Rostoucí protézy

19.10.2017
Zdroj:
E.N.Feins et al., A growth-accommodating implant for paediatric applications, Nature Biomedical Engineering 1, 818–825 (2017), doi:10.1038/s41551-017-0142-5
Zdroj
Nahoře StarrovuaEdwardsova, dole Smeloffova-Cutterova umělá srdeční chlopeň (foto Dr. Mirko Junge, CC BY 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/3.0), via Wikimedia Commons).

Umělé srdeční chlopně, které rostou společně se srdcem, testují experti z Harvard Medical School, lékařské fakulty Harvardovy univerzity. I dobře zvládnuté chirurgické výkony, při kterých nahrazujeme vadu či poškození orgánu protézou, nejsou u dětí bez problémů. Na rozdíl od dětí protézy nerostou, takže je nutné ji čas od času operativně vyměnit. Různé typy umělých srdečních chlopní vidíme na obrázku (foto Dr. Mirko Junge, CC BY 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/3.0), via Wikimedia Commons).

Chemická struktura poly(glycerolsebakátu).Základem rostoucí umělé chlopně (angl.heart valve) je prstenec s obalem s mřížkovou strukturou. Biodegradabilní výplň z poly(glycerolsebakátu) PGS ho udržuje ve staženém tvaru. Chemickou strukturu vidíme na obrázku. Tělní tekutiny rozkládají pomalu PGS a obal expanduje, tudíž jakoby roste. Ve stonásobném zrychlení to můžeme sledovat na tomto videu prasečího srdce. Umožňuje to speciální mřížová struktura vynalezená údajně již Archimedem před více než 2.000 lety.Její expanzi znázorňuje animace.

Koncepce rostoucí protézy je univerzální. Kromě prasečího srdce probíhají testy i na holenních kostech (angl. tibia) laboratorních krys. MUDr.Pedro del Nido z Bostonské dětské nemocnice, jeden z autorů výzkumu, uvádí: „Tuto koncepci lze přizpůsobit pro mnoho různých lékařských aplikací. Složením polymeru můžeme rovněž upravit čas, během kterého jádro implantátu degraduje.“

Kataklyzmatickou explozi

17.10.2017
Zdroj:
Přehled publikací k tématu najdeme v časopise Science na této adrese: http://www.sciencemag.org/news/2017/10/merging-neutron-stars-generate-gravitational-waves-and-celestial-light-show pod označením doi:10.1126/science.aar2149.
Zdroj
Umělecká rekonstrukce výbuchu po srážce dvou neutronových hvězd, video NASA.

detekovali astronomové 17.srpna. Dvě neutronové hvězdy o hmotnosti 1,1 a 1,6 Slunce se před 130 miliony let srazily v eliptické galaxii NGC 4993 v souhvězdí Hydry. Gravitační vlny doprovázené gama paprsky a viditelným zářením z téže události zaznamenali vůbec poprvé společně. https://www.aftau.org/news-page-astronomy--astrophysics?&storyid4699=2353&ncs4699=3Podle prof.Ehuda Nakara z Telavivské univerzity?, který prováděl teoretickou analýzu, jde o „milník v narůstajícím celosvětovém úsilí vědců odkrýt záhady vesmíru.“

Gravitační vlny zachytily 17.srpna letošního roku ve 12.41 světového času observatoře LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) a Virgo. První z nich má dvě části, které leží v Hanfordu ve státě Washington a Livingstonu v Louisianě. Šestikilometrový detektor Virgo najdeme poblíž italské Pisy. Jde o pátý záchyt gravitačních vln vůbec. O několik sekund později detekoval teleskop LAT družice Fermi (Fermi Gamma-ray Space Telescope) záblesk gama záření.

Zachycení gravitačních vln na třech místech umožnilo triangulací určit polohu zdroje v oblasti 30 prostorových stupňů oblohy v souhvězdí Hydry. Během několika hodin v ní pět astronomických týmů identifikovalo nový zdroj světla. Animaci spektakulární srážky najdeme na videu NASA. Těžké prvky vznikají ve vesmíru právě během takových událostí, jež astronomové nazývají kilonova, tisíckrát větší nova.

Dvojitá chemická obrana

15.10.2017
Zdroj:
How to fight multiple enemies: target-specific chemical defences in an aposematic moth, Bibiana Rojas, Emily Burdfield-Steel, Hannu Pakkanen, Kaisa Suisto, Michael Maczka, Stefan Schulz, Johanna Mappes, Proc. R. Soc. B 2017 284 20171424; DOI: 10.1098/rspb.2017.1424. Published 27 September 2017
Zdroj
Chemická struktura 2-sek-butyl-3-methoxypyrazinu.

Jak vidíme na videu, motýl přástevník jitrocelový (Arctia plantaginis, angl. wood tiger moth) dokáže sýkorce modřince (Cyanistes caeruleus, angl. blue tit) zošklivit chutné sousto. Ptáky odpuzuje sekret vylučovaný hrudí motýla, jehož klíčovou součástí je 2-sek-butyl-3-methoxypyrazin (struktura viz obr.).

Přástevník jitrocelový (Arctia plantaginis), foto James Lindsey v Ecology of Commanster, CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5), via Wikimedia Commons. Zadeček přástevníka vylučuje jiný sekret, který odhání mravence a na ptáky vůbec nepůsobí. Jeho přesné chemické složení zatím neznáme. A obdobně, odpuzovač ptáků nechává mravence v klidu. Přástevník jitrocelový žije v několika podruzích v pásu od Anatólie přes Zakavkazí, severní Irán, Kazachstán, Mongolsko, Čínu, Koreu až po Japonsko. V Severní Americe ho najdeme v oblasti od Aljašky po Manitobu a ve Skalistých horách až po Nové Mexiko (viz obr., James Lindsey at Ecology of Commanster, CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5), via Wikimedia Commons). Rozpětí křídel dosahuje až 38 mm.

Ledovců někde ubývá, jinde přebývá

12.10.2017
Zdroj:
A.G.Fountain et al., The changing extent of the glaciers along the western Ross Sea, Antarctica,Geology (2017) 45 (10): 927-930, DOI: https://doi.org/10.1130/G39240.1 - http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214242817300426?via%3Dihub
Zdroj
Oblast od jižního pólu (vpravo dole) k nejjižnější části Tichého oceánu, Rossovu moři, na satelitním snímku NASA

V blízkých Alpách ledovce tají, ve vzdálené Patagonii a Transhimálaji rostou. Na Kilimandžáru ledu ubývá, ale ne kvůli klimatické změně, nýbrž kvůli vykácení deštného pralesa u úpatí. K vrcholku stoupá mnohem sušší vzduch a ledovec se zmenšuje. Jednoznačná situace nepanuje ani v Antarktidě. Oblast od jižního pólu (vpravo dole) k nejjižnější části Tichého oceánu, Rossovu moři, vidíme na satelitním snímku NASA.

