Blik na domény

31.10.2018
Zdroj:
A.Zong et al., Ultrafast manipulation of mirror domain walls in a charge density wave, Science Advances 19 Oct 2018: Vol. 4, no. 10, eaau5501, DOI: 10.1126/sciadv.aau5501
Zdroj

I ve zcela homogenních krystalech nacházíme odlišné oblasti. I když mají naprosto shodné uspořádání atomů neboli krystalovou strukturu, liší se jinou vlastností. Nejznámější jsou tzv. Weissovy domény, oblasti se shodně orientovanými magnetickými dipóly. Zodpovídají za ferromagnetismus některých látek a tím existenci permanentních magnetů, které všichni dobře známe.

Jiné zajímavé domény se liší vlnami nábojové hustoty (charge density waves). Ve většině krystalů je uspořádání záporného náboje (elektronů) rovnoměrné. U selenidu tantaličitého TaSe2 a obdobných sloučenin v důsledku interakcí iontů a elektronů vytváří záporný náboj statické vlny s délkou nesouměřitelnou s žádnou periodou krystalové mřížky. Vlna nábojové hustoty je nepohyblivá, pevně elektrostatickými silami navázána na krystalovou mřížku. Slabé elektrické pole ji vychýlí. Utrhne a rozpohybuje ji jako celek až pole dostatečně silné, čímž náhle vzroste vodivost sloučeniny.

U sulfidu tantaličitého TaS2 existuje dvojí uspořádání vln nábojové hustoty zvané α a β s odlišnou orientací vůči krystalové mřížce. Existují tudíž dva typy domén v jedné krystalové mřížce. Extrémně zajímavé je, že pomocí 80 femtosekund dlouhých záblesků laseru o vlnové délce 800 nm lze v homogenním systému s nábojovou vlnou hustoty α vytvořit domény β, takže vznikne smíšený α/β stav. Dalším stejným zábleskem β domény zrušíme a navrátíme původní homogenního α stav.

Nahoře vidíme elektronové difrakční obrazce alfa domén při 300 K (A) a 40 K (B). Písmena C a D označují elektronové difrakční obrazce stavu  alfa/beta po řadě při stejných teplotách. Dole (E) je snímek povrchu krystalu sulfidu tantaličitého. Modrá označuje beta doménu, načervenalá alfa doménu a žlutá přechodový stav. Kroužky označují místa dopadu elektronového svazku při difrakčních experimentech. Obrázek byl pořízen elektronovým mikroskopem (A.Zong et al., Ultrafast manipulation of mirror domain walls in a charge density wave, Science Advances  19 Oct 2018: Vol. 4, no. 10, eaau5501, CC BY-NC 4.0, https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/).Na obrázku nahoře vidíme elektronové difrakční obrazce α domén při 300 K (A) a 40 K (B). Písmena C a D označují elektronové difrakční obrazce stavu α/β po řadě při stejných teplotách. Dole (E) je snímek povrchu krystalu sulfidu tantaličitého. Modrá označuje β doménu, načervenalá α doménu a žlutá přechodový stav. Kroužky označují místa dopadu elektronového svazku při difrakčních experimentech. Obrázek byl pořízen elektronovým mikroskopem (A.Zong et al., Ultrafast manipulation of mirror domain walls in a charge density wave, Science Advances 19 Oct 2018: Vol. 4, no. 10, eaau5501, CC BY-NC 4.0, https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/).

„Při experimentech jsme studovali jiné jevy, takže nás překvapilo, když jsme shledali, že lze vytvářet a mazat rozhraní domén jediným světelným zábleskem. Skutečnost, že můžeme nastavovat vlastnosti materiálu tak jednoduchým způsobem, má zásadní význam. Tak zásadní, že může jít o významný pokrok při vytváření materiálů s přesně nastavenými vlastnostmi pomocí světla,“ komentuje objevy svého týmu Xijie Wang z americké SLAC National Accelerator Laboratory (Národní urychlovačová laboratoř SLAC). V úvahu přichází například nový typ počítačových pamětí.

Uspořádání experimentu: Laser bliknul na monokrystal sulfidu tantaličitého a elektronový paprsek na základě difrakce určil rozložení hustoty náboje v krystalu (A.Zong et al., Ultrafast manipulation of mirror domain walls in a charge density wave, Science Advances  19 Oct 2018: Vol. 4, no. 10, eaau5501, CC BY-NC 4.0, https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/). Na obrázku vidíme experimentální uspořádání. Laser bliknul na monokrystal sulfidu tantaličitého a elektronový paprsek na základě difrakce určil rozložení hustoty náboje v krystalu (A.Zong et al., Ultrafast manipulation of mirror domain walls in a charge density wave, Science Advances 19 Oct 2018: Vol. 4, no. 10, eaau5501, CC BY-NC 4.0, https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/).

 

Detektor lži čte

30.10.2018
Zdroj:
Lara Quijano-Sánchez et al., Applying automatic text-based detection of deceptive language to police reports: Extracting behavioral patterns from a multi-step classification model to understand how we lie to the police, Knowledge-Based Systems, Volume 149, 1 June 2018, Pages 155-168
Zdroj
Původní detektor lži při práci v roce 1937 (Agence de presse Meurisse, Public domain, via Wikimedia Commons). Jeden z tvůrců detektoru Leonarde Keeler (1903-1949) testuje Dr.Kohlera, svědka v případu Bruno Hauptmana, únosce a vraha syna amerického  letce Charlese Lindbergha.

Detektor lži (angl.polygraph) pro psaný text testuje španělská policie. Jde o program jménem VeriPol, který na základě analýzy trestního oznámení loupeže identifikuje falešné informace. Vychází z přehledu nahlášených ukradených předmětů, detailů incidentu a popisu pachatele. Používá technik zpracování přirozeného jazyka (natural language processing), což je oblast umělé inteligence, která počítačům umožňuje porozumět a nakládat s lidskými jazyky.

Veripol experimentálně zpracoval tisícovku policejní hlášení a jeho úspěšnost odhalení falešných dosáhla 80%, což není špatný výsledek na umělou inteligenci. Spoluautor programu Dr.Jose Camacho-Collados z Cardiff University upřesňuje: „Například náš model identifikoval falešné oznámení, podle kterého útok proběhl zezadu a agresor měl dle údajů napadeného na hlavě helmu.“ Na obrázku vidíme původní detektor lži při práci v roce 1937 (Agence de presse Meurisse, Public domain, via Wikimedia Commons). Jeden z tvůrců detektoru Leonarde Keeler (1903-1949) testuje Dr.Kohlera, svědka v případu Bruno Hauptmana, únosce a vraha syna amerického letce Charlese Lindbergha.

