu. Zdroj: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington, licence: volné dílo.

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.

 

Žijí v podzemí

12.12.2018
Zdroj:
https://www.wissenschaft.de/erde-klima/reiches-leben-in-der-unterwelt/?utm_source=newsletter&utm_medium=email&utm_campaign=wissenschaft.de_11-12-2018
Zdroj
Halobacterie, často studovaný archeon na snímku elektronového mikroskopu. Délka buňky je 5 mikrometrů, foto NASA, public domain.

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 řídí pavouka

11.12.2018
Zdroj:
P.Fernandez-Fournier et al., Behavioural modi?cation of a social spider by a parasitoid wasp, Ecological Entomology 2018, doi: 10.1111/een.12698
Zdroj
Snovačka pospolitá Anelosimus eximius, Bernard DUPONT from FRANCE, CC BY-SA 2.0. https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0, via Wikimedia Commons.

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.

Chemická struktura ekdysteronu.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.

 

Dřevožrout

10.12.2018
Zdroj:
K.Besser et al., Hemocyanin facilitates lignocellulose digestion by wood-boring marine crustaceans, Nature Communications, volume 9, Article number: 5125 (2018), doi: 10.1038/s41467-018-07575-2 ID
Zdroj
Limnoria punctata, foto Auguste Le Roux, CC BY 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0, via Wikimedia Commons.

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.

Chemická struktura vazebného místa oxyhemocyaninu pro kyslík.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.

 

Papoušek tvoří

9.12.2018
Zdroj:
Auersperg AMI, Köck C, O’Hara M, Huber L (2018) Tool making cockatoos adjust the lengths but not the widths of their tools to function. PLoS ONE 13(11): e0205429. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0205429
Zdroj
Kakadu Goffinův, foto Lip Kee Yap, CC BY-SA 2.0, https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0, via Wikimedia Commons.

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.

 Náčrtek experimentu, při kterém kakadu Goffinův získával potravu z uzavřeného boxu, Auersperg AMI, Köck C, O’Hara M, Huber L (2018) Tool making cockatoos adjust the lengths but not the widths of their tools to function. PLoS ONE 13(11): e0205429.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.

 

Včelky mají problém

8.12.2018
Zdroj:
E.V.S.Motta et al., Glyphosate perturbs the gut microbiota of honey bees, PNAS vol. 115, no. 41, 10305–10310, doi: 10.1073/pnas.1803880115
Zdroj
Chemická struktura N-(fosfonomethyl)glycinu neboli glyfosátu.

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.“

Chemická struktura  šikimové kyseliny.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.

Nahoře chemická struktura  imidaklopridu, dole fipronilu.„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.

 

Neurony opravují chyby

7.12.2018
Zdroj:
U.Rutishauser et al., Single-Neuron Correlates of Error Monitoring and Post-Error Adjustments in Human Medial Frontal Cortex, Neuron, DOI: 10.1016/j.neuron.2018.11.016
Zdroj
Boční pohled na mozkovou kůru. Prefrontální kůru najdeme v oblasti označené gyrus (závit) frontales, http://www.cnsonline.cz/

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.

 

Elektronika kvantově

6.12.2018
Zdroj:
S.Manipatruni et al., Scalable energy-efficient magnetoelectric spin–orbit logic. Nature, 2018; DOI: 10.1038/s41586-018-0770-2
Zdroj
Struktura MESO BiFeO3, šedé jsou kationy bismutu 3+, červený je kation železa 3+ a modré jsou anionty kyslíku 2-. Zelená šipka ukazuje orientaci elektrického dipólu, hnědá magnetického momentu v závislostí na vnějším elektrickém poli.

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 O2- 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.

 

Co je viřník?

5.12.2018
Zdroj:
Michaloudi E, Papakostas S, Stamou G, Neděla V, Tihlaříková E, Zhang W, et al. (2018) Reverse taxonomy applied to the Brachionus calyciflorus cryptic species complex: Morphometric analysis confirms species delimitations revealed by molecular phylogenetic analysis and allows the (re)description of four species. PLoS ONE 13(9): e0203168. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0203168 - V.Neděla et al., High-efficiency detector of secondary and backscattered electrons for low-dose imaging in the ESEM, Ultramicroscopy 184 (2018) 1–11, http://dx.doi.org/10.1016/j.ultramic.2017.08.003
Zdroj
Mikrofotografie viřníka druhového komplexu Brachionus calyciflorus,  Michaloudi et al. , CC BY 4.0, https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

„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.“

 

Pavoučice kojí

4.12.2018
Zdroj:
Zhanqi Chen et al., Prolonged milk provisioning in a jumping spider,Science 30 Nov 2018: Vol. 362, Issue 6418, pp. 1052-1055, DOI: 10.1126/science.aat3692
Zdroj
I když vypadá jako mravenec, je to dospělá samice pavouka skákavky Toxeus magnus (foto Chen et al, doi: 10.1126/science.aat3692.).

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.).

 

Rozložím nebo nerozložím?

3.12.2018
Zdroj:
A.Gidon et al., Persistent mycobacteria evade an antibacterial program mediated by phagolysosomal TLR7/8/MyD88 in human primary macrophages, 2017, PLoS Pathog 13(8): e1006551, https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1006551
Zdroj
Příklad fagocytózy - makrofág ve středu obrázku pohlcuje rakovinné buňky, (Susan Arnold, volné dílo, via Wikimedia Commons).

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.

Mikroskopický snímek M.avium (modrý proužek  v rámečku) ukryté uvnitř makrofágu, Illustration: Alexandre Gidon, CEMIR and Department of Clinical and Molecular Medicine, NTNU.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.

 

Psi vyčichají malárii

2.12.2018
Zdroj:
https://www.dur.ac.uk/news/newsitem/?itemno=36199
Zdroj
Freya, anglický špringeršpaněl, trénovaný na vičchání malárie, foto Medical Detection Dogs.

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.

 

Jak dlouho jsi, skvrno?

1.12.2018
Zdroj:
S.Rankin-Turner et al., Transforming presumptive forensic testing: in situ identification and age estimation of human bodily fluids, Chem. Sci., 2019, doi:10.1039/C8SC04133D
Zdroj
Schéma zařízení pro odběr vzorků ze skvrn tělních tekutin (upraveno podle S.Rankin-Turner et al.,  Chem. Sci., 2019, doi:10.1039/C8SC04133D).

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.“

 

Závětří snižuje výkon

30.11.2018
Zdroj:
J. K. Lundquist et al., Costs and consequences of wind turbine wake effects arising from uncoordinated wind energy development, Nature Energy 2018, doi: 10.1038/s41560-018-0281-2
Zdroj
Pohled na část větrné elektrárny Dessert Sky Wind Farm v západní Texasu, která byla rovněž zahrnuta do studie. Dosahuje výkon 160,5 MW (foto  Pismo, Public domain, via Wikimedia Commons).

Na místech vhodných pro větrné elektrárny začíná tlačenice. Výnosný projekt může vzniknout jenom tam, kde správně fičí a napojení na elektrickou síť s dostatečnou kapacitou není příliš daleko. Studie, která proběhla v západní Texasu, ukázala, že elektrárny si začínají navzájem stínit. Rotující turbina odebere větru část energie, čímž jeho rychlost klesne. Výkon zařízení v závětří jiných větrných elektráren je pochopitelně o něco nižší, v průměru o pět procent. Překvapující je, že tento jev přetrvává do vzdálenosti až 50 km, což nikdo nečekal.

Studie vyhodnotila snížení výkonu větrných elektráren v závislosti na budování nových. Její autoři se shodují na tom, že „téměř 90% amerických větrných elektráren leží do 40 km od jiných. A to znamená, že na všechna tato zařízení může mít odstínění větru vliv.“

Situaci komentuje z německého hlediska Stefan Emeis z Karlsruher Institut fu¨r Technologie: „Studie je významná pro další výstavbu pobřežních větrných elektráren i v Německu. ... v Severním moři bychom se měli snažit zvýšit vzdálenosti mezi jednotlivými větrnými elektrárnami, abychom vzájemné stínění udrželi co nejmenší. Abychom předešli budoucím soudním sporům, měli bychom aktualizovat používané modely vlivu větrných elektráren, které používáme při plánování nových staveb.“.

 

Nelovili, pozorovali hvězdy?

29.11.2018
Zdroj:
https://www.ed.ac.uk/news/2018/cave-paintings-reveal-use-of-complex-astronomy
Zdroj
Malby z francouzské jeskyně Lascaux. Podle interpretace edinburghských vědců zvířata představují souhvězdí. S jejich pomocí dávný tvůrce datoval dopad komety, foto Alistair Coombs.

Jeskyní malby pravěkých lidí nepředstavují lovecké, nýbrž astronomické výjevy. Se zajímavou teorií přišli vědci z University of Edinburgh. Zobrazená zvířata představují souhvězdí. Některé výjevy znázorňují dopad komet před 11.000 a 15.200 lety. Z astronomických pozorování zřejmě tvůrci jeskyních maleb chápali precesi zemské osy (precession of the equinoxes), objev, který jsme připisovali až starým Řekům. Precese je krouživý pohyb zemské osy.