Porovnání družicových snímků 34 ledovců na celkem 700 km pobřeží nejjižnějšího kontinentu spolu s historickými mapami od roku 1955 do roku 2015 let ukazuje nulový ústup ledu v oblasti západního Rossova moře. Autoři ve své studii doslova uvádějí: „Stabilita těchto ledovců ostře kontrastuje s jejich rychlým ubýváním na Antarktickém poloostrově a napovídá, že žádná významná klimatická změna nepostihla tuto oblast Antarktidy“ (míněna západní část Rossova moře).

Globální klimatické modely (GCM – global climate model nebo general circulation model), na jejichž základě Mezivládní panel pro změny klimatu, angl. Intergovernmental Panel on Climate ChangeIPCC? , předpovídá výrazný nárůst teploty v příštích desetiletích a s tím spojené katastrofy, jsou naprosto nedostatečné. Od svého vzniku v devadesátých letech nesouhlasí jejich předpovědi s realitou.. Skutečné teploty jsou nižší než předpovědi.

Navierova Stokesova rovnice.GMC modely jsou matematické modely proudění v atmosféře a v oceánech Země. Vycházejí z Navierovy-Stokesovy rovnice (viz obr.), která popisuje proudění tekutin, řešené pro rotující kouli (Zeměkouli) při daném toku slunečního záření. ANN modely, které fungují jako umělé neuronové sítě (angl.artificial neural network), předpovídají výrazně nižší vzrůst teplot. Jejich výhodou je, že na rozdíl od GMC mohou odhalit i vztahy a zákonitosti, které nám uniknou. To však neznamená nezbytně, že by předpovědi musejí být správnější. Potvrdit je může jenom srovnávání se skutečně naměřenými daty.

Více najdete v rozhovoru o globální změně klimatu.

Vzácný minerál svítí jednou zeleně, jindy modře

9.10.2017
Žluté jehlice minerálu karpatitu z dolu Picacho v okrese San Benito v Kalifornii, foto Rob Lavinsky, iRocks.com – CC-BY-SA-3.0, http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0, via Wikimedia Commons.

Minerál karpatit (viz obr.) při ozáření ultrafialovým světlem svítí modře. Krystaly téhož složení a struktury připravené v laboratoři září za stejných podmínek zeleně. Odborníci posledních dvacet let předpokládali, že rozdíl ve vlnové délce způsobují nečistoty. Výzkum pomocí elektronové mikroskopie, rozptylu rentgenového záření a fluorescenční spektroskopie ukázal, že na vině je rozdílná stavba krystalů při totožném uspořádání molekul.

Chemická struktura polycyklického aromatického uhlovodíku koronenu.Minerál karpatit tvoří polycyklický aromatický uhlovodík koronen (struktura viz obr.) krystalující v jednoklonné (angl. monoclinic) krystalografické soustavě. Na vzácný nerost můžeme narazit, jak název napovídá, v Karpatech, dále na ruském Dálném Východě a v okrese San Benito v Kalifornii.

Vrstevnatá struktura přirozeného karpatitu (a) a (b) a homogenní krystal z laboratoře  (c)  na snímcích rastrovacího elektronového mikroskopu (J.Potticary et al., Nanostructural origin of blue fluorescence in the mineral karpatite, Scientific Reports 7, Article number: 9867 (2017) doi:10.1038/s41598-017-10261-w), http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0.Příčinou rozdílné fluorescence jsou odlišnosti ve stavbě krystalů. Přirozený karpatit tvoří oddělené vrstvy, zatímco laboratorní krystaly jsou homogenní. Rozdíly vidíme na snímcích pořízených elektronovým mikroskopem. Na obrázcích (a) a (b) vidíme strukturu přirozeného minerálu, která zcela chybí na obr. (c), vyrostlém v laboratoři (J.Potticary et al., Nanostructural origin of blue fluorescence in the mineral karpatite, Scientific Reports 7, Article number: 9867 (2017) doi:10.1038/s41598-017-10261-w), http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0).

Schematické znázornění rozdílu ve stavbě krystalů, který odpovídá za odlišnou barvu luminiscence, CN značí krystal laboratorní, Kp karpatit přirozený. Uprostřed vidíme uspořádání molekul koronenu v obou krystalech.  (J.Potticary et al., Nanostructural origin of blue fluorescence in the mineral karpatite, Scientific Reports 7, Article number: 9867 (2017) doi:10.1038/s41598-017-10261-w), http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0.Záření karpatitu vybuzené světlem o kratší vlnové délce nazýváme luminiscencí a pozorujeme ji u řady nejrůznějších sloučenin. Schematicky si rozdíl v krystalech karpatitu, který odlišnost způsobuje, můžeme prohlédnout na obrázku, kde CN značí krystal laboratorní, Kp karpatit přirozený. Uprostřed vidíme uspořádání molekul koronenu v krystalu. Zdroj jako u předchozího obrázku.

Jeden z výzkumníků, podle https://phys.org/news/2017-08-fluorescent-crystal-mystery.htmlSimon R.Hall z University of Bristol, tvrdí?, že naše metody výzkumu jsou vhodné pro studium krystalů z organických sloučenin, aby odkryly neobvyklé způsoby přenosu náboje v polovodičích, FET tranzistorech a organických supravodičích.“

Cestování s tsunami

8.10.2017
Zdroj:
James T. Carlton, John W. Chapman, Jonathan B. Geller, Jessica A. Miller, Deborah A. Carlton, Megan I. McCuller, Nancy C. Treneman, Brian P. Steves, Gregory M. Ruiz, Tsunami-driven rafting: Transoceanic species dispersal and implications for marine biogeography, Science, Vol. 357, Issue 6358, pp. 1402-1406, DOI: 10.1126/science.aao1498, 29 Sep 2017 : 1402-1406 >
Zdroj

Tsunami v březnu roku 2011 spolu s částí jaderné elektrárny Fukušima do moře spláchla i obrovské množství dalších trosek. Ustupující voda sebou vzala rovněž množství drobných mořských živočichů z pobřežní oblasti na širý oceán. První z nich dopluli na Havajské ostrovy roku 2012. V následujících šesti letech postupně identifikovali biologové na severoamerickém pobřeží 289 živočišných druhů šestnácti kmenů původem z japonských pobřežních vod.

Překvapivě dlouhou cestu mohli ve zdraví přežít jen proto, že přebývali na plovoucích troskách z plastu nebo skelného vlákna stržených spolu s nimi. Jde o biologicky neodbouratelné materiály, takže během dlouhé pouti nepodlehly rozkladu. Nechtěný experiment ukázal, jak důležitou roli v šířeních živočichů mohou hrát úlomky plastů, které stále více zatěžují světový oceán. Podle Johna W.Chapmana z Oregon State University, jednoho z autorů výzkumu, „mohou být ekologické a biologické důsledky značné. Problému bychom měli věnovat větší pozornost.“

Plž Siphonaria sirius (Jan Delsing, BioLib.cz, volné dílo). Tichý oceán v důsledku tsunami překonalo 268 druhů bezobratlých, 19 druhů protistů a dokonce 2 druhy ryb. Dvě třetiny z nich nebyly nikdy předtím v amerických vodách pozorovány. Protisté jsou eukaryontní (s buněčným jádrem) organismy, jež nepatří mezi živočichy, rostliny ani houby. Oceánologové nalezli při severoamerickém pobřeží kromě řady jiných druhů původem z japonských vod např. mechovce (angl. bryozoa) Biflustra grandicella, šášně rodu Psiloteredo (čeleď Teredinidae neboli šášeňovití, angl. shipworm) nebo plže Siphonaria sirius, kterého vidíme na fotografii (Jan Delsing, BioLib.cz, volné dílo).