 

Nedotčený vrak

29.10.2018
Zdroj:
https://www.southampton.ac.uk/news/2018/10/oldest-intact-shipwreck-found.page
Zdroj
Starořecký vrak foto v hloubce 2.000 m poblíž pobřeží Bulharska (foto BLACK SEA MAP/EEF EXPEDITIONS).

Nejstarší nalezený dochovaný lodní vrak leží na dně Černého moře. Před 2.400 roky klesla poblíž bulharského pobřeží ke dnu starořecká obchodní loď s nákladem keramiky. Jak vidíme na obrázku (foto BLACK SEA MAP/EEF EXPEDITIONS), na boku položený vrak je ve velmi dobrém stavu. Leží v hloubce 2.000 metrů v bezkyslíkatém prostředí, takže na dřevěné konstrukci si žádný organismus nemohl pochutnat. Vody Černého moře se kvůli rozdílům ve slanosti, a tudíž hustotě, špatně promíchávají. Veškerý kyslík spotřebují mikroorganismy při rozkladu organického materiálu ve svrchních vrstvách. Od hloubky 50 až 100 m níže panuje prostředí zcela bez kyslíku navíc s vysokým obsahem jedovatého sulfanu (sirovodíku) H2S.

Během několika posledních let nalezla britsko-bulharská expedice v rámci programu Black Sea Maritime Archaeology Project 60 vraků různého stáří, od zmíněné starořecké obchodní lodi přes plavidla římská až po kozáckou pirátskou loď ze 17.století. „Nedotčená loď z klasické období ležící v hloubce přes 2 km je něco, co bych nikdy nepokládal za možné. Změní to naše pochopení konstrukce lodí a mořeplavby v antice,“ upřesňuje prof. Jon Adams z University of Southampton, vědecký vedoucí výpravy.

Nejstarší známý vrak vůbec, tzv. Dokoský vrak, leží v hloubce 15 - 30 metrů u řeckého ostrova Dokos, který najdeme v Egejském moři kousek od východního pobřeží Peloponésu. Pochází z doby před 4.200 - 4.700 lety a z dřevěné konstrukce nezbylo vůbec nic. Archeologové nalezli jen náklad keramiky odpovídají uložení v lodi.

 

Pták předčí primáta

28.10.2018
Zdroj:
A.M.P. von Bayern et al., Compound tool construction by New Caledonian crows. Scientific Reports volume 8, Article number: 15676 (2018)
Zdroj
Vrána novokaledonská (Corvus moneduloides)  s jednoduchým nástrojem (Auguste von Bayern/Max-Planck-Institut für Ornithologie).

Vrána novokaledonská (Corvus moneduloides) znovu potvrdila, že inteligence krkavcovitých je srovnatelná s vyššími primáty. Při pokusech se špatně dosažitelnou potravou zhotovovaly pro okamžitou potřebu naprosto nový jednoúčelový nástroj složený ze 3 až 4 kusů trubiček a tyčinek. Ve světě zvířat jde o schopnost zcela ojedinělou, kterou zvládají vyšší primáti. Vrána novokaledonská, jak již jméno napovídá, žije pouze v pralesích Nové Kaledonie. Jde o tzv. endemický druh. Uspořádání a průběh experimentů s vránami Tumulte, Jungle a Mango najdeme na videu.

“Výsledky dokazují, že tyto vrány mají velmi flexibilní schopnosti, které jim umožňují rychle řešit nové problémy, ale neukazují, jak to dělají. Je možné, že používají nějakou formu virtuální simulace problému, kdy si přehrávají v mozku různé možné akce, než naleznou použitelné řešení, a to pak udělají.“ doplňuje Alex Kacelnik z Oxford University, šéf výzkumného týmu. Nutno podotknout, že novokaledonské vrány patří mezi ornitology za obzvláště iteligentní.

Více o inteligenci krkavcovitých si přečteme v akademon.cz 3.12.2013 Krkavčí inteligence

Pavel 30.10.2018: Nechcete toto přeformulovat: "Nutno podotknout, že novokaledonské vrány patří mezi ornitology za obzvláště iteligentní." Mě z toho vyplývá, že novokaledonské vrány jsou inteligentnější než mnozí ornitologové.

31.10.2018: I když formulace svádí k mylné interpretaci, nakonec jsem si řekl, že ji měnit nebudu. Z celkového kontextu je přece úplně jasné, jak jsem to myslel.

 

Pravoúhlý ledovec

27.10.2018
Zdroj:
https://www.nasa.gov/image-feature/goddard/2018/2-rectangular-icebergs-spotted-on-nasa-icebridge-flight
Zdroj
Pravoúhlý ledovec v antarktických vodách (foto NASA/Jeremy Harbeck).

Osádka letadla při běžném letu v rámci programu IceBridge pozorovala neobyčejný pravoúhlý ledovec. Vidíme ho na obrázku (foto NASA/Jeremy Harbeck). Došlo k tomu 16.října 2018. Letěli v tom okamžiku poblíž Larsenova pobřežního ledu C, nedaleko od severní části Antarktického poloostrova. I když vznik pravoúhlého ledovce je zajímavý velmi vzácný úkaz, nehledejme v něm nic tajemného. Z hlediska přírodních sil pravoúhlý ledovec přichází v úvahu stejně, jako všechny ostatní možné tvary. Kvůli nesčetným tvarovým variantám tvarů ho nevídáme často. Jde o první zaznamenaný případ.

V rámci programu IceBridge monitoruje NASA letecky změny polárního ledu. Začal v roce 2009, když vypověděl službu satelit ICESat, který sledoval polární led pomocí laserového dálkoměru. Jeho nástupce ICESat-2 odstartoval letos v září. IceBridge překlenul mezeru ve sběru dat mezi oběma satelity.

 

Zahulme mechorost

26.10.2018
Zdroj:
A.Chicca et al., Uncovering the psychoactivity of a cannabinoid from liverworts associated with a legal high, Science Advances 24 Oct 2018: Vol. 4, no. 10, eaat2166, DOI: 10.1126/sciadv.aat2166
Zdroj
Chemická struktura THC a perrotettinenu.

„Je podivuhodné, že dva rostlinné druhy oddělené třemi sty miliony let evoluce produkují podobné psychoaktivní kanabinoidy,“ diví se Jürg Gertsch z Bernské univerzity. Vede tým, který zkoumá terapeutické účinky bibenzyl (-)-cis-perrottetinenu, sloučeniny strukturně i vlastnostmi podobné proslulému (-)-Δ9-trans-tetrahydrokanabinolu (zkratkou THC) z konopí setého (Cannabis sativa). Obě sloučeniny vykazují velmi podobné psychoaktivní účinky, perrottetinen o něco slabší, protože mají velmi podobnou chemickou strukturu (viz obr.).