„Rané jeskyní malby ukazují, že lidé poslední doby ledové měli značné znalosti noční oblohy. Intelektuálně byli sotva odlišní od nás. Zjištění podporují teorii o násobném dopadu komet během lidské evoluce a možná převrátí naše vnímání prehistorické populace,“ říká jeden z autorů Dr.Martin Sweatman. Představa souhvězdí jako zvířat není neobvyklá, děláme to i my. Známe např. souhvězdí Býka, Velké Medvědice, Lva. Jde o dosti odvážnou interpretaci a pro potvrzení bude třeba mnoha dalších výzkumů. Na druhou stranu pamatuji dobu, kdy hypotéza o vlivu dopadu asteroidu na vymření veleještěrů byla zmiňována jen pro zasmání. Odvážné myšlenky posouvají poznání vpřed, ne vždy se však prokáže jejich správnost.

 

Universita se distancuje

28.11.2018
Zdroj:
https://www.wissenschaft.de/gesundheit-medizin/china-erste-babys-mit-manipulierten-genen/?utm_source=newsletter&utm_medium=email&utm_campaign=wissenschaft.de_27-11-2018
Zdroj
Bílkovina CCR5 zapuštěná v buněčné membráně, obr Thomas Splettstoesser (www.scistyle.com), CC BY-SA 3.0, https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0, via Wikimedia Commons.

Čínští experti údajně přivedli na svět dvojčátka Lulu a Nana s upravenou genetickou informací. Ve stádiu oplodněného vajíčka upravili v genomu metodou CRISPR/Cas9 gen CCR5, aby zajišťoval odolnosti proti nákaze HIV. Gen produkuje bílkovinu CCR5 (struktura viz obr.), jež na povrchu bílých krvinek zabraňuje proniknutí viru HIV. Genová modifikace proběhla u 16 uměle oplodněných vajíček sedmi párů. Nicméně oplodněné vajíčko zdárně donosila jediná matka. U experimentů tohoto typu jde o slušný výsledek.

Podle Kirana Musunuru z University of Pennsylvania jde o „bezskrupulózní experiment na lidské bytosti, který není ani morálně ani eticky zdůvodnitelný.“ V řadě vyspělých zemí jsou experimenty, při kterých se mění lidská DNA tak, aby změna přešla i na potomky, zakázány. Výsledek pokusu zatím nebyl potvrzen nezávislými odborníky. Od projektu se distancuje i Southern University of Science and Technology v Shenzhenu, kde měl výzkum probíhat. Její vedení slibuje vyšetřování za účasti mezinárodních odborníků a zveřejnění jeho výsledků.

„Etické výhrady k tomuto experimentu jsou velmi oprávněné. Je obtížné tvrdit, že možná rizika zahrnující zejména off-target editace vyvažuje dosažený výsledek, zvláště když existují techniky podstatně snižující riziko infekce HIV při in-vitro fertilizaci,“ soudí MUDr.Martin Hřebíček z Ústavu dědičných metabolických poruch.

Pavel Trávník 5.12.2018: Podle mého názoru je to nezodpovědný hazard. Metody využívající CRISPR/Cas9 a podobné metody jsou skvělé pro experimenty na rostlinách a pokusných zvířatech. Naprosto se nehodí k použití u člověka, zejména pokud jde o gamety nebo embrya. Uvedené metody se vyznačují necílenými zásahy, to znamená, že kromě zamýšleného vyřazení nebo modifikace genu mohou změnit nebo vyřadit i geny jiné s fatálními následky. Přitom je velmi obtížné tyto nezamýšlené zásahy včas zjistit, mohou se projevit vrozenými vadami, metabolickými onemocněními nebo vznikem nádorů.

Martin Hřebíček 13.12.2018: He Jiankui neprovedl žádné změny v genu CCR5. Komplexem Cas9 a guide-RNA přeštípl obě vlákna DNA poblíž genu CCR5 a nechal na buňce, aby to opravila.Nemohl tudíž přesně kontrolovat, co se stane. Nana má na jednom chromozomu deleci 4 bazí a na druhém inserci jedné báze - obě tyhle změny nejspíš vedou k předčasnému stop kodonu a tedy nejspíš protein funkčně zruší. Lulu má na jednom chromozomu normální sekvenci, na druhém má deleci, která neruší čtecí rámec - je otázka, co to udělá s funkcí proteinu. Co výše uvedené editace udělají, není tutově jisté, i když to vypadá, že Nana má obě alely vykopnuté, tak by měla být rezistentní. Otázka je, Lulu. Největší problém je jestli to neštíplo ještě někde jinde v podobné sekvenci, třeba v nějakém onkogenu nebo něčem jiném důležitém. He Jiankui tvrdí, že ne, ale nezávisle to nikdo neprověřil.

 

Světla se nebojí

27.11.2018
Zdroj:
Czaczkes, T.J., Bastidas-Urrutia, A.M., Ghislandi, P. et al. Sci Nat (2018) 105: 64. https://doi.org/10.1007/s00114-018-1589-2
Zdroj
Pavouk snovačka půdní, foto Fritz Geller-Grimm, CC BY-SA 3.0, https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0, from Wikimedia Commons.

Noc ve městě díky osvětlení není přírodně temná. Jde o zásadní rozdíl oproti noční černočerné tmě, na kterou všichni tvorové během vývoje přivykli. Světelné znečištění např. narušuje orientaci stěhovavých ptáků a některé druhy hmyzu ohrožuje přímo smrtelně. Na druhou stranu jsou i vítězové. Jistě všichni známe vypasené pavouky trůnící v sítích poblíž rozsvícených pouličních lamp.

Pavouk snovačka půdní (Steatoda triangulosa, angl. triangulate cobweb spider) patří do druhé skupiny. Anglické i latinské jméno nese podle trojúhelníkového vzoru na zádech, který vidíme na obrázku. Jde o kosmopolitní druh velký 3 - 6 mm rozšířený prakticky po celém světě. Často ji nacházíme v našich obydlích a žije i v přírodě, i když se tam hůře hledá. Venkovská populace snovačky buduje sítě spíše v temnotě (63%). Městským snovačkám je to fuk. Na světle nacházíme 49% procent jejích sítí.

„Možná dávají přednost světlu, protože tam najdou více potravy. Rovněž je možné, že pavouci, kteří se světlem nenechají rušit, přezimují v budovách a častěji přežívají,“ zamýšlí se nad příčinami pozorovaného jevu Tomer J. Czaczkes z Universität Regensburg, první autor publikace. Pro zajímavost dodejme, že mezi početné snovačky patří ne úplně zaslouženě neblaze proslulá snovačka jedovatá zvaná černá vdova (Latrodectus mactans).

 

Pleteme bednění

26.11.2018
Zdroj:
https://www.ethz.ch/en/news-and-events/eth-news/news/2018/10/knitted-concrete.html
Zdroj
KnitCandela, pocta španělsko-mexickému architektu Felixi Candelovi (1910–1997) na nádvoří Museo Universitario Arte Contemporáneo v Mexico City, foto Juan Pablo Allegre.

Uplést bednění pro lití betonu umožňuje technologie vyvinutá na ETH Zurich. Na obrázku vidíme první dílo realizované novou metodou. Objekt KnitCandela vznikl jako pocta španělsko-mexickému architektu Felixi Candelovi (1910–1997) a stojí v Mexico City v Museo Universitario Arte Contemporáneo. Jak vidíme na videu (ETH Zurich/Block Research Group), počítač nejprve určil tvar úpletu podle návrhu architektů. Na velkém pletacím stroji vznikla během 36 hodin dvouvrstevná forma. Spodní zdobená část zůstává viditelná, horní obsahuje průvlaky pro zachycení zpevňujících lan a kapsy pro balony, které vylehčují výslednou stavbu a šetří materiál. Několik milimetrů silný betonový postřik zpevní pletenou formu vztyčenou v dočasné konstrukci a přemění ji v bednění. Po vytvrzení následuje standardní lití betonu.

Na pětitunový betonový objekt stačilo 30 kg lan a 25 kg pleteniny, jejíž letecká přeprava ze Švýcarska do Mexika proběhla ve dvou běžných zavazadlech. Předností nové technologie je snadné zhotovení nestandardních oblých tvarů. Její spoluautorka Mariana Popescu k tomu dodává: „Pletení představuje klíčovou výhodu, protože nadále nepotřebujeme vytvářet třírozměrné tvary skládáním různých částí. Pomocí vhodného úpletu můžeme vytvořit flexibilní formu pro všechny typy skořepinových konstrukcí stisknutím tlačítka.“

Pletenina nebo pletená tkanina vzniká pletením, tedy vytvářením a vzájemným provlékáním oček na vláknech. Tkaninu tkáme, tedy provlékáme navzájem kolmá vlákna. Pleteniny se oproti tkaninám vyznačují větší pružností, i když samozřejmě hodně závisí na použitém materiálu.

 

Hranaté bobky

25.11.2018
Zdroj:
https://www.wissenschaft.de/umwelt-natur/wie-wombats-wuerfel-machen/?utm_source=newsletter&utm_medium=email&utm_campaign=wissenschaft.de_20-11-2018
Zdroj
Vombatí bobek tvarem blízký kvádříku s hranou o délce kolem 2 cm, foto Bjorn Christian Torrissen, CC BY-SA 3.0, https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0, via Wikimedia Commons.

kadí australský vačnatec vombat. Jak vidíme na obrázku, jde spíše o zaoblené kvádříky než přesné geometrické hranoly s ostrými hranami. Tak jako tak jde v přírodě tvořené spíše oblými útvary o zjev zcela ojedinělý. „Než jsem se přesvědčila osobně, pokládala jsem to za fámu,“ vyjadřuje se k neobvyklému vzhledu Patricia Yang z Georgia Institute of Technology v Atlanta. Byla členkou týmu, který pitvou vombatů sražených na silnici objasnil mechanismus vzniku vombatích bobků. Střevo vombatů má na různých míst odlišnou tuhost. Při peristaltických pohybech se měkčí části stáhnou více než tužší, což původně oválný průřez přiblíží čtvercovému, jak vidíme na krátké animaci.

