Sklovina prozradí postavení

14.12.2019
Zdroj:
L.Marawall Buckwalter, J.Baten, Valkyries: Was gender equality high in the Scandinavian periphery since Viking times? Evidence from enamel hypoplasia and height ratios, Economics and Human Biology, Volume 34, August 2019, Pages 181-193, doi: 10.1016/j.ehb.2019.05.007
Zdroj
Hypoplasie skloviny způsobená nedostatečnou výživou, foto Otis Historical Archives Nat'l Museum of Health & Medicine [CC BY 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0)].

Množství a kvalita stravy výrazně odrážela sociální postavení. Osoby společensky výše postavené měly ve středověku lepší stravu než ostatní. Zajímavé informace o rozvrstvení společnosti přináší studium tzv. lineární hypoplasie skloviny u archeologických kosterních nálezů. Jde o nedostatečný vývoj skloviny v důsledku nedostatečné výživy. Analýza ukázala, že postavení žen za vikinských časů ve venkovských oblastech Skandinávie bylo rovnocenné mužům. „Ženy ze severských zemích mohly podporovat mýty o Valkýrách: byly silné, zdravé a vysoké,“ komentuje jeden z výzkumníků Joerg Baten z Eberhard Karls Universität Tübingen.

Pouze ve velkých obchodních centrech jako Lund nebo Sigtuna na tom ženy byly o něco hůře. I v pozdějších středověkých časech byla postavení skandinávských žen lepší než ve zbytku Evropy, což se projevovalo lépe vyvinutou sklovinou. Hypoplasie (nedostatečné vyvinutí) skloviny je obecný příznak reakce organismu na nepříznivé okolní podmínky. „V naší studii jsme předpokládali, že dívky a ženy by statisticky trpěly větším poškozením, pokud by dostávaly méně jídla a péče než mužští členové společnosti,“ vysvětluje Laura Marawall Buckwalter z téže univerzity.

 

Hraje všemi barvami

13.12.2019
Zdroj:
Lane, S., Vagin, S., Wang, H. et al. Wide-gamut lasing from a single organic chromophore. Light Sci Appl 7, 101 (2018) doi:10.1038/s41377-018-0102-1
Zdroj
Nahoře fluorescence Np-P4VB v různém prostředí: (a) v cyklohexanu, (b) v DMF, (c) v DMF s dusičnanem zinečnatým, (d) v DMF s dusičnanem rtuťnatým, (e) v okyseleném DMF, foto S.Lane et al., Wide-gamut lasing from a single organic chromophore, Light Sci Appl 7, 101 (2018). Dole chemická struktura Np-P4VB.

Sloučenina Np-P4VB vyzařuje světlo při fluorescenci v neobyčejně širokém rozmezí vlnových délek v závislosti na složení rozpouštědla. Jak vidíme na obrázku nahoře, může hrát všemi barvami. V cyklohexanu C6H12 svítí modře, v dimethylformamidu DMF (CH3)2NC(O)H modrozeleně, zeleně v DMF za přítomnosti dusičnanu zinečnatého Zn(NO3)2, za přítomnosti dusičnanu rtuťnatého Hg(NO3)2 žlutě a v okyseleném DMF oranžově. „Tento materiál může najít široké uplatnění od senzorů přes biologické značení až po displeje,“ soudí první autor publikace Stephen Lane z University of Alberta. Podle chemického názvosloví jde o bis(4-pyridyl)dineopentoxyl-p-fenylendivinylen, jehož chemickou strukturu vidíme na obrázku dole.

Vanad v roztoku v různých oxidačních stavech, foto Steffen Kristensen [Public domain].Podobný barevný rozsah v chemii najdeme jedině u vanadu. Roztoky různých kationtů vanadu mají barvy velmi odlišné. Jak vidíme na obrázku, ve vodném roztoku je V2+ světle fialový, V3+ zelený, VO2+ modrý nebo VO3+ žlutý.

 

Frkačka nebo chameleon?

12.12.2019
Zdroj:
A.Pal et al., Elastic Energy Storage Enables Rapid and Programmable Actuation in Soft Machines, Advanced Functional Materials, 2019, https://doi.org/10.1002/adfm.201906603
Zdroj
Frkačka, zabávné pouťové zařízení, které se fouknutí prudce narovná a zatroubí a vyleká všechny kolem nenadálým pohybem a zvukem.

Frkačka, jednoduché pouťové zařízení pro obveselení, nalezla cestu do robotiky. Jak vidíme na videu, pruh elastického polymeru je v klidovém stavu stočený. Foukneme-li do něj vzduch, napřímí se. Při poklesu tlaku se znovu smotá a pevně uchopí předmět, u kterého zrovna bude. Pohyb může být tak rychlý, že napodobí způsob lovu chameleona.. I když ten brouček na videu mi oproti tvrzení autorů moc živý nepřijde, pohyb je to fakt rychlý. Chameleoni loví hmyz prudkým vystřelením jazyka, na jehož lepivý konec se nebohá kořist přilepí. Nakonec vytvořili i model masožravé rostliny mucholapky podivné (Dionaea muscipula, angl. Venus flytrap). Jak vypadá lov rostliny mucholapky ve skutečnosti, shlédneme zde.

Chameleon pardálí (Furcifer pardalis, angl.panther chameleon) dorůstá kolem 50 cm. Žije na Madagaskaru a přilehlých ostrovech, foto Anne97432 [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)].„Věříme, že pokud dokážeme vyrobit roboty schopné provádět pohyby s velkou amplitudou při vysoké rychlosti, jako umí chameleoni, pak mnoho automatizovaných úkolů bude možné provádět přesněji a mnohem rychleji. Standardní roboti jsou obvykle konstruovány z tvrdých a těžkých součástí, které se kvůli setrvačnosti pohybují pomalu. Chceme překonat tento problém,“ říká člen týmu Ramses V. Martinez z Purdue University.

 

Ozvučení přitahuje

11.12.2019
Zdroj:
Gordon, T.A.C., Radford, A.N., Davidson, I.K. et al. Acoustic enrichment can enhance fish community development on degraded coral reef habitat. Nat Commun 10, 5414 (2019) doi:10.1038/s41467-019-13186-2
Zdroj
Instalace podvodního reproduktoru na korálový útes, foto Harry Harding, University of Bristol.

V uplynulých desetiletích poničené korálové útesy se vzpamatovávají, byť nikterak závratným tempem. Pomoci může i správné ozvučení. „Zdravé korálové útesy jsou velmi hlasitá místa - vrzání krabů, vrčení ryb a další zvuky vytváří pestrý biologický zvukový obraz. Na poškozených útesech je naopak strašidelné ticho,“ říká šéf výzkumu prof.Stephen D. Simpson z University of Exeter. Ozvučení některých částí zotavujícího útesu po 40 dní během listopadu a prosince 2017 vedlo ke zdvojnásobení počtu ryb a 50% nárůstu druhové rozmanitosti ryb ve srovnání s kontrolními plochami. Zvuk zdravých útesů vypouštěly podvodní reproduktory mezi ostrovy Lizzard a Palfrey v severní části Velkého bradlového útesu. Reproduktory se nacházely i na kontrolních plochách, zůstaly však po celou dobu pokusu tiché.

 

Plast zabíjí

10.12.2019
Zdroj:
J.L.Lavers et al., Entrapment in plastic debris endangers hermit crabs, Journal of Hazardous Materials, 2019, DOI: 10.1016/j.jhazmat.2019.121703
Zdroj
Krab Coenobita perlatus patří do skupiny desetinohých korýšů, které laicky nazýváme krabi nebo raci poustevníčci. Najdeme mezi nimi druhy mořské, čistě suchozemské i semiterestrické, public domain via Wikimedia Commons.

Z plastového odpadu vznikají smrtící pasti pro drobné živočichy. Průzkum pláží odlehlých ostrovů ukázal, že ve zbytcích plastových lahví zahyne ročně přes 560.000 tisíc krabů poustevníčků Coenobita perlatus (angl. hermit crab). Na Hendersonové ostrově v Tichém oceánů 61.000 a na Kokosových ostrovech v Indickém oceánu 508.000. Prostě vlezou do zbytku PET lahve a bídně tam zhynou, protože nezvládnou cestu ven. Hustota mrtvých tělíček drobounkých desetinožců činí po řadě 2.447 a 1.117 krabů/m2 pláže. „Když jsme prohlíželi odpad na ostrovech, zděsilo mě, v kolika otevřených plastových obalech byli živí či mrtví krabi poustevníčci,“ říká první autorka publikace Jennifer L. Lavers z University of Tasmania

Naprostou většinu plastového odpadu do Tichého a Indického oceánu splavují velké asijské řeky, do kterých ho místní obyvatelé a obchodní společnosti bezohledně sypou. Ale nejsme v tom zcela bez viny. Nezanedbatelnou část pravděpodobně tvoří náš plastový odpad vyvezený do asijských zemí k tzv. recyklaci nebo ekologické likvidaci, přičemž všichni zúčastnění vědí nebo alespoň tuší, jak je to doopravdy. „Krabi poustevníci hrají klíčovou roli při správném fungování tropických ekosystémů tím, že provzdušňují a hnojí půdu, rozptylují semena a odstraňují odumřelé organismy. Jsou také významnou součástí mořského ekosystému. Při poklesu jejich populace jde o více, než pouze o riziko pro přírodní prostředí. Jsou také důležitou součástí mořských ekosystémů, na kterých je založen rybolov, rekreace a cestovní ruch, takže dopady mohou být nakonec také ekonomické,“ doplňuje J.L.Lavers.