Játrovka Radula perrottetii na snímku Stefana Fischera/Universität Bern. Vzniká v rostlinách rodu Radula, které patří mezi játrovky (Marchantiophyta). Nacházíme je zejména v Japonsku, na Novém Zélandu a Kostarice, a to hlavně druhy Radula marginata, Radula laxiramea a Radula perrottetii, podle níž nese nekonopný kanabinoid jméno. Játrovky náleží mezi primitivní vyšší rostliny, jež spolu s mechy a hlevíky řadíme k mechorostům.

Jana Albrechtová 28.10.2018: Aha...ještě, že nejsou v našich lesích, to by byly zase nájezdy :-)

31.10.2018: Pochybuji, ve městě si kdo chce může koupit kolik marihuany chce, tak proč by se obtěžoval cestou do lesa

 

Střízlíci mají kliku

25.10.2018
Zdroj:
Leonard Nunney, Size matters: height, cell number and a person's risk of cancer, Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 24 October 2018, Volume 285, issue 1889, DOI: 10.1098/rspb.2018.1743
Zdroj
Makrofágy (typ bílých krvinek) pohlcují nádorovou buňku (Susan Arnold, volné dílo, via Wikimedia Commons).

S každými deseti centimetry výšky vzroste pravděpodobnost vzniku rakoviny u mužů o 9% a u žen o 12%. Čím větší organismus, tím více buněk, a tím větší úhrnná pravděpodobnost vzniku mutace, která způsobí zhoubné bujení. Vyplývá to z rozsáhlé studie výskytu 23 typů nádorů s desítkami tisíc účastníků. Teoretické předpovědi založené na množství tělních buněk poskytují odpovídající hodnoty po řadě 11% a 13%, což je docela slušná shoda. Výška u nekuřáků představuje větší riziko vzniku rakoviny plic než kouření. Obezita má svou vlastní zákonitost vzniku rakoviny a nekoreluje s vlivem výšky.

Pět ze 23 studovaných typů rakoviny nevykazuje žádnou korelaci s výškou: nádory slinivky, žaludku, jícnu, ústní dutiny a děložního hrdla. Na vině jsou nejspíš vnější faktory, jako strava a virové infekce. Naopak silnou korelaci nacházíme u melanomu, zhoubného nádoru kůže. Odpovědný je růstový faktor IGF-1, kterého mají vysocí lidé více a který vyvolává množení řady kožních buněk.

Zvláštní je, že závislost vzniku rakoviny na velikosti organismu platí mezi savci jen uvnitř druhu, nikoli mezi jednotlivými druhy. Slon netrpí rakovinou častěji než člověk. Možné vysvětlení je, že záleží spíše na četnosti dělení buněk než na jejich celkovém počtu.

Luboš Hemala 26.10.2018: Zombie gene protects against cancer -- in elephants (August 14, 2018) https://www.sciencedaily.com/releases/2018/08/180814173643.htm

 

Propletená baterie

24.10.2018
Zdroj:
J. G. Werner et al., Block copolymer derived 3-D interpenetrating multifunctional gyroidal nanohybrids for electrical energy storage, Energy Environ. Sci., 2018, 11, 1261, DOI: 10.1039/c7ee03571c
Zdroj
Znázornění struktury a fungování popisovaného elektrochemického článku (J. G. Werner et al., Energy Environ. Sci., 2018, 11, 1261), dole chemická struktura polyfenylenoxidu  a poly(ethylendioxythiofenu).

Novou metodu výroby extrémně kompaktních elektrochemických článků testují na Cornell University v Ithace ve státě New York. Základem je třírozměrná prostorová uhlíková síť, která vznikne zuhelnatěním polymeru. Prostorově zesíťovaná uhlíková elektroda s dutinami vznikne opatrným odpařením rozpouštědla z roztoku blokového kopolymeru izoprenu, styrenu a ethylenoxidu spolu s fenolformaldehydovou pryskyřicí ve směsi tetrahydrofuranu a chloroformu. Zahříváním v inertním plynu na teplotu nad 1.000 oC kompletně zuhelnatí. Elektropolymerací pokryjeme uhlíkovou elektrodu vrstvou polyfenylenoxidu (chemická struktura viz obr. dole), která slouží jako polymerní elektrolyt k oddělení elektrod.

Při 24 hodinovém zahřívání na 155 oC vyplní síra z taveniny a par zbylé dutiny. Smísením s vodivým polymerem poly(ethylendioxythiofenem) (chemická struktura viz obr. dole), připraveným chemickou polymerací přímo ve struktuře vznikne druhá elektroda. Posledním krokem je zavedení lithných kationtů Li+ z roztoku chloristanu lithného pomocí elektrického proudu. Systém je nesmírně kompaktní, tloušťka vrstvy žádného z materiálů nepřekročí 20 nm a mezery nebo dutiny neexistují. Schematické znázornění struktury a fungování nového článku vidíme na obrázku nahoře (J. G. Werner et al., Energy Environ. Sci., 2018, 11, 1261). Kapacita nového elektrochemického článku několik tisíckrát převýší kapacitu běžného článku s rovinným uspořádáním elektrod kvůli mnohonásobně většímu povrchu.

Petr Novotný 25.10.2018: Vybuchne, kdyz nekdo v okruhu deseti metru zakasle?

29.10.2018: Nejspíš ano.

 

Voják roste z křídla

23.10.2018
Zdroj:
R.Rajakumar et al., Social regulation of a rudimentary organ generates complex worker-caste systems in ants, Nature 2018, doi:10.1038/s41586-018-0613-1 ID
Zdroj
Vlevo dělnice, vpravo voják rodu Pheidole pilifera. Úsečka je 1 mm dlouhá, foto Muscedere ML, Traniello JFA, CC BY 2.5, https://creativecommons.org/licenses/by/2.5, via Wikimedia Commons.

Je fascinují, jak rozdílně se vyvíjejí stejní jedinci při vzniku mravenčích kast. U rodu Pheidole čeledi mravencovití (Formicidaeza) za vznik vojáků s mohutnými těly, proporčně většími hlavami a mocnými kusadly zodpovídá rudimentární orgán diskového tvaru, ze kterého plodným jedincům rostou křídla. U královen a samců najdeme dvojici těchto orgánů v horní části těla. U budoucích vojáků se krátce objeví a zmizí pouze jeden ke konci vývoje larvy. Devět let laboratorních experimentů prokázalo, že skutečně zodpovídá za vznik a vývoj vojáka. Vyřadíme-li část tohoto orgánu z činnosti, ať už chirurgicky nebo působením chemikálií, mravenčí bojovník doroste do velikosti úměrné ponechané funkční části.

