Učenliví čmeláci

28.2.2017
Samička čmeláka zemního (Bombus terrestris) na květu lípy malolisté (Tilia cordata), foto Ivar Leidus, CC BY-SA 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0), via Wikimedia Commons.

Schopnost naučit se užívat nástroje jsme původně přičítali jenom nám samotným. S rozvojem poznání jsme ji museli nejprve přiznat ostatním primátům, pak kytovcům a v posledních letech i ptákům. Pokusy, které provedl Olli J. Loukola se svými kolegy z Queen Mary University of London, prokázaly tuto schopnosti u čmeláka zemního (Bombus terrestris), tedy hmyzu. Používáním nástrojů míníme využití předmětů k dosažení určitého cíle. Experimentátoři naučili čmeláky přesouvat kuličku na označené místo, kde byli odměněni kapkou roztoku cukru. Nejlépe to zvládli, pokud pozorovali model čmeláka s kuličkou, jimiž pohyboval skrytý magnet. Nicméně pochopili to i s hýbající se kuličkou samotnou bez figurky čmeláka. Další čmeláci úkol zvládli pozorováním svých druhů. Jde o dosti složité úkoly, uvážíme-li, že čmeláci nemají mozek, pouze dvojici hlavových ganglií. Průběh pokusu shlédneme na tomto krátkém videu.

Geneticky dokázaná matrilinearita

27.2.2017
Letecký pohled na pueblo Bonito (foto  Bob Adams, Albuquerque, NM, CC BY-SA 3.0, (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) via Wikimedia Commons).

Devět osob, pohřbených v nejvýznačnější hrobce označené jako místnost 33 puebla Bonito na severozápadě Nového Mexika, má shodný mitochondriální genom. Znamená to, že jde o blízké příbuzné v ženské linii. Z archeologického výzkumu lze usuzovat, že šlo o příslušníky rodiny místních předáků, kteří vládli zhruba v letech 800 - 1130 n.l. Pueblo Bonito představovalo v té době centrum kaňonu Chaco, jedné z oblastí osídlených pueblanskými Indiány, vyspělou společností amerického jihozápadu. Na obrázku najdeme letecký pohled na pueblo Bonito (foto Bob Adams, Albuquerque, NM, CC BY-SA 3.0, (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) via Wikimedia Commons).

Nervy plejtváků

26.2.2017
Plejtvák obrovský (Balaenoptera musculus) ve vodách východního Pacifiku, foto NOAA, volné dílo.

Plejtváci (čeleď Balaenopteridae) spotřebují obrovská množství potravy, aby uživili svá gigantická těla vážící až desítky tun. Získávají ji filtraci krilu neboli malých korýšů z mořské vody. Nejprve naberou do roztažitelné spodní části ústní dutiny velké množství vody s krilem. Tlakem jazyka ji přefiltrují přes kostice, které mají místo zubů v horní čelisti. Voda odteče ven, korýši neprojdou a jsou pozřeni. Pro plejtváky jsou naprosto typické rovnoběžné záhyby zespodu hlavy. Při nasávání vody spodní část ústní dutiny velmi podstatně zvětšuje svůj objem a záhyby se vyhlazují. Bez nich by zdaleka nemohli nasát tolik kubických metrů vody najednou. Jak tak velké napnutí tkání zvládají nervy, zjistila Margo A. Lillie se svými kolegy z University of British Columbia. Jsou zvlněné stejně jako plejtvákova tlama, a to hned nadvakrát. Výraznější záhyby vytvářejí prostorovou rezervu pro napínání a umožňují protažení nervového vlákna až na dvojnásobek délky. Jemnější vlnky zmírňují napětí, které při rozpínání a smršťování vzniká a předcházejí tak poškození nervových vláken. Na obrázku vidíme plejtváka obrovského (Balaenoptera musculus) ve vodách východního Pacifiku, foto NOAA, volné dílo.

Sykot bolidu

25.2.2017
Zcela unikátní snímek meteoru zanikajícího v atmosféře. Pořídil ho Jon Burnett z Jižního Walesu koncem září 2003.