 

Pluje a dávkuje

9.12.2019
Zdroj:
de Ávila, B.E., Angsantikul, P., Li, J. et al. Micromotor-enabled active drug delivery for in vivo treatment of stomach infection. Nat Commun 8, 272 (2017) doi:10.1038/s41467-017-00309-w - X.Wei et al., Biomimetic Micromotor Enables Active Delivery of Antigens for Oral Vaccination, Nano Lett. 2019, 19, 3, 1914-1921, Publication Date:February 6, 2019, https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.8b05051
Zdroj
Schéma mikrodávkovače s pohonem.

Pořádně prohnat nebezpečnou bakterii Helicobacter pylori, která napadá žaludeční sliznice, dokáže miniaturní dávkovač o průměru kolem 20 μm s mikromotorkem. Jak vidíme na obrázku, jádro tvoří hořčíková kulička, která reaguje se žaludeční kyselinou chlorovodíkovou za vývoje vodíku Mg + 2HCl ---> H2 + MgCl2. Vznikající bublinky plynu ženou mikročástici rychlostí kolem 120 μms-1, dokud nenarazí na žaludeční stěnu. Na ni se přichytí pomocí povrchové vrstvy tvořené polysacharidem chitosanem. Mikroskopický záznam pohybu mikročástice hnané vodíkovými bublinkami shlédneme na tomto videu.

Chemická struktura antibiotika klarithromycinu.Usazená mikročástice uvolňuje postupně z aktivní vrstvy pod chitosanem antibiotikum. Tuto vrstvu tvoří blokový kopolymer kyseliny mléčné a glykolové napuštěný antibiotikem klarithromycinem. Další experimenty směřují k využití metody pro podávání očkovacích látek ústy. Schéma přípravy mikročástic můžeme shlédnout na tomto videu. Obě videa převzata z de Ávila, B.E., Angsantikul, P., Li, J. et al. Micromotor-enabled active drug delivery for in vivo treatment of stomach infection. Nat Commun 8, 272 (2017) doi:10.1038/s41467-017-00309-w, CC BY 4.0, https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

 

Tlukoucí srdce velryby

8.12.2019
Zdroj:
Extreme bradycardia and tachycardia in the world’s largest animal, J. A. Goldbogen, D. E. Cade, J. Calambokidis, M. F. Czapanskiy, J. Fahlbusch, A. S. Friedlaender, W. T. Gough, S. R. Kahane-Rapport, M. S. Savoca, K. V. Ponganis, P. J. Ponganis, Proceedings of the National Academy of Sciences Nov 2019, 201914273; DOI: 10.1073/pnas.1914273116
Zdroj
Plejtvák obrovský (Balaenoptera musculus) ve východní části Tichého oceánu, foto NOAA.

Velryby extrémně namáhají svá obrovská srdce. Vůbec první měření jejich elektrokardiogramu (EKG) přineslo zajímavé údaje. Když se plejtvák obrovský (Balaenoptera musculus, angl. blue whale) potopí, aby z mořské vody odfiltroval drobné korýše, svou jedinou potravu, nemůže dýchat. Ponor do hloubky skoro 200 m po dobu 16,5 minuty představuje extrémní zátěž, což má své důsledky. Pod vodou klesá srdeční tep na 4 až 8 pulsů za minutu, někdy i pouhé dva. Po vynoření musí doplnit kyslíkový deficit, takže srdce se rozběhne rychlostí 25 až 37 tepů za minutu. Oboje je příliš malá (bradykardie) nebo příliš velká hodnota (tachykardie). Krátké video z experimentů najdeme zde.

Netopýr hvízdavý (Pipistrellus pipistrellus) patří se svými 5 gramy mezi nejmenší savce, CC BY-SA 3.0, https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/.Rychlost, s jakou srdce tepe, je úměrná velikosti. Srdíčko malinkého netopýra hvízdavého (Pipistrellus pipistrellus) tepe až 900 krát za minutu, srdce myšky 600 krát za minutu, sloní srdce 25 až 30 krát. Srdce 23 m dlouhého a 70 tun těžkého plejtváka obrovského vážící 319 kg tepe v klidu 15 krát za minutu a jedním úderem přečerpá 80 litrů krve. Na tak obrovského tvora je to málo. Pomalý srdeční rytmus pomáhá kompenzovat oblouk aorty. Stahem mezi dvěma srdečními pulsy žene těla další krev.

Kostra plejtváka obrovského, foto Bronwen Lea [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)]. Zachytit na obrovskou plovoucí masu pomocí přísavek měřící přístroj z jedoucího člunu nebylo vůbec snadné, jak vidíme na úvodním videu. „Opravdu jsem si nebyl jistý, že to bude fungovat. Tolik věcí muselo klapnout: potřebovali jsme najít plejtváka, umístit senzor na vhodném místě a v dobrém kontaktu s kůží velryby a samozřejmě zajistit, aby senzor fungoval a zaznamenával data,“ říká první autor publikace J.A.Goldbogen ze Stanford University. Avšak podařilo se.

 

Kořeny demokracie

7.12.2019
Zdroj:
Ruck, D.J., Matthews, L.J., Kyritsis, T. et al. The cultural foundations of modern democracies. Nat Hum Behav (2019) doi:10.1038/s41562-019-0769-1
Zdroj
Lögberg na Islandu, místo zasedání zákonodárného sboru v letech 930 až 1262, foto Diego Delso [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)].

Rozsáhlý výzkum s půl milionem respondentů ze 109 zemí nejspíš přinesl odpověď na otázku, zdali demokratické instituce samotné stačí ke vzniku funkční demokracie. Nuže, nestačí. Na každý sledovaný stát připadá přes 4,5 tisíce lidí, takže může jít o skutečně reprezentativní průzkum a smysluplní výsledky. Podstatné jsou kulturní tradice, a to zejména akceptování odlišností. Demokratický způsob vlády nespustí změny v kulturních hodnotách, spíše kulturní hodnoty vyvolají změnu systému. Což sledujeme každodenně ve světě. Naši demokracii ohrozí, pokud přijdeme o otevřenost ke změnám a odlišnostem. Na druhou stranu přílišná vstřícnost vůči kulturám, které pluralitu názorů nevyznávají, nás ohrozí rovněž.

 

Opravdu poslední mamut

6.12.2019
Zdroj:
Laura Arppe, Juha A. Karhu, Sergey Vartanyan, Dorothée G. Drucker, Heli Etu-Sihvola, Hervé Bocherens. Thriving or surviving? The isotopic record of the Wrangel Island woolly mammoth population. Quaternary Science Reviews, 2019; 222: 105884 DOI: 10.1016/j.quascirev.2019.105884
Zdroj
Mamut srstnatý, Mammuthus primigenius, Flying Puffin [CC BY-SA 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0)].

Přestože mamuti (rod Mammuthus, angl.mammoth) vyhynuli před 10 až 8 tisíci lety, poslední exempláře přežily tisíce let na Wrangelově ostrově, zapomenuté výspě 140 km severně od pobřeží východní Sibiře. Vyhynuli podle radiokarbonového datování eprve před 4.000 roky krátce po příchodu prvních lidí, kteří je pravděpodobně vyhubili. Konkrétně šlo o mamuta srstnatého (Mammuthus primigenius, angl. woolly mammoth). Podle spoluautora výzkumu prof.Hervé Bocherens z Universität Tübingen existuje i jiná možná příčina jejich skonu: „Lze si představit, že populace, možná již geneticky poškozená a s problémy s kvalitou pitné vody, mohla podlehnout extrémnímu počasí.“ Krátce před nimi, před 5.600 lety, vyhynuli mamuti na další osamělé vartě, na ostrově Saint Paul v Tichém oceánu jihozápadně od Aljašky.

 

Ebonit nahrazen

5.12.2019
Zdroj:
Luo, J., Wang, Z., Xu, L. et al. Flexible and durable wood-based triboelectric nanogenerators for self-powered sensing in athletic big data analytics. Nat Commun 10, 5147 (2019) doi:10.1038/s41467-019-13166-6
Zdroj
Konstrukce triboelektrickéhé článku TENG z balzového dřeva a teflonu.

Miniaturní triboelektrické generátory elektřiny (TENG - triboelectric nanogenerator) nabývají stále větší důležitosti. Vyrábějí elektřinu třením, takže se hodí pro napájení pohybujících se elektrických obvodů, např. nositelné elektroniky (wearable electornics), elektrických obvodů v oděvech. Nevyužívá se tradiční ebonitová tyč s liščím ohonem, na to by asi nebylo dost lišek, nýbrž nejrůznějších plastů. Zajímavý koncept využívá dřevo na měděné elektrodě v kombinaci s teflonem (polytetrafulorethylen).