Hubnutí pomocí hadice

6.10.2017
Plastový Endobarrier, který pokrývá vnitřní povrch část tenkého střeva bezprostředně za žaludkem. Červené čáry označují místo propojení při žaludečním bypassu.

Novou lékařskou techniku pro usnadnění hubnutí testuje MUDr.Robert Ryder se svými kolegy z Městské nemocnice v britském Birminghamu. Spočívá v endoskopickém (skrz ústa) zavedení asi 60 cm dlouhého plastového rukávce pojmenovaného Endobarrier, který pokryje zevnitř stěnu tenkého střeva hned za žaludkem (viz obr.). Množství strávených živin výrazně poklesne. Metoda je určena pro nemocné s způsoben sníženou citlivostí tkání vlastního těla k inzulinudiabetem II.typu? a obezitou, kde přináší obstojné výsledky.

Nová metoda může nahradit techniku zvanou gastrický (žaludeční) bypass, což je chirurgické rozdělení žaludku na horní a spodní část. Zkrácené tenké střevo napojí chirurg na horní menší část, takže skrz větší dolní díl žaludku a oddělenou část tenkého střeva žádná potrava neprochází. Gastrický bypass patří mezi nejúčinnější metody chirurgické léčby obezity a s ní spojených metabolických poruch. Jde o drastický způsob spojený se všemi riziky dvou operací při zřízení bypassu a pozdějším obnovení původního stavu.

Endobarrier společnosti The Endobarrier System O zkušenost a výsledcích zavedení Endrobarrieru (viz obr.) padesáti nemocným diabetem II.typu a obezitou referoval Dr.Ryder v polovině září v Lisabonu na každoročním kongresu Evropské asociace pro výzkum diabetu (EASD - European Association for the Study of Diabetes). Konstatoval, že jde o účinnou terapii, kvůli které není třeba nemocné hospitalizovat a vystavovat riziku operace.

Geologie láká turisty

5.10.2017
Zdroj:
V.Žáček et al., The Somoto Grand Canyon (Nicaragua)—a Volcanic Geoheritage Site One Decade After Discovery: from Field Geological Mapping to the Promotion of a Geopark, Geoheritage (2017) 9:299-309, DOI 10.1007/s12371-017-0221-8
Zdroj
Kaňon Kokosové řeky, foto Vladimír Žáček.

Rutinní geologické mapování prováděné v Nikaragui odborníky z České geologické služby vedlo ke vzniku prvotřídní turistické atrakce. Zjistili, že kaňon Rio Coco na severozápadně země při samé hranici s Hondurasem představuje nádhernou lokalitu vhodnou k turistickému využití. Vede skrze miocén, období před 23 - 5,33 miliony letmiocenní? kyselé hornina tvořená ztuhlými spečenými sopečnými produktyignimbrity?. Dosahuje hloubky 190 m a v nejužším místě šířky 4 - 10 m. Malou ukázku vidíme na obrázku (foto Vladimír Žáček).

"Během 3,5 km dlouhé cesty narazíme na jedinečné pseudokrasové útvary, jako jsou obří hrnce a skalnaté prahy, které se střídají s písčitými pasážemi. Místní obyvatelé lokalitu nenavštěvovali, přestože od města Somoto je pouhých 12 km vzdálená. Báli se skřítků," vysvětluje Vladimír Žáček z České geologické služby, který byl jedním z objevitelů.

Krasové útvary vznikají v rozpustných horninách (např. vápenec, dolomit, sádrovec, halit) působením povrchové a podzemní vody. Jako pseudokras označujeme morfologicky podobné, jiným způsobem vznikající tvary, např. tektonicky či mechanickým rozpadem.

Zadní strana nicaraguiské bankovky o hodnotě 50 cordobas.Nikaragujci pokládají lokalitu za tak významnou, že ji umístili na zadní stranu bankovky o hodnotě 50 cordobas. Somoto Grand Canyon, jak se dnes nazývá, navštívilo v loňském roce 40.000 turistů.

Nobelovu cenu za chemii

4.10.2017
Řez virionem  zika viru pořízený technikou kryelektronové mikroskopie (D.Sirohi et al., The 3.8 A resolution cryo-EM structure of Zika virus, Science 31 Mar 2016, DOI: 10.1126/science.aaf5316).

dnes získali od Královské švédské akademie věd Jacques Dubochet (nar.1942, Lausanneská univerzita), Joachim Frank (nar.1940, Columbia University, New York) a Richard Henderson (nar.1945, MRC Laboratory of Molecular Biology, Cambridge, GB) za vývoje kryoelektronové mikroskopie s vysokým rozlišením pro určení struktury biomolekul v roztocích. O cenu se podělili rovným dílem.

Laureáti vyřešili problém zobrazení biologických molekul pomocí elektronového mikroskopu, aniž by je proud dopadajících elektronů zničil. Rychlé zmrazení pomocí kapalného dusíku umožňuje zachovat strukturu biomolekul v přirozeném prostředí. Kvapem vznikající led nevytváří krystaly, které by biomolekulu poškodily. Na obrázku vidíme řez virovou částicívirionem? zika viru pořízený technikou kryelektronové mikroskopie (D.Sirohi et al., The 3.8 A resolution cryo-EM structure of Zika virus, Science 31 Mar 2016, DOI: 10.1126/science.aaf5316).

Nobelovu cenu za fyziku

3.10.2017

dnes udělila Královská švédská akademie věd Raineru Weissovi (nar.1932, Massachusetts Institute of Technology , BostonMIT?), Barry C. Barishovi (nar.1936, California Institute of Technology, PasadenaCaltech?) a Kipu S. Thorneovi (nar.1940, Caltech) za rozhodující příspěvek k LIGO detektoru a pozorování gravitačních vln. RW obdržel polovinu ceny, BB a KT po čtvrtině.

LIGO, zkratka z Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory neboli Laserová interferometrická pozorovatelna gravitačních vln je detekuje porovnáváním měření dvou výkonných laserových přístroj pro velmi přesná měření využívající interferenci světlainterferometrů?. Gravitační vlny vznikají při urychlení hmoty a jejich detekce je kromobyčejně obtížná. LIGO zachytil 14.září 2015 velmi silný signál, který vznikl před 1,3 miliardou let při srážce černých děr.