„Bylo to naprosto překvapující zjištění. Všimli jsme si, že během vývoje vojáků zdánlivě rudimentární orgán vyroste a zmizí. Avšak předpokládali jsme, že jde pouze o druhotný jev působení hormonů a výživy, které způsobují přeměnu larev ve vojáky,“ říká spoluautor publikace Ehab Abouheif z McGill University v kanadském Montrealu. Stabilní složení kolonie s 90 - 95% dělníků a 5 - 10% vojáků udržují mravenci sami. Vojáci uvolňují do vzduchu feromon, jehož vysoká koncentrace v ovzduší mraveniště zabrání larvám ve vytvoření orgánu zodpovědného za vznik bojovníků.

 

Mikroba roztrháme

22.10.2018
Zdroj:
Guangshun Yi et al., ZnO Nanopillar Coated Surfaces with Substrate-Dependent Superbactericidal Property, Small, (2018) DOI: 10.1002/smll.201703159
Zdroj
Na snímku elektronového mikroskopu vidíme bakterie Escherichia Coli hynoucí na nanostrukturách na křídlech vážky Orthetrum villosovittatum. Délka úsečky je 500 nm, foto ACS Appl. Mater. Interfaces 2017,  9, 8, 6746-6760

Jakýkoli povrch pokrytý miniaturními sloupečky z oxidu zinečnatého ZnO hubí bakterie. Libovolného jednobuněčného tvora, který se pokusí po nich pohybovat, probodají a roztrhají, jak vidíme na jednoduché animaci. Desinfekční povrch funguje na vzduchu i ve vodě. Yugen Zhang, šéf výzkumného týmu z singapurského Institute of Bioengineering and Nanotechnology popisuje vznik vynálezu: „Inspirovala nás křídla vážek a cikád, která zabraňují přilnutí bakterií pokrytím nepatrnými hroty.“ Otázkou zůstává, jak dlouho povrchové nanostruktury vydrží. Nová technologie se na trhu může objevit do pěti let. Jde o mechanické narušení povrchové membrány, proti čemuž nelze vypěstovat odolnost.

Umístíme-li sloupečky z oxidu zinečnatého na zinkovou folii, vznikne další desinfekční mechanismus. Elektrony z kovu redukují na ZnO nanostrukturách molekuly kyslíku O2 na superoxidové anionty O2- se silným baktericidním účinkem. Současně používané dezinfekční povrchy jsou založeny na fotokatalytickém působení oxidu titaničitého.

 

Unesli plže

21.10.2018
Zdroj:
Havermans, C., Hagen, W., Zeidler, W. et al. Mar Biodiv (2018). https://doi.org/10.1007/s12526-018-0916-3
Zdroj
Chemická struktura sloučeniny pteroenonu, který produkují plži rodů Clione a Spongiobranchaea kvůli obraně.

Kuriózní způsob ochrany před sežráním využívají někteří drobní živočichové zvaní různonožci z třídy korýšů v jižních polárních mořích. V oblasti mezi 45 a 71 stupněm jižní šířky nabírají na záda křídlonožce z řádu plžů, kteří vylučují dráždivou sloučenin pteroenone (viz obr.) odpuzující predátory, zejména ryby a ptáky. Charlotte Havermans z Universität Bremen popisuje objev: „Někteří různonožci měli na zádech něco podivného. Při bližším prohlídce jsem si uvědomila, že nesou křídlonožce. Řekla bych, že různonožci křídlonožce unášejí.“

Pokud mořští biologové neobjeví doposud neznámý prospěch, který křídlonožcům podivné soužití přináší, o symbióze nemůže být řeč. Podivné spojení obou druhů uvidíme na videu (Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung). Výzkumy ukazují, že ve výběru ochranného nákladu existuje druhová specifita. Konkrétně různonožeč Hyperiella antarctica vyžívá křídlonožce Spongiobranchaea australis a Hyperiella dilatata plže Clione limacina antarctica.

 

Plutologové modelují duny

19.10.2018
Zdroj:
Matt W. Telfer et al., Dunes on Pluto, Science 01 Jun 2018: Vol. 360, Issue 6392, pp. 992-997, DOI: 10.1126/science.aao2975
Zdroj
Duny na povrchu planety Pluto ve spodní polovině obrázku v oblasti zvané Sputnik Planitia. Horský hřeben pokrývá horní polovinu obrázku, jehož šířka činí 75 km. NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute.

Na snímku povrchu planety Pluto pořízeném sondou New Horizons překvapivě rozeznáme zřetelné duny. Jak vzniká písek na planetě, jejíž povrch tvoří zmrzlý dusík se stopami methanu a oxidu uhelnatého? Z povrchu planiny Sputnik (Sputnik Planitia) i hor kolem ní methan CH4 sublimuje za teploty - 230 oC a později v atmosféře znovu mrzne a vytváří zrníčka o velikosti 200 až 300 mikrometrů. Slabé větry v atmosféře o hustotě tisíciny pozemské stačí k tomu, aby je odfoukly. Nízká gravitace trpasličí planety je nakonec přitáhne zpět k povrchu. Při dopadu vyrazí již ležící zrníčka vzhůru do atmosféry. Po krátkém poskoku dopadnou o kousek dál a proces se opakuje. Saltace, jak tento pohyb v tekutině nazýváme, vytváří ze sypkého materiálu duny i na Zemi. Mechanismus vzniku dun na Plutu uvidíme na následující animaci.

Plutologové odhadují, že jde o útvary poměrně mladé, staré nanejvýš půl milionu let. „Výrazně nižší gravitace Pluta a extrémně nízký atmosférický tlak znamenají, že rychlost větru dostačují k transportu usazenin může být 50 x nižší. Teplotní gradient ve vrstvě zmrzlých zrníček rovněž hraje důležitou roli při nastartování saltace. Zjistili jsme, že kombinace těchto procesů vytváří duny za normálních, každodenních větrných podmínek na Plutu,“ shrnuje výsledky výzkumu Dr.Eric Parteli z Universität zu Köln. Míněno 50 x nižší než na Zemi. Rozměry dun 400 až 1.000 m nejlépe odpovídají usazování zrníček o rozměrech 200 až 300 mikrometrů větrem o rychlosti do 10 m/s. Kromě Země a Pluta nacházíme ve Sluneční soustavě duny ještě na Marsu, Venuši, Titanu a kometě 67P/Churyumov-Gerasimenko.

