Virus vystřihneme

16.7.2019
Zdroj:
P.K.Dash et al., Sequential LASER ART and CRISPR Treatments Eliminate HIV-1 in a Subset of Infected Humanized Mice, Nature Communications, volume 10, Article number: 2753 (2019) doi: 10.1038/s41467-019-10366-y
Zdroj
Počet nakažených virem HIV v populaci různých zemí v procentech, PDH [Public domain].

Pokusy na myších ukazují, že odstranit virus HIV z těla lze i pomocí genové terapie. Virus HIV patří mezi retroviry. To znamená, že podle své ribonukleové kyseliny vytvoří v buňkách odpovídající kopie deoxyribonukleové kyseliny a tu vloží někam do DNA hostitelské buňky. Účinná virostatika potlačí působení viru, nicméně kopie jeho RNA může zůstat ukrytá někde v jádru buněk kostní dřeně. Neaktivní, a tudíž neviditelná pro standardní vyšetřovací metody, čeká na novou příležitost.

Ke slovu přichází genová terapie, konkrétně bílkovinný komplex CRISPR/Cas9, který vyřadí z funkce stanovenou část řetězce DNA. Jeho podrobný popis nalezneme zde. Nezabral u každé pokusné myši, nicméně v řadě případu je odstranění viru kompletní. Výsledky hodnotí jeden z výzkumníků, Kamel Khalili z Temple University ve Philadelphii: „Máme důkaz, že trvalé odstranění viru je proveditelné. Jedná se o první důležitý krok na dlouhé cestě. Nyní se budeme snažit provést pokusy na nehominidních primátech i klinické studie s lidskými pacienty, snad do jednoho roku.“

Virem HIV je nakaženo 37,6 milionu lidí, přičemž každý den přibývá zhruba 5.000 dalších. Současná virostatika umožňují předejít onemocnění AIDS a následné smrti, nicméně virus zcela nezničí. Nakažení je musí užívat neustále až do konce života.

 

Housenka prská kyselinu

15.7.2019
Zdroj:
Dussourd DE, Van Valkenburg M, Rajan K, Wagner DL (2019) A notodontid novelty: Theroa zethus caterpillars use behavior and anti-predator weaponry to disarm host plants. PLoS ONE 14(7): e0218994. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0218994
Zdroj
Housenka motýla Theroa zethus, CC-BY, foto Dussourd et al, 2019.

Housenky motýla Theroa zethus z čeledi hřbetozubcovití (Notodontidae, angl. notodontids) využívají stejnou zbraň jak proti predátorům, tak proti rostlinám, na nichž si pochutnávají. Jak vidíme na videu, rozprašují kyselý sekret ze speciálních žláz. Požírají-li rostlinu, která vylučuje lepkavý latex, postřikem ho srazí ještě dříve, než vyteče z kousance v rostlině a slepí housence kusadla, což vidíme na tomto videu. Sekret housenky tvoří 30%ní kyselina mravenčí HCOOH s malým množstvím ukrutně zapáchající kyseliny máselné CH3CH2CH2COOH.

Dussourd z University of Central Arkansas komentuje: „Pochopit zranitelnost rostliny při okusu hmyzem znamená nejen uvážit obranu rostliny, ale i schopnosti hmyzu. Výzkum ukazuje, že housenka deaktivuje latexovou obranu pryšce vylučováním kyseliny ze žláz původně určených proti predátorům. Housenka usnadňuje pronikání kyseliny nakousáním povrchu a tlakem na povrch, což vede k popraskání latexových kanálků. Kombinace aktivity a vylučování kyselého sekretu umožňuje housenkám odzbrojit rostlinu bez kontaktu s latexovým výměškem.“

 

Gorily se sdružují

14.7.2019
Zdroj:
R.E.Morrison et al., Hierarchical social modularity in gorillas, 286 Proc. R. Soc. B, http://doi.org/10.1098/rspb.2019.0681
Zdroj
Dva gorilí alfasamci Dwayne a Sangha ze dvou různých tlup se v klidu popásají na pasece Mbeli Bai, foto Wildlife Conservation Society.