Nobelovu cenu za fyziologii a lékařství

2.10.2017
Koncentrace bílkoviny PER a aktivita genu periodu během 24 hodin.

obdrželi dnes rovnými dílem Jeffrey C. Hall (University of Maine, nar.1945), Michael Rosbash (Brandeis University, nar.1944) a Michael W. Young (Rockefeller University, nar.1949) za objev molekulárního mechanismu, který řídí cirkadiánní rytmus (denní cyklus organismů). Objasnili ho pomocí pokusů na muškách octomilkách.

Základem je gen zvaný period, podle něhož vzniká bílkovina PER. S jinou bílkovinou zvanou TIM tvoří komplex, který proniká do buněčného jádra a inhibuje činnost genu period. Záporná zpětná vazba způsobuje kolísání koncentrace bílkoviny PER během 24 hodin. V noci dosahuje maxima, ve dne klesá k minimu. Schematické znázornění vidíme na obrázku. Frekvenci kmitů udržuje gen doubletime, který kóduje protein DBL.

Jedovatá žába nezahyne

1.10.2017
Zdroj:
R.D.Tarwin et al., Interacting amino acid replacements allow poison frogs to evolve epibatidine resistance, Science  22 Sep 2017: Vol. 357, Issue 6357, pp. 1261-1266, DOI: 10.1126/science.aan5061
Zdroj
Nahoře chemická struktura toxinu epibatidinu, dole neurotransmiteru acetylcholinu.

Nervový jed používají k obraně žáby (rod Anura) z čeledi pralesničkovitých (Dendrobatidae) ze středo a jihoamerickýh pralesů. Ochutná-li je někdo, nebude mu dobře. Jed epibatidin (struktura viz obr. nahoře) z povrchu žabích těl pronikne do organismu predátora a zablokuje nikotinový acetylcholinový receptor nAChR na nervových buňkách. Dostaví se křeče, které mohou vést až ke smrti. Chemickou strukturu acetylcholinu vidíme na stejném obrázku dole. Jak vidíme na dalších obrázcích, pralesničkovité varují případné zájemce o chutné sousto pestrými barvami, aby si propříště nechali zajít chuť.

Pralesnička trojbarvá (Epipedobates tricolor, angl. phantasmal poison-arrow frog), David Cannatella/University of Texas at Austin.Místní Indiáni jedem natírají hroty šípů a šipek. Jak je možné, že pralesničkovité žáby neskolí vlastní jed? Jejich receptor nAChR má nepatrně pozměněnou strukturu. Záměna pouhých tří aminokyselin z 2.500, které ho vytvářejí, způsobuje, že epibatidin se nenaváže a acetylcholin ano. Nejzajímavější je, že aminokyseliny, které tak ovlivňuji fungování receptoru, leží mimo oblast, která je v kontaktu s acetylcholinem nebo epibatinem.

Vlevo pralesnička azurová (Dendrobates azureus, angl. blue poison arrow frog), vpravo pralesnička barvířská (Dendrobates tinctorius, angl. dyeing poison frog)  v Louisvillské zoo (public domain via Wikimedia Commons).Desítky let pracují chemici na nenávykovém léku proti bolesti a pro léčbu závislostí na základě toxinu epibatidinu, protože jde o velmi slibnou sloučeninu. Jeden z derivátů postoupil až do stádia klinických zkoušek, v nichž kvůli vedlejším účinkům neuspěl. Nové poznatky by mohly napomoci při hledání použitelného derivátu. „Každý střípek informace o interakci receptoru se specifickými molekulami, který získáme, nás o kousek přibližuje návrhu lepších přípravků,“ říká jedna z autorek výzkumu, Cecilia Borghese z University of Texas v Austinu. Na obrázku vidíme vlevo pralesničku azurovou (Dendrobates azureus, angl. blue poison arrow frog) a vpravo pralesničku barvířskou (Dendrobates tinctorius, angl. dyeing poison frog) v Louisvillské zoo (public domain via Wikimedia Commons).

Bakteriální žihadlo

29.9.2017
Zdroj:
D.Böck et al., In situ architecture, function, and evolution of a contractile injection system, Science  18 Aug 2017: Vol. 357, Issue 6352, pp. 713-717, DOI: 10.1126/science.aan7904 - J.Wang et al., Cryo-EM structure of the extended type VI secretion system sheath–tube complex, Nature Microbiology (2017), doi:10.1038/s41564-017-0020-7
Zdroj
Největší známá měňavka Chaos carolinensis dorůstá až 5 mm, foto dr.Tsukii Yuuji (http://protist.i.hosei.ac.jp/PDB2/PCD1761/D/79.jpg) [CC BY-SA 2.5 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)], via Wikimedia Commons.

K výbavě nedávno objevené bakterie Amoebophilus asiaticus patří zařízení na prorážených buněčných stěn připomínající žihadlo molekulárních rozměrů. Schematické fungování znázorňuje video. Válcový útvar z 200 bílkovin stažením vymrští proti buněčné membráně molekulární beranidlo a zase ho vtáhne zpět. Odborné pojmenování zní T6SS (type 6 secretion system - sekreční systém typu 6). Nepracují jednotlivě, nýbrž v bateriích až o 30 jednotkách.

T6SS je složitý bílkovinný komplex, připevněný zevnitř na buněčné membránu bakterie. Přesné působení dosud neznáme. Špici bakteriálního beranidla snad tvoří molekula enzymu, který rozkládá buněčnou membránu. „Je možné, že proražení membrány je čistě mechanická záležitost,“ dodává pro.Martin Pilhofer z curyšského Spolková vysoká technická škola v Curychu, něm. Eidgenössische Technische Hochschule ZürichETH?.

Měňavky, též améby (angl. amoeba) s oblibou pojídají jiné jednobuněčné včetně bakterií. Ne každá se umí prodrat ven jako A. asiaticus a neskončit v trávicí vakuole. Nešťastný osud dvou prvoků rodu Paramecium (trepka) v útrobách měňavky spatříme na tomto videu. Největší známou měňavku Chaos carolinensis, která dorůstá až 5 mm, vidíme na obrázku; foto dr.Tsukii Yuuji (http://protist.i.hosei.ac.jp/PDB2/PCD1761/D/79.jpg) [CC BY-SA 2.5 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)], via Wikimedia Commons.

Vladimír 1.10.2017: Je-li T6SS uvnitř buňky bakterie, pak musí udělat díru i do vlastní membrány.

Po rumu došlo i na tuzemák

26.9.2017
Zdroj:
EFSA CEF Panel (EFSA Panel on Food Contact Materials, Enzymes, Flavourings and Processing Aids), Silano V, Bolognesi C, Castle L, Cravedi J-P, Engel K-H, Fowler P, Franz R, Grob K, Gürtler R, Husoy T, Kärenlampi S, Milana MR, Penninks A, Tavares Poças MF, Smith A, Tlustos C, Wölfle D, Zorn H, Zugravu C-A, Beckman Sundh U, Benigni R, Brimer L, Mulder G, Oskarsson A, Svendsen C, Martino C and Mennes W, 2017. Scientific Opinion of Flavouring Group Evaluation 500 (FGE.500): rum ether. EFSA Journal 2017;15(8):4897, 53 pp. https://doi.org/10.2903/j.efsa.2017.4897
Zdroj
Základní složky rumového etheru.