 

Orientaci vyčicháme

18.10.2018
Zdroj:
L.Dahmani et al., An intrinsic association between olfactory identification and spatial memory in humans, Nature Communications, volume 9, Article number: 4162 (2018), https://doi.org/10.1038/s41467-018-06569-4
Zdroj
Na řezu mozkem je hipokampus zvýrazněn modře (Henry Vandyke Carter, Public domain, via Wikimedia Commons).

Lidé s citlivějším čichem mají lepší prostorovou orientaci. Nejde o překvapující výsledek, uvážíme-li, že pro řadu živočichů, např. psa, je hlavním orientačním smyslem čich. Navíc identifikace čichem a prostorovou orientaci řídí překrývající se oblasti mozku v orbitofrontálním kortexu a hipokampu. Orbitofrontální kortex je část mozkové kůry přímo nad očima a hipokampus najdeme ve střední oblasti spánkového laloku, jak vidíme na obrázku (Henry Vandyke Carter, Public domain, via Wikimedia Commons).

Experimenty ukazují, že čím silnější je levý střední orbitofrontální kortex a čím větší je objem pravé části hipokampu, tím lépe si testované osoby vedou v čichových i orientačních testech. Osoby s poškozenou příslušnou částí orbitofrontálního kortexu v testech selhávají, zatímco osoby s obdobným postižením jiné části mozku dosahují výsledků jako zdraví. „Pokusy ukazují, že čich a prostorová paměť jsou zakotveny ve stejných oblastech mozku a úzce souvisejí,“ uzavírá Louisa Dahmani McGill University v Montreal se svými kolegy.

 

Hrobařík hrobaří

17.10.2018
Zdroj:
S.P.Shukla et al., Microbiome-assisted carrion preservation aids larval development in a burying beetle, PNAS 2018, doi:10.1073/pnas.1812808115
Zdroj
Pár hrobaříků malých připravuje zdechlinu myši pro své larvy (foto Shantanu Shukla, MPI chem. Ökol.).

Příprava zdechliny pro potomstvo hrobaříka malého (Nicrophorus vespilloides, angl. burying beetle) je složitý několikastupňový proces, který probíhá i na mikrobiální úrovni. Páry hrobaříků po nalezení vhodné zdechliny, nejspíše myši nebo malého ptáka, o ni svedou souboj. Vítězný pár vyhrabe během řady hodin pod zdechlinou dutinku, do které propadne. Pohřbené tělo zbaví chlupů, pokryjí antimikrobiálním a fungicidním sekretem a vytvoří v něm dutinu pro larvy.

Nicméně velmi podstatnou část přípravy mrtvolky pro potomstvo jsme doposud neznali. Objasňuje Shantanu P. Shukla z Max Planck Institut für chemische Ökologie v Jeně: „Brouci zdechlinu pouze nesterilizují. Spíše nahradí pro ni typický mikrobiom komplexnějším, který zahrnuje symbionty z jejich vlastního střeva. Kvasinky přenesené z brouka úplně nahradí plísně, které normálně zdechlinu rychle porostou.“ Mikrobiom je soubor všech mikroorganismů v určitém prostředí. Rozklad zdechliny vlivem mikrobiomu z broučích střev probíhá pomaleji, takže potrava pro larvy zůstává zachována dostatečně dlouhou. Rovněž nevznikají pro hnití masa typické aminy kadaverin NH2(CH2)5NH2 a putrescin NH2(CH2)4NH2, zvané mrtvolné jedy, které jsou toxické i pro hmyzí larvy.

Zkoumání dovedností hrobaříků může mít velmi praktické dopady, jak vysvětluje spoluautor výzkumu Andreas Vilcinskas z Fraunhofer Institut für Molekularbiologie und Angewandte Ökologie: „Vzhledem k tomu, že mikroorganismy přenášené brouky potlačují růst nebezpečných bakterií a hub produkujících jedy, budeme v nich hledat nové antimikrobiální sloučeniny.“

Pavel 18.10.2018: A možná by to mohli využít i potravináři. Nové typy ušlechtilých trvanlivých salámů a šunek.

 

Antický komiks

16.10.2018
Zdroj:
https://www.wissenschaft.de/geschichte-archaeologie/sprechende-wandgemaelde-in-antikem-grab/?utm_source=newsletter&utm_medium=email&utm_campaign=wissenschaft.de_03-10-2018
Zdroj
Výjev ze zakládání města Capitolias ze stěny hrobky zakladatele, foto  Julien ALIQUOT/HiSoMA 2018).

Koncem roku 2016 nalezli stavební dělníci ve výkopu před školu v severojordánské vesnici Bayt Ras vchod do římské hrobky s neobyčejnými freskami. Nástěnné malby nebyly v antice žádnou výjimkou, nicméně popisky namalované přímo v zobrazeném výjevu jsme doposud neznali. Jean-Baptiste Yon z archeologické výzkumné organizace HiSoMA vysvětluje: „Tyto nápisy jsou podobné bublinám pro řeč v komiksu, protože popisují, co postavy dělají nebo říkají. Například: Otesal jsem kámen, nebo Běda mi, jsem mrtvý. To je opravdu mimořádné. Kromě toho jsou nápisy v aramejštině zapsány řeckou abecedou, což je kombinace na Blízkém Východě velmi vzácná.“

V hrobce z konce prvního století po Kr. leží nejspíš zakladatel blízkého antického města Capitolias. Příběh založení zobrazují fresky s popisky na stěnách. Architekti nebo mistři stojí vedle honáků velbloudů a oslů s materiálem. Kameníci a zedníci pracují na zdech. Najdeme i vyobrazení nehody. Poslední pole nástěnné malby zobrazuje kněze žádající požehnání bohů. Na stropě a po obou stranách vstupu najdeme klasické mytologické motivy: Nil, mořský svět, nymfy sedlající mořské tvory, znamení zvěrokruhu a planety. Část fresky vidíme na obrázku (foto Julien ALIQUOT/HiSoMA 2018).

 

Polymer chladí

15.10.2018
Zdroj:
J.Mandal et al., Hierarchically porous polymer coatings for highly efficient passive daytime radiative cooling, Science 27 Sep 2018: eaat9513, DOI: 10.1126/science.aat9513
Zdroj
Deska z polymerního chladicího materiálu s hierarchickým uspořádáním pórů. Čím světlejší tón, tím vyšší teplota. Tepelná stupnice na obrázku vpravo, obr.Jyotirmoy Mandal/Columbia Engineering.