Sociální organizace goril více připomíná ranou lidskou a zdaleka přesahuje pouze nevelkou tlupu tvořenou nejužší rodinou. Existují ještě dvě další úrovně. Rozsáhlejší rodina odpovídá naší širší rodině zahrnující tetičky, strýčky, atp. U pozorovaných goril (Gorilla gorilla, angl. Western Gorilla) šlo o skupinu 13 jedinců. Nejvyšší úroveň zahrnuje několik širších rodin a odpovídá přibližně vesnici v počátcích civilizace. Zahrnovala 39 jedinců. Doposud vědci předpokládali, že podobná organizace vznikla u lidí až po oddělení od šimpanzů, které proběhlo později, než oddělení předků goril. První autor publikace Robin E.Morrison z University of Cambridge k tomu dodává: „Počty v jednotlivých sociálních vrstvách goril odpovídají pozorování nejen v počátcích lidské společnosti, ale i u paviánů, ozubených kytovců (např. delfíni) a slonů.“ Tak proč ne u goril?

Mladé gorily využívají přestávku v jídle k socializaci, foto Wildlife Conservation Society.Výzkum probíhal po 20 let v lokalitě Mbeli Bai, což je bažinatá paseka o rozloze 13 hektarů obklopená pralesem v Národním parku Nouabalé-Ndoki v Konžské republice. To je ta víc na severu s hlavním městem Brazzaville. „Studium sociálního života goril není snadné. Gorily tráví většinu života v hustém lese a může trvat roky, než přivyknou na přítomnosti lidí,“ doplňuje opět R.E.Morrison. Právě v oblasti Mbeli Bai gorily opouštějí prales, aby hodovaly na vodních rostlinách. Jejich pozorování je tudíž jednodušší.

 

Zestárli jsme

12.7.2019
Zdroj:
K.Harvati et al., Apidima Cave fossils provide earliest evidence of Homo sapiens in Eurasia, Nature, 2019, doi: 10.1038/s41586-019-1376-z
Zdroj
Složená lebka Apidima-2 s barevně vyznačenými úlomky, foto Katerina Harvati/Universität Tübingen.

Naši předkové opustili východní Afriku a dorazili do Evropy výrazně dříve, než se paleoantropologové domnívali.Nejstarší pozůstatky našeho druhu mimo Afriku pocházejí z jeskyně Apidima v jižním Řecku. Jde o úlomky lebky nalezené již v sedmdesátých letech. Rekonstrukce a důkladný průzkum proběhl teprve nyní. Uran-thoriové datování určilo stáří lebky Apidima-2 na 210 tisíc let. Doposud nejstarší zbytky kostry moderního člověka mimo Afriku pocházejí z Izraele a jsou staré 190.000 tisíc let.

Složená neandrtálská lebka Apidima-1, foto Katerina Harvati/Universität Tübingen.Existuje-li lebka označená Apidima-2, neexistuje náhodou lebka Apidima-1 z téže lokality? Samozřejmě existuje. Patří neandrtálci, který zemřel před 170 tisíci lety, je tedy výrazně mladší než Apidima-2. Rozdíl ve stáří vysvětluje první autorka publikace Katerina Harvati z Eberhard Karls Universität Tübingen: „Dle naší hypotézy populaci Homo sapiens v současném Řecku později vyhnali neandrtálci, jejichž přítomnost na jihu země je dobře zdokumentována - včetně Apidima 2. V mladém paleolitu asi před 40.000 roky nová vlna migrace moderních lidí dosáhla tohoto regionu a dalších částí Evropy. Tehdy neandrtálci vymřeli.“

Šíření příslušníků rodu Homo po planetě byl zjevně komplikovaný proces a rozhodně neprobíhal podle původní šablonovité představy, že naši vyspělejší předci postupně odevšad vytlačili méně vyspělé neandrtálce. . Nálezy fosilizovaných kostí v Maroku staré 300 tisíc let ukazují, že jsme oproti původním předpokladům i starší.

