Vylepšíme paměť elektřinou

30.4.2019
Zdroj:
Robert M. G. Reinhart & John A. Nguyen, Working memory revived in older adults by synchronizing rhythmic brain circuits, Nature Neuroscience, volume 22, pages 820–827 (2019), DOI: 10.1038/s41593-019-0371-x,obr.copyright:https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Eeg_gamma.svg
Zdroj
Neuronální oscilace (mozkové vlny), na ose x je čas v sekundách, Hugo Gambo [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)].

Podstatného zlepšení krátkodobé paměti dosáhneme elektrickou stimulací mozku pomocí elektrod na kůži lebky. Naše krátkodobá nebo též pracovní paměť začíná upadat na přelomu dvacátých a třicátých let věku. Situace, kdy si najednou nemůžeme vzpomenout, co jsme to chtěli říci nebo proč jdeme nakupovat, způsobuje právě zhoršování krátkodobé paměti. Po šedesátce dosáhne degradace takového stupně, že může způsobovat kognitivní problémy. Příčinou je zhoršená koordinace mezi jednotlivými skupinami mozkových buněk (neuronů).

Pokusné osoby měly za úkol určit nevelké rozdíly mezi obrázky, které viděli krátce po sobě. Netřeba zdůrazňovat, že skupina dvacetiletých dosáhla podstatně lepších výsledků než skupina šedesáti a sedmdesátiletých. Vhodná elektrická stimulace mozků seniorů trvající 25 minut rozdíly zcela vyrovnala. Drážděním mozku je třeba dosáhnout synchronizace mozkových vln γ a θ.

Mozek produkuje řadu elektrických signálů o různých frekvencích. Typická frekvence pro γ vlny je 40 Hz, θ vlny 6 - 10 Hz. Porovnání různých typů neuronálních oscilací vidíme na obrázku. I když záznamy elektrické aktivity mozku využíváme při výzkumu i diagnostice, zdaleka ještě nemáme jasno, jaké procesy mozkové vlny přesně odrážejí.

 

Korýši donášejí na velryby

29.4.2019
Zdroj:
L.D:Taylor et al., Isotopes from fossil coronulid barnacle shells record evidence of migration in multiple Pleistocene whale populations, PNAS April 9, 2019 116 (15) 7377-7381, doi: 10.1073/pnas.1808759116
Zdroj
Svijonožci na kůži mláděte keporkaka (Megaptera novaeangliae, angl.humpback whale), foto Aleria Jensen, NOAA/NMFS/AKFSC [Public domain].

Schránky dávno mrtvých svijonožců skrývají informaci o migračních trasách velryb za několik posledních milionů let. Svijonožci (Cirripedia, angl. barnacles) patří mezi přisedlé korýše. Některé druhy žijí na kůži velryb kosticovců a cestují spolu s nimi. Nepatří mezi parazity, potravu shánějí jako většina svijonožců filtrováním mořské vody pomocí vějířů ze šesti párů péřovitých nožek. Měkké tělíčko chrání vápenaté desky. Zastoupení izotopů kyslíků v nich závisí na tom, kterými moři velryby svijonožce povozí. Obecně putují na velké vzdálenosti mezi polárními vodami v létě a tropickými v zimě.

Hlava keporkaka (Megaptera novaeangliae, angl.humpback whale) z boku v Platypus Bay, Queensland, Australia Fritz Geller-Grimm [CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)]. Rozdíly v koncentraci izotopu kyslíku 18O ve fosilních schránkách svijonožců sebraných na pacifickém pobřeží od Panamy po Kalifornii a ve schránkách současných svijonožců prozradilo změny migračních tras kosticovců (Mysticeti, angl. baleen whale). Kosticovci jsou jedním z podřádů kytovců (Cetacea, angl.cetacean), jejichž charakteristickým znakem jsou z horní čelisti místo zubů vyrůstající dvě řady kostic, kterými filtrují plankton z vody. Patří mezi ně např. plejtvák myšok, jehož kostru najdeme v Národním muzeu v Praze.

Soužití s velrybami dle spoluautora výzkumu Aarona O'Dea ze Smithsonian Tropical Research Institute v panamském Balboa „nabízí svijonožcům několik výhod - bezpečný povrch k životu, snadnou cestu do vod bohatých potravou a šanci pářit se, když se velryby setkávají. Velrybí svijonožci jsou zpravidla druhově specifičtí - každý druh velryby má své typické svijonožce.“ Analýza schránek svijonožců je mnohem jednodušší metoda, než zkoumání dávných velrybích tras pomocí pozůstatků samotných kosticovců.

akademon.cz 23.7.2014: Pevný tmel svijonožců

 

Bakterie pomáhá na stavbě

25.4.2019
Zdroj:
Ewa M. Spiesz et al. Bacterially Produced, Nacre-Inspired Composite Materials, Small (2019). DOI: 10.1002/smll.201805312 - Maissoun Ksara et al, Microbial damage mitigation strategy in cementitious materials exposed to calcium chloride, Construction and Building Materials (2018). DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2018.10.033
Zdroj
Chemická struktura biopolymeru gama-polyglutamátu.