Chemická struktura polytetrafluorethylenu neboli teflonu.Porozita balzového dřeva pro využití v TENGu se nejprve zvýší rozpuštěním části ligninu a hemicelulózy v roztoku hydroxidu sodného NaOH a siřičitanu sodného Na2SO3, takže naroste podíl celulózy. Přenášená plošná nábojová hustota (transferred charge density) dosahuje 36 μCm-2, což není příliš mnoho. Nejlepší TENGy dodávají řádově vyšší náboje, ale výzkum je na začátku a využití obnovitelného zdroje je slibné. Na videu vidíme možné využití v podobě pingpongového stolu, jehož povrch tvoří jednotlivé triboelektrické články. Dopad míčku je možné vyhodnotit velmi přesně (video J.Luo. et al., Nat Commun 10, 5147 (2019), https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).

Franta Flinta 9.12.2019: Co to je ten ebonit?

10.12.2019: Ebonit je kaučuk vulkanizovaný sírou tak moc, že se ji tam už víc nevejde. Může obsahovat až 40% síry. Je tvrdý a černý, takže moc jako guma nevypadá.

 

Hojí, nehojí

29.11.2019
Zdroj:
Vagnozzi, R.J., Maillet, M., Sargent, M.A. et al. An acute immune response underlies the benefit of cardiac stem-cell therapy. Nature (2019) doi:10.1038/s41586-019-1802-2
Zdroj
Počítačová animace řezu tlukoucím srdcem, DrJanaOfficial [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)].

Jak ošidná může být interpretace výsledků experimentů, ukazuje studie užití kmenových buněk pro léčbu infarktu myokardu. Ze stále probíhajících klinických studií vyplývá, že injekce kmenových buněk do poškozené srdeční tkáně urychlí zhojení. Nijak výrazně, avšak pozorovatelně. Podrobný výzkum a experimenty na myších ukázaly, že kmenové buňky, které měly iniciovat nárůst buněk srdečního svalu, nemají vůbec žádný vliv. Naprosto shodně působí přípravky s buňkami živými i chladem umrtvenými.

Chemická struktura polysacharidu zymosanu odvozená od glukózy.Příčinou rychlejšího hojení je zánět, odpověď imunitního systému organismu na podráždění. Naprosto stejně působí i zymosan, polysacharid, který spouští reakci imunitního systému. Používá se v imunologii pro vyvolání sterilních zánětů. „Závěry z naší studie jsou zcela jednoznačné. Působení terapie srdečními kmenovými buňkami je založeno na akutní zánětlivé odezvě vedoucí k hojení ran, která zlepšuje mechanické vlastnosti poškozené oblasti srdce,“ uvádí spoluautor publikace Jeffery D. Molkentin z University of Cincinnati.

 

Loď v lodi

28.11.2019
Zdroj:
https://www.wissenschaft.de/geschichte-archaeologie/ein-wikingergrab-mit-zwei-totenschiffen/?utm_source=newsletter&utm_medium=email&utm_campaign=wissenschaft.de_27-11-2019
Zdroj
Rekonstrukce mrtvého Vikinga v jeho pohřební lodi, obr. Raymond Sauvage/NTNU University Museum.

Nejvýznamnější osoby Vikingové občas pohřbívali v lodi pod mohylou. Neobvyklou mohylu se dvěma vikinskými pohřebními loděmi v sobě odhalili archeologové poblíž vesnice Vinjeøra ve středním Norsku. V téže mohyle proběhly dva pohřby v rozmezí zhruba stovky let. Vespod leží hrob muže v lodi dlouhé 9 - 10 metrů z osmého století se štítem, kopím a mečem, jehož styl hrob jednoznačně datuje. V devátém století prakticky ve stejném místě proběhl pohřeb ženy v o něco menší lodi dlouhé 7 až 8 metrů. Kromě perlového řetízku, dvou nůžek a vřetena v hrobě leží též neobvyklá hlava krávy. Přívěsek na krku ve tvaru kříže, původně ozdoba koňského postroje z Irska, datuje pohřeb do devátého století.

Jak vidíme na videu, poloha a blízkost lodí vylučuje náhodu. Proč však k takovému neobvyklému pohřbu došlo, archeologové nevědí. Je možné, že šlo a jakýsi důkaz vlastnictví přilehlých polností. Tehdy musely rodiny obhospodařovat půdu nejméně po pět generací, než ji mohly prohlásit za svůj majetek. „Zdá se, že tito dva byli pohřbeni společně, aby stvrdili rodinné vlastnictví pozemků,“ soudí vedoucí vykopávek Raymond Sauvage von der Technisch-Naturwissenschaftlichen Universität Norwegens.

 

Chvostoskok se veze

27.11.2019
Zdroj:
Robin, N., D’Haese, C. & Barden, P. Fossil amber reveals springtails’ longstanding dispersal by social insects. BMC Evol Biol 19, 213 (2019) doi:10.1186/s12862-019-1529-6
Zdroj
Dvacet sedm šestinohých fosilizovaných v jantaru z Dominikánské republiky, podle Robin, N., D’Haese, C. & Barden, P. Fossil amber reveals springtails’ longstanding dispersal by social insects. BMC Evol Biol 19, 213 (2019).

Na jednom okřídleném termitu a jednom okřídleném mravenci cestovalo před 16 miliony let dohromady 25 chvostoskoků. Jejich spolujízdu zakončila kapka pryskyřice. Nejde o první nález fosilií černých pasažérů v jantaru, nález je však ojedinělý svým rozsahem. Dřívější stejně starý nález obsahoval pouze jednoho chvostoskoka jedoucího na jepici. Chvostoskoci (řád Collembola) jsou drobní šestinozí živočichové blízce příbuzní hmyzu. Dle spoluautora výzkumu Ninona Robina Barden z New Jersey Institute of Technology možná chvostoskoci takto cestují dodnes: „Nálezy ukazují, že fosílie nám nejen vyprávějí o vývojové historii, ale také upozorňují na stále aktuální chování, která byla dříve přehlížena.“

Náčrtek fosilních nálezů šestinohých  v jantaru z Dominikánské republiky, podle Robin, N., D’Haese, C. & Barden, P. Fossil amber reveals springtails’ longstanding dispersal by social insects. BMC Evol Biol 19, 213 (2019).Podřád chvostoskoků srostočlenky (Symphypleona) je možná k letu speciálně uzpůsoben. „Srostočlenky jsou ve srovnání s ostatními chvostoskoky neobvyklé, protože mají delší specializovaná tykadla, která používají při páření a námluvách. Jak však ukazuje podrobný pohled do jantaru, tyto struktury mohou mít další funkci. Ve fosilii jsou tykadla částečně ovinuta kolem křídel a nohou mravence a termita. Vypadá to, jako by se ti drobečci s jejích pomocí drželi svého nosiče,“ soudí spoluautor publikace Phillip Barden z New Jersey Institute of Technology.

 

Opálová otočka

26.11.2019
Zdroj:
Stem MR (2019) Coherent poly propagation materials with 3-dimensional photonic control over visible light. PLoS ONE 14(10): e0223715. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0223715
Zdroj
Testované opály s vyznačenými místy, kde se projevuje coherent poly propagation, foto Stem MR (2019) Coherent poly propagation materials with 3-dimensional photonic control over visible light. PLoS ONE 14(10): e0223715.

U duhově zářícího amorfního minerálu opálu bychom očekávali, že nebude mít vliv na symetrii dopadajícího světelného paprsku. Opak je pravdou.Dopadající paprsek stáčí podle pravidel osové symetrie. Z různých části materiálu vycházejí vlivem vnitřních odrazů a ohybů odlišně stočené koherentní obrazy dopadajícího světla. Jde o dosud neznámou optickou vlastnost, kterou objevitelé nazvali coherent poly propagation (CPP). Možnosti využití ve fotonice jsou značné. Opál tvoří těsně srovnané kuličky z hydratovaného oxidu křemičitého o průměru kolem 200 nm, možná s uranovým jadérkem.

 

Tramín zestárl

25.11.2019
Zdroj:
Ramos-Madrigal, J., Runge, A.K.W., Bouby, L. et al. Palaeogenomic insights into the origins of French grapevine diversity. Nat. Plants 5, 595–603 (2019) doi:10.1038/s41477-019-0437-5
Zdroj
Hrozny Tramínu bílého, Arnaud 25 [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)].

Pořádně staré jsou odrůdy vína tramín bílý (Savagnin Blanc) a Mondeuse Blanche. Tramín bílý množí vinaři řízkováním již 900 let bez přerušení. Analýza genomu vinného semínka z francouzského archeologického naleziště z doby kolem roku 1100 potvrdila genetickou shodu se současnou odrůdou tramín bílý. U u nás nepěstované odrůdy Mondeuse Blanche zaznamenali jediné pohlavní rozmnožení během uplynulých 1.800 let. Mondeuse Blanche roste pouze v Savojsku a analýza DNA ukazuje, že jde o předchůdce odrůdy Syrah.