Vombat obecný (Vombatus ursinus),foto rob & juels, CC BY-SA 2.0, https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0, via Wikimedia Commons. Jedním ze tří žijících druhů vombatů je vombat obecný (Vombatus ursinus, angl. wombat), který dorůstá váhy až 40 kg. Vombati pomocí bobků označují teritorium. Rádi je umísťují na vyvýšená místa, kde hranatější tvar lépe drží.

 

Přilétl mimozemský posel?

24.11.2018
Zdroj:
https://apod.nasa.gov/apod/ap181120.html
Zdroj
Umělecká rekonstrukce asteroidu 'Oumuamua, (ESO/M. Kornmesser, CC BY 4.0, https://creativecommons.org/licenses/by/4.0, via Wikimedia Commons).

Na animaci vidíme neobvyklou dráhu asteroidu 1I/2017 U1 'Oumuamua (copy NASA, JPL, Caltech). Po červeně vyznačené dráze by letěl řízen čistě jen gravitací. Ve skutečnosti Sluneční soustavu opouští po modře vyznačené trase. Nejspíš ho urychlují plyny odpařující se z povrchu nebo proudící z nitra nebo tlak slunečního záření. Jednoznačný verdikt doposud nezazněl. Astronomové z Harvard Smithsonian Center for Astrophysics proto spekulují, že může být umělého mimozemského původu. 'Oumuamua i s tou čárku na počátku znamená havajsky posel, který k nám byl vyslán z dávné minulosti. Jde o první pozorované těleso, které k nám přiletělo z oblastí mimo Sluneční soustavu, a to směrem od souhvězdí Lyry.

Na obrázku vidíme uměleckou rekonstrukci asteroidu (ESO/M. Kornmesser, CC BY 4.0, https://creativecommons.org/licenses/by/4.0, via Wikimedia Commons). I když o rozměrech nepanuje shoda, není pochyb, že jde o těleso velmi protáhlého tvaru s poměrem os 5 : 1 : 1. Odhadované rozměry činí 100 m–1.000 m × 35 m–167 m × 35 m–167 m. Proměnlivá jasnost ukazuje, že `Oumuamua díky svému tvaru nerotuje jednoduše kolem hlavní osy. Jeho pohyb připomínající spíše převalování nazývají astronomové excitovaná rotace (angl. tumbling).

 

Pampeliško, leť

23.11.2018
Zdroj:
C.Cummins et al., A separated vortex ring underlies the flight of the dandelion, Nature, volume 562, pages 414–418 (2018), doi: 10.1038/s41586-018-0604-2
Zdroj
Laserová vizualizace vzdušného víru nad padáčkem smetanky, foto C.Cummins et al., A separated vortex ring underlies the flight of the dandelion, Nature, volume 562, pages 414–418 (2018).

Každý někdy foukl do odkvetlé pampelišky a s nadšením pozoroval oblak letících padáčků. Aerodynamické síly, které semínka mohou zanést až do vzdálenosti 100 km, přesně popsali vědci z University of Edinburgh teprve nyní. Padáček nadnáší během letu vzdušný vír těsně nad ním (viz obr.) Na povrchu víru vzduch stoupá, středem klesá. Vzniká zřejmě působením diskového tvaru a jemného chmýří padáčku na vzduch proudící skrze něj. Jde o tak zajímavý a doposud neznámy jev, že objevitelé zvažují patent na létající zařízení na tomto principu.

„Nalezli jsme přírodní řešení pro létající zařízení s minimálními náklady na materiál a energii,“ shrnuje Cathal Cummins, spoluautor výzkumu. Video s laserovou vizualizací vzdušného víru nad padáčkem pampelišky můžeme shlédnout zde (C.Cummins et al., A separated vortex ring underlies the flight of the dandelion, Nature, volume 562, pages 414–418, 2018).

Pro úplnost dodejme, že pampeliška neboli smetanka lékařská (Taraxacum officinale, angl. dandelion) není z botanického hlediska rostlinný druh. Jde o soubor mnoha velmi podobných druhů, tzv.mikrospecií, které se množí pomocí nepohlavně vznikajících semen.

 

Ojedinělá transplantace

22.11.2018
Zdroj:
https://www.hopkinsmedicine.org/news/newsroom/news-releases/johns-hopkins-performs-first-total-penis-and-scrotum-transplant-in-the-world
Zdroj
Obr. Devon Stuart/Johns Hopkins Medicine.

První transplantaci mužských pohlavních orgánů úspěšně provedl tým rekonstrukční chirurgie z Johns Hopkins University. Jak vidíme na obrázku a na videu, přenesli je včetně přilehlé části břišní stěny. Pouze varlata nahradili z etických důvodů plastovými. Celá operace trvala 14 hodin. Příjemce transplantátu, zraněný voják z Afghánistánu, byl s výsledkem spokojen: „Je to skutečné šokující zranění, které není snadné přijmout. Když jsem se poprvé probudil, cítil jsem se konečně normálnější, ... konečně jsem v pořádku.“

„Doufáme, že tato transplantace pomůže navrátit téměř normální fungování vylučovací a pohlavní soustavy tomuto mladému muži“, komentuje výkon svého týmu prof.W.P.Andrew Lee.

 

Termiti zvládnou velké dílo

21.11.2018
Zdroj:
S.J.Martin et al.,A vast 4,000-year-old spatial pattern of termite mounds, Current Biology, Volume 28, ISSUE 22, PR1292-R1293, November 19, 2018, doi: 10.1016/j.cub.2018.09.061
Zdroj
Termiti Syntermes dirus při nočnm sběru spadaného listí, hlavní složky potravy, foto S.J.Martin et al., A vast 4,000-year-old spatial pattern of termite mounds, Current Biology, Volume 28, ISSUE 22, PR1292-R1293, November 19, 2018, CC BY 4.0, https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Neuvěřitelných deset krychlových kilometrů zeminy vyhrabali termiti Syntermes dirus na severovýchodě Brazílie. Kolem 200 milionů hald o výšce většinou 2,5 m, někdy až 4 m a průměru 9 m pokrývá v pravidelných rozestupech kolem 20 m plochu 230 tisíc čtverečních kilometrů, což odpovídá zhruba trojnásobku rozlohy České republiky. Jak vidíme na videu, na holých nebo zatravněných plochách jsou zřetelné, jinde ukryté v porostu. Ale jsou tam! Video dle S.J.Martin et al., A vast 4,000-year-old spatial pattern of termite mounds, Current Biology, Volume 28, ISSUE 22, PR1292-R1293, November 19, 2018, CC BY 4.0, https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Haldy nejsou termitiště, ale jen skládky odpadního materiálu. Nemají žádnou vnitřní strukturu kromě jednoho centrálního tunelu o průměru 10 cm, kterým termiti materiál z podzemí vynášejí. Obrovský komplex vznikal 4.000 let a jeho obyvatelé stále kutají v podzemí, které skrývá obrovský rozlehlý neprozkoumaný systém tunelů a galerií, kde přebývají. Jeden z výzkumníků Stephen J.Martin z britské University of Salford komentuje: „Je fascinující, že existuje biologický zázrak takového rozsahu a stáří, kde jsou stále přítomni obyvatelé.“

O termitech Syntermes dirus vědí biologové zatím málo. Komůrku s královnou přes intenzivní hledání nikdo doposud nespatřil. V noci vyrážejí skupinky 10 - 50 dělníků z několika malých dočasných východů o průměru kolem 8 mm sbírat spadané listí, které představuje hlavní částí potravy. Okamžitě po návratu otvory uzavřou.

 

Celosvětově ojedinělý komplex

20.11.2018
Zdroj:
Gül Sürmelihindi et al., The second century CE Roman watermills of Barbegal: Unraveling the enigma of one of the oldest industrial complexes, Science Advances 05 Sep 2018: Vol. 4, no. 9, eaar3620, DOI: 10.1126/sciadv.aar3620
Zdroj
A - plánek okolí Barbegalu, k značí vyvěračky (karst spring) zanořených toků, které napájely jižní akvadukt. B - plánek bližšího okolí Barbegalu s vyznačenou polohou jižního (southern aqueduct) a severního aquaduktu (northern aqueduct). 9 km dlouhý Jižní akvadukt původně napájel město Arelate, ale v letech 120 až 130 po Kr. začal napájet nově postavený komplex pekáren. Do města vodu začal přivádět Severní akvadukt. Rekonstrukce Barbegalu s mlýnskými koly vně budov( C) a uvnitř budov (D), obr. Gül Sürmelihindi et al., The second century CE Roman watermills of Barbegal: Unraveling the enigma of one of the oldest industrial complexes, Science Advances  05 Sep 2018: Vol. 4, no. 9, eaar3620, CC BY-NC 4.0, https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/.