Evropský úřad pro bezpečnost potravin (European Food Safety Authority - EFSA) dospěl k závěru, že tzv. rumový ether (angl. rum ether), základní rumové aroma, může obsahovat škodlivé sloučeniny. Připravuje se destilací směsi koncentrovaného alkoholu, dřevního octa (angl. pyroligneous acid), koncentrované kyseliny sírové a oxidu manganičitého. Dřevní ocet je tmavá kapalina, která vzniká při pyrolýza v rozsahu 200 - 500 stupňů Celsiasuché destilaci dřeva?. Její hlavní složky jsou kyselina octová, aceton a methanol, přičemž ve složení produktů různých výrobců najdeme velké rozdíly.

Ano, to skutečně najdeme v tuzemáku.

V bezbarvém a po rumu chutnajícím rumovém etheru nalezli experti EFSA při chemické analýze pomocí plynové chromatografie a hmotnostní spektrometrie 84 těkavých organických sloučenin. Několik dalších zůstalo neidentifikováno. Rozdělili je podle podobnosti do dvanácti skupin, z nichž osm označili za bezproblémové.

Za karcinogenní pokládají některé látky ze skupiny 1 (nasycené lineární primární alifatické alkoholy/aldehydy/kyseliny/estery a acetály včetně cyklických) a 12 (deriváty furanu). U skupiny 3 (α,ß-nenasycené lineární a rozvětvené alifatické primární alkoholy/ketony/estery, kromě esterů α,ß-nenasycených karboxylových kyselin) a 10 (alifatické a alicyklické ethery) konstatovali nedostatek údajů. Složení skupin a rumového etheru, jakož i strukturní vzorce zmíněných sloučenin najdeme v EFSA Journal. Základní složky rumového etheru vidíme na obrázku. Kromě furanu jde o sloučeniny, jejichž obsah přesahuje 1%. Kvůli jednoduché struktuře na obrázku nenajdeme ethanol CH3CH2OH a methanol CH3OH.

Závěry EFSA vycházejí ze strukturní podobnosti sloučenin, nikoliv z toxikologických testů, takže můžeme hovořit nanejvýš o podezření na karcinogenitu. Používáme-li tuzemák jako koření do sladkostí, pečiva, krémů a ovocných salátů, nebezpečí je mizivé. Konzumenty většího množství oblíbeného nápoje ohrožuje více alkohol, než rakovinotvorné substance s mizivým obsahem.

testament 8.10.2017: Lze jen závidět britům, že se jich po brexitu podobné "objevy" už netýkají.

Kukaččí vejce

24.9.2017
Zdroj:
Portugal, S. J., Bowen, J. and Riehl, C. (2017), A rare mineral, vaterite, acts as a shock absorber in the eggshell of a communally nesting bird. Ibis. doi:10.1111/ibi.12527
Zdroj
Vejce kukačky neotropická vypadají jako pokrytá křídou, což způsobuje vrstva minerálu vateritu (Christina Riehl, Princeton University).

Ne všechny kukačky (řád Cuculiformes) kladou vejce do cizích hnízd. Kukačky neotropické (Crotophaga major, ang. greater ani nebo black cuckoo) snáší do velkých společných hnízd až 15 kousků, takže mohou ležet i na sobě. Aby se při vzájemných ťukancích nerozbila, mají speciálně zesílenou skořápku. Běžnou skořápku převážně z uhličitanu vápenatého CaCO3 v klencové soustavě pokrývá vrstva téže sloučeniny v soustavě šesterečné, což po řadě odpovídá minerálům kalcitu a vateritu.

Vateritové zesílení činí pouze desetinu tloušťky běžné kalcitové skořápky. Nicméně je to právě taková tloušťka, o kolik se skořápka deformuje při kontaktu s jiným vejcem. Vateritová vrstva slouží jako tlumič nárazů. Rovněž odpovídá ze křídový vzhled, jak vidíme na obrázku (foto Christina Riehl, Princeton University). Při vzájemném podélném pohybu vajec se stírá, čímž uvolňuje případné mechanické napětí.

„Vaterit byl dlouho záhadnou součástí vaječných skořápek. Vyskytuje se pouze u několika druhů ptáků, takže jeho význam nikdo neřešil,“ podotýká Mark hauber z University of Illinois at Urbana-Champaign

Kukačka neotropická žije v hejnech od Panamy až po sever Argentiny a Uruguaje. S ocasem dorůstá 50 cm při váze 170 g. Hnízdí podél okrajů lesa, v magrovových (angl. mangrove) bažinách nebo řídkých lesích podél vod. Živí se velkým hmyzem, a dokonce ještěrkami a žábami. Poslechnout a prohlédnout si je můžeme zde.

Lodi přinášejí blesky

22.9.2017
Korelace mezi množstvím emisí z lodní dopravy a četností blesků  je zcela zřetelná (Thornton, J. A., K. S. Virts, R. H. Holzworth, and T. P. Mitchell (2017), Lightning enhancement over major oceanic shipping lanes, Geophys. Res. Lett., 44, doi:10.1002/2017GL074982).

Podél lodních tras v severovýchodním Indickém oceánu a Jihočínském moři hřmí dvakrát častěji než v klimaticky stejném okolí. „Jde o nejzřejmější příklad, jak lidé opravdu mění sílu bouřek na Zemi díky emisím částic ze spalování,“ říká Joel A. Thornton, odborník na atmosféru z University of Washington v Seattlu a hlavní autor studie. Více aerosolu v ovzduší urychluje vznik mraků, v nichž dochází k separaci náboje a vzniku blesků.

Údaje za posledních dvanáct let z World Wide Lightning Location Network, mezinárodní sítě s údaji o všech bouřkách, jednoznačně ukazují, že mezi listopadem a dubnem v Indickém oceánu a v dubnu až prosinci v Jihočínském moři naroste podél lodních tras četnost blesků až na dvojnásobek. Na obrázku vidíme, že korelace mezi množstvím emisí z lodní dopravy a četností blesků je zcela zřetelná (Thornton, J. A., K. S. Virts, R. H. Holzworth, and T. P. Mitchell (2017), Lightning enhancement over major oceanic shipping lanes, Geophys. Res. Lett., 44, doi:10.1002/2017GL074982).

Hustotu lodní dopravy můžeme porovnat na této mapě z roku 2012. Trasy s četnými bouřkami patří mezi nejvytíženější na světě.

Zika virus léčí rakovinu

20.9.2017
Zdroj:
Zhe Zhu et al., Zika virus has oncolytic activity against glioblastoma stem cells, Journal of Experimental Medicine, September 4, 2017, Volume 214, No. 9, doi: 10.1084/jem.20171093
Zdroj
Řez virovou částicí Zika viru (D.Sirohi et al., The 3.8 A resolution cryo-EM structure of Zika virus, Science 31 Mar 2016, DOI: 10.1126/science.aaf5316).