Hrozny odrůdy Mondeuse Blanche, Viala et Vermorel [Public domain].„Ze spisů římského autora a přírodovědce Plinia staršího i dalších víme, že Římané disponovali značnými znalostmi vinařství. Odvolávali se na různé odrůdy hroznů se specifickými jmény, ale zatím nebylo možné spojit jejich pojmenování s moderními odrůdami. Genetické klony ukazují, že Římané přepravovali révu na vzdálenosti delší než 600 kilometrů, nejspíše jako řízky,“ vysvětluje první autor publikace Jazmín Ramos-Madrigal z Kodaňské univerzity. Jak paleogenetický výzkum ukázal, odrůda Mondeuse Blanche pochází skutečně z římských časů. Celkem sekvenovali genetici genom 28 semínek vína (Vitis vinifera) z francouzských archeologických nalezišť z doby železné, z římského období a středověku.

 

Plž odměří čas

23.11.2019
Zdroj:
Cannarozzi NR, Kowalewski M (2019) Seasonal oyster harvesting recorded in a Late Archaic period shell ring. PLoS ONE 14(11): e0224666. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0224666
Zdroj
Shell ring o průměru 70 m na ostrově St. Catherines u pobřeží Georgie. Tvoří ho schránky měkkýšů s hojně zastoupeným mlžem ústřici viržinskou, foto Nicole Cannarozzi.

Staré pravidlo praví, že nechcete-li riskovat nedobrou chuť nebo dokonce břichabol, vyhnete se pojídání divokých ústřic v měsících bez písmene r v anglickém pojmenování. Jde o období od dubna do srpna. Ve slovech may, june, july, august skutečně žádné r není, zatímco ostatní měsíce ho mají. Dneska pro pěstované ústřice už moudro neplatí, ty můžeme pojídat kdykoli. Původní pravidlo vyznávali už pravěcí obyvatelé východní pobřeží Ameriky před 3.000 až 5.000 tisíci roky. Angličtina v té době ještě neexistovala, ale ústřice chytali a pojídali na podzim, v zimě a počátkem jara. Vypovídají o tom dochované kruhové hromady odhozených lastur (angl. shell rings), které nacházíme na jihu atlantického pobřeží Spojených států, v Peru, Kolumbii i Japonsku.

Hrst ulit parazitických plžů Boonea impressa z čeledi pyramidelkovití (Pyramidellidae),  kteří dorůstají délky až 6,7 mm, foto Kristen Grace/Florida Museum.Jak to mohou antropologové či archeologové poznat z hromady odhozených lastur ústřic viržinských (Crassostrea virginica, angl. eastern oyster), která zbyla na pobřeží ostrova St. Catherines u pobřeží Georgie po několika tisících let pojídání? Pomohl parazit ústřic, plž Boonea impressa (angl. impressed odostome). Žije jeden rok přichycený na lastuře ústřice a roste velmi pravidelně. Podle vývojového stadia parazita můžeme rozpoznat, v kterou roční dobu byla lastura ústřice odhozena na smetiště, a tudíž, kdy byla ústřice sebrána snědena. „Máte-li druh žijící rok nebo méně s konzistentním růstovým vzorcem a předvídatelným třením, můžete ho potenciálně využít jako hodiny,“ vysvětluje spoluautor výzkumu Michal Kowalewski z Florida Museum of Natural History.

 

Méně CO2

22.11.2019
Zdroj:
https://www.mpg.de/13935072/0926-terr-138345-something-old-something-new-in-the-ocean-s-blue
Zdroj
Satelitní snímek pořízený NASA ukazuje jarní nárůst mořských řas v jižní části Severního moře. Oblast 70.000 kilometrů čtvrečních vyprodukuje 10 milionů tun biomasy.

Z velkého množství uhlíku v oceánech nevzniká oxid uhličitý, jak oceánologové doposud předpokládali. Z rozpuštěného oxidu uhličitého nejprve fytoplankton pomocí fotosyntézy vytvoří glykolovou kyselinu HO-CH2COOH, celkem kolem miliardy tun ročně. Podle původních nesprávných představ měly mořské bakterie tuto kyselinu metabolizovat na různé organické sloučeniny a uvolňovat zároveň oxid uhličitý. Jenže studium genomu mořských mikroorganismů odhalilo přítomnost dosud neodhaleného enzymu, který umožňuje metabolizovat glykolovou kyselinu na další organické látky rovnou bez uvolňování CO2.

„Objev našich kolegů v Marburgu obrací naše předchozí chápání osudu kyseliny glykolové vzhůru nohama. Naše data ukazují, že musíme přehodnotit cyklus miliard tun uhlíku v oceánech,“ soudí Rudolf Amann, ředitel Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie v Bremen. Tobias J. Erb z Max-Planck-Institut für terrestrische Mikrobiologie v Marburgu pokračuje: „Tato práce nás upozorňuje na globální rozměr metabolismu mikroorganismů a zároveň nám ukazuje, kolik toho musíme společně objevit.“

 

Viagra má novou roli

21.11.2019
Zdroj:
S.Smith-Berdan et al., Viagra Enables Efficient, Single-Day Hematopoietic Stem Cell Mobilization, Stem Cell Reports, Volume 13, ISSUE 5, P787-792, November 12, 2019, doi: 10.1016/j.stemcr.2019.09.004
Zdroj
Schéma vzniku krevních buněk z hematopoetické kmenové buňky, přeloženo podle Autor: A. Rad and Mikael Häggström, M.D.- Author info- Reusing images – Image:Hematopoiesis (human) diagram.png by A. Rad, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=7351905.

Viagra, či přesněji řečeno její účinná složka sildenafil nachází nové uplatnění při transplantaci kostní dřeně. Při tomto léčebném zákroku musíme Multipotentní kmenová buňka, z níž vznikají všechny krevní buňky, angl. hematopoietic stem cells.hematopoetické kmenové buňky (HSC)? dopravit z kostní dřeně dárce do těla příjemce. Původně se odebíraly přímo z kostní dřeně skrze kost, nyní se pomocí speciálních přípravků uvolňují do krve dárce, odkud se získávají. Právě sildenafil podstatně zjednoduší a zkrátí proces uvolňování HSC z kostní dřeně dárce do jeho krve a zmenší nežádoucí vedlejší účinky. Množství HSC v krvi dárce vzroste 7,5 krát. Transplantace kostní dřeně se stává jednodušší a dostupná většímu počtu pacientů.

Chemická struktura sildenafilu.Podle první autorky publikace Stephanie Smith-Berdan se „velká část výzkumu se soustředí na nalezení nových účinných látek. Nové užití osvědčených léků však může také pomoci pacientům, u nichž transplantace kmenových buněk krve dosud nebyla proveditelná.“ Sildenfil (chemická struktura viz obr.) měl původně sloužit proti vysokému krevnímu tlaku a ischemické chorobě srdeční, aby skončil jako prostředek proti erektilní disfunkci, výškové nemoci, cévním onemocněním, Raynaudově nemoci a preeklampsii a nyní nově při transplantaci kostní dřeně.

Marcus Wang 25.11.2019: Teda, ja to snad zacnu chroupat preventivne... :-)

26.11.2019: Mohu jen doporučit, já už to dělám dávno :-)

Marcus Wang 27.11.2019: Rozumim... prevence kardiovaskularnich chorob...

 

Vážíme světlem

20.11.2019
Zdroj:
G.Young et al., Quantitative mass imaging of single biological macromolecules, Science 27 Apr 2018: Vol. 360, Issue 6387, pp. 423-427, DOI: 10.1126/science.aar5839 - https://b1cd404c-33b3-4241-83b5-3b96f79f7fca.filesusr.com/ugd/977fd9_b3184554e0d74a3d9892aace95b4d115.pdf
Zdroj
Refeyn OnePM pracuje na vlnové délce 525 nm, váží 30 kg a jeho rozměry činí 450  x 300 x 150 mm. Funguje pro molekuly o hmotnosti 40 kDa - 3 MDa  při koncentracích 10 pM - 100 nM, foto Refeyn Ltd.

Zvážit jednotlivé biologické molekuly v roztoku pomocí světla umožňuje nové zařízení, které uvádí na trh britská společnost Refeyn Ltd., spin-off Oxfordské univerzity. Hmotnostní fotometr Refeyn OnePM funguje na základě rozptylu světelného záření. Při dopadu světla na molekulu jeho rozptyl určuje velikost částice a index lomu. Protože hustota bílkovin kolísá jen v procentech, z velikosti molekuly můžeme po kalibraci přesně určit hmotnost. V rozumných mezích to platí i pro ostatní biomolekuly, tj. nukleové kyseliny a sacharidy. Výrazně zpřesnit měření umožní interference mezi rozptýleným a odraženým paprskem z téhož zdroje.

Společnost Refeyn Ltd. získala dvě významná ocenění v oblasti věd a inovací. Jednak obdržela jedno ze stovky ocenění vlivného časopisu R&D World v každoroční soutěži R&D100 Awards, jednak patří mezi osm vítězů soutěže pro nové technologie Královské chemické společnosti (Royal Society of Chemistry’s Emerging Technologies Competition) pro rok 2019. Aurora Antemir z Royal Society of Chemistry komentuje: „Těšíme se, až uvidíme, jak tyto neuvěřitelné nové nápady a inovace přinesou opravdu významné přínosy ve skutečném světě.“

Homepage společnosti Refeyn Ltd.