Nový materiál, jehož teplota za slunečného dne díky vyzařování a odrazu poklesne až o 6 oC oproti okolí lze připravit z běžného polymeru vytvořením speciální struktury s hierarchickým uspořádáním pórů. Každé těleso vyzařuje elektromagnetické vlnění odpovídající jeho teplotě, čímž se zároveň ochlazuje. V našich běžných pozemských teplotách emitují tělesa infračervené záření. Ideální materiál pro chlazení budov bez spotřeby energie by zároveň odrážel dopadající světlo. Na obrázku vidíme desku z nového chladicího materiálu ve srovnání s okolím během horkého slunečného dne.

Polymer s hierarchicky uspořádanými póry na snímku elektronového mikroskopu.  Ve stěnách velkých dutin rozeznáme výrazně menší póry, foto J.Mandal et al., Hierarchically porous polymer coatings for highly efficient passive daytime radiative cooling, Science  27 Sep 2018: eaat9513.Plasty infračervení záření vyzařují dobře, avšak špatně odrážejí. V tenké vrstvě jsou zpravidla průhledné. Nový chladicí materiál připravíme z roztoku vody a kopolymeru polyvinylidenfluoridu a hexafluoropropenu v acetonu. Těkavější organické rozpouštědlo se odpaří první, voda až po něm. V důsledku toho vzniknou ve vrstvě polymeru póry dvou velikostí, mikrometrových a nanometrových rozměrů, jak vidíme na obrázku. Materiál zbělá a začne odrážet až 96% dopadajícího slunečního záření. Schopnost vyzařovat infračervené záření zůstane nezměněna, takže celková tepelná ztráta může dosáhnout až 96 W/m2. Velkou výhodou nového materiálu je, že ho můžeme připravit jako panely i jako nátěrovou hmotu.

Prof. Claes-Göran Granqvist z Uppsalské univerzity, průkopník radiačního chlazení, který nepatří k autorům vynálezu, hodnotí: „Příroda nabízí mnoho způsobů ohřívání a chlazení. Některé jsou notoricky známé a dobře prostudované, jiné nikoliv. Radiační chlazení, při kterém užíváme nebe jako chladič, patří ke druhé skupiny. Jeho možnosti vědci až do nedávna přehlíželi. Publikace Mandal a kol. vyzdvihuje možnosti radiačního chlazení a představuje důležitý průlom, protože dokazuje, že polymerní vrstvy s hierarchickými póry, které lze levně a jednoduše vyrábět, nabízí výtečné chlazení i za plného slunečního světla.“

 

Šelma neloví

14.10.2018
Zdroj:
Vivek V. Venkataraman et al., Solitary Ethiopian wolves increase predation success on rodents when among grazing gelada monkey herds, Journal of Mammalogy, Volume 96, Issue 1, 15 February 2015, Pages 129–137, https://doi.org/10.1093/jmammal/gyu013
Zdroj
Vlček etiopský loví hlodavce mezi dželadami, V.V.Venkataraman et al., Solitary Ethiopian wolves increase predation success on rodents when among grazing gelada monkey herds, Journal of Mammalogy, Volume 96, Issue 1, 15 February 2015, Pages 129–137.

Na Etiopské vysočině v oblasti plošiny Guassa často pozorujeme tlupy paviánů dželada (též dželada hnědá, Theropithecus gelada, angl. gelada monkey) s osamocenými šelmami vlčky etiopskými (Canis simensis). Soužití šelmy s potenciální kořistí je velmi neobvyklé. Zejména mláďata by pro šelmu představovala snadnou kořist. Dželady zjevně přivykly a v přítomnosti vlčka pokračují klidně ve své činnosti, jak vidíme na obrázku. Jiní predátoři je vždy notně rozruší. Vlček během svého pobytu v opičí tlupě, kde stráví často i více než hodinu, loví hlodavce. Zřejmě mu to přítomnost dželad nějakým způsobem usnadňuje.

Vlček etiopský, foto GertVankrunkelsven, CC BY-SA 3.0, https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0, via Wikimedia Commons. Vzácná psovitá šelma vlček etiopský (Canis simensis, angl. Ethiopian wolves) svým vzhledem připomíná lišku. Je menší než vlk, ale úplný drobeček není. Samci dorůstají výšky v kohoutku 60 cm a váhy 18 kg. Žije v drsných podmínkách etiopských hor až do výšky 4.000 m n.m. Loví hlodavce, mláďata větších savců a nepohrdne ani mršinou. Patří mezi ohrožené druhy, současnou populaci odhadujeme nanejvýš na 600 jedinců.

Samec dželady hnědé na snímku A.Savina, Wikimedia Commons, WikiPhotoSpace, FAL, via Wikimedia Commons. Dželada hnědá rovněž obývá vysokohorské plošiny a louky Etiopie a Eritreje. Jde o primáta žijícího na zemi. Jak vidíme na obrázku, pro dželady je charakteristická holá prsní růžová ploška lemované světle zbarvenou srstí. Dorůstají výšky 70 - 74 cm a váhy 19 kg. Ocas samců je až 55 cm dlouhý. Sedací mozoly dželadám umožňují sedět na kamení dlouhou dobu. Soužití opic s jinými zvířaty nabývá často nečekaných podob.

 

Neandrtálci nás nakazili

12.10.2018
Zdroj:
David Enard a Dmitri A. Petrov, Evidence that RNA Viruses Drove Adaptive Introgression between Neanderthals and Modern Humans, Cell, Volume 175, ISSUE 2, P360-371.e13, October 04, 2018, DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.08.034
Zdroj
Kostra neandrtálce a rekonstrukce jejího majitele (foto  Photaro, CC BY-SA 3.0, https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0, via Wikimedia Commons).

Všichni víme, že náš genom obsahuje kolem 2% původně neandrtálské DNA. O které geny přesně jde? Odpověď je překvapivě logická. Když naši předkové dorazili do Evropy, narazili na místní patogeny, na které ze své tropické africké domoviny neznali. Často se nakazili přímo od neandrtálců, se kterými byli v blízkém až intimním kontaktu. Nepřekvapí proto, že velká část z přibližně 4.000 neandrtálských genů, které neseme ve svém genomu, kóduje bílkoviny, které hrají nějakou roli v boji proti infekci.

„V minulosti genetici opakovaně zvažovali, proč neandertálská DNA přežila v našem genomu. Naše studie naznačuje, že jedním z důvodů byla ochrana proti patogenům,“ shrnuje David Enard z University of Arizona v Tucsonu. Na obrázku vidíme kostru neandrtálce a rekonstrukci jejího majitele (foto Photaro, CC BY-SA 3.0, https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0, via Wikimedia Commons).