Při nákaze těhotných způsobuje virus zika z čeledi Flavivirů těžkou vývojovou poruchu mozku plodu, tzv. mikrocefalii, čímž rozumíme předčasné ukončení růstu mozku a zpravidla celé hlavy. Ve vyvíjejícím se mozku napadá unipotentní nervové buňky, které hynou nebo se hůře rozmnožují. Unipotentními nazýváme kmenové buňky, ze kterých vzniká pouze jeden typ buněk, v našem případě nervové.

V dospělém mozku zika virus rovněž napadá rostoucí nervovou tkáň, tedy rakovinný nádor glioblastom. Experimenty proběhly zatím na laboratorních myších, ale je velmi pravděpodobné, že u lidí bude působit stejně. Myši s glioblastomem nakažené zika virem přežívaly podstatně déle. Glioblastom je nejčastější a nejmalignější (nejzhoubnější) nádor mozku. Jeho metastázy jsou vzácné, avšak roste velmi rychle. Většina nemocných umírá do dvou let po diagnóze.

„Náš výzkum je prvním krokem k rozvoji bezpečných a účinných kmenů virů zika, které by se mohly stát důležitými nástroji v neuroonkologii a při léčbě glioblastomu,“ uvedl Michael Diamond z Washington University, jeden z autorů výzkumu.

Onkolytické (zánik nádoru vyvolávající) účinky mezi Flaviviry vykazuje toliko zika virus. Např. nákaza jeho příbuzným, virem západonilské horečky, nechá glioblastom úplně v klidu. Na obrázku vidíme řez virovou částicí neboli virionem (D.Sirohi et al., The 3.8 A resolution cryo-EM structure of Zika virus, Science 31 Mar 2016, DOI: 10.1126/science.aaf5316). Virus je označení celého druhu, jedince nazýváme virion.

Vícevrstevné atomové jádro

18.9.2017
Zdroj:
R. Broda et al., Doubly magic 208Pb: High-spin states, isomers, and E3 collectivity in the yrast decay, Phys. Rev. C 95, Iss.6, 064308
Zdroj
Atomové jádro olova 208.

Původní představy, že atomová jádra jsou pouze koule natlačených protonů a neutronů, jsme již opustili. Pro většinu z nich to platí, ale existují i velmi zajímavé výjimky. Existuje jádro ve tvaru elipsoidu, ale i další, která nelze popsat jako jednoduché geometrické tvary:

Jádro se svatozáří, akademon.cz 4.7.2006

Neutronové halo helia-6, akademon.cz 12.10.2004

K tzv. borromejských jádrům zmíněným v předchozích odkazech, patří i He 6. Číslo za symbolem prvku značí celkový počet nukleonů v jádře, tedy součet protonů a neutronů. Někdy se píše jako horní index před symbolem prvku, tedy 6He.

Velmi zvláštní strukturu má i jádro olova 208 (angl. lead-208), nejrozšířenější stabilního izotopu tohoto prvku. Přírodní olovo ho obsahuje 52,4%. Vznikl jako konečný produkt rozpadu thoria 232. Jeho jádro tvoří 82 protonů a 126 neutronů, rozdělených velmi neobvyklým způsobem. Hutné jádro tvoří 132 nukleonů. Kolem něho obíhá dalších 76 volněji uspořádaných nukleonů, jak vidíme na obrázku a na videu.

Popsat podivnou strukturu nebylo snadné. Jaderní fyzici studovali jak vzájemné srážky jader olova 208, tak jeho kolize se selenem 82, germaniem 76, niklem 64 a vápníkem 48. Střetnutími vybuzená jádra přecházela do základního stavu za vyzařování gama paprsků. „Analýza energie tohoto záření nám umožnila získat spoustu informací o struktuře atomových jader a dějích v nich probíhajících,“ objasnil Dr.Lukasz Iskra z polského Ústavu jaderné fyziky Henryka Niewodniczańskeho. Gama paprsky registroval speciální sférický spektrometr gama záření zvaný Gammasphere, který si zahrál i ve filmu.

Veverky mají systém

17.9.2017
Zdroj:
Caching for where and what: evidence for a mnemonic strategy in a scatter-hoarder, Mikel M. Delgado, Lucia F. Jacobs, R. Soc. open sci. 2017 4 170958; DOI: 10.1098/rsos.170958.
Zdroj
Veverka liščí při pojídání švestky v kalifornském Fullertonu (foto Davefoc, CC BY-SA 3.0, (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0), via Wikimedia Commons).

Veverkám slouží jako zásoby oříšky, které zahrabávají do maskovaných skrýší, jak můžeme na videu zde. Zoologové z University of California v Berkeley odhalili systém zásobáren u veverka liščí (Sciurus niger, angl. fox squirrel). Nalezne-li na jednom místě různé druhy ořechů, zahrabe každý druh ve více skrýších v jedné nevelké oblasti vyhrazené jen pro něj.

Experimenty proběhly s 45 divokými veverkami. Postupně dostávaly v náhodném pořadí po sobě 16 ořechů vlašských, lískových, pekanových nebo mandliček, buď na jednom nebo na různých místech. Nenalézaly-li potravu na stejném místě, pořádek v jejím ukládání neudržely. Polohu veverek sledovali vědci pomocí GPS. Podle spoluautora výzkumu Mikela Delgada „veverky užívají rozdílné strategie pro ukládání zásob podle toho, kde je získaly.“

Veverka liščí je největší ze tří původních druhů severoamerických veverek. Je až třikrát větší než u nás žijící veverka obecná (Sciurus vulgaris). Na obrázku ji vidíme při pojídání švestky v kalifornském Fullertonu (foto Davefoc, CC BY-SA 3.0, (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0), via Wikimedia Commons).

Virus uhání virovodem

14.9.2017
Zelené puntíky nahoře představují RNA podobnou RNA viru klíšťové meningoencefalitidy, jak prochází dendritem. Produkci fialově označených virových bílkovin vidíme dole (Hirano M. et al., Dendritic transport of tick-borne flavivirus RNA by neuronal granules affects development of neurological disease, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, Aug. 28, 2017, DOI: 10.1073/pnas.1704454114).

Virus klíšťové meningoencefalitidy (tick-borne encephalitis virus), zánětlivého onemocnění centrální nervové soustavy, využívá dendritů nervových buněk (neuronů) jako rozvodného potrubí. Z neuronu vybíhá mnoho dendritů do všech směrů. Slouží ke sběru informací a jejich přenosu do centra buňky. Flaviviry využívají existujících transportních mechanismů buňky v opačném směru, aby svou ribonukleovou kyselinu RNA dostali z jejího nitra do konců dendritů. K syntéze bílkovin viru a jeho vzniku dojde až tam.

Flaviviry představují čeleď dosti nepříjemných virů. Kromě uvedené klíšťové meningoencefalitidy k nim patří k nim virus encefalitidy japonské (Japanese encephalitis), zika virus (ang.Zika virus), virus horečky dengue, virus západonilské horečky (West Nile virus) a virus žluté zimnice (yellow fever). Podle něj nese celá čeleď pojmenování, protože flavus značí latinský žlutý.