 

Pach zachrání pejska

19.11.2019
Zdroj:
Staniek ME, Sedda L, Gibson TD, de Souza CF, Costa EM, Dillon RJ, et al. (2019) eNose analysis of volatile chemicals from dogs naturally infected with Leishmania infantum in Brazil. PLoS Negl Trop Dis 13(8): e0007599. https://doi.org/10.1371/journal.pntd.0007599
Zdroj
Mikroskopický snímek prvoků Leishmania infantum v preparátu z kostní dřeně nakaženého psa, obr.Filipe Dantas-Torres [Attribution].

Důkladné očichání zachrání domácího mazlíčka před utracením. V tropech představují psi časté hostitele parazitických prvoků rodu Leishmania, česky též ničivka, původce nebezpečné choroby leishamaniózy (angl.leishmaniasis). Zvláště nebezpečnou, bez léčení smrtelnou orgánovou formu, zvanou viscerální leishmanióza (též kala-azar), způsobuje kromě jiných druh Leishmania infantum. V Brazílii jsou psi jejím častým rezervoárem. Nákazu přenáší krev sající samičky koutule Lutzomyia longipalpis (rod. Phlebotomus, angl. sandfly). Jde o mouchám příbuzný hmyz z řádu dvoukřídlých (Diptera). Při podezření na nákazu byli psi bez prodlení utraceni, protože imunologické vyšetření je příliš drahé.

Samička koutule Lutzomyia longipalpis při sání krve, obr. Ray Wilson, Liverpool School of Tropical Medicine [CC BY 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by/2.5)]. Zachránit je může speciální senzorové pole založené na vodivých polymerech, které spolehlivě detekuje specifický pach nakažených psů ještě dříve než začnou mít zdravotní potíže. Parazitické choroby často způsobují změny pachu nakažených, ať psů nebo lidí nebo ostatních savců. Pach nakažených je zvláště libý krev sajícím samičkám hmyzu zodpovědného za přenos nákazy (např. komáři, koutule), takže mu dávají přednost před zdravými jedinci. Pro šíření parazitů je to požehnání. Experimenty na křečcích potvrdili správnost tvrzení i pro prvoka L.infantum a koutuli L. longipalpis. Změny pachu bez potíží odhalí moderní analytické metody, takže psi jsou utráceni pokud v případě nákazy a nikoliv při pouhém podezření. Přesnost metody dosahuje 95%.

Chemická struktura sloučenin typických pro pach psů nakažených prvokem Leishmania infantum.Pro pach psa nakaženého prvokem Leishmania infantum je typické zvýšené množství nízkomolekulárních aldehydů jako oktanal a nonanal, alkanů jako undekan a heptadekan a 2-ethylhexyl-salicylátu. „Odebereme psovi hrst chlupů o otestujeme ji zařízením, které nazýváme elektronický nos. Vyčenichá pach z chlupů a může rozhodnout, zdali pes je nakažený nebo ne. Je důležité, že odhalíme parazity, i když pes ještě vypadá zdravě. Není problém rozpoznat nemocného psa, problém je se psy, kteří tak nevypadají, ale jsou. Nakaženého psa rovněž odhalíme dříve, takže může být utracen před tím, než dojde k dalšímu přenosu,“ komentuje šéf výzkumného týmu prof. James Gordon C. Hamilton z Lancaster University.

Kožní leishmanióza na ruce, CDC/ Dr. D.S. Martin [Public domain]. Kromě viscerální leishmaniózy známe i kožní a mukokutánní. Neumírá se na ně, ale nic moc. Nejčastější je forma kožní, při které leishmanie poškozují kůži, jak již pojmenování napovídá. Neléčena se hojí jizvou. Mukokutánní rovněž postihuje kůži a způsobuje hluboké rány a destrukci obličejových tkání. Laické přirovnán praví, že tato forma leishmaniózy vám z obličeje udělá shnilou bramboru. Pojmenování nese po generálporučíku siru William Boog Leishmanovi, který patří do početné skupiny lidí majících podíl na odhalení a popisu nemoci. Počet nakažených se v současnosti pohybuje celosvětově mezi 4 až 12 miliony a ročně na ni umírá až 50.000 lidí.

Pavel 22.11.2019: Kterého pejska ten pach zachrání? Jestli jsem to dobře pochopil tato metoda umožní utratit nakaženého psa dříve, než se projeví příznaky, nikoliv ho zachránit.

24.11.2019: To je fakt:-) Možná ale zachrání pejsky nemocné jinou chorobou, nebo ty, kteří se nenakazily kvůli včasnému utracení nakaženého

 

Supravodivý generátor funguje

18.11.2019
Zdroj:
A.Bergen et al., Design and in-field testing of the world's first ReBCO rotor for a 3.6 MW wind generator, Superconductor Science and Technology, vol 32 (12), (2019), DOI: 10.1088/1361-6668/ab48d6
Zdroj
Vlevo klasický generátor o průměru 5,4 m, vpravo supravodičový o průměru 4 m stejného výkonu, obr. A.Bergen et al., Superconductor Science and Technology, vol 32 (12), (2019).

Úspěšně proběhly první provozní testy větrné turbíny o výkonu 3,6 MW se supravodivými cívkami generátoru v dánském Thyboronu. Pro výkony nad 10 MW jsou elektrické generátory s permanentními magnety příliš velké. Možnosti užití supravodičů pro vylehčení konstrukce potvrdil právě ukončený test. Permanentní magnety nahradilo 40 supravodivých cívek, každá o délce 1,4 m. Jako vysokoteplotní supravodivý materiál sloužil oxid měďnato-barnatý a přídavkem gadolinia. Přestože jde o tzv. vysokotepotní supravodič (HTS), i tak bylo třeba chladit na 30 K, což je pořádný mráz. Ochlazení supravodivých cívek na tuto teplotu pomocí chladicího zařízení turbíny vyžaduje dva týdny.

„Provozní test generátoru byl mimořádně úspěšný. Po instalaci v Thyboronu dosáhla turbína projektovaného výkonu a dodávala proud do sítě více než 650 hodin. To ukazuje kompatibilitu technologie supravodivých generátorů se všemi prvky operačního prostředí, jako jsou proměnné rychlosti, poruchy sítě, elektromagnetické harmonické kmity a vibrace. ... Ukázalo se, že výroba HTS cívek není omezena na specializované laboratoře a představuje úspěšný přenos technologií z vědy do průmyslu. Rotor HTS byl také smontován v průmyslovém zařízení, což ukazuje, že supravodivé komponenty může nasadit v běžné výrobě. Když byla prokázána správnost konceptu, doufáme, že se technologie supravodivých generátorů široce uplatní ve větrných turbínách,“ hodnotí výsledky testů první autorka publikace Anne Bergen z nizozemské Universiteit Twente.

Michal Haubner 19.11.2019: Se spotřebou chlazení to nebude tak dramatické, viz. paper který citujete: 2* 70W při 30-80K

 

Buch do oříšku

17.11.2019
Zdroj:
Falótico, T., Proffitt, T., Ottoni, E.B. et al. Three thousand years of wild capuchin stone tool use. Nat Ecol Evol 3, 1034–1038 (2019) doi:10.1038/s41559-019-0904-4
Zdroj
Malpa pruhohřbetá v národním parku Serra da Capivara, foto Tiago Falótico [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)].

Zajímavé výsledky přinesly archeologické vykopávky prováděné při studiu malp pruhohřbetých (Sapajus libidinosus, angl. wild capuchin monkey) v brazilském národním parku Serra da Capivara. Jde o první případ užití archeologie při studii jiných tvorů než lidí. Nejstarší nalezené kamenné opičí nástroje jsou staré 2.400 až 3.000 let. „Malpy pruhohřbeté v této lokalitě používají kamenné nástroje v širším měřítku než jakákoli známá zvířata kromě Homo sapiens. Používají je k louskání ořechů, drcení semen a ovoce, buší kamenem o kámen nebo se snaží imponovat sexuálním partnerům,“ říká člen archeologického týmu Tiago Falotico z Universidade de Sao Paulo.

Plody vysokého tropického stromu ledvinovníku západního (Anacardium occidentale). Pod žlutou hruštičkou visí ta část plodu, kterou známe jako kešu oříšek. V tropických oblastech se jí nebo zkrmuje i dužnatá část plodu zvaná kešu jablko, foto Abhishek Jacob [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]. Nejstarší kameny nesou stopy četného používání a jsou výrazně menší a lehčí než dnes využívané. Před 2.500 nastala změna. Malpy začaly užívat výrazně těžší kameny než současné, což vydrželo do doby zhruba před 300 lety. Není jasné, zdali změny velikostí nástrojů souvisí se změnou tvrdosti potravy nebo příchodem jiných malp o odlišnou nástrojovou kulturou. V současnosti pomocí kamenů nejvíce drtí kešu oříšky, podstatnou část stravy.

 

Dusík vybuchne

16.11.2019
Zdroj:
D.Dobrynin et al., Nanosecond-pulsed spark discharge plasma in liquid nitrogen: synthesis of polynitrogen from NaN3, Journal of Physics D: Applied Physics, 2019, Volume 52, Number 45, https://orcid.org/0000-0003-4671-5370
Zdroj
Chemická struktura polydusíku 6.