Stáří maleb nebo objektů v jeskynních určují paleoantropologové nepřímo, podle staří jeskynního sintru, usazeniny z uhličitanu vápenatého vzniklé odpařením roztoku. Cokoli pod ním musí být starší. K určení stáří užívají uran thoriovou metodu, která poskytuje dobré výsledky až do doby před 350 tisíci roky. Procesy po vzniku sintru narušuje přirozenou rovnováhu mezi jednotlivými členy uran-thoriové rozpadové řady od 238U přes 234Th až po stabilní olovo 206Pb, protože tyto prvky mají zcela odlišné chemické vlastnosti. Vyhodnocením rozdílů lze určit stáří sintru.

 

Hroznovici se daří

11.7.2019
Zdroj:
M.Wang et al., The great Atlantic Sargassum belt, Science 05 Jul 2019: Vol. 365, Issue 6448, pp. 83-87, DOI: 10.1126/science.aaw7912
Zdroj
Mapa původního Sargasového moře z roku 1891, obr. Otto Krümmel (1854-1912), Christian Peip (1843),  Bruno Hassenstein, Carl Schmidt (actif 1886-1902), Justus Perthes (Firm : Gotha, Germany), [Public domain].

V Sargasovém moři se urodilo. Pozorování z družic odhalila, že od roku 2011 vyrostl rozsáhlý pás hnědých řas rodu hroznovice (Sargassum) dlouhý 8.850 km, který sáhá od západní Afriky až po Karibské moře a Mexický záliv. Nárůst biomasy až na neobvyklých 20 milionů tun způsobil zvýšený přísun živin řekou Amazonkou zejména kvůli splachování hnojiv z nových polí vzniklých místo deštného pralesa. Významný podíl by mohly mít i na živiny bohaté vzestupné mořské proudy u západní Afriky. Podle spoluautora výzkumu Chuanmina Hua z University of South Florida v Tampě o příčinách úplná jistota nepanuje: „Důkazy pro obohacení živinami jsou předběžné a vychází z omezených terénních údajů a dalších dat o životním prostředí. Potřebujeme další zkoumání, abychom potvrdili tuto hypotézu.“

Z vody vytažené hnědé řasy hroznovice (Sargassum), Ocean Explorer/NOAA [Public domain].Hroznovice jsou hnědé řasy rostoucí v tropických mořích. Patří do třídy chaluh (Phaeophyceae). Pelagické druhy s několik metrů dlouhými těly se volně vznášejí v povrchových vrstvách volného oceánu v oblasti zvané Sargasové moře, poprvé pozorované za první plavby Kryštofa Kolumba. Rozmnožují se nepohlavně fragmentací. Vytvářejí příhodné prostředí pro množství dalších mořských živočichů. Jde o místa obrovské druhové rozmanitosti a vysoké produktivity. Sargasové moře je životně důležité pro úhoře říční z Evropy a úhoře americké, kteří sem plují se vytírat.

 

Gel zbrzdí imunitu

10.7.2019
Zdroj:
http://news.mit.edu/2019/immune-response-supressant-diabetes-0624
Zdroj
Chemická struktura triazol-thiomorfolindioxid alginátu.

Při cukrovce (diabetes) I.typu imunitní systém likviduje vlastní β-buňky Langerhansových ostrůvků ve slinivce břišní (pankreas), které produkují hormon inzulín. Jedno z možných řešení je nepříliš obtížná transplantace nových β-buněk. Imunitní systém proti nim zakročí se stejnou razancí jako proti buňkám původním, takže za chvíli je rovněž zlikviduje. Působení imunitního systému zpomalí vrstva alginátového gelu, která je pro inzulin snadno propustná. Alginát je polysacharid, který získáváme z mořských řas. Jako nejlepší ochrana se na základě testování 800 derivátů alginátu jeví triazol-thiomorfolindioxid alginát. Zdá se, že pětičlenný triazolový cyklus má slabý imunosupresivní účinek.