Perleť představuje velmi pevný kompozitní materiál tvořený vrstvami uhličitanu vápenatého v podobě aragonitu spojenými bílkovinou. V laboratoři ji lze vytvořit pomocí dvou druhů bakterií. Nejprve Sporosarcina pasteurii za přítomnosti močoviny vyvolá krystalizaci uhličitanu vápenatého z roztoku. Pomocí enzymu ureázy štěpí močovinu na amoniak a uhličitanový aniont, v důsledku čehož lokálně stoupá pH a za přítomnosti vápenatých kationtů Ca2+ se vysráží uhličitan vápenatý. Poté přijde ke slovu lázeň s bakterií Bacillus licheniformis, která vrstvu CaCO3 pokryje biopolymerem γ-polyglutamátem jako pojivem. Chemickou strukturu bílkoviny γ-polyglutamát vidíme na obrázku.

Mikroskopické snímky řezu perletí, kterou vyprodukovala slávka jedlá Mytilus edulis (vlevo) a kterou vyprodukovali bakterie (vpravo), obr. Ewa M. Spiesz et al. Bacterially Produced, Nacre-Inspired Composite Materials, Small (2019). DOI: 10.1002/smll.201805312. Opakováním procesu vzniká silnější vrstva. Její strukturu v porovnání s perletí přirozeně vyprodukovanou slávkou jedlou vidíme na obrázku. Vrstva 5 mikrometrů silná vzniká v laboratoři celý den, což není nijak závratné tempo. Nicméně jde o nejlevnější a nejsnazší způsob výroby umělé perleti. Šéfka vědeckého týmu Anne S.Meyer z americké University of Rochester předpovídá umělé perleti velkou budoucnost: „Měsíční prach obsahuje velké množství vápníku. Stačí, když astronauti přivezou bakterie a dodají vlastní močovinu, což jsou jediné další věci, které potřebujete, abyste začali vytvářet vrstvy z uhličitanu vápenatého.“

Pokusy přimět bakterií Sporosarcina pasteurii, aby uhličitanem vápenatým zalepovala drobné trhlinky ve stavebních konstrukcích, jsou staršího data. Nově testují experti z Drexel University ve Philadelphii možnost ochrany vozovek a chodníků před nepříznivými důsledky zimního solení chloridem vápenatým pomocí této bakterie.

 

Smartphone nahlédne do duše

24.4.2019
Zdroj:
C.R.marmar et al., Speech-based markers for posttraumatic stress disorder in US veterans, Depression and Anxiety, 2019, doi: 10.1002/da.22890
Zdroj
Příčinou PTSD může být např. přírodní katastrofa. Na fotografii Františka Fridricha vidíme naplavené dříví u pražského Negrelliho viaduktu za povodně v roce 1872.

Umělá inteligence zvládne na základě rozboru hlasu při telefonickém rozhovoru diagnostikovat posttraumatickou stresovou poruchu (PTSD, z angl. Posttraumatic Stress Disorder). Jde o závažný psychický problém způsobený prožitím traumatických událostí jako např. válka anebo přírodní katastrofa. Může nabýt takového stupně, že zásadně komplikuje život postiženého.

Traumatické prožitky mění mozkové funkce jako emoce nebo udržování svalového napětí, což může ovlivnit řeč postiženého charakteristickým způsobem. Umělá inteligence vyhodnocuje rytmus, tónování a artikulaci řeči. Pracuje metodou náhodného lesa (random forest), která zahrnuje několik paralelních rozhodovacích stromů. Vyučila se na 129 veteránech irácké nebo afghánské války, z nichž 52 trpělo lidskými psychiatry dříve diagnostikovanou PTSD.

„Řeč je velmi vhodná pro použití v automatickém diagnostickém systému, např. aplikaci smartphonu pro rozpoznání PTSD. Problém lze levně a nenápadně odhalit a postiženým pomoci,“ hodnotí Adam D.Brown z New York University systém, kterého je spoulautorem.

 

Chladí bez energie

23.4.2019
Zdroj:
A.Chilling et al., Heat flowing from cold to hot without external intervention by using a “thermal inductor”, Science Advances 19 Apr 2019: Vol. 5, no. 4, eaat9953, DOI: 10.1126/sciadv.aat9953
Zdroj
Schéma oscilačního obvodu chladícího bez dodání energie.

Přenos tepla z chladnějšího tělesa na teplejší bez dodání energie neodpovídá přírodním zákonům. Nicméně existuje experimentální uspořádání, ve kterém je to možné. Zapojíme-li Peltierovův článek mezi odpor a cívku do elektrického oscilačního obvodu, kombinace elektrických a teplotních kmitů vede k ochlazení chladnější části Peltierova článku o 2 oC pod teplotu okolí bez dodávání energie. Peltierův článek je založen na tzv.Peltierově jevu, kdy elektrické napětí způsobí rozdíl teplot kvůli rozdílné pohyblivosti elektronů v různě teplých částech vodivého materiálu.

Ke spuštění kmitů v obvodu postačí rozdíl teplot na Peltierově článku. Teplota jeho chladnější části postupně klesne pod teplotu okolí. Popsaný oscilační obvod nefunguje v rozporu s druhou větou termodynamickou, jak by se mohlo zdát. Entropie celého systému totiž roste. „Teoreticky bychom mohli z vroucí vody udělat led bez vynaložení jakékoli energie,“ komentuje svůj objev A.Schilling z Curyšské univerzity. Využití jevu v praxi je možné, ale leží zatím v nedohlednu.

Petr Novotný 23.4.2019: Mohli tam dat kondenzator a dosahli by jeste nizsi teploty, protoze chladnouci kov energii vygeneruje a ta ho pak ochladi. S teplomerem a jednocipem nebo vhodnym termistorem by to mohli i nacasovat. Je to pekny trik, ale to je tak vse.

24.4.2019: Elektřina byla stovky let pouhým zajímavým trikem...