 

Mayský solivar

11.10.2018
Zdroj:
Heather McKillop a Kazuo Aoyama, Salt and marine products in the Classic Maya economy from use-wear study of stone tools, Proceedings of the National Academy of Sciences, doi: 10.1073/pnas.1803639115
Zdroj
Mayské kamenné nástroje použité pro zpracování ryb v solivaru Paynes Creek, foto Louisiana State University.

Rozsáhlý mayský solivar továrních rozměrů odkryli archeologové v Belize v laguně Paynes Creek. Pochází z klasického mayského období 300 - 900 po Kr. V oblasti o rozloze 5 km2, která v dnešní době leží pod hladinou moře nebo ji pokrývají mangrovové houštiny, nacházíme 110 jednotlivých samostatných pracovišť. Na každém z nich Mayové získávali krystalickou sůl odpařování mořské vody v hliněných nádobách nad ohněm. Celková produkce za čtyřměsíční suché období od března do června, kdy zařízení mohla fungovat, dosáhla 600 tun. O rozsahu solivaru svědčí mimo jiné 4.000 nalezených střešních trámů.

Co s takovým množstvím soli dělali? Odpověď přinesla analýza opotřebení mnoha nalezených kamenných nástrojů, které vidíme na obrázku. Heather McKillop z Louisiana State University z Baton Rouge vysvětluje: „Byla jsem překvapena, že většinu z těchto nástrojů zřejmě používali na řezání a škrabání ryb nebo masa. Nasolování ryb mohlo představovat významnou součást činnost solivaru. Po očištění a nasolení je vyváželi na vnitrozemské trhy.“ To by vysvětlovalo častou přítomnost rybích kostí i v lokalitách mayské říše vzdálených od moře. Bohužel agresivní prostředí mořské laguny a bahnitých mangrovových houštin neumožňuje hypotézu doložit nálezem rybích kostí přímo v solivaru. Pokud tam byly, do dnešní doby by se rozpustily.

Ivo Kaipr 17.10.2018: Stejně je zvláštní, že i když měli tak velké podniky a tak velké potřeby transportu, nepoužívali kolo, neměli vozy. Nosičů bylo dost?

19.10.2018: Je docela dobře možné, že kola ani vozy Mayové neměli, protože jim chyběla vhodná tažná zvířata. Nosičů soli zjevně bylo dost. Uvážíme-li, že náklad pro jednoho nosiče o váze asi 20 kg pokryl roční spotřebu asi sedmi lidí, nejeví se to nereálné. Jednou ročně se někdo z rodiny mohl vypravit i do velmi vzdáleného solivaru.

Ivo Kaipr 15.12.2018: Jo, takhle se to traduje. Podivuhodné je, že nevynalezli ani hrnčířský kruh (což jim zase ale dovolilo vypracovat techniky tvorby nádob, které zase naše kultura víceméně opustila). Jedině že se našla jakási hračka s kolečky. Přitom v té nejstarší kultuře, u Olméků, nacházíme v jakémsi významném rituálním postavení míčovou hru, kde se kaučukový míč musel prohodit kruhem a směl se odbíjet jen určitými částmi těla- takže toho kutálení museli mít kolem sebe při trénování od dětství dost. A přemísťovali obrovské sochy na dlouhé vzdálenosti... Těžko říci, že to bylo jen neexistencí ochočitelných tažných zvířat. Třeba taky hornatý terén... Ale stejně je to divné.

 

Povrchové napětí pohání

10.10.2018
Zdroj:
Lidong Zhang et al., Marangoni Effect-Driven Motion of Miniature Robots and Generation of Electricity on Water, Langmuir 2017, 33, 44, 12609-12615, doi:10.1021/acs.langmuir.7b03270
Zdroj
Chemická struktura polyvinylidenfluoridu vlevo a dimethylformamidu vpravo.

Nečekané jevy nastávají, uvedeme-li do kontaktu dvě kapaliny s velmi rozdílným povrchovým napětím. Kapalina s vysokým povrchovým napětím tlačí víc na kapalinu s nízkým, což vyvolá tok z oblastí pod nízkým povrchovým napětím. Vede to k makroskopickému rozpohybování kapaliny, které nazýváme Marangoniho jev. Kápneme-li na povrch vody kapku roztoku polyvinylidenfluoridu v dimethylformamidu (struktura viz obr.) rozdíl povrchových napětí a vyvolané toky vedou až k roztočení kapky, jak vidíme na videu. Silové působení rotující kapaliny je tak silné, že může sloužit k pohonu drobných zařízení. Na videu vidíme jednoduché chemické míchadélko při mísení barviva s vodou hnané Marangoniho jevem.

Marangoniho jev ve sklenici vína, foto FlagSteward, CC BY-SA 3.0, https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0, via Wikimedia Commons.Naprosto stejný jev způsobuje sloupečky nebo slzičky na stěnách vinných sklenic nad hladinou vína. Vidíme je na obrázku u tohoto odstavce (FlagSteward, CC BY-SA 3.0, https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0, via Wikimedia Commons). Víno díky kapilárním silám trochu vzlíná po stěně sklenky. Z této vrstvičky se alkohol dobře odpařuje a nechává za sebou oblast s vyšší koncentrací vody, a tedy vyšším povrchovým napětím. Tlakem na okolí žene vodou bohatší oblast vzhůru po stěnách proužky vína tak vysoko, až vznikne kapička dost velká, že působením gravitace zteče zpět.

Další videa zobrazují různé podoby Marangoniho jevu.

 

Meteorit má rodokmen

9.10.2018
Zdroj:
http://www.asu.cas.cz/articles/1414/19/dalsi-meteorit-s-rodokmenem-nalezeny-na-zaklade-dat-porizenych-evropskou-bolidovou-siti
Zdroj
Největší úlomek meteoritu Renchen označený M2 nalezený dne 31. července 2018. Vpravo od něj vidíme i jamku vzniklou dopadem. Foto: Ralph Sporn a Martin Neuhofer via Tisková zpráva Astronomického ústavu AV ČR.