Mikroskopický snímek alginátových kuliček o průměru 0,5 mm s beta buňkami uprostřed, foto Shady Farah.Další zlepšení představuje přidání imunosupresivní sloučeniny přímo do gelu, ze kterého se pomalu uvolňuje a lokálně chrání transplantované β-buňky. Bílkovina CSF-1 blokuje příslušné receptory na povrchu typ bílých krvinekmakrofágů?, takže pro transplantované buňky přestanou být nebezpečné. Výhodou CSF-1 je, že dobře krystaluje, což u bílkovin není úplně běžné. Pokud do alginátového gelu zamícháme krystalky bílkoviny CSF-1, uvolňuje se do okolí mnohem pomaleji, takže působí až po dobu jednoho roku.

Daniel Anderson z MIT vysvětluje motivaci výzkumu: „Máte-li malou věc implantovanou do těla, určitě nechcete vystavit celý organismus účinku látek ovlivňujících imunitní systém. Proto nás zajímali způsoby, jak uvolňovat látku přímo z transplantátu samého.“

 

Salát sklidí AI

9.7.2019
Zdroj:
S.Birrell et al., A field-tested robotic harvesting system for iceberg lettuce, Journal of Field Robotics, 2019, https://doi.org/10.1002/rob.21888 - https://techxplore.com/news/2019-05-bipedal-robot-digit-autonomous-delivery.html
Zdroj
Vegebot při práci, foto University of Cambridge.

Robot nadaný umělou inteligencí se učí sklízet salát. Vegebota v akci při sběru ledového salátu na pokusném políčku vidíme na obrázku. Správný postup má zvládnout metodou strojového učení, která v poslední době sklidila řadu úspěchů v různých oblastech. Vegebot nejprve identifikuje hlávku salátu a posoudí, je-li zdravá a zralá. Pak ji odřízne. Postup, který člověk sfoukne během několika sekund, je pro robota náročná záležitost. Se salátovými hlávkami je třeba zacházet citlivě, aby nedošlo ke znehodnocení. Nikdo nechce salátek s rozlámanými a rozdrcenými listy.

Simon Birrell z University of Cambridge vysvětluje, proč nezačali s něčím jednodušším: „Pokud dosáhneme, aby robotický sklízeč zvládl ledový salát, potom ho naučíme sklízet cokoliv.“ Doplňuje ho jeho kolegyně Julia Y.Cai: „Sběr je nyní jediná část cesty salátu, kterou dělají lidé ručně, a jde o fyzicky náročnou záležitost.“

Antropomorfní robot testovaný pro doručování společností Ford Motor Company, vám salátek doručí až domů. Chůze po dvou končetinách je nejsnazší způsob, jak překonat několik schodů, které najdeme před vchodem skoro do všech domů. Společnost Amazon dává přednost dronům, Deutsche Post DHL začala do odlehlé lokality doručovat dronem již roku 2014. Otázka, kvůli jakým robotům pošťáci přijdou o chleba, není ještě zdaleka vyřešena.

 

Tajemná jezera pod ledovcem

8.7.2019
Zdroj:
J.S.Bowling et al., Distribution and dynamics of Greenland subglacial lakes, Nature Communications, volume 10, Article number: 2810 (2019) DOI:10.1038/s41467-019-10821-w ID
Zdroj
Russellův ledovec, součást Grónského ledovce v západní části, Algkalv [Public domain].