 

Chromozom barví vejce

22.4.2019
Zdroj:
Frode Fossoy et al., Ancient origin and maternal inheritance of blue cuckoo eggs, Nature Communications, volume 7, Article number: 10272 (2016), doi: 10.1038/ncomms10272
Zdroj
Vlevo nahoře snůška lindušky luční (Antus pratensis, angl. meadow pipit), vpravo nahoře pěnkavy jíkavec (Fringilla montifringilla, angl. brambling), vlevo dole rákosníka velkého (Acrocephalus arundinaceus, angl. great reed warbler) a vpravo dole rehka zahradního (Phoenicurus phoenicurus, angl.common redstart). V každé snůšce vidíme jedno o trochu větší, kukaččí vejce, foto Frode Fossoy  et al., Ancient origin and maternal inheritance of blue cuckoo eggs, Nature Communications, volume 7, Article number: 10272 (2016).

Kukačka obecná (Cuculus canorus, angl. common cuckoo) snáší vejce do hnízd jiných ptáků, kteří o její potomstvo pečují i na úkor svého. To víme všichni. Hovoříme o hnízdním parazitismu. Proč postižení ptáci cizí vejce prostě nevyhodí? Protože je nepoznají od svých. Jak vidíme na obrázku, jediné kukaččí vejce je shodně zbarvené, jen o trochu větší. Kukaččí samička vytváří jediný typ vajec zbarvených podle určitého druhu hmyzožravého pěvce, do jehož hnízd je klade. Populace kukaček produkující vejce určitého zbarvení parazitují vždy na odpovídajícím druhu se stejně zbarvenými vejci. V úvahu přichází rákosník velký, pěnkava jikavec, konipas bílý, pěvuška modrá, linduška luční, červenka obecná, rehek zahradní a kupodivu i drobný střízlík obecný.

Nahoře kukačka obecná, dole samec rehka zahradního, nestejné měřítko, foto Tim Peukert [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], Thomas Kraft (ThKraft) [CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)].Teprve nyní potvrdili vědci geneticky starší logický předpoklad, že za stálou barvu vajec zajišťuje ryze samičí dědičnost. Za modré zbarvení vajec kukačky, které odpovídá rehkovi zahradnímu (Phoenicurus phoenicurus, angl. common redstart), odpovídá samičí W chromozom. Pohlavní chromozomy u ptáku označujeme W (samičí) a Z (samčí). Ptačí samci mají dvojici chromozomů Z, samice Z a W. Modré zbarvení vejce kukačky určuje její chromozom W, který se přenáší jen v samičí linii. Je nanejvýš pravděpodobné, že i jiná zbarvení kukaččích vajec se dědí stejně. Frode Fossoy z Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet v Trondheimu shrnuje výsledky výzkumu: „Otec nemá žádný vliv na barvu vajíček své dcery.“

 

Katastrofa se nekoná

18.4.2019
Zdroj:
Janessa M. Graves et al., Employment and Marijuana Use Among Washington State Adolescents Before and After Legalization of Retail Marijuana, Journal of Adolescent Health, https://doi.org/10.1016/j.jadohealth.2018.12.027
Zdroj
Vědecká kresba rostliny konopí seté (Cannabis sativa), obr. Walther Otto Müller [Public domain].

Volný prodej marihuany pro rekreační užívání zavedl stát Washington na severovýchodě Spojených států v roce 2014 po referendu v roce 2012. Údaje z každoročních zdravotních průzkumů teenagerů ukazují, že rekreační užití marihuany mezi roky 2010 a 2016 výrazně pokleslo. Jedinou výjimku představují starší pracují teenageři, kteří hulí více. Mezi sedmnáctiletými, kteří pracují týdně 11 a více hodin, stoupl počet kuřáků marihuany z 33,6% na 36,7% mezi roky 2010 a 2016. Studie vychází z údajů shromážděných pro roky 2010 a 2016 v rámci Healthy Youth Survey (Zdravotní přehled mládeže), kterého shrnuje údaje o 76.000 teenagerech.

Vedoucí výzkumu prof.Janessa M.Graves z Washington University komentuje: „Není překvapující, že pracující děti užívají drogy častěji. Děti se prací naučí mnoho, zejména z hlediska odpovědnosti. Máme však také mnoho údajů o tom, že děti, které pracují, se dříve zapojují do aktivit dospělých.“

 

Monstrum vzlétlo

17.4.2019
Zdroj:
https://techxplore.com/news/2019-04-california-giant-stratolaunch-jet-flies.html
Zdroj
Porovnání letounu Stratolaunch s největšími letadly světa včetně obřího letounu Howardu Hughese známého z filmu Letec (The Aviator), Giant_planes_comparison.svg: Clem Tillier (clem AT tillier.net)White_Knight_Two_planform.png: Mwarren usderivative work: Mwarren us [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)].

V sobotu 13.4.2019 v 7 hodin ráno tamního času proběhl v Kalifornii úspěšně první zkušební let letadla s největším rozpětím křídel Stratolaunch. Dvoutrupové monstrum se šesti proudovými motory o rozpětí 117 vystoupalo během 2,5 hodin do 5.181 metrů při rychlosti 304 km/hod. V budoucnu má Stratolaunch vynášet rakety do výšky 10 km, odkud budou pokračovat samostatně. Očekávaná nosnost je 590 tun. Délka obou trupů dosahuje 72,5 m. Spoluzakladatelem společnosti Stratolaunch Systems Corp. byl v loňském roce zesnulý Paul Gardner Allen, který spolu s Billem Gates založil v roce 1975 Microsoft Corporation. Na obrázku vidíme porovnání největších letadel světa.