Průlet jasného meteoru neboli bolidu atmosférou občas doprovázejí i různé zvuky, např. praskání, syčení, pískání nebo šelest. Můžeme to pozorovat u bolidů od magnitudy - 11 . Magnitudou rozumíme astronomickou veličinu udávající zdánlivou jasnost objektů na obloze. Čím je nižší, tím je objekt jasnější. Platí to i pro záporná čísla. Nejjasnější hvězdy mají magnitudu 1. Nejjasnější objekt naší oblohy je Slunce s magnitudou - 26. Měsíc v úplňku má - 12,6m. Bolidy o - 11m při svém průletu osvětlí horizont a ve svém okolí rozeznáme některé předměty i některé barvy. Při - 20m je světlo jako ve dne. Zdá se logické, že průlet takových rozžhavených těles bude doprovázet zvuk. Vzduch se ohřívá třením o rychle letící objekt, a tudíž se rozpíná. Vznikající tlakové vlny bychom zaslechli jako hluk. Leč panuje tu časový nesoulad. Zvuky víceméně odpovídají pohybu meteoru, zatímco by měly být opožděné. Světlo letí podstatně rychleji než zvuk. Pavel Spurný spolu a kolegy ze Sandia National Laboratories v Novém Mexiku dokazují, že za zvuky spojené s průletem bolidu zodpovídá tzv. fotoakustická emise. Velmi jasný záblesk světla zahřeje některé předměty v našem blízkém okolí, jež vzápětí ohřejí okolní vzduch. Jeho rozpínání zaznamenáme jako zvuk. Na obrázku vidíme zcela unikátní snímek meteoru zanikajícího v atmosféře. Pořídil ho Jon Burnett z Jižního Walesu koncem září 2003. Jde o jednu z nejlepších fotografií této události, jaká kdy byla pořízena.

Vlastislav Výprachtický 26.2.2017: Rychlost bolidu může dosáhnout cca 70 km/sec. Vysokou teplotou a rychlostí při průletu atmosférou vznikají zvukové a mechanické rozličné doprovodné vlny, lišící se tvarem bolidu a příslušným složením atmosféry. Záblesk světla by neměl mít podstatný vliv na ohřátí těles v místě pozorování, ale spíše půjde o různá /i opto / vlnění přenášená oscilací v atmosféře.

Příspěvek k evoluci sexu

24.2.2017
Vlevo struktura bílkoviny HAP2-GCS1 jednobuněčné řasy Chlamydomonas reinhardtii  a vpravo protein viru horečky dengue (Felix Rey, Pasteur Institute).

Membránovou bílkovinu HAP2-GCS1 nacházíme jenom u spermií, zato naprosté většiny eukaryontních organismů - rostlin, živočichů i protistů, mezi něž zahrnujeme všechny zbývající eukaryontní vyjma prve jmenovaných. Zajímavou strukturní shodu mezi proteinem HAP2-GCS1 jednobuněčné řasy Chlamydomonas reinhardtii a membránovou bílkovinou viru horečky dengue nalezli Juliette Fédry z pařížského Pasteurova institutu a Yanjie Liu z University of Texas v Dallasu spolu s řadou dalších kolegů. Jejich funkce jsou velmi podobné. U virů slouží k jeho napojení na napadenou buňku, u zmiňovaných eukaryontů ke spojení spermie s vajíčkem. Vypadá to na zajímavý příspěvek k poznání evoluce pohlavního rozmnožování. Na obrázku vidíme vlevo strukturu bílkoviny HAP2-GCS1 jednobuněčné řasy Chlamydomonas reinhardtii a vpravo proteinu viru horečky dengue (Felix Rey, Pasteur Institute).

Pravá, levá

22.2.2017
Náčrtek mozku s míchou. Krční a přední část hrudního segmentu jsou vyznačeny modře.

O levorukosti nebo pravorukosti rozhoduje stranově rozdílná exprese genů vyvíjejícího se plodu v krčním a přední části hrudního segmentu míchy. Na základě studia mediátorové RNA (mRNA) a methylace DNA v příslušných oblastech to tvrdí Sebastian Ocklenburg a Onur Güntürkün z Ruhr-Universität Bochum spolu s dalšími kolegy z Německa, Nizozemí a Jižní Afriky. Během vývoje plodu nalezli nepochybné pravo-levé asymetrie. Původně se předpokládalo, že počátky pravo-levých rozdílů leží v asymetrické expresi genů v mozkové kůře plodu. Nicméně rozdíly v pohybech paží plodu jsou pozorovatelné ještě před napojením motorických oblastí mozku na míchu. Příčiny pravo-levé asymetrie tudíž leží v dřívějším vývoji.

Umělý opylovač

21.2.2017
Chemická struktura poly(1-vinyl-3-butylimidazolia) a hexafluorofosforečnanového aniontu (vpravo dole).

Miniaturní drony pro opylení rostlin vyvíjí tým z japonského Národního ústavu pro pokročilou průmyslovou vědu a technologii (AIST) ve vědeckém městečku Tsukuba, který vede Eijiro Miyako. Jejich několikacentimetrový stroj pohánějí čtyři vrtulky. Opylení vypadá spíše jako nehoda, jak se můžeme přesvědčit na tomto videu. Větší problém než sestrojení vlastního dronu představovalo zařízení pro odběr pylu a jeho přenos na bliznu. Nakonec to vyřešili pomocí nastříhaných koňských žíní pokrytých polymerním iontovým gelem. Chemickou strukturu polymerního kationtu vidíme na obrázku. Tvoří ho zpolymerované kationty 1-vinyl-3-butylimidazolia. Elektroneutralitu gelu udržoval hexafluorofosforečnanový anion PF6-, na obrázku vpravo dole. Přes rychlý úbytek včel kvůli šíření různých chorob a parazitů lze snad doufat, že práci japonských expertů nebudeme potřebovat. Přirozené opylení hmyzem probíhá bez našeho přičinění a zadarmo.