Letecký radarový průzkum Grónského ledovce zvýšil počet známých podledovcových jezer v Grónsku ze čtyř na šedesát. Jejich délka kolísá od 200 m do skoro 6 km a leží pod několik kilometrů silnou vrstvou ledu. Z 1.710.000 km2 plochy Grónského ledovce prozkoumala letadla zatím 500.000 km2, takže další objevy nelze vyloučit. Ukazuje se, že i v této části světa jde o stejně častý jev jako z tohoto hlediska ve více prozkoumané Antarktidě, kde jich známe na 400.

Jeden z autorů výzkumu Dr.Stephen J. Livingstone z University of Sheffield upřesňuje: „Jezera, která jsme nalezli, leží hlavně ve východním Grónsku, kde podloží je zvlněné a může proto snadno zachytit a uchovat tající vodu, a v severním Grónsku, kde dle našeho mínění přítomnost jezer odráží složité podmínky mrznoucího a rozmrzajícího podloží.“

akademon.cz 21.4.2006: Rozsáhlý drenážní systém v Antarktidě

akademon.cz 24.3.2002: Tajemné jezero v Antarktidě

 

Jikry přežijí hodně

7.7.2019
Zdroj:
G.G.Silva et al., Killifish eggs can disperse via gut passage through waterfowl, Ecology, 2019, https://doi.org/10.1002/ecy.2774
Zdroj
Halančík vějířovka minuano (Austrolebias minuano), foto AV ČR.

Jikry známých akvarijních rybiček halančíků (řád Cyprinodontiformes, halančíkovití, ang.killifish) mohou projít celým trávicím traktem jihoamerické labutě rodu koskoroba bez poškození. Taková extrémní odolnost umožňuje kolonizovat lokality, kam se jiné ryby nedostanou, a vysvětluje jejich přítomnost na nečekaných místech.

Jihoamerická labuť koskoroba Coscoroba coscoroba, nejmenší známá labuť, foto Arpingstone [Public domain].Po nálezu nepoškozené jikry halančíka v trusu labutě koskoroby (Coscoroba coscoroba, angl. coscoroba swan) přistoupili vědci k přímému experimentu, kdy labutě krmili jikrami. Výsledek komentuje člen výzkumného týmu Martin Reichard z Ústavu biologie obratlovců: „Z celkem 650 jiker jich přežilo sice jen pět, ovšem i to může stačit k založení nové životaschopné populace.“ Na videu vidíme úspěšné líhnutí rybky vějířovky minuano (Austrolebias minuano) po 30 hodinách v trávicím traktu labutě a následném dalším vývoji po dobu 49 dní.

Plná text tiskové zprávy AV ČR si můžeme stáhnout zde.

 

Krize zvyšuje usazeniny

6.7.2019
Zdroj:
S.N.Lane et al., Making stratigraphy in the Anthropocene: climate change impacts and economic conditions controlling the supply of sediment to Lake Geneva, Scientific Reports, volume 9, Article number: 8904 (2019) DOI:10.1038/s41598-019-44914-9 ID
Zdroj
Rhonský ledovec, zdroj vody řeky Rhony, při pohledu z jihovýchodu, Idéfix [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)].

Zajímavé výsledky přinesl rozsáhlý výzkumu říčních sedimentů v údolí horní Rhony a Ženevském jezeře. Oproti očekávání tající alpské ledovce uvolňují tolik bahna, písku a štěrků, že množství sedimentů roste, zatímco by mělo klesat kvůli rostoucímu počtu přehrad malých vodních elektráren na přítocích Rhony. Nárůst usazenin v Ženevské jezeře způsobila i hospodářská krize roku 2008. S.N.Lane z Lausanské univerzity vysvětluje: „Ve Valais společnosti těží písek a štěrk přímo z řeky Rhony, aby je použily jako součást stavebních materiálů, např. betonu. Když omezily své těžební aktivity, více sedimentů dosáhlo Ženevské jezero. Z našich dat to vidíme naprosto jasně.“