Pekárna z římské doby v dnešním francouzském Barbegalu dosáhla vskutku průmyslových rozměrů. Mlýny na mletí mouky pohánělo 16 vodních kol ve dvou řadách. Předpokládaná denní produkce dosahovala 25 tun mouky, což by bylo dost pro 27.000 lidí. Velikost komplexu z 2.století po Kr. byla nevídaná nejen v antickém, ale v celém tehdejším světě. Archeologové ho odkryli v letech 1937 až 1939 8 km severovýchodně od dnešního města Arles, římského Arelate. Plánek s vyznačenou polohou Barbegalu a možný vzhled vidíme na obrázku.

Analýza obsahu izotopů 18O a 13C ve vodním kameni (uhličitanu vápenatém CaCO3) vysráženém na dřevěným součástkách mlýnů ukázala, že celý komplex na podzim nepracoval. Produktivní období v Barbigalu začínalo i končilo zhruba měsíc před zahájením a ukončením mořeplavecké sezóny ve Středozemním moři. Je proto velmi pravděpodobné, že se tu vyráběly suchary pro nedaleké přístavy Arelate a Fossae Marianae.

Nalezené úlomky povlaku vodního kamene spolu s náčrtkem dřevěných součástek, na kterých se usadily,  foto Philippe Leveau, Gül Sürmelihindi et al., The second century CE Roman watermills of Barbegal: Unraveling the enigma of one of the oldest industrial complexes, Science Advances  05 Sep 2018: Vol. 4, no. 9, eaar3620, CC BY-NC 4.0, https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/.Dřevěná kola a žlaby se do dnešních dnů nedochovaly. Během původních vykopávek ve třicátých letech minulého století nalezli archeologové 142 úlomků vodního kamene, které dnes najdeme v Archeologickém muzeu v Arles. Usazeniny vznikly během několika desetiletí přímého kontaktu dřevěného zařízení s proudící vodou, a dosáhly 65 mm tloušťky. Zjevně při běžné údržbě je nikdo neodstraňoval.

Obsah izotopu kyslíku 18O kolísá s teplotou vody. Protože jde o nejtěžší izotop kyslíku, v zimní studené vodě je ho více než v teplé letní, ze které se odpařuje lépe. Rozdíly jsou skutečně nepatrné, ale současné metody analýzy obsahu izotopů dosahují značné citlivosti. Změny v koncentraci izotopu uhlíku 13C odrážejí kolísání vodní hladiny. Při vysokém stavu vody způsobeném zimními a jarními srážkami zůstává ve vodě více rozpouštěného oxidu uhličitého CO2. Při nízkém stavu vody CO2 lépe uniká do ovzduší a ve vodě zůstává relativně více jeho molekul s těžším izotopem 13CO2. Náhlé změny v koncentraci obou izotopů dokládají několikaměsíční prodlevy při mletí, které lze časově zařadit vyhodnocením teploty a stavu vody dle koncentrace obou izotopů.

Výsledky výzkumu komentuje jeden z autorů, Cees W.Passchier z Johannes Gutenberg-Universität Mainz: „Studie ukazuje, jak lze z prostého usazování vodního kamene ve starých vodních systémech využít k získání dalekosáhlých poznatků o archeologii budov a historických událostech.“ Přes optimistické tvrzení a velkou citlivost současných analytických metod nejasnosti o konstrukci barbegalského komplexu přetrvávají. Vodní kámen narůstal nejprve v šeru, tedy uvnitř budov nebo alespoň pod přístřeškem. Oproti tomu svrchní část vznikla na přímém světle, které umožňovalo růst fotosyntezujících organismů. Došlo k zásadní přestavbě nebo zřícení konstrukce? I náhlá změna porozity usazeného uhličitanu vápenatého naznačuje významnou změnu, jejíž podstata nám uniká.

Petr Novotný 22.11.2018: Informace "Předpokládaná denní produkce dosahovala 25 tun mouky, což by bylo dost pro 27.000 lidí." nedava smysl.

4.12.2018: Proč by to nedávalo smysl? 25 tun mouky rozděleno mezi 27.000 lidí znamená 926 g mouky na člověka denně.

 

Laser palí do nebe

19.11.2018
Zdroj:
F.P.Bustos et al., Remote sensing of geomagnetic fields and atomic collisions in the mesosphere, Nature Communications, volume 9, Article number: 3981 (2018), https://doi.org/10.1038/s41467-018-06396-7
Zdroj
Laser z kopule  Very Large Telescope Evropské jižní observatoře v severním Chile na hoře Paranal excituje kvůli kalibraci atomy sodíku v horních vrstvách atmosféry (Yuri Beletsky, CC BY 4.0, https://creativecommons.org/licenses/by/4.0, via Wikimedia Commons).

Astronomové odhalili, že dvacet let starou technologii nastavení hvězdářských dalekohledů lze též použít ke studiu magnetického pole Země. Zásadní problém pro další zvětšování astronomických teleskopů na zemském povrchu představuje vlnění a proudění vzduchu, které rozostří obraz. Řešení představuje tzv. adaptivní optika. Dalekohled místo jednoho obrovského zrcadla tvoří stovky malých segmentů, přičemž každý lze v jistých mezích nastavit samostatně pomocí piezoelektrických manipulátorů. Údaje pro nastavení, které kompenzuje aktuální stav ovzduší, získáme pozorováním luminujících atomů sodíku ve výšce 85 až 100 km, kde přestavují standardní součást atmosféry. K excitaci atomů sodíku slouží laserový paprsek zamířený přímo z otevřené hvězdářské kopule (viz obr.).

Znázornění Larmorovy precese. Velká šipka vzhůru ukazuje směr vnějšího magnetického pole, menší šípka magnetický moment částice.Laser pálící do nebes může přinést i další informace. Atomy sodíku díky nepárovému záporně nabitému elektronu mají magnetický moment, který poslušen zákonům kvantové fyziky a elektromagnetismu vykonává precesní pohyb kolem siločar vnějšího magnetického pole. Hovoříme o Larmorově precesi (angl. Larmor precession). Odpovídá-li frekvence dopadajícího laserového záření Larmorově precesi, září excitované atomy sodíku nejjasněji. Takto lze studovat magnetické pole Země v oblasti, která je příliš vysoko pro pozemské a letecké detektory a příliš nízko pro satelitní. Felipe Pedreros Bustos z Johannes Gutenberg-Universität Mainz upřesňuje: „Protože frekvence precese je úměrná síle magnetického pole, můžeme tuto metodu použít k měření zemského magnetického pole.“

 

Rypoun vidí elektricky

18.11.2018
Zdroj:
Martin Gottwald et al., Electric-Color Sensing in Weakly Electric Fish Suggests Color Perception as a Sensory Concept beyond Vision, Current Biology, DOI: 10.1016/j.cub.2018.09.036
Zdroj
Rypoun Petersův (Gnathonemus petersii), billycorgan84, Public domain, via Wikimedia Commons.

Elektrickým polem zkoumá okolí ryba rypoun Petersův (Gnathonemus petersii, angl. elephantnose fish, viz obr.). Dorůstá 25 cm a žije v povodí afrických řek Kongo a Niger. Speciální orgán na ocasu vytváří elektrické pole o frekvenci 80 Hz. Odraz od okolí vnímá pomocí receptorů umístěných po celém povrchu těla, zejména na chobotu. Loví v noci, kdy zrak není příliš k užitku. Elektrické pole je tak slabé, že ho svými smysly nemůžeme vnímat. V angličtině tento typ ryb označujeme jako weakly electric fish, ryba se slabým elektrickým polem, na rozdíl např. od parejnoků elektrických, jehož elektrické pole působí bolest.

Poslední výzkumy ukázaly, že rypoun má dva typy receptorů. Jeden z nich detekuje pouze amplitudu odraženého signálu, druhý i fázový posun. Prvý zobrazuje objekty jen s elektrickým odporem, jako např. kameny. Druhý detekuje i kapacitu objektů, kterou se vyznačují spíše živé organismy. Svou oblíbenou kořist, larvy hmyzu, rypoun tak hladce rozezná i ukrytou v bahně či písku říčního dna. „Larva pakomára se při této metodě zobrazení vyznačuje stálou elektrickou barvou. Výrazně se liší od ostatních larev, částí rostlin, příslušníků stejného druhu i jiných ryb,“ upřesňuje spoluautor objevu Martin Gottwald z Bonnské univerzity.

Pomocí obou receptorů vytváří na rybu mimořádně velký mozek rypouna obraz okolí analogický např. černobílé fotografii nebo našemu vidění ve tmě pomocí světlocitlivých tyčinek. Pro barevné vidění postačí tři typy světločivných čípků v sítnici oka.

Alfred Brehm v Životě zvířat o rypounech píše takto: “Čeleď dnes zvaní rypounovitízobonosů? (Mormyridae), také nilských štik zvaná, zahrnuje v sobě sladkovodní ryby africké, jejichž podoba bývá velice podivuhodná. Hlavním znakem mnohých druhů je čenich jako chobot prodloužený, takže hlava nabývá podobnosti s hlavou slona, tapíra nebo dokonce nějakého ptáka. Tohoto svého rypáku používají zobonosi k rozrývání bahna při hledání potravy, při čemž jim slouží zvláštní lalok kožní na konci rypáčku jako ústrojí hmatu. ... O způsobu života jejich se ještě udává, že jsou to zvířata velice nesnášenlivá a že v společné nádrži jedna druhou připraví o život.“ Podle Brehmův život zvířat, Díl II: Ryby obojživelníci a plazi, Sv.I: Ryby a obojživelníci, Nakladatelství J.Otto, společnost s r.o., Praha 1929, str.139 - 140.