Prospěšné hladovění

20.2.2017
Makak rhesus v indické Ágře na snímku Thomase Schocheho (GFDL CC-BY-SA-3.0 via Wikimedia Commons).

Dřívější pokusy a vědecké studie prokázaly, že podstatné omezení příjmu potravy prodlužuje délku života. Přestože proběhly pouze na laboratorních zvířatech, od hlístic po potkany, předpokládalo se, že stejné závěry platí i pro nás. Dlouhodobá studie, kterou provedla Rozalyn M. Anderson se svým týmem z University of Wisconsin a National Institute on Aging v marylandském Baltimore, výsledky potvrdila i pro primáty. Jako pokusné zvíře jim sloužil makak rhesus (Macaca mulatta), dobrý model pro sledování lidského stárnutí. Naše genomy se z 93% shodují a řada anatomických detailů a fyziologických, imunologických, neurologických i endokrinologických procesů je obdobná. Rovněž dospívání a stárnutí má srovnatelný průběh. Např. jednomu z pokusných makaků snížili příjem potravy o 30% v jeho 16 letech, což odpovídá u lidí pozdnímu střednímu věku. Nyní je mu 43 let, rovnocenných našim 130 rokům. Makaka rhesa v indické Ágře vidíme na snímku Thomase Schocheho (GFDL CC-BY-SA-3.0 via Wikimedia Commons).

Gerontolog Valter Longo se svým týmem z University of Southern California tvrdí, že pětidenní hladovění každý měsíc po dobu tří měsíců přináší dobré výsledky. Oproti tomu Luigi Fontana z Washington University School of Medicine v Saint Louis extrémní postupy nedoporučuje. Důraz klade na zdravou, střídmou stravu a přiměřený pohyb.

Lubomír Vrána 20.2.2017: A není ten makak už dementní?

Petr Novotný 21.2.2017: Jestlize makak vazi asi desetkrat mene nez clovek a normalne dostava zhruba ctyrikrat mene jidla, tak neni zase natolik prekvapive, ze kdyz se prestane tak hrozne prezirat a zvysi se mu zastoupeni vitaminu a drasliku na ukor cukru, tak zije dele.

Alena Angelová 23.2.2017: Jez do polo syta, pij do polo pita a dožiješ se dlouhá léta.

Zamotané vlákno

19.2.2017
Koutník jedovatý (Loxosceles reclusa), foto Centers for Disease Control and Prevention.

Pavouk koutník jedovatý (Loxosceles reclusa) žijící na jihu a jihovýchodě Spojených států spřádá vlákna pro své sítě unikátním způsobem. Na rozdíl od ostatních pavouků je ploché. Vytváří na něm dodatečné smyčky, čímž jeho pevnost podstatně vzrůstá. U vláken s kruhovým průřezem to nefunguje. Odhalili to S. R. Koebley a H. C. Schniepp z The College of William & Mary ve virginském Williamsburgu spolu s F. Vollrath-em z Oxford University. Portrét koutníka, který dorůstá až 2 cm, vidíme na obrázku (foto Centers for Disease Control and Prevention).

Detail, jak koutník spřádá svá vlákna, uvidíme na tomto videu.

V menším rozlišení zde.

Nový kontinent

18.2.2017
Současná poloha Zélandie (N.Mortimer et al., Zealandia: Earth’s Hidden Continent, GAS Today, Volume 27 Issue 3, doi: 10.1130/GSATG321A.1).

odhalil a popsal po více než dvacetiletém úsilí Nick Mortimer se svými kolegy z novozélandského výzkumného ústavu GNS Science ve spolupráci s Julienem Collotem z Geologické služby Nové Kaledonie a Marií Seton z University of Sydney. Jak vidíme na obrázku, Zélandia (Zealandia) leží východně od Austrálie a je z 94% pod vodou. Její celková rozloha činí 4,9 milionů km2. Nad hladinu vyčnívají jen její nejvyšší vrcholky - ostrovy Nový Zéland a Nová Kaledonie. Nicméně vyznačuje se řadou rysů pro kontinent charakteristických. Od okolí ji odlišuje rozdílné geologické složení typické pro kontinentální kůru a výrazně silnější zemská kůra než na oceánském dně. Jde o spojitou dobře definovanou oblast, která výrazně převyšuje své okolí. Od australské pevninské kry je zřetelně oddělena. Byla součástí superkontinentu Gondwany. V důsledku jejího rozpadu během svrchní křídy se potopila. Její současnou polohu vidíme na obrázku (N.Mortimer et al., Zealandia: Earth’s Hidden Continent, GAS Today, Volume 27 Issue 3, doi: 10.1130/GSATG321A.1).