Stratolaunch bude moci vynést raketu z jakéhokoli dostatečně velkého letiště, takže zmizí vazba na pevný kosmodrom se všemi jejími nevýhodami jako nepříznivé počasí či hustý letecký provoz v okolí. Na oběžnou dráhu umožní vynést více družic. Otázka je, zdali tam při nasazení většího počtu takových letounů bude ještě dost místa.

 

Zemřeli zbytečně

16.4.2019
Zdroj:
Beth L.Hoffman et al., It’s not all about autism: The emerging landscape of anti-vaccination sentiment on Facebook, Vaccine, Volume 37, Issue 16, 10 April 2019, Pages 2216-2223, https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2019.03.003
Zdroj
Rekonstrukce vzhledu viru dětské obrny, Manuel Almagro Rivas [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)].

Odpůrců očkování zdaleka nepředstavují homogenní uskupení. Vyplývá to z analýzy jejich příspvěků na facebookové stránce Kids Plus Pediatrics, společné pediatrické praxe v americkém Pittsburghu. V roce 2017 na ni umístili krátké video propagující očkování proti papilomavirům jako prevenci rakoviny děložního čípku. 197 relevantních komentářů odpůrců očkování tvoří čtyři rozlišitelné skupiny:

1) osoby nedůvěřující vědcům a obávající se o osobní svobodu

2) osoby upřednostňují alternativní postupy, zejména homeopatii kvůli obávám ze škodlivých chemikálií ve vakcínách, např. místo očkování proti papilomaviru doporučují pojídat jogurt

3) osob pokládající očkování za nebezpečné a nemorální

4) stoupenci konspirace domnívající se, že vláda a další organizace tají informace, které pokládají za pravdivé. Např. údaje o tom, že virus obrny neexistuje a jeho klinické projevy způsobují ve skutečnosti pesticidy

Zdaleka nejde jen o nepodložené tvrzení, že očkování způsobuje autismus. Je zajímavé, že přestože Kids Plus Pediatrics je místní lékařská praxe, komentáře pocházely z osmi různých zemí a 36 unijních států. Brian A.Primack z lékařské fakulty University of Pittsburgh vysvětluje smysl popsané studie: „Pokud zavrhneme někoho s protichůdným názorem, vzdáme se příležitosti, abychom mu porozuměli a nalezli společnou půdu. Chceme porozumět rodičům, kteří váhají s očkováním, aby měli lékaři možnost optimálně s nimi komunikovat o významu očkování.“ soudí. V uplynulém roce v Evropě onemocněly desítky tisíc dětí nemocemi, proti kterým existuje očkování, a co hůře, desítky jich zbytečně zemřely.

 

Elektrárna spustila zemětřesení

15.4.2019
Zdroj:
F. Grigoli et al. The November 2017Mw5.5 Pohang earthquake: A possible case of induced seismicity in South Korea, Science (2018). DOI: 10.1126/science.aat2010 - Kwang-Hee Kim et al. Assessing whether the 2017Mw5.4 Pohang earthquake in South Korea was an induced event, Science (2018). DOI: 10.1126/science.aat6081
Zdroj
Hvězdička označuje polohu epicentra zemětřesení v Pohangu roku 2017, USGS [Public domain].

Za antropogenní, tj. člověkem způsobené, označily dva nezávislé expertní týmy zemětřesení v jihokorejském Pohangu v listopadu 2017. Příčinou byla geotermální elektrárna, která do podzemí čerpala vodu pod tlakem. V hloubce kolem 4 km zafungovala jako lubrikant doposud neznámého geologického zlomu. Díky vlhkosti tření ve zlomu pokleslo, došlo k posunu a zemětřesení o síle 5,4 Mw bylo na světě. Zraněno bylo 82 lidí a více než tisícovka jich přišla o přístřeší. Do 30.listopadu proběhlo ještě 46 dalších následných otřesů. Švýcarsko-německý tým vyhodnocoval satelitní data, jihokorejský seismická. Ohnisko zemětřesení leželo v neobvykle malé hloubce přímo pod elektrárnou v oblasti s minimem otřesů.

 

Projížďka na žraloku

14.4.2019
Zdroj:
Oliver J. D. Jewell et al., Cryptic habitat use of white sharks in kelp forest revealed by animal-borne video, Royal Society Biology Letters, 3 April 2019, Volume 15Issue 4, doi: 10.1098/rsbl.2019.0085
Zdroj
Žralok bílý (Carcharodon carcharias), foto Elias Levy (Great White Shark), CC BY 2.0, https://creativecommons.org/licenses/by/2.0, via Wikimedia Commons.

Kamera na hřbetní ploutvi žraloka bílého (Carcharodon carcharias, angl. white shark) odhalila rozsah loveckého revíru. Doposud biologové podle hladinových pozorování předpokládali, že kořist hledá pouze ve volných vodách. Podvodní video odhalilo, že slídí po lachtanech jihoafrických (Arctocephalus pusillus, angl. Cape fur seal) i ve vzrostlých porostech chaluh. Pouzdro s kamerou a detektorem pohybu přidržovala na hřbetní ploutvi žraloka svorka, které se během tří dnů rozpustila. Pouzdro vyplavalo na hladinu, kde ho vědci sebrali a stáhli záznam.