Jde o vůbec první tak rozsáhlý výzkum říčních usazenin. Vědci využili jak starších výzkumů a záznamů kantonu Valais a elektrárenských společností, tak hlavně prací přímo v terénu. Drony a pevné kamery sledovaly a mapovaly množství sedimentů v tocích a jejich usazování. Starší sedimenty studovali standardně pomocí vrtů. K datování vrstev použili radioaktivní izotop cesium 137, které vzniká štěpením uranu 235 v jaderných zbraní a reaktorech. Staří všech vrstev určili vztažením ke třem jasně identifikovatelným vrstvám s nejvyšším obsahem cesia 137. Nejstarší je z roku 1954 v důsledku jaderných testů v atmosféře, další z roku 1964, kdy došlo k nejvyššímu spadu z těchto testů. Nejmladší vrstva pochází z roku 1986 a cesium v ní pochází z vybuchlého Černobylského jaderného reaktoru.

Prodejna ve městě Brig zničená usazeninami při záplavách roku 1993, foto Nationale Plattform Naturgefahren.Sedimenty zvyšují dno a tím i hladinu řeky, čímž narůstá rozsah záplav. Situaci může ještě zhoršit nenadálý příval bahna, štěrku, písku a kamenní, který z dříve usazených sedimentů vytvoří povodňová vlna. Ve Valais k tomu došlo v roce 2011 a dříve lokálně v Brigu, hlavním městě kantonu, v roce 1993. Zmapování usazenin a průběhu jejich vzniku může tuto hrozbu zmírnit.

 

Tlak zchladí

5.7.2019
Zdroj:
B.Li et al., Colossal barocaloric effects in plastic crystals, Nature, volume 567, pages 506–510 (2019), DOI: 10.1038/s41586-019-1042-5 ID
Zdroj
Chemická struktura neopentylglykolu a 2-amino-2-methyl-1,3-propandiolu.

Až desetkrát větší barokalorický jev (barocaloric effect) než největší dosud naměřené hodnoty, můžeme pozorovat u neuspořádaných krystalů některých organických sloučenin. Při barokalorickém jevu dojde vlivem vnějšího tlaku k ochlazení materiálu díky fázovému přechodu. Jde o jev podobného typu jako magnetokalorický (magnetocaloric) , používaný k dosahování nejnižších teplot blízko absolutní nuly. Působením vnějšího magnetického pole dojde ke změně teploty materiálu. Existuje i jev elektrokalorický (electrocaloric), kde teplotu mění elektrického pole. Vzhledem k tomu, že až 30% celosvětově vyrobené elektřiny spotřebujeme na chlazení, ať už v ledničkách, mrazírnách či klimatizacích, účinnější metoda by se určitě šikla. Proto vědci usilovně zkoumají barokalorický jev.

Pozorovaný gigantický barokalorický jev nastává za normální teploty u sloučeniny neopentylglykol (chemická struktura viz obr.) díky velké neuspořádanosti a stlačitelnosti krystalů a anharmonické dynamice krystalové mřížky. Tento typ mřížek označujeme jako neuspořádaný krystal (disordered crystal nebo plastic crystal), kdy pravidelné symetrické uspořádání vykazují těžiště molekul, avšak molekuly, zpravidla organické, jsou samy vůči sobě nepravidelně orientovány. Ještě větší barokalorický jev nacházíme u 2-amino-2-methyl-1,3-propandiolu, avšak za teploty 350 K.

 

Titan je podivný svět

4.7.2019
Zdroj:
https://apod.nasa.gov/apod/ap190703.html - http://dragonfly.jhuapl.edu/What-Is-Dragonfly/
Zdroj
Průběh mise Dragonfly, obr.Johns Hopkins APL.