Kdy kouření pomáhá

17.2.2017
Chemická struktura aminokyselin histidinu a leucinu.

Lékařská věda zaznamenala první případ, kdy kouření prokazatelně pomohlo. Lékaři identifikovali u mladé ženy anemii způsobenou jednou z mnoha mutací hemoglobinu. Konkrétně jde o záměnu aminokyseliny histidin v pozici 58 v hemoglobinové podjednotce alfa za leucin. Takový hemoglobin se snáze rozkládá, což způsobuje anemii pacientky. Její otec, po němž ji zdědila, trpí stejným postižením. Mutace nese jméno Kirklareli Hb alfa(H58L) podle městečka v Turecku, kde přišel na svět. Nicméně ač silný kuřák, anemii netrpí. Biochemický tým z texaské Rice University vedený Johnem S. Olsonem ve spolupráci s experty z Univerzity Alberta-Ludvíka Freiburg a Štrasburské univerzity objasnil příčinu tohoto jevu. Oxid uhelnatý CO z cigaretového dýmu, který při kouření vdechuje, se přednostně váže na zmutovaný hemoglobin, stabilizuje jeho strukturu a brání rozpadu. Porovnání chemické struktury aminokyseliny histidinu a leucinu vidíme na obrázku.

Živorodý ještěr

16.2.2017
Umělecká rekonstrukce Dinocephalosaura od Nobua Tamury (CC BY 2.5,  via Wikimedia Commons).

Před 245 miliony let v období středního triasu se v mořích tehdy pokrývajících dnešní jihozápadní Čínu proháněl dlouhokrký plaz Dinocephalosaurus. V jeho (spiše její) zkamenělině z lokality Luoping nalezl prof.Jun Liu z Hefeiské technologické univerzity a prof.Jonathan C. Aitchison z australské University of Queensland spolu s dalšími kolegy i fosilizované embryo. Rození živých mláďat se posunulo o padesát milionů let do minulosti. Od té doby vzniklo nezávisle na sobě ještě mnohokrát, nikoliv však ve skupině Archosauromorpha, kam kromě vyhynulých dinosaurů patří současní krokodýli, šupinatí, hatérie a ptáci. Uměleckou rekonstrukci Dinocephalosaura od Nobua Tamury vidíme na obrázku (CC BY 2.5, via Wikimedia Commons).

Blanokřídlí paraziti

15.2.2017
Nahoře dospělý jedinec Bassettia pallida (a), dole Euderus set (d), K.L.Weinersmith et al., Tales from the crypt: a parasitoid manipulates the behaviour of its parasite host, Proc. R. Soc. B 2017 284 20162365; DOI: 10.1098/rspb.2016.2365, 25 January 2017.

Zajímavý vztah mezi blanokřídlým parazitem a parazitoidem popsal Scott E. Egan z Rice University v texaském Houstonu se svými kolegy. Parazitoidem nazýváme parazita, který svého hostitele nakonec zahubí. Parazitická žlabatka Bassettia pallida z čeledi žlabatkovitých (Cynipidae) klade svá vajíčka do tkání dubu Quercus geminata, který roste na atlantickém pobřeží od jižní Mississippi po jihovýchodní Virginii. Kolem larvy vznikne kulovitý útvar z postupně dřevnatící rostlinné tkáně, který ji chrání a poskytuje potravu, tzv. duběnka. B. pallida je cizopasníkem dubu. Na ni parazituje vosa Euderus set z čeledi Eulophidae, která změní chování larvy uvnitř duběnky tak, aby prokousala otvor ven, ucpala ho hlavou a umřela. Larva E. set v klidu dospěje a poté opustí úkryt skrze hlavu oběti. Na obrázku nahoře vidíme dospělého jedince Bassettia pallida (a), dole Euderus set (d) (K.L.Weinersmith et al., Tales from the crypt: a parasitoid manipulates the behaviour of its parasite host, Proc. R. Soc. B 2017 284 20162365; DOI: 10.1098/rspb.2016.2365, 25 January 2017.

Velmi podobné chování najdeme i mezi žlabatkou a mšicí, viz akademon.cz 15.3.2016: Cizopasník parazitoida.

Objeví se quinoa na našem stole?

14.2.2017
Merlík chilský (Chenopodium quinoa), foto Kurt Stueber (www.biolib.de), CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/), via Wikimedia Commons.

Semínka merlíku chilského (Chenopodium quinoa) patřila k důležitým potravinám v Incké říší. Španělé po jejím dobytí a následné katolizaci její pěstování potlačovali, protože hrála ceremoniální roli v původním náboženství. Nyní většímu rozšíření brání nahořklá chuť semínek způsobená saponiny. Jinak jde o potravinu vysoké nutriční hodnoty s velkým obsahem vitaminů. Rozsáhlý genetický tým vedeným Markem Testerem z Vědecko-technologické univerzity krále Abduláha v Saudské Arábii (KAUST) při sekvenování genomu odhalil gen, který produkci hořkých saponinů řídí. Pro současné genové inženýrství není problém jeho fungování zablokovat. Obyvatelé říše Inků semínka merlíku hojně konzumovali, přestože nepochybně chutnala stejně hořce jako dnes. Leč nežili v takové hojnosti. Jak se říká, jakákoli kaše je lepší než žádná kaše. Merlík chilský vidíme na obrázku (Kurt Stueber (www.biolib.de), CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/), via Wikimedia Commons).