Pozorování proběhlo ve vodách Dwyerova ostrova u jihoafrického pobřeží, kde žraloci překvapivě neloví za soumraku jako všude jinde. Možná i lov v chaluhách je místní specialitou. Podle spoluautora výzkumu Martina Wikelskiho z Max-Planck-Institut für Ornithologie v Radolfzellu „by mohlo jít o alternativní loveckou strategii k tradičnímu překvapivému útoku za soumraku. Pokud se takto žralok bílý chová pouze u Dwyerova ostrova, jde o první známý důkaz místních rybích zvyklostí.“ Možná k tomu přispívají i rozsáhlé vzrostlé chaluhové lesy u Dwyerova ostrova.

 

Chudoba mění DNA

13.4.2019
Zdroj:
T.W.McDade et al., Genome-wide analysis of DNA methylation in relation to socioeconomic status during development and early adulthood, American Journal of Physical Anthropology, 2019; 169 (1): 3 DOI: 10.1002/ajpa.23800
Zdroj
Chemická struktura cytosinu, methylcytosinu, adeninu a methyladeninu. Červenými oválky jsou vyznačeny připojované methylové skupiny.

V lidské deooxyribonukleové kyselině nalézáme rozdíly odpovídající socioekonomickému statutu. Neznamená to, že by chudoba byla dědičná. Ve zděděné DNA rozdíly nejsou. Odlišnosti mezi movitými a chudými lze nalézt v methylaci DNA, a to na 2.546 místech ve 1.537 genech. Na 1.777 místech došlo ke zvýšení methylace, na 769 ke snížení. Analýza proběhla u 489 Filipínců z ostrova Cebu s průměrným věkem 20,9 roku. Methylací DNA nazýváme vazbu methylové skupiny -CH3 na nukleové báze cytosin a adenin. Jde o standardní způsob ovlivnění zděděné genetické informaci, kterým se do jejího fungování zapisují získané zkušenosti. Vyšší methylace snižuje a nižší naopak zvyšuje možnost zapojení konkrétního genu do buněčných procesů. Chemickou struktur methylovaných a nemethylových sloučenin vidíme na obrázku.

K výzkumu svého týmu prof.Thomas W.McDade z Northwestern University dodává: „Dlouhou dobu víme, že socioekonomický status má silný vliv na zdraví, ale přesný mechanismus, jakým si naše těla pamatují prožitek chudoby, znám není. Naše zjištění ukazují, že methylace DNA může hrát důležitou roli. Množství vztahů mezi socioekonomickým statutem a methylací DNA odpovídá širokému spektru biologických a zdravotních důsledku, o kterých víme, že je socioekonomický status utváří.“

 

Neodlidšťujme cyklisty

12.4.2019
Zdroj:
A.Delbosc et al., Dehumanization of cyclists predicts self-reported aggressive behaviour toward them: A pilot study, Transportation Research Part F: Traffic Psychology and Behaviour, Volume 62, April 2019, Pages 681-689, https://doi.org/10.1016/j.trf.2019.03.005
Zdroj
Vývoj švába v cyklistu, pomůcka psychologického výzkumu, A.Delbosc et al., Dehumanization of cyclists predicts self-reported aggressive behaviour toward them: A pilot study, Transportation Research Part F: Traffic Psychology and Behaviour, Volume 62, April 2019, Pages 681-689.

Někteří řidiči vnímají cyklisty spíše jako stroje, než jako lidské bytosti. Proto je těsně objíždějí nebo jim blokují cestu. Vyplývá to ze studie australských psychologů. 442 účastníci, cyklisté i necyklisté, zařazovali cyklisty na stupnici na připojeném obrázku. Jak vidíme, znázorňuje postupnou přeměnu švába v člověka. Rovněž je zařazovali na notoricky známém obrázku znázorňují vývoj opice v člověka. 55% necyklistů a 30% cyklistů zařadili cyklisty níže než člověka. Vývoj švába použili vědci proto, že mezi australskými řidiči jde o nikoliv nečetnou přezdívku cyklistů. 36% účastníků připustilo úmyslné agresivní jednání vůči cyklistům.

„Nepokládáte-li někoho za úplného člověka, snadno si obhájíte nenávist nebo agresi vůči němu. ... Cítí-li se cyklisté dehumanizování ostatními účastníky provozu, velmi pravděpodobně začnou motoristům oplácet, ... což dále přikrmuje jejich dehumanizaci,“ komentuje svůj výzkum Alexa Delbosc z australské Monash University.

 

Delta všech delt

11.4.2019
Zdroj:
Tore Grane Klausen, Björn Nyberg, William Helland-Hansen. The largest delta plain in Earth’s history. Geology, 2019; DOI: 10.1130/G45507.1
Zdroj
Porovnání velikosti největší známé říční delty se současnými deltami na Zemi, obr.Tore Grane Klausen, Björn Nyberg, William Helland-Hansen. The largest delta plain in Earth’s history. Geology, 2019; DOI: 10.1130/G45507.1

Nejrozsáhlejší říční deltu, jak kdy na Zemi byla, najdeme na dně současného Barentsova moře. V období triasu na počátku druhohor měla rozlohu větší než 1,65 milionu kilometrů čtverečních, tedy více než trojnásobek rozlohy Francie. Největší současná říční delta, kterou ústí řeka Amazonka do Atlantiku, má rozlohu kolem 100.000 km2 Do Severního triasového oceánu (Triassic Boreal Ocean) ústila zhruba před 230 miliony let obrovská řeka přitékající od jihu, z oblasti dnešního evropského Ruska. Vody dodaly pravidelné deště podobné současným monzunům. Do obrovské rozlohy delta rostla přibližně milion let. Porovnání se současnými největšími říčními deltami vidíme na obrázku.