 

Buchne do nás?

17.11.2018
Zdroj:
https://www.nasa.gov/content/osiris-rex-overview
Zdroj
Satelit OSIRIS_REx (foto NASA/University of Arizona) s vyznačením polohy jednotlivých přístrojů:  REXIS  - rentgenový spektrometr určený k průzkumu povrch, SAMCAM  - kamera pro snímání odběru vzorku, MAPCAM - kamera pro mapování povrchu asteroidu ve čtyřech barvách,  POLYCAM  - dalekohled o průměru 20 cm, který nejprve od vzdálenosti  dvou milionů kilometrů bude snímat asteroid a po přiblížení poslouží jako mikroskop, OTES - infračervený spektrometr,  OVIRS - spektrometr pro viditelné a infračervené záření, TAGSAM - robotická ruka pro odběr vzorků, OLA - lidar pro měření vzdálenosti laserovým paprskem. Rozměry satelitu jsou 6,2 x 2,43 x 2,43 m, váha  bez paliva 880 kg, s palivem 2.110 kg. Energii dodávají dva solární panely o výkonu 1.226 až 3.000 W v závislosti na vzdálenosti od Slunce.

V menší vzdálenosti než Měsíc proletí kolem Země asteroid 101955 Bennu o průměru 500 m. Přestože k průletu dojde až v příštím století, NASA v rámci výzkumu asteroidů, které se přiblíží Zemi, vyslala 8.září 2016 sondu OSIRIS-REx. Zkratka pochází z pojmenování Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security, Regolith Explorer, které popisuje cíle mise. Přestože cíle dosáhne v roce 2020, první výsledky již shlédneme na časosběrném videu, které 4,25 hodinovou rotaci zkracuje na sedm sekund. Sondu vidíme na obrázku (foto NASA/University of Arizona) spolu s vyznačením jednotlivých přístrojů.

Při extrémně těsném průletu kolem asteroidu v roce 2020 odebere sonda pomocí 3,35 m dlouhé robotické ruky TAGSAM vzorky zvednuté z povrchu proudem dusíku. Operaci provede celkem třikrát. Na povrchu nepřistane, jen velmi těsně proletí. Experti odhadují, že odebere mezi 60 až 2.000 gramy povrchového regolitu, který po návratu v roce 2023 bude analyzován v pozemských laboratořích. Regolit je vrstva nezpevněné, různorodé horniny na pevném podloží. Vyskytuje se na Zemi, Měsíci, některých planetkách i planetách a asteroidech.

Zpomalení tělesa díky Jarkovského jevu ohříváním denní strany. Těleso rotující po směru hodinových ručiček  zespodu ohřívá elektromagnetické záření blízké hvězdy. Ohřátá plocha rovněž dle své teploty vyzařuje infračervené záření. Díky rotaci se  posouvá a vyzařuje IČ záření ve směru pohybu, čímž těleso nepatrně tlačí  na opačnou stranu, takže ho brzdí. Záření z blízké hvězdy tlačí těleso vzhůru.Důležitý cíl mise je i studium Jarkovského jevu (angl. Yarkovsky effect), nepatrné síly působící na kosmická tělesa vyvolané elektromagnetickým zářením. Způsobuje ji opoděné vyzařováním absorbované energie rotujícím tělesem. U nevelkých objektů může pozměnit dráhu. Jednu z možností působení Jarkovského jevu vidíme na obrázku, kde zpomaluje těleso ohříváním denní strany. Těleso rotující po směru hodinových ručiček zespodu ohřívá elektromagnetické záření blízké hvězdy. Ohřátá plocha rovněž dle své teploty vyzařuje infračervené záření. Díky rotaci se posouvá a vyzařuje IČ záření ve směru pohybu, čímž těleso nepatrně tlačí na opačnou stranu, takže ho brzdí (upraveno podle Miraceti at Czech Wikipedia, CC-BY-SA-3.0, http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/). Pro přesný výpočet maximálního přiblížení asteroidu Bennu k Zemi je vyhodnocení Jarkovského jevu velmi důležité.

 

Enzym nahradí skalpel

16.11.2018
Zdroj:
A.Zinger et al., Proteolytic Nanoparticles Replace a Surgical Blade by Controllably Remodeling the Oral Connective Tissue, ACS Nano 2018, 12, 1482-1490, DOI: 10.1021/acsnano.7b07983
Zdroj
Zub poutající kolagenové vlákno před působením kolagenázy (A), během působení (B) a po regeneraci (C) na snímku elektronového mikroskopu, A.Zinger et al., Proteolytic Nanoparticles Replace a Surgical Blade by Controllably Remodeling the Oral Connective Tissue, ACS Nano 2018, 12, 1482-1490.

Skalpel je nejznámější a nejdůležitější chirurgický nástroj, nicméně i v rukách zkušeného chirurga způsobuje značné poškození tkání. Izraelští vědci zatím na laboratorních potkanech testují, zdali by místo něj bylo možné využít citlivěji působící enzymy. Při některých ortodoncie = rovnání zubůortodontických? zákrocích musí lékař skalpelem přerušit kolagenová vlákna, která poutají zub ke kosti, aby následně mohl zkorigovat jeho polohu. Bílkovina kolagen je základní stavební hmotou pojivových tkání. V lidském těle ho najdeme 28 druhů.

Stejnou práci jako skalpel zvládnou enzymem kolagenázou naplněné liposomy, malé měchýřky z fosfolipidů. Po vpravení do dásně na místo působení kolagenáza pomalu proniká ven, kde ji aktivují běžně v tkáních přítomné vápenaté kationy Ca2+. Jak vidíme na obrázku, kolagenáza kolagenová vlákna rozpouští. Regeneraci zajistí přilehlé buňky vazivové tkáně zvané fibroblasty, která do okolí vylučují pojivový materiál a proteinová vlákna.

 

Exploze ovlivňují ionosféru

15.11.2018
Zdroj:
Scott, C. J. and Major, P.: The ionospheric response over the UK to major bombing raids during World War II, Ann. Geophys., 36, 1243-1254, https://doi.org/10.5194/angeo-36-1243-2018, 2018
Zdroj
Formace Létajících pevností Boeing B-17F přelétá Schweinfurt 17.srpna 1943, U.S. Army Air Force, Public domain, via Wikimedia Commons.

Vliv bombardování německých měst za druhé světové války pozorovali vědci až v ionosféře, téměř na hranici mezihvězdného prostoru. Pokles volných elektronů v F vrstvě v letech 1943 - 1945 přesně koreloval se 152 velkými nálety, během kterých množství svržených vysoce brizantních trhavin dosahovalo stovek tun. Vyplývá to z tehdejších měření od místa náletů zhruba tisíc kilometrů vzdálené Radio Research Centre v Sloughu ve Velké Britanii. Série krátkovlnných radiových pulsů sledovaly stav ionosféry ve výšce 100 až 300 km, zejména množství elektronů.

Sílu náletů popisuje spoluautor studie prof. Patrick Major z britské University of Reading: „Osádky po náletu hlásily, že jejich letadla poškodily tlakové vlny, přestože letěla nad doporučenou výškou. Bombardování obyvatelé běžně vzpomínali, že tlakové vlny vybuchujících pum je vyhazovaly do vzduchu a trhaly okna a dveře z pantů.“

Chemická struktura TNT (2-methyl-1,3,5-trinitrobenzen), nejběžnější trhaviny.Pokles elektronů v ionosféře způsobilo její nepatrné ohřívání tlakovými vlnami z explozí bomb. Jiné možné příčiny, jako bouřky, sopečné výbuchy nebo zemětřesení, které rovněž mají vliv na koncentraci elektronů v ionosféře, se podařilo vyloučit. Výbuch jedné tuny trinitrotoluenu TNT uvolní množství energie srovnatelné s úderem blesku.

Závislost teploty na výšce v zemské  atmosféře a elektronové hustoty na výšce v ionosféře, upraveno podle Bhamer, Public domain, via Wikimedia Commons.Ionosféru dělíme na tři vrstvy zvané D, E a F. Vrstva D ve výšce 50 až 90 km obsahuje molekuly oxidu dusnatého NO ionizované rentgenovým zářením. Vrstva E ve výšce 90 až 110 km obsahuje molekuly kyslíku O2 a dusíku N2 ionizované ultrafialovým světlem. Nejvýše leží vrstva F, též Appletonova vrstva, s maximální koncentrací volných elektronů z celé atmosféry, 105 až 106 elektronů na centimetr krychlový.

 

Plášť neslyšitelnosti

14.11.2018
Zdroj:
Zhiyuan Shen et al., Biomechanics of a moth scale at ultrasonic frequencies, PNAS, doi:10.1073/pnas.1810025115
Zdroj
Noční motýl Bunaea alcinae z čeledi martináčovitých dorůstá rozpětí 7 cm, obr. Lsadonkey, CC BY-SA 4.0, https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0, via Wikimedia Commons.