Na mikroskopickém snímku nahoře představují zelené puntíky RNA podobnou RNA viru klíšťové meningoencefalitidy, jak prochází dendritem. Produkci fialově označených virových bílkovin vidíme dole (Hirano M. et al., Dendritic transport of tick-borne flavivirus RNA by neuronal granules affects development of neurological disease, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, Aug. 28, 2017, DOI: 10.1073/pnas.1704454114).

Výprachtický Vlastislav 16.9.2017: Získané informace mohou napomoci při léčbě využitím regulačních enzymů, pro odbourávání vzniklých postradatelných aminokyselin.

Vikingský válečník byl válečnicí

11.9.2017
Zdroj:
Hedenstierna-Jonson C, Kjellström A, Zachrisson T, et al. A female Viking warrior confirmed by genomics. Am J Phys Anthropol. 2017;00:1–8. https://doi.org/10.1002/ajpa.23308 - https://www.eurekalert.org/multimedia/pub/150037.php
Zdroj
Kresba hrobu Bj 581 od Thórhallura Thráinssona (© Neil Price).

K nejvýznamnějším archeologickým nálezům z vikingské minulosti Švédska patří hrob bojovníka z poloviny 10.století. Leží na území tehdy významného obchodního centra Birka kousek západně od Stockholmu a nese označení Bj 581. Pohřební výbava zahrnující i meč, kopí a hroty šípů, a dva spolu pohřbení koně dokládají, že šlo o významného náčelníka. Izotopová analýza potvrdila kočovný životní styl zcela v souladu s bojovými společenství tehdejší severní Evropy.

Podle archeoložky Anny Kjellström ze Stockholmské univerzity odpovídá utváření kostí ženské kostře. Nepřítomnost mužského chromozomu Y v odebraných vzorcích DNA a analýza mitochondriální deoxyribonukleové kyseliny to nyní potvrdily. Není pochyb, že významnou pozici ve vojenské hierarchii zastávala žena. Kresbu hrobu od Thórhallura Thráinssona (© Neil Price) vidíme na obrázku.

Psi se prokýchají k rozhodnutí

10.9.2017
Zdroj:
Reena H. Walker, Andrew J. King, J. Weldon McNutt, Neil R. Jordan. Sneeze to leave: African wild dogs ( Lycaon pictus ) use variable quorum thresholds facilitated by sneezes in collective decisions. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 2017; 284 (1862): 20170347 DOI: 10.1098/rspb.2017.0347 - https://www.sciencedaily.com/releases/2017/09/170905202954.htm - Alfred Brehm, Život zvířat, díl IV Ssavci, sv.III, Nakladatelství J.Otto, Praha, 1928.
Zdroj
Smečka psů hyenovitých (Lycaon pictus) u kořisti v novozélandské zoo (Brian Gratwicke [CC BY 2.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0)], via Wikimedia Commons).

Afričtí psi hyenovití (Lycaon pictus, African wild dog) hlasují o zahájení nové lovecké výpravy pomocí kýchání. Čím více kýchnutí zazní na shromáždění smečky (social rally), tím spíš vyrazí na společný lov. Zajímavý hlasovací mechanismus funguje, pokud není jasné stanovisko vedoucí samice nebo samce. Jinak kýchnou jen párkrát a jde se.

“Náš objev, že kvorum založené na počtu kýchnutí závisí na tom, kdo je na shromáždění přítomen, ukazuje, že ne všechny psí hlasy jsou si rovné,“ říká Dr. Andrew J. King z britské Swansea University. Výzkum proběhl u pěti smeček v deltě řeky Okawango v Botswaně během 68 shromáždění.

Pes není pes

Vlastí psů hyenovitých jsou stepi subsaharské Afriky. Patří do rodu psů (Lycaon), na rozdíl od psa domácího (Canis lupus familiaris), který je vlastně vlkem (Canis). Oba náleží do stejné čeledi šelem psovitých (Canidae). Na obrázku vidíme smečku psů hyenovitých u kořisti v novozélandské zoo (Brian Gratwicke [CC BY 2.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0)], via Wikimedia Commons).

O jejich dobře organizovaném lovu najdeme v Brehmově Životě zvířat: „Běží neúnavné úprkem v dobře promyšleném pořádku. Jsou-li první unaveni, tu jsou vystřídání zadními, kteří tím, že nadbíhali, běželo-li se v oblouku, nejsou tak vyčerpaní. Konečně jest zvěř unavena a honba ustává.“ Psa hyenovitého můžeme vidět v zoo ve Dvoře Králové, kde se v prosinci 2016 narodilo sedm štěňat.

Vzrostlý strom unikl botanikům

8.9.2017
Detaily nově objeveného stromu Incadendron esseri, L značí mikroskopický řez slupkou semene, K a N jsou pro srovnání řezy plodem podobného stromu Senefelderopsis ze stejné čeledi, který roste na Guyanské vysočině (obr. PhytoKeys 85: 69-86 (31 Aug 2017) https://doi.org/10.3897/phytokeys.85.14757)

Dosud neznámou drobnou žoužel objeví biologové každou chvíli. Málokdy se stane, aby pozornosti unikal nepříliš vzácný vzrostlý strom. Incadendron esseri dorůstá výšky 6 až 26 metrů s kmenem o průměru do 56 cm. Roste ve třech lokalitách v Peru a Ecuadoru ve výšce 1.800 - 2.400 m. Celá oblast je druhově bohatá, takže zůstal nepovšimnut.

Je jediným příslušníkem nového samostatného rodu z čeledi pryšcovitých (Euphorbiaceae, angl. spurge), kam přináleží několik tisíc druhů bylin i dřevin, např.kaučovník, skočec anebo u nás rostoucí pryšec chvojka. Mezi pryšcovité patří i podivná smrdutá rafflesie.

K objevu dodal Kenneth Wurdack, botanik ze Smithsonian's National Museum of Natural History: “Ukazuje se, že mnohou rozmanitost přírody dosud neznáme a že nápadné nové druhy na nás čekají leckde, jak v odlehlých nedotčených lokalitách, tak na vlastním dvorku.“

Na snímcích vidíme různé detaily nově objeveného stromu, L značí mikroskopický řez slupkou semene, K a N jsou pro srovnání řezy plodem podobného stromu Senefelderopsis ze stejné čeledi, který roste na Guyanské vysočině (obr. PhytoKeys 85: 69-86 (31 Aug 2017) https://doi.org/10.3897/phytokeys.85.14757).

Protože roste na území bývalé incké říše, pojmenovali ho objevitelé Incadendron, což znamená incký strom. Dendron je strom v řečtině. Druhové jméno esseri nese na počest Hanse-Joachima Essera, významného německého botanika a experta na pryšcovité rostliny.