 

Pohled do čené díry

10.4.2019
Zdroj:
https://www.nsf.gov/news/special_reports/blackholes/formedia.jsp
Zdroj
Snímek černé díry v galaxii Messier 87 (M87) v souhvězdí Panny, foto Event Horizon Telescope Collaboration.

Na obrázku vidíme první snímek černé díry. Leží v galaxii Messier 87 v souhvězdí Panny na nebeském rovníku. Je od nás 55 milionů světelných let daleko a dosahuje hmotnosti 6,5 miliard Sluncí. Pořídil ho teleskop Event Horizon (Horizont událostí), systém osmi pozemských radioteleskopů. Společně fungují jako jeden velký teleskop o rozměrech Zeměkoule. Na dnešní tiskové konferenci americké National Science Foudation to oznámili zástupci dvousetčlenného Event Horizon týmu. Další pozorování rozlišení obrázku ještě zvýší.

Vizualizace černé díry, obr.NASA's Goddard Space Flight Center/Jeremy Schnittman.3.10.2019: Na obrázku vidíme vizualiaci černé díry vytvořenou NASA (NASA's Goddard Space Flight Center/Jeremy Schnittman), kde konečně vidíme, co vlastně můžeme vidět.

 

Tajemný svit oblohy

9.4.2019
Zdroj:
https://qz.com/1224825/how-do-solar-winds-cause-the-northern-lights-a-new-nasa-mission-wants-to-find-out/
Zdroj
Světla experimentů AZURE nad severním Norskem, foto Yang Sutie.

Světelné skvrny, které na obloze pozorovali v pátek 5.4.2019 obyvatelé severního Norska, nebyla ani polární záře, ani UFO. Šlo o luminiscenci chemických sloučenin dopravených dvěma raketami do ionosféry do výšky 115 a 250 km. Vědci takto kvůli výzkumu zviditelňují proudění v horních vrstvách atmosféry. Konkrétně v nižší výšce reagoval trimethyhliník (angl.trimethylaluminum) Al2(CH3)6 s kyslíkem za vzniku vody, oxidu uhličitého a oxidu hlinitého. Během reakce vzniká světlo, které můžeme pozorovat. Hovoříme o chemiluminiscenci, světélkování vyvolané chemickou reakcí. Výše v ionosféře ionizovalo sluneční záření směs baria a stroncia, přičemž rovněž dochází k emisi fotonů.

Experimenty pojmenované Auroral Zone Upwelling Rocket Experiment (AZURE) proběhly v rámci širšího programu výzkumu proudění v ionosféře. Dalších sedm obdobných raket odstartuje během následujících dvou let. Vertikální pohyby velmi chladné silně ionizované ionosféry mohou ovlivnit dráhu satelitů, navigační i komunikační systémy. Odkud získávají energii? Podle Marka Condeho z University of Alaska, „jediným kandidátem, kterého si dovedeme představit, je energie polární záře.“

 

Antický fast food

8.4.2019
Zdroj:
http://pompeiisites.org/en/comunicati/the-thermopolium-of-regio-v/
Zdroj
Freska na zděném pultu rychlého občerstvení z Pompejí. Vidíme na ní Nereidku jedoucí v moři na hipokampu, napůl koni, napůl rybě, http://pompeiisites.org/en/comunicati/the-thermopolium-of-regio-v/.

Pult rychlého občerstvení vykopali archeologové v severní části Pompejí zasypaných vulkanickým popelem při výbuchu Vesuvu roku 79 p.Kr. Zděný pult zdobí freska Nereidky jedoucí v moři na mytickém tvoru hipokampu, napůl koni, napůl rybě. Prohlédnout si ji můžeme na obrázku. Obdobných rychlých občerstvení známe z Pompejí na osmdesát. Přesto podle Alfonsiny Russo, ředitelky Pompejského archeologického parku, „objevování dalšího thermopolia a věci souvisejících s obchodním a každodenním životem je zajímavé.“ Thermopolium je latinský název pro rychlé občerstvení. Doslova to znamená místo, kde se prodává něco teplého.

Thermopolium ve vykopávkách Herkulanea, Aldo Ardetti at Italian Wikipedia [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)].Jak vidíme na obrázku z vykopávek v Herkulaneu, thermopolia tvořil zděný pult na volné ploše, např. křižovatce ulic. Do kruhových otvorů v pracovní ploše se vkládaly keramického nádoby připomínající naše džbány s jídlem nebo pitím. Herkulaneum zasypal spolu s městy Stabie, Oplontis a Boscoreale sopečný popel při téže explozi Vesuvu jako Pompeje.

 

Pes je vlk

7.4.2019
Zdroj:
F.Range et al., Wolves lead and dogs follow, but they both cooperate with humans, Scientific Reports, volume 9, Article number: 3796 (2019), DOI: 10.1038/s41598-019-40468-y ID
Zdroj
Mezi vlkem (Canis lupus lupus, obr nahoře, foto Kateřina Hlavatá 2015, Zoo Praha) a pekinézem (Canis lupus familiaris, obr.dole, foto Joliot, via Wikimedia Commons) je pouhých 15.000 let kontroly rozmnožování. Přesto je pekinéz pořád biologicky vlkem.