Podrobné zkoumání šupinek na křídlech motýla Bunaea alcinoe (angl.cabbage tree emperor moth) z čeledi martináčovitých (Saturniidae) pomocí konfokální a elektronové mikroskopie odhalilo, že je tvoří dvě spojené vrstvy. Výpočty ukázaly, že jejich Frekvence, při kterých předmět kmitá více než při jiných. Jde o typickou hodnotu pro každý objekt.rezonanční frekvence? dosahují 28,4, 65,2 a 153,1 kHz, což přesně odpovídá sonaru netopýrů. Pro létajícího hmyzožravce je můra B.alcinoe neviditelná, protože neodráží zpět netopýří ultrazvukové vlny. „Další poznatky o akustických vlastnostech múřích šupinek by mohly vést k vývoji biologicky inspirovaných tlumičů zvuku pro celou řadu aplikací,“ uzavírá Zhiyuan Shen z University of Bristol.

Larvy (housenky) motýla B.alcinoe (foto Paul venter, CC BY-SA 3.0, https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0, via Wikimedia Commons). Noční motýli nejsou pouhá bezbranná potrava netopýrů. Některé druhy při zachycení sonaru odpoví důmyslným únikovým manévrem. Jedovatí noční motýli vlastním zvukem netopýry varují. Jak ukazuje poslední výzkum, výčet obranných prostředků nebyl zdaleka úplný. Na obrázku vidíme pestré larvy (housenky) afrického nočního motýla B.alcinoe (foto Paul venter, CC BY-SA 3.0, https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0, via Wikimedia Commons).

 

Bezlepkové diety končí?

13.11.2018
Zdroj:
http://www.immusant.com/docs/ImmusanT-Nexvax-P2-FINAL.pdf
Zdroj
Lidský T lymfocyt na snímku elektronového mikroskopu, National Cancer Institute, public domain, via Wikimedia Commons.

Další fázi klinické studie vakcíny proti celiakii zahájila americká společnost ImmusanT, Inc. v Austrálii a na Novém Zélandu. Celiakií nazýváme autoimunitní onemocnění, které se projevuje chronickým zánětem tenkého střeva. Příčinou je nepatřičná imunitní reakce organismu na glykoprotein lepek (gluten), který nacházíme v obilninách. Postihuje zhruba 1% světové populace.

Očkovací látka Nexvax2 má pozměnit T lymfocyty, druh bílých krvinek, které přehnanou imunitní odezvu způsobují. Obsahuje bílkoviny s oblastmi, podle kterých T lymfocyty rozpoznávají lepek. Jde o očkování naruby. Místo povzbuzení imunitní odpovědi ji Nexvax2 má cíleně utlumit snížením produkce protizánětlivých cytokinů, menších signální proteinů. Fungovat může jen u celiaků s mutací genu imunitního systému HLA-DQ2.5, kteří představují 90% postižených.

Jediná současná možnost léčby celiakie je přísná bezlepková dieta, kdy běžné obilniny jako pšenice, ječmen, žito a oves nahradíme ve stravě přirozeně bezlepkovou rýží, kukuřicí nebo prosem. Lepek vytvářejí složité a nestravitelné bílkoviny s navázanými sacharidy glykoproteiny? s navázanými aminoskupinami. V těstě funguje jako obtížně nahraditelné pojivo, o čem svědčí i jeho pojmenování. Lepek od lepit je analogie latinského gluten, což značí lepidlo. Většinu populace neohrožuje a dodržování bezlepkové diety zdravými osobami je samoúčelné a nic nepřináší kromě možného placebo efektu. Zvažuje se i možnost odstraňování lepku z mouky pomoci bakteriálních enzymů, které by ho rozložily během hnětení těsta.

Karin Cabalova 15.11.2018: Ja som raz niekde počula, že keď sa potraviny obsahujúce lepok správne pripravia, sú stráviteľné aj pre ľudí s intoleranciou na lepok. Čiže ak sa nechá cesto riadne odležať(niekoľko hodín) lepok sa rozloží a je stráviteľný. Výrobky, ktoré kupujeme, sú úrýchlované a lepok sa v nich nerozkladá tak ako má. Aký je váš názor?

16.11.2018: Lepek je spolu se škrobem zásobní látka obilninového zrna, která se při klíčení určitě pomocí enzymů rozkládá. V nenaklíčeném zrně, a tudíž ani v mouce to neprobíhá. Nenašel jsem informaci o tom, že by k tomu v těstě samovolně docházelo. Mohly by to způsobit mikroorganismy z vnějšího prostředí.

Karin Cabalova 17.11.2018: mikroorganizmov, ktoré sa tam dostanú počas odpočíva ja cesta. To má logiku. Mne to totiž povedal jeden celiatik, že keď zje chlieb, ktorý je košér, to znamená urobený tak ako za čias kedy sa neurýchlovalo kysnutie, nemá problém ho stráviť. Mne to príde celkom logické. Hlavne keď sa zamyslím nad tým, že si nepamätám takúto intoleranciu z čias minulých. Dnes je ľudí čo tým trpia veľmi veľa.

18.11.2018: Srovnání s minulostí je ošidné. Vzhledem k rostoucí životní úrovni si můžeme dovolit být více nemocní. Před sto lety by nikdo nevyhazoval kvůli bolení břicha peníze za doktora, přemohl by se a šel do práce.

 

Jak snadno a levně

12.11.2018
Zdroj:
Jan Havlík, Vladimíra Petráková, Jan Kučka, Helena Raabová, Dalibor Pánek, Václav Štěpán, Zuzana Zlámalová Cílová, Philipp Reineck, Jan Štursa, Jan Kučera, Martin Hrubý a Petr Cígler: Extremely rapid isotropic irradiation of nanoparticles with ions generated in situ by a nuclear reaction. Nature Communications 2018, 9, 4467. DOI: 10.1038/s41467-018-06789-8
Zdroj
Schéma přípravy dusíkových vakancí v diamantu pomocí levnějšího ozařování neutrony v jaderném reaktoru oproti dosud užívaným urychlovačům, obr.UOCHB AV ČR.

připravit fluorescenční nanočástice pro medicínu v jaderném reaktoru - Tisková zpráva Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR

Diagnostika chorob a porozumění procesům probíhajícím v buňkách na molekulární úrovni vyžaduje citlivé a selektivní diagnostické nástroje. Vědci jsou dnes schopni sledovat magnetická a elektrická pole v buňkách s rozlišením v řádu desítek nanometrů a s vysokou citlivostí díky krystalovým poruchám v částicích některých anorganických materiálů. Téměř ideálním materiálem pro tyto účely je diamant. Na rozdíl od šperkařských diamantů se ale pro aplikace v diagnostice a nanomedicíně používají asi milionkrát menší diamanty – nanodiamanty, které se připravují synteticky z grafitu za vysokých tlaků a teplot.

Čistý nanodiamant však o svém okolí mnoho nesdělí. Jeho krystalová mřížka se musí nejprve řízeně poškodit tak, aby v ní vznikly zvláštní poruchy (tzv. centra dusíkvakance) umožňující optické čtení. Poškození se vytváří nejčastěji ozářením nanodiamantu rychlými ionty v částicových urychlovačích.

Plný text tiskové zprávy.

Rejnok filtruje

11.11.2018
Zdroj:
R.V.Divi et al., Manta rays feed using ricochet separation, a novel nonclogging filtration mechanism, Science Advances 26 Sep 2018: Vol. 4, no. 9, eaat9533, DOI: 10.1126/sciadv.aat9533
Zdroj
Čelní pohled na mantu obrovskou, foto Arturo de Frias Marques, CC BY-SA 4.0, https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0, via Wikimedia Commons.

Dosud nepopsaným způsobem filtruje potravu rejnok manta obrovská (Mobula birostris, angl. giant oceanic manta ray). Žije v teplých vodách všech světových oceánů. Významnou část potravy získává odfiltrováním planktonu z mořské vody skrze specializovaná vlákna žaber. A musí to být nějakého planktonu, aby dorostl váhy 1,5 tuny a velikosti 4,5 m! Co žaberní filtr nepropustí, putuje do žaludku. Zbytek odtéká do oceánu. Poslední výzkumy ukázaly, že zachytí i mnohem menší tvorečky, než kolik činí průměr otvorů ve filtru. Na videu v přirozeném prostředí si mantu obrovskou můžeme prohlédnout zde.

Schéma ricochetového oddělování (R.V.Divi et al., Manta rays feed using ricochet separation, a novel nonclogging filtration mechanism, Science Advances  26 Sep 2018: Vol. 4, no. 9, eaat9533, CC BY-NC, https://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.0/).Fungování neobvyklého filtru objasnili vědci pomocí modelu vytištěného na 3D tiskárně a řešením rovnic pro tok kapaliny. Voda v rejnokově tlamě proudí podél žaberního filtru rychlostí 60 cm/s. Klíčovou roli hraje výstupek (lalok) před každým pórem, od kterého se miniaturní plankton odrazí a otvor přeskočí. Jde jak v přírodě, tak v technologiích o novou, zcela ojedinělou metodu oddělení pevných částic a kapaliny. Objevitelé ji nazvali ricochet separation, oddělování odrazem. Funguje, i když rozdíl v hustotě mezi kapalinou a částicí je zanedbatelný. Zanášení filtru nehrozí. Nejde o filtrování v původním smyslu slova. K separaci dochází na základě proudění kapaliny podél speciálně utvářeného povrchu, jak vidíme na obrázku (R.V.Divi et al., Manta rays feed using ricochet separation, a novel nonclogging filtration mechanism, Science Advances 26 Sep 2018: Vol. 4, no. 9, eaat9533, CC BY-NC, https://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.0/). Při vhodné rychlosti proudění lze oddělit částice o průměru nad 0,2 mm.