Tato aktualita by možná měla nést datum 4.7.2034. Na animaci vidíme dron Dragonfly (vážka), který NASA plánuje v té době vypustit do atmosféry Saturnova měsíce Titanu. Jako jediný ze 150 známých měsíců Sluneční soustavy má ovzduší dostatečně husté, a to z 95% dusíku a 5% methanu. Dragonfly bude zkoumat počasí, chemii atmosféry a vývoj povrchu. Během titánského dne, který je 16 x delší než pozemský, nalétá stovky kilometrů. Na animaci povrch Titanu vypadá jako klasická nehostinná písečná poušť. Částečně je to pravda. Je to poušť, ale velmi chladná, s vražednou teplotou - 179 oC. Povrch může být z písku, ledových krystalků, zmrzlým ethanem spojeného prachu nebo ještě z něčeho jiného.

Řez Titanem, upraveno podle AA. D. Fortes/UCL/STFC [Public domain].Jako na jediném tělese Sluneční soustavy mimo Zemi najdeme na Titanu nejen kapalinu, ale i déšť, byť s odlišným složením. Jde o hlavně o lehké uhlovodíky methan a ethan, za normálních teplot plynné, které vytvářejí jezera. Přítomnost suchých říčních koryt a mohutných mračen na jižní polokouli a na rovníku naznačují možnost methanového deště. Vzhledem k nižší gravitaci jsou kapky větší a padají pomaleji. Kryovulkán Doom Mons kousek na jih od Titanova rovníku funguje jako sopka, jen místo žhavé lávy vyvrhuje směs vodního ledu, zmrzlého amoniaku, methanu a dalších uhlovodíků. Kryovulkanismus vysvětluje přítomnost methanu v atmosféře Titanu. Titan je největší z 62 známých Saturnových měsíců. Svým průměrem 5.150 km o něco přesahuje planetu Merkur o průměru 4.879 km.

 

Vírů ubývá

3.7.2019
Zdroj:
S.P.Johnstone et al., Evolution of large-scale flow from turbulence in a two-dimensional superfluid, Science 28 Jun 2019: Vol. 364, Issue 6447, pp. 1267-1271, DOI: 10.1126/science.aat5793
Zdroj
Rudá skvrna (angl.Giant Red Spot),  gigantický 2D vír v atmosféře Jupitera starý minimálně 300 let. Je dvakrát větší než Zeměkoule, obr.NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Gerald Eichstadt/Justin Cowart.

Rostoucí energie systému vede neočekávaně za určitých specifických podmínek k větší uspořádanosti. Hypotézu, kterou odvodil před 70 lety laureát Nobelovy ceny Lars Onsager, potvrdily kvantitativně experimenty až nyní. Jde o tzv. dvourozměrné víry. Ze spousty malých vírů rotujících souhlasně postupně vznikne jeden. Jsou-li v systému na počátku přítomny malé víry rotující oběma směry, zbudou nakonec dva nesouhlasně rotující. Systém bude na konci uspořádanější než na začátku. Přestože obsahuje více energie, jeho entropie (míra neuspořádanosti) je nižší.

Hurikán na snímku družice, příklad 2D víru, free image.Dvourozměrný vír neznamená vír pouze v ploše. Částice, které vířením vytvářejí 2D vír, např. molekuly vody, se pohybují víceméně v rovině. Těch rovin může být na sobě velmi mnoho. Všechny víry, které pozorujeme, ať jde o tornáda, hurikány, Golfský proud, pohyb neutronů na površích neutronových hvězd nebo vypouštění vany, jsou ve velmi dobrém přiblížení dvourozměrné víry. Reálné víření ve třech rozměrech velmi brzy zaniká. „Jeden z obecně pozorovaných rysů ve 2D tocích je vznik rozsáhlého rotačního pohybu v tekutině z původně náhodného víření turbulentního toku, jako je např. známa Rudá skvrna na Jupiteru,“ doplňuje první autor publikace Shaun P. Johnstone z australské Monash University.