Přestože psi jsou zdomestikovaní vlci, můžeme u nich pozorovat zajímavé odlišnosti v chování. Pes (Canis lupus familiaris) je poddruhem vlka obecného (Canis lupus). Afričtí psi hyenovití (Lycaon pictus, African wild dog) představují odlišný druh. Při testování společné činnosti člověka se psem nebo lidmi odchovaným vlkem spolupracovali oba dobře. Pes vyčkával, aby se připojil, zatímco vlk byl spíše iniciátorem akce a snažil se převzít vůdčí roli. Lze namítnout, že 15 vlků a 12 psů směsné rasy není dostatečný počet pro takové závěry. Nicméně i tak jde o zajímavé pozorování.

 

Robot se sestaví sám

6.4.2019
Zdroj:
Shuguang Li et al., Particle robotics based on statistical mechanics of loosely coupled components, Nature, volume 567, pages 361–365 (2019), DOI: 10.1038/s41586-019-1022-9
Zdroj
Segmenty po spojení vytvoří funkčního robota, foto Felice Frankel.

Robot neomezené velikosti může vzniknout spojením stejných jednoduchých součástí. Jak vidíme na obrázku, jde o segmenty válcového tvaru, které obsahují baterii, motorek, fotobuňku, jednočipový počítač a komunikační jednotku. Seshora po obvodu najdeme zařízení zvané Hobermanův létající prstenec (Hoberman Flight Ring). Jak vidíme na videu, jde o do kruhu sestavené malé panely, které lze roztáhnout a stáhnout. Na každém panelu jsou zabudovány dva magnety, které slouží ke spojování segmentů do větších celků.

Prof.Daniela Rus z MIT popisuje možnosti nového zařízení: „Samotný segment je nepohyblivý, ale když se spojí s ostatními, najednou může prozkoumávat svět a zvládat složitější akce. Pomocí těchto univerzálních segmentů vzniklý robot může nabývat různých tvarů, přeměňovat se, pohybovat a reagovat jako celek. Jak ukázaly naše experimenty, může se pohybovat za světlem. Jde o velmi šikovné zařízení.“ Pohyb složeného robota za světlem najdeme na tomto videu.

 

Přírodní znečištění převažuje

5.4.2019
Zdroj:
T.Stanton et al., Freshwater and airborne textile fibre populations are dominated by 'natural', not microplastic, fibres, Sci Total Environ. 2019 Feb 18;666:377-389. doi: 10.1016/j.scitotenv.2019.02.278 - Emily E.Burns, Alistair B.A. Boxall, Microplastics in the aquatic environment: Evidence for or against adverse impacts and major knowledge gaps, Environmental Toxicology and Chemistry, Volume37, Issue11, November 2018. Pages 2776-2796, https://doi.org/10.1002/etc.4268
Zdroj
Z jednoho vyprání z pračky odteče 700.000 zlomků vláken mikroskopických rozměrů. Na snímku elektronového mikroskopu vidíme zlomky akrylových vláken z praní, obr.University of Plymouth.

Přestože zprávy o znečištění mikroplasty nás bombardují ze všech stran, mikročástice z přírodních vláken jsou v přírodě mnohem četnější než zlomečky vláken syntetických. Ukazuje to průzkum vod britské řeky Trent a atmosférických depozic v jejím povodí. Z 223 vzorků z 10 lokalit sebraných během 12 měsíců přírodní textilní materiály tvořily 93,8% všech mikročástic pocházejících z vláken. Nevyskytly se pouze v 9,7% vzorků, zatímco mikroplasty ze syntetických vláken nebyly v 82,8% vzorků.

Tom Stanton z University of Nottingham komentuje výsledky svého týmu: „Převládající forma znečištění plasty a zároveň medii nejvíce sledovaná jsou syntetická textilní vlákna z polyesteru, nylonu a akrylu. Tato vlákna z polymerních plastů do prostředí pronikají řadou cest, z nichž nejrozšířenější jsou odpadní vody praček. Obavy ze znečištění mikroplasty vedly k upřednostňování oděvů z přírodních vláken jako bavlna a vlna.

Přestože se nejedná o plasty, přírodní textilní vlákna ani zdaleka nepředstavují řešení znečištění plasty způsobené textilním průmyslem. Produkce bavlny je neuvěřitelně náročná na vodu a metody používané pro zpracování přírodních vláken často zanášejí nesčetné množství škodlivých chemikálií do vod používaných ke koupání a pití.

Vláknitý mikroplast v moři, foto M.Danny25 [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)].Zlomky textilních vláken jsme pokládali za neškodné díky biodegradabilitě, se kterou to ve světle nových výzkumů vypadá neslavně. Podle metaanalýzy z roku 2018 neexistují důkazy o ohrožení životního prostředí mikroplasty. Tom Stanton pokračuje: „Jak ukazuje náš výzkum, ve vodě je vysoké procento přírodních vláken - a my nechápeme, jaký dopad to může mít na životní prostředí. Co vlastně víme o alternativách, které používáme v našem úsilí omezit znečištění plasty? Je třeba udělat mnohem více, než budeme moci s jistotou říci, které z dostupných alternativ jsou pro naši planetu nejlepší.

 

Zastavte výbuch

4.4.2019
Zdroj:
Ming-Hsin Wei et al., Megasupramolecules for safer, cleaner fuel by end association of long telechelic polymers, Science 02 Oct 2015: Vol. 350, Issue 6256, pp. 72-75, DOI: 10.1126/science.aab0642
Zdroj
Chemickcá struktura koncových skupin řetězců sloužící k jejich opětovnému propojení.