Petr Petrovič 15.2.2017: Doufám, že se při jeim pěstování zas vykácí kus pralesa s votravnejma vopicema, jako při produkci palmovýho oleje na biopaliva, nebo zlikviduje nějaký jiný přírodní bohatství....

Klouda 16.2.2016: Quinoa se v ČR prodává již několik let. Problém je v ceně a v kampaňovitosti (jako ostatně u všeho). Např. před 22 lety raketově vylétla cena preparátů z yuky, dávno už spadla na pětinu. Před 2 lety kampaň nutila drahá semínka chia, dnes jsou na Slevomatu za polovic. S cenou quinoy to bude stejné, ovšem velkého rozšíření nedojde, samotná je fádní a ve směsi v kaších jí tolik nespotřebujeme. Další cenové snížení nastane, až se začne pěstovat mimo Jižní Ameriku, nejlépe v Číně. Ceny dovozů z JA v posledních letech jdou rychle nahoru a mnozí dovozci již ukončili.

Aleš Svoboda 17.2.2017: To je sice hezké - ale je třeba si uvědomit, že my nejsme na takovéto plodiny geneticky připravení ani navyklí. Její konzumace v malém nevadí - ale jako potřevina je to nevhodné. . . .

Klouda 18.2.2017: Ad Aleš Svoboda Z jakého zdroje info vycházíte, že nejsme geneticky připraveni ani navyklí? A kde je ta časová hranice pro navyklost? Brambory, rýže, zelenina, ovoce - vše kdysi bylo pro nás nové. Nejdrsnější novotou kdysi bylo požívání obilí, dodnes se celiaci s tím potýkají i po 10 000 letech.

Návrat kabelů

13.2.2017
Schéma fungování námořního optického kabelu.

Americká vládní agentura pro vývoj nových zbraní DARPA testuje kabelové spojení na moři jako náhradní řešení pro případ vyřazení ostatních pojítek. Před rozšířením bezdrátové telegrafie byly polní kabelové telefony hojně užívány všemi armádami světa. Spojení pomocí radiových vln nakonec převládlo. Nicméně optický kabel vznášející se vlastním vztlakem pod vodní hladinou představuje zajímavou alternativu pro námořní operace. Nad vodou uvidíme pouze vršky bojí připojených na začátek a konec, které ponesou komunikační rozhraní využívající radiových vln. Po položení do vody by měl fungovat 30 dní. Schematické znázornění vidímě na obrázku.

Gekon naháč

12.2.2017
Gekon Geckolepis megalepis se šupinami (A,B) i bez šupin (C) po zdařilém úniku, Scherz MD, Daza JD, Köhler J, Vences M, Glaw F. (2017) Off the scale: a new species of fish-scale gecko (Squamata: Gekkonidae: Geckolepis) with exceptionally large scales. PeerJ 5:e2955, https://doi.org/10.7717/peerj.2955 .

Již od základní školy víme, že ještěrkám se v případě akutního nebezpečí odlomí ocásek, což jim umožní uniknout sežrání. Nový časem doroste. Nedávno objevený 7 - 8 cm dlouhý gekon Geckolepis megalepis, který žije na Madagaskaru a Komorských ostrovech, zachází ještě dále. Pro svou ochranu obětuje většinu svého tělního pokryvu. Šupiny na povrchu jeho těla jsou největší ze všech gekonů jak absolutně, tak relativně vzhledem k velikosti. Uvolní se velmi snadno. Se šupinami (A,B) i bez šupin (C) po zdařilém úniku ho vidíme na obrázku (Scherz MD, Daza JD, Köhler J, Vences M, Glaw F. (2017) Off the scale: a new species of fish-scale gecko (Squamata: Gekkonidae: Geckolepis) with exceptionally large scales. PeerJ 5:e2955, https://doi.org/10.7717/peerj.2955). Ještěrkovití (Lacertidae) a gekonovití (Gekkonidae) jsou dvě odlišné čeledi podřádu ještěrů (Sauria) řádu šupinatých (Squamata).