 

Rostou a tají

10.11.2018
Zdroj:
Seguinot, J., Ivy-Ochs, S., Jouvet, G., Huss, M., Funk, M., and Preusser, F.: Modelling last glacial cycle ice dynamics in the Alps, The Cryosphere, 2018, 12, 3265-3285, https://doi.org/10.5194/tc-12-3265-2018
Zdroj
Pohled od severu na Piz Daint, podle kterého byl pojmenován švýcarský superpočítač, foto Adrian Michael,  CC-BY-SA-3.0, https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5, via Wikimedia Commons.

Na animaci shlédneme vývoj zalednění Alp za posledních 115 tisíc let. Při maximálním zalednění před 25 tisíci lety dosáhl ledovcový splaz skoro až k Mnichovu. Model zalednění vznikl z geologických a geografických údajů a analýzy izotopů pomocí modelu PISM (Parallel Ice Sheet Model). „Použitím ledovcových modelů jako PISM na supercomputerech jako Piz Daint zvládneme zrekonstruovat historii zalednění s bezprecedentními detaily,“ říká šéf glaciologického týmu Julien Seguinot z ETH Zurich. Superpočítač Piz Daint, pojmenovaný podle 2.968 m vysoké hory v Ortlerských Alpách, najdeme ve Swiss National Supercomputing Centre v Luganu.

 

Repelent hubí mloky

9.11.2018
Zdroj:
Rafael M. Almeida al., High mortality in aquatic predators of mosquito larvae caused by exposure to insect repellent, Royal Society Biology Letters, October 2018, Volume 14, issue 10, doi: 10.1098/rsbl.2018.0526
Zdroj
Chemická struktura ikaridinu.

Larvy mloků hubí sloučenina ikaridin, která je klíčovou součásti mnoha hmyzích repelentů. Chemickou strukturu vidíme na obrázku. Prostřednictvím odpadních vod proniká do přírody. Např. postříkáme kůži repelentem a po čase jdeme do sprchy. Ikairidin smyjeme a spláchneme do kanálu, kde jeho koncentrace může dosáhnout až 3 μg/l. Čističkou prochází bez problémů a dostává se do povrchových vod.

Mlok axolotl skvrnitý (Ambystoma maculatum),  Camazine at English Wikipedia, CC BY-SA 3.0, https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0, via Wikimedia Commons).Experimenty s severoamerickým mlokem axolotlem skvrnitým (Ambystoma maculatum , angl. yellow-spotted salamander) ukázaly, že po 25 dnech umírá 45 - 65% larev ve vodě s koncentrací ikaridinu 2 μg/l. „Rozsah úmrtnosti larev je strašlivý. Výsledky ukazují, že mločí larvy trpí závažnými malformacemi a vysokou úmrtností, jsou-li vystaveny environmentálně významným hladinám repelentů obsahujících účinnou látku ikaridin,“ říká spoluautorka výzkumu Barbara A. Han z Cary Institute of Ecosystem Studies. Dřívější experimenty škodlivost ikaridinu neodhalily, protože probíhaly příliš krátkou dobu. Standardně se při stanovení toxicity nechává sloučenina působit čtyři dny, zatímco mločí larvy umíraly až po 25 dnech.

Chemická struktura N,N-diethyl-3-methylbenzamidu, zkráceně DEET.Decimování obojživelníků ikaridinem spouští nepříjemnou zpětnou vazbu. Larvy hmyzu přežijí jeho působení bez problémů. Mloci je normálně požírají ve velkém. Pokud larvy obojživelníků nedospějí, vyroste více hmyzu. Možnost představují repelenty obsahující sloučeninu DEET neboli diethyltoluamid (viz obr.). Její škodlivé působení nebylo během provedených experimentů zaznamenáno. Dosahuje-li koncentrace ikaridinu ve splaškových vodách 3 μg/l, je vůbec možné, aby po projití čističkou a velkém naředění v povrchových vodách dosáhla jeho koncentrace testované 2 μgramů na litr?

 

Vidím, mluvím

8.11.2018
Zdroj:
A.Majid et al., Differential coding of perception in the world’s languages, PNAS November 6, 2018 115 (45) 11369-11376, https://doi.org/10.1073/pnas.1720419115
Zdroj
Mapa světa s vyznačenými studovanými jazyky a jménem příslušného experta v závorce, obr. A.Majid et al., Differential coding of perception in the world’s languages, PNAS November 6, 2018 115 (45) 11369-11376.

Platí obecně, že lidé nejlépe umí řečí popsat zrakové vjemy a nejméně čichové, nebo jde o kulturně podmíněnou vazbu? Vezmeme-li pět základních smyslů, zrak, sluch, hmat, chuť a čich, bez problémů popíšeme, co vidíme jak z hlediska tvaru, tak barvy. U čichu si zpravidla vypomůžeme přirovnáním smrdí (voní) jako...

Zkoumání dvaceti různých jazyků včetně znakových (sign language), které provedli experti z Max-Planck-Institut für Psycholinguistik v holandském Nijmegenu, ukázalo, že pro nás samozřejmá vazba neplatí obecně. Íránci hovořící jazykem farsí a obyvatele Laosu jsou nejlepší v popisu chutí. Jazyky dogul dom v Mali a siwu v Ghaně mají nejlepší vazbu mluveného slova na hmat. „Téměř ve všech kulturách je nejobtížnější mluvit o vnímání vůní,“ říká jeden z autorů studie Asifa Majid. Čich, jako evolučně nejstarší smysl, se nejvíce vzpírá mluvenému popisu.

Nicméně mizející australský jazyk umpila, kterým hovoří asi 100 lidí, vyjadřuje nejlépe pachové vjemy. Na obrázku vidíme mapu světa s vyznačenými studovanými jazyky. V závorce pod nimi je uvedené jméno příslušného experta (obr. A.Majid et al., Differential coding of perception in the world’s languages, PNAS November 6, 2018 115 (45) 11369-11376).

 

Rozlišíme BRCA1

7.11.2018
Zdroj:
G.M.Findlay et al., Accurate classification of BRCA1 variants with saturation genome editing, Nature, volume 562, pages 217–222 (2018) https://doi.org/10.1038/s41586-018-0461-z
Zdroj
Struktura bílkoviny BRCA1 (Emw, CC BY-SA 3.0, https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0, via Wikimedia Commons).

Po preventivní oboustranné Chirurgické odstranění celé mléčné žlázy zpravidla i s bradavkou a prsním dvorcem.masektomii? herečky Angeliny Jolie v roce 2013 není pravděpodobně nikdo, kdo by neslyšel o genech BRCA. Pojmenování vzniklo jako zkratka z BReast CAncer, rakovina prsu. Jde o dva geny, BRCA1 a BRCA2, které kódují shodně pojmenované bílkoviny BRCA1 a BRCA2. Chceme-li odlišit, kdy máme na mysli gen a kdy protein, píšeme jako v této aktualitě první kurzivou a druhý normálním písmem. Proteiny BRCA1 a BRCA2 jsou enzymy, které v buňce odpovídají za opravy poškozené molekuly deoxyribonukleové kyseliny DNA v jádře. Dojde-li ke změně struktury (mutaci) v řetězci DNA, mají odlišnou strukturu i vznikající bílkoviny a nemusí být funkční. BRCA1 a BRCA2 neopravují poškozenou DNA, což vyústí v rakovinné bujení.

Ne každá změna DNA znamená, že odpovídající bílkovina ztratí funkčnost. Pouze část molekuly enzymu tvoří tzv. aktivní centrum, které zodpovídá za příslušnou chemickou reakci. Změna v tomto segmentu zpravidla znamená, že enzym přestane fungovat. Zbytek molekuly podpírá aktivní centrum a drží celou částici pohromadě. Zde nepatrně odlišná struktura nemívá žádné významné důsledky. Vyhodnocení více než 4.000 mutací genu BRCA1 z hlediska možných důsledků provedli pomocí metody CRISPR/Cas9 genetikové z Department of Genome Sciences, University of Washington v Seattlu. „Doufáme, že naše databáze bude stále rozsáhlejší, a tím pomůže při interpretaci výsledků genetických testů,“ říká spoluautorka výzkumu Lea M. Starita.

Její nadšení schlazuje Stephen Chanock z National Institutes of Health v americké Bethesdě: „Může být lákavé použít nové testy ihned k identifikování nebezpečných mutací. Páteří každého genetického testu je však dostupnost dostatečných klinických dat, abychom určité variantě mohli přiřadit konkrétní riziko. Pouhá data získaná in vitro by neměla být základem lékařského poradenství, přinejmenším dokud metoda Findlaye a jeho kolegů nebude ověřena.“

 

Složíme krabičku

6.11.2018
Zdroj:
Yi-Yang Zhan et al., Induced-fit expansion and contraction of a self-assembled nanocube finely responding to neutral and anionic guests, Nature Communications, volume 9, Article number: 4530 (2018) https://doi.org/10.1038/s41467-018-06874-y
Zdroj
Chemická struktura molekuly, která vytváří stěnu nanokrychličky.