Podivnou chemickou reakcí vznikla zvláštní sloučenina. Teoretici již delší dobu předpokládali, že molekula cyklického polydusíku N6 obsahuje tak velké množství energie, že by se hodila jako medium pro její ukládání. Leč jak tuto molekulu připravit? Působením plazmatu na azid sodný NaN3 v prostředí kapalného dusíku. Celý průběh reakce můžeme shlédnout na videu na této stránce.. Vydržte až do konce, vysoký energetický obsah sebou nese riziko nestability. Plazmový výboj nejprve odtrhne z molekuly azidu sodného skupinu N3. Chlad okolního kapalného dusíku zabrání dalším reakcím a dovolí jen kondenzaci dvou těchto skupin na molekulu N6, která může být neutrální nebo nést náboj.

„Zájem o polydusík vychází z toho, že může sloužit jako zelené palivo, pro ukládání energie nebo jako trhavina. Různé varianty molekuly již v laboratořích vznikly, ale nikdy tak, aby byly dostatečně stabilní za běžných podmínek nebo v čisté podobě N6. Nás způsob využívající kapalné plazma otvírá nový směr výzkumu, který by mohl vést ke stabilnímu polydusíku,“ soudí první autor publikace docent Danil Dobrynin z Drexel University ve Philadelphii. Energie detonace polydusíku N6 by mohla dosáhnout až 22,9 MJ/kg. Pro srovnání nejsilnější současné, termobarické trhaviny dosahují 8 MJ/kg. Pro úplnost dodejme, že známe i jiné molekuly polydusíku, ale do žádné z nich nenacpeme tolik energie jako do N6.

Zdeněk Drvota 16.11.2019: WTF "liquid plasma"?

Pavel Rybka 17.11.2019: Liquid plasma má dva významy. Původní je pro krevní plasmu, která nebyla zmražena a uchovala si některé biologické vlastnosti. Dále jsem se dozvěděl,že Nyheim Institute pro výzkum plazmy provádí pokusy s výboji v kapalném prostředí tím míní liquid plasma. https://phys.org/news/2019-11-stabilize-pure-polymeric-nitrogen-plasma.html

Pavel 18.11.2019: Zelené palivo? Nevzniknou náhodou při detonaci ty fujky fujky oxidy dusíku?

20.11.2019: Asi vzniknou, ale to neznamená, že je musíme pouštět do vzduchu. Velká část energie je uložena přímo ve struktuře molekuly a uvolní se jejím rozpadem, ne shořením. Ale nějaké oxidy dusíku při tom nejspíš vzniknou.

Pavel 21.11.2019: Jak v textu, tak v příspěvku P. Rybky, je závažná chyba. V čestině jsou krevní plazma a fyzikání plazma různá slova. Krevní plazma je rodu ženského, fyzikální plazma je rodu středního. Takže žádné "... využívající kapalnou plazmu ..." ale "... využívající kapalné plazma...¨", žádný "institut pro výzkum plazmy", ale "Institut pro výzkum plazmatu".

Karol Chyba 28.11.2019: .. len aby z toho nebolo zase hlavne vojenske vyuzitie... inak super potencial teoreticky...

Pavel Rybka 29.11.2019: Technicky více jsem našel zde: https://phys.org/news/2019-11-stabilize-pure-polymeric-nitrogen-plasma.html?fbclid=IwAR06zNksbwi1LhkJ7eIZk8UT9Ex35H6mhhcVAqj_8_rVq6Mt4XMcwu07Zho... Tolik dusíků v jednom kruhu, to mi připomnělo Krakatit.

 

Toaleta pozná

15.11.2019
Zdroj:
Miller, I.J., Peters, S.R., Overmyer, K.A. et al. Real-time health monitoring through urine metabolomics. npj Digit. Med. 2, 109 (2019) doi:10.1038/s41746-019-0185-y
Zdroj
Schéma analytické záchodové mísy. Zařízení pro odběr dopraví vzorek moči k analýze do hmotnostního spektrometru. Výsledky analýzy se bezdrátovým datovým přenosem dostanou do smartphonu.

Už ani na záchodě nezůstaneme nesledováni! Na internet věcí se brzy připojí i záchodová mísa. Pomocí zabudovaného hmotnostního spektrometru zanalyzuje vzorek moči bezprostředně po spláchnutí a výsledky pošle na smartphone váš nebo vašeho lékaře. Prototyp by brzy měl být instalován v Morgridge Institute for Research v Madisonu ve Wisconsinu. Soustavné sledování moči může skutečně přinést lepší údaje o zdravotním stavu než občasné testování při návštěvě lékaře. Kromě nemocí prozradí i požití alkoholu, kávy nebo drog anebo pozná, zdali užíváte předepsané léky. Celkem na 600 různých údajů. Anebo může rozpoznat nebezpečí vzniku epidemie vyhodnocení dat od mnoha uživatelů.

„Máte-li desítky tisíc uživatelů a může porovnat výsledky analýzy s jejich zdravotním stavem a životním stylem, získáte opravdu rozsáhlé diagnostické možnosti,“ hodnotí nový přístroj šéf výzkumného týmu prof.Joshua J. Coon z University of Wisconsin-Madison. Problém představuje cena vhodného hmotnostního spektrometru, která dosahuje několika milionů Kč. Prof.Coon doufá ve snížení díky úsporám při hromadné výrobě: „Téměř všechny automobily na silnicích jsou komplikovanější než přenosný hmotnostní spektrometr.“ To je sice fakt, ale ani při veškeré hromadné výrobě stojí automobil neporovnatelně více než porcelánová záchodová mísa.

 

Není hluk jako hluk

14.11.2019
Zdroj:
R.K.Christensen et al., White noise background improves tone discrimination by suppressing cortical tuning curves, Cell Reports (2019), doi: 10.1016/j.celrep.2019.10.049
Zdroj
Zrnění za nepřítomnosti signálu na starých typech televizních obrazovek založených na katodové trubici tvořil bílý šum.

Experimenty na myších ukazují, že oproti očekávání bílý zvukový šum v pozadí zlepšuje sluchové rozlišení blízkých frekvencí. V bílém šumu najdeme rovnoměrně zastoupené všechny frekvence. Termín se nepoužívá jen v akustice, ale všude, kde nějaké kmitání existuje. Kromě akustického bílého šumu známe např. elektrický bílý šum. Označení bílý pochází z optiky, kde v bílém světlu nacházíme všechny ostatní barvy. Akustický bílý šum můžeme vyslechnout zde.

Náčrtek vnitřního ucha s kochleou úplně vpravo. Část od hlemýždě nalevo tvoří vestibulární orgán, který slouží k detekci polohy a zrychlení,  MouagipThis W3C-unspecified vector image was created with Adobe Illustrator, [Public domain] .Leč zpět k myším ouškům. Jde o zcela kontraintuitivní výsledek. Na základě zkušenosti bychom očekávali, že když smísíme více zvuků, každý nich budeme vnímat hůř. Vnímání se zlepšuje jen u blízkých frekvencí, u vzdálenějších nikoliv. Zvukové vlnění převádí na elektrický nervový signál kochlea neboli hlemýžď (angl. cochlea), spirálovitá část vnitřního ucha. Různé frekvence podráždí odlišné úseky hlemýždě, takže i jiné skupiny neuronů.

Výsledky pocházejí přímo ze sledování a řízení aktivity nervových buněk sluchové oblasti mozkové kůry. Iontové kanály v jejich buněčných membránách byly geneticky modifikovány tak, aby byly citlivé na světlo. Tato metoda kontroly buněk v živé tkáni se nazývá optogenetika. Spuštění zvukového bílého šumu vede k deaktivaci některých neuronů. O příčinách jevu spekuluje vedoucí výzkumného týmu profesorka Tania Rinald Barkat z Basilejské univerzity: „Celkové snížení aktivity neuronů vytvoří rozlišitelnější nervové signály.“ Nové poznatky se možná uplatnění při zlepšení funkce naslouchátek pro postižené poruchou sluchu.

 

Dovnitř a ven

13.11.2019
Zdroj:
Sahag Voskian, T. Alan Hatton, Faradaic electro-swing reactive adsorption for CO2 capture, Energy & Environmental Science (2019). DOI: 10.1039/C9EE02412C
Zdroj
Schéma pohlcování oxidu uhličitého elektrochemickým procesem. Po přepólování běží všechny procesy opačně a oxid uhličitý se uvolňuje.

Zajímavé elektrochemické zařízení, které selektivně zachycuje oxid uhličitý z plynů v okolí, funguje na základě redukce chinonů elektrickým proudem. Celá reakční schéma vidíme na obrázku. Katodu tvoří kompozit z poly-1,4-anthrachinonu vyztužený uhlíkovými nanotrubicemi. Anoda je z polyvinylferrocenu rovněž s uhlíkovými nanotrubicemi. Jako elektrolyt pro převod náboje mezi elektrodami slouží 1-butyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imid. Jde o iontovou kapalinu, která se velmi málo odpařuje, takže celé zařízení může pracovat otevřené v proudu plynu, který přivádí oxid uhličitý k adsorpci. Podivuhodná je i stabilita systému. 7.000 cyklů snížilo kapacitu o 30%. Vložíme-li napětí vhodné polarity, systém pohlcuje CO2 jak zjednaný. Otočíme-li polaritu, nezadržitelně ho uvolňuje.