Baterie na oxid uhličitý

11.2.2017
Schéma elektrochemického článku udržovaného v chodu oxidem uhličitým s elektrodami z oxidu manganičitého.

Elektrochemický článek produkující elektřinu pomocí oxidu uhličitého CO2 sestrojili Taeyong Kim, Bruce E. Logan a Christopher A. Gorski z Pennsylvania State University. Základem je dvojice elektrod z oxidu manganičitého MnO2, známějšího pod jménem burel. Elektrodový potenciál reakce manganičitých Mn4+ na manganité Mn3+ silně závisí na pH elektrolytu, v němž jsou elektrody ponořeny. Jak vidíme na schématu článku na obrázku, každá elektroda je umístěna v roztoku s odlišným pH, které se udržuje pomocí oxidu uhličitého CO2. Nepochybně jde o zajímavý koncept. Nicméně oxid uhličitý se elektrochemickou reakcí nespotřebovává, takže v elektrolytu se budou hromadit uhličitany.

Zmatená protilátka

10.2.2017
Kresba virionu rhinoviru 16 od Robina S., CC-BY-SA-3.0 nebo CC BY-SA 2.5-2.0-1.0, via Wikimedia Commons. Jde o malý virus, jeho průměr činí 30 nm. Tmavě šedé jsou bílkoviny, s jejichž pomocí se virus připojuje na napadenou buňku.

Proč má náš imunitní systém problém pořádně zatočit s rhinoviry objasnila K. Niespodziana se svými kolegy z týmu prof.Rudolfa Valenty z Lékařské univerzity ve Vídni. Rhinoviry rodu Enterovirus z čeledi Picornaviridae jsou běžnou příčinou nachlazení u lidí. Důležitou součástí jejich bílkovinného pláště (kapsidy) je bílkovina VP1, na kterou se přednostně váží protilátky imunitního systému IgG1 a IgA. Problém je, že se mohou vázat jen na tu část bílkoviny VP1, která leží na vnitřní straně kapsidy. Přístupnou se stane až v okamžiku, kde se virová částice naváže na receptor ICAM 1 na povrchu napadené buňky. To již může být pozdě. Na obrázku vidíme kresbu virionu rhinoviru 16 od Robina S., CC-BY-SA-3.0 nebo CC BY-SA 2.5-2.0-1.0, via Wikimedia Commons. Jde o malý virus, jeho průměr činí 30 nm. Tmavě šedé jsou bílkoviny, s jejichž pomocí se virus připojuje na napadenou buňku.

Dvanáctá jeskyně

9.2.2017
Zdroj:
http://www.damals.de/de/8/Skelettfunde-liefern-Hinweise-auf-Verfasser-der-Qumran-Schriftrollen.html?aid=192122&cp=1&action=showDetails
Zdroj
Jediný dochovaný nepopsaný pergamenový svitek, foto Casey L. Olson and Oren Gutfeld.

K jedenácti jeskyním v okolí Kumránu, ve kterých beduíni a po nich archeologové nalézali svitky od Mrtvého moře, 2.000 let staré biblické a jiné náboženské texty, přibyla nedávno dvanáctá. Odhalili ji Oren Gutfeld a Ahiad Ovadia z hebrejské univerzity v Jeruzalémě spolu s Randallem Pricem z Liberty University v USA. Jeskyně původně také obsahovala svitky, v době nálezu byla bohužel již zcela vykradena. I tak jde o cenný archeologický objev, protože v ní zůstalo mnoho rozbitých keramických nádob s víčky, v nichž se svitky uchovávaly. K dalším nálezům patří kožení řemínky na vázání svitků a jejich látkové ochranné obaly, jakož i kousky šlach a kůže, jimiž se kusy pergamenu propojovaly. Na obrázku (foto Casey L. Olson and Oren Gutfeld) vidíme jediný dochovaný nepopsaný pergamenový svitek. Nález železného ostří motyky z padesátých let minulého století dokládá, že k vyloupení došlo alespoň částečně až v moderní době. Ve spodnější vrstvě nalezli archeologové řadu pazourkových ostří, hrotů šípů a pečetítko z karneolu z mladší doby kamenné a doby měděné. Jeskyní v oblasti Kumránu najdeme stovky, některé z nich vyhloubené lidmi. Svitky byly uloženy pouze ve dvanácti z nich. Z dalších čtyřiceti pocházejí střepy a další drobné archeologické nálezy. Vzhledem ke stále probíhajícím vykopávkám nejsou další zajímavé nálezy vyloučeny.

11.12.2017: Kumrán ještě neprozradil všechna svá tajemství. Na blízkém pohřebišti starém 2.200 let našli archeologové pouze mužské kostry. Ze 33 koster jich 30 patří mužům ve věku od 20 do 50 let. Zbývající tři nejsou jednoznačně ženské, jejich věk a pohlaví se nedá určit. Stáří pohřebiště odpovídá době vzniku svitků. Přebývalo v Kumránu náboženské společenství v celibátů žijících mužů? Podle Yossiho Nagara z izraelského Úřadu pro starožitnosti, „velké množství dospělých mužů různých věkových kategorií pochovaných v Kumránu odpovídá situaci na hřbitovech byzantských klášterů.“ Avšak nejstarší klášter, Klášter svaté Kateřiny na Sinajském poloostrově, vznikl až o 800 let později.