Kvantitativní potvrzení Onsagerovy teorie lze provést pouze v prostředí s nulovou viskozitou. Proto musela na potvrzení čekat tak dlouho. Potvrdily ji experimenty s parami rubidia ve stavu Boseho Einsteinova kondenzátu za teploty blízké absolutní nule. Boseho Einsteinův kondenzát je zvláštní stav hmoty vznikající poblíž teploty 0 K. Je to např. extrémně chladný oblak atomů s celočíselným spinem, v našem případě rubidia. Všechny atomy jsou ve stejném kvantovém stavu a jejich kvantové chování se projevuje makroskopicky, což není příliš běžné. Po míchání laserovým paprskem vznikají kvantové víry, které mohou nabývat pouze určitých energií a které postupně splývaly dohromady.

„Studie má velký význam v začínajícím výzkumu nerovnovážné fyziky a ještě více zejména při výzkum supratekutin a supravodičů,“ doplňuje šéf výzkumu prof.Kristian Helmerson rovněž z australské Monash University. Za přípravu a výzkumy Boseho Einsteinových kondenzátů v parách alkalických kovů, mezi které patří rubidium, byla udělena Nobelova cena za fyziku pro rok 2001.

 

Krokodýl vegetarián

1.7.2019
Zdroj:
Keegan M. Melstrom, Randall B. Irmis. Repeated Evolution of Herbivorous Crocodyliforms during the Age of Dinosaurs. Current Biology, 2019; DOI: 10.1016/j.cub.2019.05.076
Zdroj
Nejznámější z krokodýlů, krokodýl nilský (Crocodylus niloticus), Dewet [CC BY-SA 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0)].

Příslušníci řádu krokodýlů (Crocodilia) nebyli během vývoje pouze masožravci, jak je tomu dnes. Patřili k nim všežravci i čistí býložravci. V současností jsou již všichni neortodoxní krokodýli vyhynulí. Rodinné tajemství krokodýlů odhalili paleontologové důkladným prozkoumání zkamenělých zubů. Zuby současných krokodýlů mají jednoduchý kuželovitý tvar, vhodný k pevnému zakousnutí do svalu. Zuby býložravců jsou mnohem komplexnější a zuby všežravců někde mezi. Celkem paleontologové prozkoumali 146 fosilií zubů 16 různých druhů a odhalili dosud neznámý rozsah složitosti.

Krokodýl nilský loví pakoně přecházející východoafrickou řeku Mara, Lip Kee from Singapore, Republic of Singapore [CC BY-SA 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0)]Výsledky výzkumu shrnuje první autor publikace Keegan M. Melstrom z University of Utah v Salt Lake City: „Naše práce také ukazuje, že vyhynulé formy měli překvapující rozsah stravy. Někteří žili jako dnešní krokodýli - byli to dravci, zatímco jiní byli všežravci. Jiní se pravděpodobně specializovali na rostliny. Tito vegetariáni žili na různých kontinentech v různých časech - někteří také žili vedle raných savců. To ukazuje, že býložraví krokodýli byli úspěšní v různých prostředích.“ Během evoluce vznikli býložraví krokodýli nejméně třikrát.

Fosilie krokodýla Deinosuchus hatcheri, Wilson44691 [CC0].Do řádu krokodýlů patří krokodýli, aligátoři včetně kajmanů a gaviálové. Zahrnuje 26 současných druhů v 9 rodech. Vyhynulých rodů známe 69. Krokodýli představují nejbližší příbuzné ptáků. Jde o velmi starý řád plazů. Nejstarší fosilie pocházejí z doby před 230 miliony let, kdy byli již značně rozšíření. Deinosuchus ze svrchní křídy zhruba před 80 až 73 miliony let, který lovil dinosaury a další velké obratlovce, je zřejmě největším krokodýlem vůbec. Dorůstal 10 až možná 12 metrů a vážil do osmi tun. Žil na území současné Severní Ameriky.

 

Diskuse/Aktualizace