K nanotrubicím a všem dalším nanoútvarům připojili chemici z Tokijské univerzity nanokrabičku či nanokrychličku, která se samovolně skládá. Každou její stěnu tvoří derivát hexafenylbenzenu o průměru 2 nm, jehož chemickou strukturu vidíme na obrázku. Má tvar kola se šesti ozuby nebo poetičtěji, sněhové vločky. V roztoku se díky působení slabých mezimolekulárních sil složí, jak vidíme na animaci. Stabilní zůstává do 130 oC.

„V roztoku se šest molekul spojí tak rychle, že nelze pozorovat vlastní vznik krychle. Přes proces samoorganizace zůstává záhadou,“ komentuje prof. Shuichi Hiraoka, šéf laboratoře, ve které nanokrabičku připravili. Jak vidíme ve druhé části animace, do dutiny lze zachytit další neutrální nebo záporně nabitou molekulu o objemu 0,074 až 0,535 nm3. Vzhledem ke kladným nábojům stěn nanokrabičky (viz vyobrazení struktury), zůstanou kladně nabité molekuly mimo.

 

Jíte pražmu?

5.11.2018
Zdroj:
https://www.wissenschaft.de/geschichte-archaeologie/228173/?utm_source=newsletter&utm_medium=email&utm_campaign=wissenschaft.de_19-10-2018
Zdroj
Družicový snímek laguny Bardawil, která je označena červeně (foto NASA, http://visibleearth.nasa.gov/view.php?id=64868, Public domain.)

Nadměrný rybolov probíhal již v době bronzové. Archeologické vykopávky ve dvanácti lokalitách v současném Izraeli, jak pobřežních, tak vnitrozemských, ukázaly, že tři čtvrtiny zkonzumovaných ryb mořanů zlatých nepochází z nejbližšího mořského pobřeží. Z analýzy izotopů kyslíku v dochovaných rybích zubech vyplývá, že vyrostly v prostředí s mnohem vyšší salinitou. V úvahu přichází jedině laguna Bardawil na severním pobřeží Sinajského poloostrova. Od moře oddělené slané jezero o ploše 700 km2 je nanejvýš tři metry hluboké. Koncentrace solí dosahuje až 7,4%, podstatně více než 3,95 % ve Středozemním moři.

Mořen zlatý na snímku Tonyho Hisgetta, Birmingham, UK (Gilthead BreamUploaded by tm), CC BY 2.0, https://creativecommons.org/licenses/by/2.0, via Wikimedia Commons.Mořan zlatý (Sparus aurata) zvaný též pražma nebo dorada (viz obr.) je oblíbená 2 kg těžká lovná ryba, které se v laguně Bardawil skvěle daří. Intenzivní rybolov a export sušených ryb do Palestiny probíhal od doby bronzové před 3.500 lety až po byzantskou éru ukončenou arabským vpádem v 7. století. Archeologové vypozorovali, že od pozdní doby bronzové velikost exportovaných ryb stále klesala. „Rybolov a obchod s rybami zřejmě narostl tolik, že zvířata více nedorostla,“ vysvětluje Thomas Tütken z Johannes Gutenberg-Universität Mainz. Stejný problém, se kterými se dnes potýkáme ve všech lovných vodách.

 

Slepí veleptáci

4.11.2018
Zdroj:
C.R.Torres, J.A.Clarke, Nocturnal giants: evolution of the sensory ecology in elephant birds and other palaeognaths inferred from digital brain reconstructions, PNAS, 7 November 2018, Volume 285, issue 1890, DOI: 10.1098/rspb.2018.1540
Zdroj
Kreslená rekonstrukce pštrosa obrovského (Acrocynus, CC BY-SA 3.0, https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0, via Wikimedia Commons).

Madagaskarští obří ptáci byli aktivní v noci, což je u tak velkých tvorů překvapivé. Digitální rekonstrukce mozkoven nedávno vyhynulého pštrosa obrovského (Aepyornis maximus) a pštrosa Hildebrandtova (A. hildebrandti) ukázala překvapivě malé optické laloky (angl. optic lobe), což značí velmi slabý zrak. Velikostí jsou srovnatelné s příbuznými nočními nelétavými novozélandskými ptáky rodu kivi (Apteryx). „Byl jsem ohromen, že vizuální systém tak velkého ptáka může být tak malý. Nikdo doposud nepředpokládal, že obří ptáci mohou být noční. Nyní můžete ve fantazii nechat velkolepé obry kráčet skrz hlubokou temnotu madagaskarského lesa,“ říká spoluautor výzkumu Christopher R. Torres z University of Texas at Austin.

Oba zmínění veleptáci, kteří vyhynuli jen před několika sty roky, patřili k největším madagaskarským tvorům. Hmotnost pštrosa obrovského odhadujeme na 500 kg a výšku na 3 m. Kreslenou rekonstrukci vidíme na obrázku (Acrocynus, CC BY-SA 3.0, https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0, via Wikimedia Commons). Čichový (olfaktorický) bulbus (angl.olfactoric bulb), který přijímá informace z čichových receptorů, byl velmi dobře vyvinut. Je možné, že čich byl v přítmí pralesa mnohem užitečnější než zrak. Rekonstrukce mozku vznikla na základě tomografického průzkumu dochovaných lebek.

 

Potíme izopren

2.11.2018
Zdroj:
Stönner C, Edtbauer A, Derstroff B, Bourtsoukidis E, Klüpfel T, Wicker J, et al. (2018) Proof of concept study: Testing human volatile organic compounds as tools for age classification of films. PLoS ONE 13(10): e0203044. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0203044
Zdroj
Chemická struktura izoprenu.

Lidé vylučují kůži tím více izoprenu, čím jsou nervóznější, napjatější nebo vzrušenější. Chemici z Max-Planck-Institut für Chemie v Mainzu (Mohuč) k tomu dospěli nikoliv v laboratoři, nýbrž v kině. Pomocí hmotového spektrometru sledovali koncentraci 60 různých těkavých organických sloučeninu v ovzduší obsazeného kinosálu. Vzorky odebírali každých 30 sekund. Koncentrace izoprenu tak přesně korelovala s drsností scény na plátně, že je podle ní možné exaktně stanovit, od kolika let by film měl být mládeži přístupný.

„Náš přístup poskytuje objektivní vodítko pro rozhodnutí, jak by měly být filmy klasifikovány. Zjevně se mimovolně vrtíme na sedadle nebo nám roste svalové napětí, jsme-li nervózní nebo vzrušení,“ vysvětluje šéf vědeckého týmu Jonathan Williams. Experimenty proběhly celkem 135 x u jedenácti různých filmů s 13 tisíci diváků.

Izopren, též isopren (angl. isoprene), systematicky 2-methyl-buta-1,3-dien, vylučuje mnoho druhů rostlin, zejména stromů, např. duby, topoly, eukalypty. Chemickou strukturu vidíme na obrázku. U lidí ho nacházíme ve svalech. Při jakémkoli pohybu přechází prostřednictvím oběhového systému do plic a na kůži, kde se odpařuje. Ve vydechovaném vzduchu jde o nejkoncentrovanější uhlovodík. V chemickém průmyslu slouží jako surovina pro výrobu umělého kaučuku.

 

Zimní je lepší

1.11.2018
Poloha šišinky mozkové neboli epifýzy na řezu lidským mozkem, public domain, via Wikimedia Commons.

Trvalý zimní čas je zdraví prospěšnější než stálý letní, tvrdí experti z Fyziologického ústavu Akademie věd ČR. „Vědecké důkazy, které jsou v současné době k dispozici, naznačují, že zavedení trvalého standardního tj. „zimního“ času je nejlepší volbou pro veřejné zdraví. Ponechání celoročně ST zajistí lidem v zimě více expozice rannímu světlu a v létě budou lidé méně vystaveni večernímu světlu. Tím se lépe synchronizují jejich biologické hodiny a spánek bude nastaven na dřívější dobu ve vztahu k pracovní době a školnímu času. Lidé budou celkově psychicky zdravější a pracovní i školní výkony se zlepší,“ zdůrazňuje Alena Sumová, vedoucí oddělení chronobiologie ve Fyziologickém ústavu Akademie věd ČR. Plný text příslušného tiskového prohlášení najdeme zde.

Pod tiskovým prohlášením je podepsána i prof.Helena Illnerová, bývalá předsedkyně Akademie věd ČR a přední odbornice na cirkadiánní rytmy. Se svým týmem jako první na světě odhalila, že tvorbu hormonu melatoninu ve žláze šišince mozkové (epifýze, angl. pineal gland) řídí biologické hodiny v mozku (viz obr.). Trvalé zavedení zimního času podporuje i naše vláda. Shodné stanovisko zastávají i příslušné evropské odborné společnosti. Zimní neboli standardní čas odpovídá času astronomickému, kdy Slunce je na nejvyšším bodu své dráhy v poledne.

Chronobiologie zkoumá vliv denních (cirkadiánních) rytmů a sezónních změn na živé organismy. Za objev molekulárního mechanismu, který řídí cirkadiánní rytmus, byla v loňském roce udělena Nobelova cena.

Zajímavý rozhovor s prof.Helenou Illnerovou na DVTV o význam standardního středoevropského (zimního) času.

 

Diskuse/Aktualizace