Nečekané působení nikotinu

8.2.2017
Chemická struktura nikotinu vlevo, gama-aminomáselné kyseliny vpravo.

Neobvyklý odložený účinek působení nikotinu (obr. vlevo) na laboratorní potkany pozorovala Julia Morud Lekholm z Göteborgské univerzity. Studovala jejich abstinenční příznaky po přerušení podávání nikotinu. Zpočátku vše probíhalo jako obvykle. Jejich chování se nečekaně změnilo až po třech měsících, kdy přestali být ostražití a vyhledávali osvětlená místa, kterým se dříve vyhýbali. Bližší zkoumání ukázalo, že dochází ke změnám funkce systému receptorů gama-aminomáselné kyseliny (GABA, obr.vpravo). Jejich zklidňující působení je silně potlačeno až převráceno. Popsané dlouhodobé abstinenční příznaky jsou možná příčinou, proč je tak těžké odvyknout kouření. Návykovost nikotinu je srovnatelná jedině s heroinem. Experimenty sice proběhly s laboratorními potkany, nicméně lze rozumně očekávat, že u lidí nenajdeme zásadní odlišnosti. Důkladné poznání vlivu nikotinu na organismus může přispět i k navržení účinnějších metod pro odvykání kouření. Chemickou strukturu nikotinu vidíme na obrázku vlevo, gama-aminomáselné kyseliny vpravo.

Sloučenina helia

7.2.2017
Schematické znázornění krystalové struktury helidu sodného Na2He. Větší koule označují atomy sodíku, menší helia.

Sloučeninu helia se sodíkem Na2He vypočítal, připravil a popsal rozsáhlý čínsko-rusko-americko-německý tým. Vzácné plyny helium He, neon Ne, argon Ar, krypton Kr, xenon Xe a radon Kr se vyznačují neobyčejně nízkou chemickou reaktivitou, protože jejich vnější elektronová slupka je zcela zaplněna, a tudíž velmi stabilní. Dohromady tvoří 18.skupinu periodické tabulky prvků, do které patří ještě nový oganeson Og. Jeho chemické vlastnosti zatím neznáme. Lze očekávat, že nebudou příliš odlišné. Nová sloučenina helid sodný je stabilní za tlaku větším než 113 GPa, což je zhruba milionkrát více než běžný atmosférický tlak. Nicméně zajímavá je ze dvou hledisek. Jde o první termodynamicky stabilní sloučeninu helia vůbec. Malé atomy helia a neonu jsou ještě stabilnější než atomy větších vzácných plynů, které několik sloučenin s fluorem a kyslíkem vytvářejí. Sloučeniny vzácných plynů s prvky počátečních skupin periodické soustavy doposud nikdo nepřipravil. Na2He krystaluje v krychlové soustavě se strukturou obdobnou minerálu fluoritu CaF2 (viz obr.). Podle výpočtů by sloučenina o složení Na2HeO měla mít podobnou strukturu a měla by být stabilní za mnohem nižších tlaků, konkrétně nad 15 GPa. Na její přípravě chemici usilovně pracují. Výzkumný projekt navrhli Xiao Dong z Nankaiské univerzity a Artem R. Oganov ze Stony Brook University.

Stopy pozemského života na Měsíci

6.2.2017
Schéma toku a složení slunečního větru a prvků proudících ze Země na Měsíc. H+ značí proton, e- elektron, He2+ alfa částici, O kyslík, N dusík, He helium.

Co pět dní se ocitá Měsíc ve stínu Země, která ho v té době chrání před dopadající slunečním větrem. Tehdy na měsíční povrch dopadají ionty atomů plynů z horních vrstev naší atmosféry. U dusíku a vzácných plynů to dokládá izotopové složení jejich iontů zachycených v nejhornější vrstvě měsíčních hornin. U kyslíku je situace trochu komplikovanější. Jeho ionty jsou součástí i větru slunečního, takže dopadají na povrch měsíce i v době, kdy není stíněn Zemí. Tok atmosférického kyslíku k Měsíci potvrdila až současná práce Kentara Terady z Osacké univerzity a Masakiho N. Nishima z Nagojské univerzity a jejich dalších kolegů z japonské kosmické agentury JAXA. Dospěli k tomu na základě vyhodnocení měření provedených japonskou družicí Kagoya. Propojení zemské atmosféry s měsíčním povrchem funguje miliardy let. Je tudíž možné, že ze zastoupení zachycených izotopů pozemského kyslíku bude možné získat informace o vývoji složení naší atmosféry. Nebude to jednoduchý úkol, protože zatím neumíme odlišit kyslíkové atomy ze slunečního větru do pozemských. Kyslík v atmosféře vznikl jako produkt metabolismu dávných mikroorganismů. Můžeme tudíž říci, že stopy jejich činnosti dosáhly i Měsíce. Na obrázku vidíme schéma toku a složení slunečního větru a prvků proudících ze Země na Měsíc. H+ značí proton, e- elektron, He2+ alfa částici, O kyslík, N dusík, He helium.