Přídavek velmi dlouhých polymerních molekul podstatně sníží možnost vznícení palivových směsí při nehodě. Má to jeden háček. Potřebujeme tak dlouhé molekuly polymerů, že velmi rychle degradují. Nevratně se rozlámou na kratší úseky, které zdaleka nemají takový účinek. Spin-off společnost Fluid Efficiency z kalifornské Pasadeny přichází s inovativním řešením. Vyvíjí dlouhé řetězce spojováním kratších úseků s reaktivním skupinami na konci. Po rozlomení se opět samostatně propojí. Strukturu vhodných koncových funkčních skupin vidíme na obrázku.

Silný mechanický náraz např. při nehodě rozptýlí část uhlovodíkové palivové směsi v podobě jemných kapiček o průměru 5 - 10 mikrometrů, které vytvoří snadno zápalný výbušný oblak. Jakmile chytne, dodá teplo k odpaření zbytku směsi a k eskalaci výbuchu. Přídavek polymeru způsobí zvětšení kapiček na 80 - 100 mikrometrů, jež podstatně hůře chytnou a rychle klesají k zemi. Rozdíl vynikne porovnáním následujících videí. Na prvním z nich vidíme výbuch čistého paliva pro tryskové motory po rozprášení nárazem, na druhém totéž s palivem, do kterého byl přidán vhodný polymer. Skutečná délka obou videí je 70 ms.

Superdlouhé polymerní řetězce mohou rovněž posloužit ke zvýšení viskozity mazadel a hydraulických směsí a snížení turbulencí v proudících uhlovodících v ropovodech. Podle tvrzení prof.Julie A.Kornfield z Caltechu na nedávné tiskové konferenci Americké chemické společnosti ve floridském Orlandu, by nové aditivum zvedlo cenu benzínu zhruba o 12 haléřů na litr. Je to překvapivě málo, vzhledem k tomu, že nutný přídavek polymeru činí 5 až 10%. Další výhodou je snížení emisí sazí při z dieselových motorů o 12%.

 

Extrémní blesk

3.4.2019
Zdroj:
B.Hariharan et al., Measurement of the Electrical Properties of a Thundercloud Through Muon Imaging by the GRAPES-3 Experiment, Phys. Rev. Lett. 122, 105101, DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.122.105101
Zdroj
Blesk nad Eiffelovou věží 3.června 1902, jedna z prvních fotografií blesku, M. G. Loppé [Public domain].

Blesk o rekordním napětí 1,3 GV, tedy 1,3 miliardy voltů, zaznamenali vědci u jihoindického města Ooty 1.12.2014. Napětí neměřili pomocí voltmetru, ale spočítali ho pomocí rozptylu mionů elektrickým polem. Miony jsou nestabilní elementární částice, které vznikají neustále působením kosmického záření v horních vrstvách atmosféry a bombardují zemský povrch, kde je můžeme detekovat. Elektrické pole v okolí detektoru, jako např. při bouřce, miony jakožto nabité částice odchyluje.

Indicko-japonský Tým Sunila K.Gupty z Tata Institute of Fundamental Research v Bombaji vypočítal napětí blesků z údajů mionového teleskopu GRAPES-3 (Gamma Ray Astronomy PeV EnergieS 3rd establishment). Tak obrovské napětí zaznamenali pouze jedenkrát při sledování 184 bouřek mezi dubnem 2011 a prosincem 2014. Vzniká mezi bouřkovými mračny pouze ve velkých výškách kolem 11 km, proto není měřitelné standardní technikou pomocí balónů. Tak obrovské napětí by dostačovalo ke generování vysoce energetických záblesků gama záření, které při bouřkách občas pozorujeme.

 

Necítí bolest

2.4.2019
Zdroj:
A.M.Habib et al., Microdeletion in a FAAH pseudogene identified in a patient with high anandamide concentrations and pain insensitivity, British Journal of Anaesthesia, DOI: https://doi.org/10.1016/j.bja.2019.02.019
Zdroj
Chemická struktura anandamidu.

Cítit bolest zabraňuje skotské učitelce na penzi Jo Cameron z Inverness dvojice nově popsaných mutací. První postihla její gen FAAH, který kóduje strukturu enzymu rozkládajícího anandamid. Chybějící malá část DNA (delece) způsobuje, že vznikající enzym je nefunkční a anandamid neodborouvá. Druhá mutace zabraňuje omezení syntézy anandamidu v organismu, takže paní Cameron ho má v buňkách dvakrát víc než my ostatní. Protože jde o psychoaktivní látku patřící mezi kanabinoidy podobně jako THC, účinná složka marihuany, projevují se analgetické účinky. Lékaři se o paní Cameron začali zajímat, když po operaci, která je spojena se silným pooperačními bolestmi, ani nechtěla analgetika.

Anandamid, jehož chemickou strukturu vidíme na obrázku, nacházíme zejména v mozku. V lidském těle hraje kromě jiného důležitou roli při přenosu informací o bolesti a depresi. Na izolaci a určení struktury se významnou měrou podílel český chemik Lumír Ondřej Hanuš.

Šéf výzkumu James J.Cox z University College London dodává: „Lidé se vzácnou necitlivostí k bolesti jsou cenní pro lékařský výzkum, pokud zjistíme, jak mutace ovlivňují prožitek bolesti. Každého, kdo nepociťuje bolest, bych vyzval, aby přišel. Doufáme, že časem by naše objevy mohly být přínosem ke klinickému výzkumu pooperační bolesti, úzkosti a potenciálně chronické bolesti, PTSD a hojení ran, při zahrnutí technik genové terapie.“

 

Diskuse/Aktualizace