Chemická struktura elektrolytu, 1-butyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imidu.„Velkou výhodou této technologie oproti ostatním uhlík pohlcujícím nebo uhlík adsorbujícím je binární afinita sorbentu vůči oxidu uhličitému. Elektroda má buď vysokou afinitu nebo vůbec žádnou. Binární afinita dovoluje zachytávat oxid uhličitý při jakékoli koncentraci včetně 400 ppm a umožňuje ho uvolňovat do libovolného nosného plynu včetně 100% CO2,“ shrnuje výhody první autor publikace Sahag Voskian z MIT.

Ivo Ivan 14.11.2019: ..aspom,ze niekto nieco taketo objavil..keby sa to malo vyuzivat v praxi,a vo velkom,tak aby to znizovalo emisie,objavuju sa tu otazky: cena tych zariadeni..a odkial ziskat dostatok elektrickej energie..pocasie..vzdusne prudy..ci to neposkodi rastliny,ktore vlastne bez CO2 nemozu rast..

 

Rostliny nepomáhají

12.11.2019
Zdroj:
Cummings, B.E., Waring, M.S. Potted plants do not improve indoor air quality: a review and analysis of reported VOC removal efficiencies. J Expo Sci Environ Epidemiol (2019) doi:10.1038/s41370-019-0175-9
Zdroj
Radost přinese i bez filtrování.

Oproti rozšířené představě je vliv pokojových rostlin na kvalitu vzduchu v místnostech zanedbatelný. Skutečně mají schopnost odstraňovat ze vzduchu leckdy škodlivé těkavé organické látky (VOC - volatile organic compounds), ale ne dost rychle. Musely bychom přeměnit svůj pokoj v prales, abychom dosáhli pozorovatelného výsledku. NASA potvrdila, že příznivě ovlivňují kvalitu vzduchu pouze v dokonale uzavřených prostorech, jako je Mezinárodní kosmická stanice ISS. Nedostatečná filtrační schopnost rostlin nesnižuje význam jiných důvodů k pěstování. Je hezké mít v místnosti něco zeleného, o co musíme trochu pečovat.

K rozšířené představě o významu rostlin pro čistotu vzduchu dodává Michael S.Waring z Drexel University ve Philadelphii: „Vlastně jde o nedorozumění: rostliny jsou skvělé a skutečně mohou filtrovat vzduch, ale ne dostatečně rychle, aby změnily kvalitu vzduchu v domácnostech nebo kancelářích. Jde o příklad nesprávné interpretace vědeckých poznatků v průběhu času.“

Ivo Ivan 13.11.2019: ..tiez som tomu neveril,ze to ma vplyv..myslim,ze staci porovnat hmotnost rastlin a hmotnost obyvatelov bytu..a este porovnat rychlost metabolizmu rastlin a zivocichov..moj nazor..

 

Spláchnutí hráze

11.11.2019
Zdroj:
I.Moffat et al., Using ground penetrating radar to understand the failure of the Koh Ker Reservoir, Northern Cambodia, Geoarcheology, 2019, https://doi.org/10.1002/gea.21757
Zdroj
Plánek vodního díla na řece Stung Rongea, detail propusti a mapka oblasti, obr.Dr.Ian Moffat, Flinders University.

Špatný návrh hráze způsobil, že hlavní město Angkorské říše se v 10.století během krátké doby stěhovalo tam a zase zpět. Angkorská neboli Khmerská říše v období od 9. do 14.století ovládala rozsáhlé oblasti jihovýchodní Asie. Hlavním městem byl většinu času dodnes známý Angkor. Pouze v desátém století jako hlavní město krátce za panování krále Jayavarmana IV. fungoval Koh Ker 90 km severovýchodně od Angkoru. Nacházel se u současně vybudované rozsáhlé vodní nádrže, která zadržovala kvůli zavlažování vodu řeky Stung Rongea. Průzkum ukázal, že 7 km dlouhá hliněná hráz z druh tropické půdy vzniklý zvětráváním nevápencových horninlateritu? chránící město byla silně poddimenzována. Zřejmě během prvního období dešťů došlo k nevratnému poškození celého díla.

Ankgorská říše (červeně) a sousední státy v 9.století, obr. Javierfv1212 [CC0].„V té době stavba chrámů, obnova měst a rozvoj vodní infrastruktury byl klíčový pro legitimitu khmerských panovníků. Není těžké si představit, že selhání hráze v Koh Ker, tehdejšího největšího a nejambicióznějšího infrastrukturního projektu, mělo podstatný dopad na prestiž vládcova města a přispělo k rozhodnutí o návratu hlavního města Khmerské říše do Angkoru. Naše studie ukazuje, že ambiciózní inženýrské dílo bylo od samého počátku odsouzeno k rychlému nezdaru,“ komentuje poznatky Ian Moffat z Flinders University v Australii.

Provádění výzkum pomocí georadaru v Jordánsku, foto Archaeo-Physics LLC [Public domain].Archeologové nezískali poznatky z tak rozsáhlé plochy pomocí tradičních vykopávek. To by bylo příliš nákladné. Použili k tomu georadar (Ground-penetrating radar), v archeologii stále více používaný přístroj. Pomocí polarizovaných mikrovlnných pulsů zpravidla o frekvenci od 10 MHz do 2.6 GHz odhaluje podzemní struktury.

 

Už jdu!

10.11.2019
Zdroj:
A.S.Reinhold et al., Behavioral and neural correlates of hide-and-seek in rats, Science 13 Sep 2019: Vol. 365, Issue 6458, pp. 1180-1183, DOI: 10.1126/science.aax4705
Zdroj
Laboratorní potkan, domestikovaná varieta potkan obecného, Rattus norvergicus var. alba, která má sníženou schopnost přenášení chorob, foto  AlexK100 assumed (based on copyright claims). [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)].

Hru na schovávanou naučili laboratorní potkany (potkan obecný, Rattus norvegicus) na Humboldt-Universität Berlin. Chytří hlodavci hráli pro radost ze hry, nikoliv pro odměnu. Žádnou nedostávali. Zvládli obě role, jak schování, tak hledání ukrytého člověka. Potkani si spolu hrají často, honí se a předstírají lov. Sledování aktivity prefrontálního kortexu, nejpřednější části mozku, doložilo, že si hru užívají. Prefrontální kůra je propojena do mnoha mozkových oblastí a zodpovídá za integraci informací z různých zdrojů, plánování, přemýšlení a rozhodování.

Shrnutí rozdílů mezi krysou (nahoře) a potkanem (dole), obr. Wikimedia Commons, autor Karim-Pierre Maalej, přeložil Packa, CC BY-SA 3.0.„Potkani v naší studii se naučili komplexní chování tak rychle, že si myslíme, že ho mají v sobě. Předpokládáme, že se tak dobře skrývají a hledají, protože praktikují evolučně významné chování,“ soudí šéf výzkumu Michael Brecht. Přestože občas narazíme na výraz laboratorní krysa, jde vždy o potkana obecného (Rattus norvegicus) a nikoliv krysu obecnou (Rattus rattus). Rozdíly mezi oběma hlodavci najdeme na obrázku. Nejmarkantnějším znakem je potkanův holý ocas, který je u krysy vždy porostlý chlupy jako tělo.

 

Plynná schizofrenie

9.11.2019
Zdroj:
M. Ide et al., Excess hydrogen sulfide and polysulfides production underlies a schizophrenia pathophysiology, EMBO Mol Med (2019)e10695, https://doi.org/10.15252/emmm.201910695
Zdroj
Snímek mozku schizofrenika pořízený pozitronovou emisní tomografií. Rozdíly oproti normálnímu mozku vyznačuje červená a zelená. Červená označuje zmenšení objemu čelního laloku, zelená část mozku zvaná striatum vykazuje zvýšenou koncentrací dopaminu, Andreas Meyer-Lindenberg, M.D., Ph.D., NIMH Clinical Brain Disorders Branch on the tree of life, National Institutes of Health, public domain.

Schizofrenie koreluje s vyšší koncentrací sulfanu (sirovodíku, H2S) v mozku, či přesněji řečeno s vyšší koncentrací enzymu Mpst, který odpovídá za produkci této signální molekuly. Mimo odporného puchu jde o dosti jedovatou sloučeninu. Na schizofrenii však nemůžeme pohlížet jako na důsledek vlastní otravy sulfanem. V naprosto nepatrné a bezpečné koncentraci v našem těle slouží stejně jako oxid dusnatý NO nebo uhelnatý CO jako signální molekula pro přenos informací. Podobně jako NO uvolňuje hladké svalstvo cévních stěn. Měření u člověka potvrdily i experimenty na různých vyšlechtěných kmenech laboratorních myší, které se lišily aktivitou enzymu Mpst.

Určitě nejde o nějakou jednoduchou kauzalitu, ostatně z pouhé korelace kauzalita automaticky nevyplývá. Zdá se, že vyšší aktivita enzymu Mpst je reakcí buněk na oxidační stres. Důsledkem vyšší koncentrace sulfanu jsou změny při vývoji mozku, které nakonec vedou ke schizofrenii. Jde o duševní poruchu spojenou se sníženou schopností vnímat emoce a reagovat na ně. Nejběžnější projevy jsou sluchové halucinace, bludy, zmatená řeč i myšlení.