Neznámá palma, akademon.cz 20.1.2008

Ptáci podávají neuvěřitelné výkony

6.9.2017
Zdroj:
Parr et al, High altitude flights by ruddy shelduck Tadorna ferruginea during trans-Himalayan migrations, Journal of Avian Biology (2017). DOI: 10.1111/jav.01443
Zdroj
Samice husice rezavé v letu (Yogendra Joshi (Caught in the flight  Uploaded by Snowmanradio) [CC BY 2.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0)], via Wikimedia Commons).

Rybák dlouhoocasý (Sterna paradisaea) každoročně přelétá přes celou Zeměkouli z Arktidy do Antarktidy a zpět. Rorýs obecný (Apus apus) vydrží ve vzduchu bez mezipřistání nepřetržitě deset měsíců. Ve vzduchu jí, spí a páří se. Nově ornitologové odhalili, že husice rezavá (Tadorna ferruginea, angl. ruddy shelducks) vystoupá až do výšky 6.800 metrů. Průměr měření pomocí satelitní telemetrie činí 5.590 m. Některé husice zimují v Indii v nadmořských výškách blízkých hladině moře a vejce snášejí severně od Himalájí, takže toto pásmo velehor překonat musí.

Husice rezavá z řádu vrubozobých přebývá od Ukrajiny po Dálný východ. Patří mezi vodní ptáky, dorůstá až 70 cm při rozpětí křidel 135 cm. V Indii jde o posvátného ptáka hinduistů, v Tibetu budhistů. Ornitologové předpokládají, že oproti ostatním ptákům disponuje dosud neznámým adaptačním mechanismem, který jim umožňuje let v tak řídkém vzduchu. Samici husice rezavé v letu vidíme na obrázku (Yogendra Joshi (Caught in the flight Uploaded by Snowmanradio) [CC BY 2.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0)], via Wikimedia Commons).

Plasty z trusu zamořují dna oceánů

4.9.2017
Zdroj:
Kakani K., Choy, A., Sherlock, R.E., Sherman, A. D., Robison, B. H. (2017). From the surface to the seafloor: How giant larvaceans transport microplastics into the deep sea. Science Advances 16 August 2017: Vol. 3, no. 8, e1700715  DOI 10.1126/sciadv.1700715
Zdroj
Vršenka Bathochordaeus  po odhození filtru (foto MBARI).

Vršenky (třída Appendicularia, angl. larvaceans) z podkmene pláštěnců (Tunicata, angl. tunicates) způsobují, že mikroúlomky plastů lehčích než voda nacházíme i v hlubokomořských usazeninách. Na videu natočeném oceánology z Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI), vidíme, že nejvýraznější je na nich dvojitý filtr, kterým loví potravu. Po zanesení ho odhodí a vytvoří nový. Opuštěné filtry jsou důležitým zdrojem potravy pro hluboko žijící tvory. Vlastní vršenka je mnohem menší. Je to ta modravá mrskající se pulci podobná struktura v úvodu videa v horní části snímků.

Vršenky dosahují několika milimetrů s výjimkou příslušnic rodu Bathochordaeus , které dorostou až 10 cm. Kromě potravy, kterou představují vznášející se části mrtvých živočichů a rostlin, neúspěšně tráví i zachycené zlomečky plastů. Po průchodu střevem je vyloučí v peletkovitých výkalech, které klesají k oceánskému dnu rychlostí kolem 300 m za den. Opuštěné filtry sebou snášejí rychlostí až 800 m za den rovněž mikroúlomky plastů. Vršenku Bathochordaeus po odhození filtru vidíme na obrázku (foto MBARI).

Katije Kakani z MBARI se svými kolegy nejprve ulovila velké vršenky pomocí speciálního zařízení, jak vidíme v závěrečné části videa. Průchod plastů střevem od jejich zachycení až po vyloučení trusových peletek sledovali následujících 12 hodin na palubě výzkumného plavidla Western Flyer.

I když její vzhled tomu příliš nenapovídá, patří vršenky mezi naše příbuzné. Náleží ke kmeni strunatců (Chordata), stejně jako my, ostatní obratlovci. Hezký popis oběda vršenek přináší Brehmův Život zvířat: „Voda přitéká do schránky velikými otvory nad trupem zvířete. Tyto otvory jsou opatřeny mřížkami, které příliš velké organismy již předem zachytí. Zvíře sedí uvnitř schránky a vodu, která dovnitř proudí, prohání pohybem ocásku vějířovitým filtračním přístrojem, k jehož protilehlému konci se pevně připojuje otvorem ústním; shromážděnou potravu pak vssaje.“ Dle Alfred Brehm, Život zvířat, díl II, Sv.I, str. 7, Nakladatelství J.Otto, Praha 1929.

Diamant zabrání výbuchu

1.9.2017
Rovnoměrné usazování lithných kationtů na elektrodě pomocí nanodiamantů.

Diamanty mohou zásadním způsobem zvýšit bezpečnost lithiových baterií, nejrozšířenějších elektrochemických článků. Jak vidíme na tomto videu, zkrat způsobený kuchyňským nožem vede k požáru až explozi. U lithiových článků dochází občas k samovolnému zkratu kvůli vzniku tzv. dendritů, rozvětvených výrůstku z elektrodového materiálu. Vznikají při průchodu proudu vlivem nerovnoměrného usazování lithia na elektrodě. Po nějaké době článek zkratují s výsledkem, který jsme shlédli na videu. Doc.Ivan Jelínek z přírodovědecké fakulty UK pokládá exploze zkratovaných lithiových článků za srovnatelné s trhavinou menší brizance.

Přídavek drobounkých krystalů diamantu (nanodiamantů) o průměru kolem 5 nm do elektrolytu zrovnoměrní vylučování lithia a zabrání růstu dendritů. Lithné ionty v elektrolytu se adsorbují na povrch nanodiamantů. Vzniklé struktury stejnoměrně pokryjí elektrodu. Během následného vzniku homogenního kovového povlaku nanodiamanty bez Li+ přecházejí zpět do elektrolytu. Cena článků vzroste nepatrně, protože stačí malý přídavek diamantů, navíc nepříliš drahých. Schéma procesu najdeme na obrázku.

Rozdíl v kvalitě povrchů snadno rozeznáme na tomto obrázku. V levém sloupci vidíme na snímku elektronového mikroskopu lithiové povrchy vyloučené bez přítomnosti nanodiamantů, v pravém s nimi. Jako elektrolyt posloužil roztok hexafluorofosforečnanu lithného LiPF6 (angl. lithium hexafluorophosphate) ve směsi organických rozpouštědel ethylen-karbonát/diethyl-karbonát. Úsečky pro dvojice obrázků seshora dolu jsou po řadě 100, 1, 50 a 5 mikrometru dlouhé (Xin-Bing Cheng et al, Nanodiamonds suppress the growth of lithium dendrites, Nature Communications 8, Article Number 336 (2017). DOI: 10.1038/s41467-017-00519-2, CC-BY-4.0, https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Horní část původního obrázku byla vypuštěna a byl přidán český popisek.

Diskuse/Aktualizace