Netopýří robot

4.2.2017

Robota, který napodobuje let netopýra, sestrojili Alireza Ramezani a Seth Hutchinson z University of Illinois at Urbana-Champaign spolu s Soon-Jo Chungem z California Institute of Technology (CALTECH) v Pasadeně. Jejich hlavním cílem není vytvořit nový typ drónu, i když této možnosti se nezříkají, nýbrž důkladně studovat let samotných netopýrů. Jejich kožnatá křídla se 40 klouby umožňují létat neobyčejně hbitě, takže mohou lovit hmyz v letu. Nové zařízení o váze 93 gramů hnané mikromotorky nazvali Bat Bot. Kostra z uhlíkového vlákna je potažena silikonovou membránou, která nejlépe napodobuje kožnatá netopýří křídla. Celek řídi procesor, který přijímá i údaje z čidel sledujících let. Prohlédnout si Bat Bota můžeme na tomto videu.

Deprese pomocnice

3.2.2017

U neřešitelných úkolů není vítězem ten, kdo se o jejich rozlousknutí pokouší stále znovu a znovu, nýbrž ten, kdo se včas věnuje něčemu smysluplnějšímu. Deprese může být mechanismem, kterým se náš mozek od neřešitelných problémů odpoutává. Ukazují to psychologické experimenty prof. Klause Rothermunda a Kathariny Koppe z Friedrich-Schiller-Universität Jena. Čtyřicetičlenná skupina pacientů s depresemi řešila slovní přesmyčky, od jednoduchých po neřešitelné. Totéž činila kontrolní skupina bez depresí s 38 členy. Lidé trpící depresí se mnohem snáze odpoutávali od neřešitelných úkolů. Lze namítnout, že vzhledem ke složitosti lidského mozku jde o příliš jednoduchý experiment. Nicméně poskytl zajímavé výsledky, se kterými bude třeba dále pracovat.

Obrácená antibiotika

2.2.2017
Bakteriální kultura E. coli na agaru. Zeleně světélkují buňky rezistentní vůči doxycyklinu, modře  bez ní (Reding-Roman, C. et al. The unconstrained evolution of fast and efficient antibiotic-resistant bacterial genomes. Nat. Ecol. Evol. 1, 0050 (2017)). Dole najdeme chemickou strukturu doxycyklinu.

Působíme-li antibiotikem doxycyklinem na bakterie Escherichia coli, nejen, že vzniká rezistence, ale mikroby začnou více prosperovat. Rychleji se množí a vytvářejí větší kolonie. Podle zjištění týmu prof.Roberta Beardmora z University of Exeter k tomu postačí několikadenní pěstování E.coli, běžných střevních bakterií teplokrevných živočichů, za přítomnosti antibiotika tetracyklinové řady doxycyklinu. Jeho strukturu vidíme na obrázku dole. Analýza bakteriálního genomu ukázala, že příčinou jsou změny v dvou oblastech. Jedna z nich způsobuje větší počet tzv. antibiotických pump, molekulárních systémů, které transportují molekuly doxycyklinu aktivně z buňky ven. Druhá vypíná jejich autodestrukční proces, který využívají při vytváření biofilmů. Na obrázku nahoře vidíme bakteriální kulturu E. coli rostoucí na agaru. Zeleně světélkují buňky rezistentní vůči doxycyklinu, modře bez ní (Reding-Roman, C. et al. The unconstrained evolution of fast and efficient antibiotic-resistant bacterial genomes. Nat. Ecol. Evol. 1, 0050 (2017)).

Interface mozek-počítač

1.2.2017
Video s jednoduchým komunikačním pokusem.

Speciální pokrývku hlavy, která umožňuje komunikovat zcela paralyzovaným lidem, vytvořil švýcarsko-německo-čínsko-americký tým vedeným prof.Nielsem Birbaumerem z Tübingenské univerzity a švýcarského Wyss Center for Bio and Neuroengineering. Pomocí infračervené spektroskopie sledují prokrvení jednotlivých střední části frontálního laloku mozku, z čehož určuje jednoduché odpovědi typu ano - ne. Použití tzv. blízkého infračerveného záření o vlnových délkách od 2,5 mikrometru umožňuje proniknout hlouběji do mozku. Video s jednoduchým pokusem najdeme zde, trochu níž na stránce, jež se zobrazí.

11.4.2017: Ochrnutý Bill Kochewar poprvé po osmi letech může samostatně jíst a pít. Vědci z Case Western Reserve University a Cleveland Functional Electrical Stimulation Center mu pomocí dvou implantátů s 96 elektrodami propojili motorické centrum mozku s počítačem. Pokyny z mozku převádí procesor na elektrické impulzy, kterými pomocí 30 elektrod ovládá svaly jeho paže. Výsledek shlédneme zde.

Diskuse/Aktualizace