 

Korály recyklují a přežívají

8.11.2019
Zdroj:
Cui G, Liew YJ, Li Y, Kharbatia N, Zahran NI, Emwas A-H, et al. (2019) Host-dependent nitrogen recycling as a mechanism of symbiont control in Aiptasia. PLoS Genet 15(6): e1008189. https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1008189 - D.K.Kersting et al., Living evidence of a fossil survival strategy raises hope for warming-affected corals, Science Advances 09 Oct 2019: Vol. 5, no. 10, eaax2950, DOI: 10.1126/sciadv.aax2950 - T.Oehler et al., Nutrient dynamics in submarine groundwater discharge through a coral reef (western Lombok, Indonesia), Limnology and Oceanography, 2019, doi: 10.1002/lno.11240
Zdroj
Jednotlivé korály rodu Aiptasia. Normálně žijí ve schránkách ve velkých koloniích, foto KAUST.

Mořské korály žijí ve velkých koloniích v symbióze s jednobuněčnými řasami. Poodhalit přesný mechanismus vzájemné spolupráce se podařilo teprve nyní. Odpadní produkt metabolismu korálů je jedovatý amoniak jako u všech vodních tvorů. Recyklují ho s pomocí glukózy, kterou produkují fotosyntetické symbiotické řasy. Vytváří z něj organické sloučeniny dusíku, prekurzory nezbytných aminokyselin a bílkovin. Experimenty proběhly s korály rodu Aiptasia a řasami čeledi Symbiodiniaceae. Jako korály označujeme některé mořské žahavce z třídy korálnatců (Anthozoa). „Naše výsledky ukazují, že soutěž o dusík je klíčový proces symbiózy korálů a řas. Vhled do něj nám pomůže porozumět vznikajícím problémům, pokud je tento vztah vystaven stresu,“ říká první autor publikace Guoxin Cui z Red Sea Research Center.

Korály jsou zřejmě mnohem životaschopnější organismy, než jsme předpokládali:

akademon.cz 31.8.2019: Korály přežívají

akademon.cz 19.8.2018: Korály se přizpůsobují

Znovuoživování korálových útesů druhem Cladocora caespitosa. Bílá úsečka je 0,5 cm dlouhá, foto D. K. Kersting, Freie Universität Berlin).Šestnáct let pozorování druhu turbinatka protáhlá (Cladocora caespitosa) na nečetných těžce poškozených středomořských korálových útesech ukazuje, že úspěšně regenerují. Z dříve zcela zničených ploch zatím korály znovu obsadily 13%. Nic moc, ale lepší než nic. „Naše výsledky poprvé ukázaly, že větevníci mají účinné strategie přežití, které jim pomáhají vzpamatovat se ze změn prostředí,“ uvádějí autoři výzkumu Diego K. Kersting (Freie Universität Berlin) a Cristina Linares z Universitat de Barcelona. Korály větevnící (řád Scleractinia, angl. cushion coral, něm. Steinkorallen) mají vždy počet ramen dělitelný šesti.

Sladká znečištění voda z podmořského prameny je zřetelně viditelná, foto Imke Podbielski, Leibniz-Zentrum für Marine Tropenforschung.Vyhráno ale není. Korály pořád ohrožují nejrůznější nebezpečí. Terénní výzkum na západním pobřeží indonéského ostrova Lombok odhalil, že na hynutí tamních korálů má značný vliv sladká voda vyvěrající z pramenů nehluboko pod hladinou moře. „Tato voda je obvykle silně znečištěná a velmi bohatá na živiny, jako jsou dusičnany nebo fosforečnany, protože nese hnojiva a odpadní vody z průmyslu, zemědělství a sídel. Lombok a mnoho dalších ostrovů v regionu nemají prakticky žádné čistírny odpadních vod,“ vysvětluje první autor publikace Till Oehler z Leibniz-Zentrum für Marine Tropenforschung v Bremen.

 

Dolů řekou

7.11.2019
Zdroj:
S.-A. Chen et al., Aridity is expressed in river topography globally, Nature, volume 573, pages 573–577(2019), doi:10.1038/s41586-019-1558-8 - J.S.Scheingross et al., Self-formed bedrock waterfalls, Nature 567, 229–233 (2019) doi:10.1038/s41586-019-0991-z
Zdroj
Podélný profil řeky ve vlhkém a suchém podnebí.

Tvar podélného profilu řeky od pramene k ústí závisí na množství a pravidelnosti protékající vody. Řeky ve vlhkých oblastech mají podélný profil (angl. long profile) silně konkávně prohnutý. Jak vidíme na obrázku, na horním toku klesá prudce. Klesáni je stále menší a menší až k ústí. Takovou řekou protéká voda pravidelně a unáší sedimenty, které vyhloubí koryto do konkávního tvaru. U řek v suchých lokalitách je průtok malý a nepravidelný, takže vznikající podélný profil je lineární s pravidelným poklesem. Podélný profil získáme, když ke kilometráži přiřadíme odpovídající nadmořskou výšku. Studie vznikla na základě vyhodnocení údajů z 333.502 řek.

První autor publikace Shiuan-An Chen z University of Bristol komentuje: „Podélný profil vzniká postupně desítky tisíc až miliony let, takže vypráví dlouhý příběh o vývoji klimatu v regionu. Očekávali bychom, že klima ovlivní podélný profil řeky, protože určuje, kolik vody v ní proudí i odpovídají energii vody pohybující sedimenty korytem řeky.

Vodopády na vodních tocích mohou překvapivě vznikat v rovinném homogenním podloží bez přítomnosti nějaké vnější poruchy. Nestability v proudění protékající vody, transportu sedimentů a erozi zvlněného dna mohou způsobit vznik vodopádů na nečekaném místě. Ukazují to experimenty na modelu říčního toku o délce 7,3 m, šířce 30,5 cm a spádu 19,5% zhotoveného z polyuretanové pěny.

 

Nosorožec přišel z Asie

6.11.2019
Zdroj:
J.Eberle et al., he first Tertiary fossils of mammals, turtles, and fish from Canada's Yukon, American Museum novitates, no. 3943
Zdroj
Takto vypadal pravěku nosorožec vykračující si podél miocénního Yukonu pozorován želvami, obr. Juliues Csotonyi.

V roce 1973 vedla začínající učitelka Joan Hodgins skupinu mladistvých delikventů na geologicko-paleontologickou vycházku do vytěženého měděného dolu poblíž Whitehorse, hlavního města kanadského spolkového teritoria Yukon. Nalezli několik úlomků kostí a zubů v tak špatném stavu, že se o ně tehdy žádný vědec nezajímal. Časy se mění. Nahromadění poznatků o struktuře fosilií a zlepšení mikroskopů umožnilo nyní určit podle typické stavby skloviny, že zlomky zubů patří pravěkému nosorožci (čeled nosorožcovití, Rhinocerotidae). Na umělecké rekonstrukci Juliuesa Csotonyiho vidíme, jak vypadal. Do Ameriky nosorožci pronikli z Asie přes Beringii, pás pevniny, který tehdy překlenoval dnešní Beringovu úžinu a dnes tvoří mořské dno.

„Na Yukonu máme vagony zkamenělin savců z doby ledové, jako srstnatý mamut, prakůň nebo lev. Ale toto je poprvé, kdy jsme získali důkaz o savcích jako nosorožec z období před dobou ledovou,“ objasňuje význam nálezů spoluautor publikace Grant Zazula z Yukon Paleontology Program. Kromě nosorožce vidíme ve spodní části obrázku ještě želvy rodu Chrysemys a vyhynulého Hesperotestudo, jak obrovského tvora pozorují. Fragmenty krunýřů rovněž patří k nálezům skupiny Joan Hodginsové.

 

Ropucha napodobuje hada

5.11.2019
Zdroj:
E.R.Vaughan, A remarkable example of suspected Batesian mimicry of Gaboon Vipers (Reptilia: Viperidae: Bitis gabonica) by Congolese Giant Toads (Amphibia: Bufonidae: Sclerophrys channingi), Journal of Natural History, Volume 53, 2019 - Issue 29-30, doi: 10.1080/00222933.2019.1669730
Zdroj
Vlevo ropucha Sclerophrys channingi, vpravo hlava zmije gabunské ve vodě, foto Colin Tilbury.

Africká ropucha Sclerophrys channingi (angl.Congolese Giant Toad) se chrání napodobováním hlavy jedovaté zmije gabunské (Bitis gabonica, angl. Gaboon Viper). Při pohybu ve vodě nevypadá jen jako hadí hlava (viz obr.), ale napodobuje i typický kývavý pohyb hlavy plaza během plavání. Oba druhy se několik posledních milionů let vyvíjely paralelně. „Nalezení nového příkladu Batesovských mimikry nás velmi překvapilo,“ komentuje šéf výzkumného týmu Eli Greenbaum z Universtiy of Texas at El Paso. Jako Batesovské mimikry označujeme situaci, kdy neškodný organismus přejímá vzhled nebezpečného druhu.

 

Diskuse/Aktualizace