„V úterý 10. července krátce před půl dvanáctou místního času (SELČ) ozářil rozsáhlé území kolem středního toku Rýna, tedy kolem hranic Německa a Francie, velmi jasný meteor – bolid. S výjimkou velké části Francie a menších oblastí Německa (především v JZ části) bylo sledování tohoto bolidu komplikováno poměrně rozsáhlou a kompaktní oblačností, která v té době pokrývala významnou část západní a střední Evropy. Proto tento bolid, který po krátkou dobu zářil ještě jasněji než Měsíc v úplňku, tentokrát neupoutal tak velkou pozornost, jako to obvykle u takto jasných bolidů bývá. Bylo to mimo jiné také proto, že dráha bolidu v atmosféře byla velmi strmá a tudíž i relativně krátká a to jak do délky, tak i do trvání celého jevu.“ uvádí tisková zpráva Astronomického ústavu AV ČR. Link na celý text včetně dalších obrázků najdeme ve zdroji nebo dole pod aktualitou.

Meteorit M4 o hmotnosti 4.8 g  v síti nad jabloňovým sadem východně od Renchenu. Detail meteoritu je vložený do obrázku. Foto: Ralph Sporn a Martin Neuhofer via Tisková zpráva Astronomického ústavu AV ČR.Místo dopadu poblíž městečka Renchen v Bádensku-Württembersku určili pracovníci Oddělení meziplanetární hmoty Astronomického ústavu AV ČR ze záznamů Evropské bolidové sítě, založené významný českým astronomem Dr.Zdeňkem Ceplechou před více než 50 lety. Během následného průzkumu se podařilo během léta nalézt meteorit rozpadlý na čtyři části. Vážily po řadě dle času nálezu 11,9 g, 955 g (viz obr.), 20,6 g a 4,8 g. Poslední z nich spočíval v ochranné síti proti ptákům kryjící jabloňový sad východně od Renchenu (viz obr. u tohoto odstavce). Všechny meteority ležely v lokalitách předpovězených pro danou hmotnost českými astronomy.

Podle místa dopadu nese meteorit zatím neoficiální pojmenování Renchen. Význam nálezu umocňuje fakt, že víme, odkud ze Sluneční soustavy přiletěl. Takových meteoritů s rodokmen známe zatím asi třicet.

Tisková zpráva Astrnomického ústavu AV ČR

 

Nobelova cena za ekonomii

8.10.2018
Zdroj:
https://old.nobelprize.org/eco-press.pdf?_ga=2.25819901.1339077629.1538985864-913526848.1506960615
Zdroj
Paul M.Romer v roce 2005, foto Doerrb, English Wikipedia, CC-BY-SA-3.0, http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/, via Wikimedia Commons.

Nobelovu cenu za ekonomii pro rok 2018 získali rovným dílem William Dawbney Nordhaus (nar.1941) z Yale University za zapojení klimatické změny do dlouhodobých makroekonomických analýz a Paul Michael Romer (nar.1955) z New York University za zapojení technologických inovací do dlouhodobých makroekonomických analýz. Příspěvek obou laureátů je zejména metodologický, žádné definitivní odpovědi nepřinesli. Jejich stěžejní práce představují modely z devadesátých let, které popisují vztah příčin a následků klimatické změny nebo technologických inovací. Romerův postup nazýváme teorií endogenního růstu (endogenous growth theory), Nordhausův integrovaný model hodnocení (integrated assessment model). William Nordhaus je rovněž znám spolu jako autor stěžejní učebnice ekonomie spolu s Paulem Anthony Samuelsonem, který Nobelovu cenu získal již v roce 1970.

 

Čelisti připlouvají

7.10.2018
Zdroj:
Kevin D. Lafferty et al., Detecting Southern California’s White Sharks With Environmental DNA, Front. Mar. Sci., 02 October 2018, https://doi.org/10.3389/fmars.2018.00355 - Didier Pont et al., Environmental DNA reveals quantitative patterns of fish biodiversity in large rivers despite its downstream transportation, Scientific REPOrTs (2018) 8:10361, 10.1038/s41598-018-28424-8
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.

Přítomnost nebezpečného žraloka bílého (Carcharodon carcharias, angl. great white shark) můžeme zjistit pomocí zlomků jeho deoxyribonukleové kyseliny, které se dostávají do vody ze slizu, výkalů a odloupnutých šupinek kůže. Hovoříme o eDNA (environmental DNA, DNA z prostředí), která zůstává ve vodě po všech tvorech. Je pro každého živočicha typická a metody stanovení velmi citlivé, takže můžeme určit, kdo se prohání ve vodách poblíž pláže. Jednoduchá analytická souprava umožňuje z 250 mililitrového vzorku mořské vody určit, zdali žralok bílý hrozí nebo odplul jinam. Přesné sledování jejich pohybu podle kalifornského pobřeží umožní podstatně vylepšít mapy výskytu.

„Dalším krokem bude integrace technologie eDNA do autonomních plavidel, která mohou být naprogramována, aby plavala podél pobřeží. Mohla by posílat informace o přítomnosti velkých bílých žraloků přímo místní Pobřežní stráží, aby koordinovala hlídkování,“ o dalším postupu hovoří šéf vědeckého týmu Christophere G. Lowe z California State University Long Beach. Metoda nefunguje jen pro žraloka, ale všechny živočichy. Nedávno skupina expertů sledovala zastoupení jednotlivých druhů ryb v toku řeky Rhony o délce 500 km.

 

Jezte čokoládu

5.10.2018
Zdroj:
Julia Kuhn et al., Cocoa and chocolate are sources of vitamin D2, Food Chemistry, Volume 269, 15 December 2018, Pages 318-320, https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2018.06.098
Zdroj
Chemická struktura ergosterolu nahoře, vitaminu D2 neboli ergokalciferolu uprostřed a cholekalciferolu dole.

a nemusíte chodit na Slunce. Významné množství vitaminu D2, chemicky ergokalciferolu,najdeme v kakaovém másle i prášku. Vzniká při sušení fermentovaných kakaových bobů na Slunci ze sloučeniny ergosterol naprosto stejně jako v naší kůži. Ani ergosterol není produktem rostlinného metabolismu kakaovníku (Theobroma). Vzniká v buňkách neškodných hub, které se v kakaových bobech vesele množí během fermentace. Jako u čaje či tabáku, součástí přípravy kakaa je i fermentace zralých plodů. Ergosterol hraje v buněčných membránách hub stejnou roli, jako cholesterol v našich. Chemickou strukturu zmíněných sloučenin najdeme na obrázku.

Kakaovník velkokvětý (Theobroma grandiflorum) s plody, foto Uveedzign, CC BY-SA 3.0, https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0, from Wikimedia CommonsProf.Gabriele I.Stangl z Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg komentuje objev svého týmu: „Mnoho lidí nemá dostatek vitaminu D. Problém narůstá během zimních měsíců, kdy Slunce svítí málo. Museli byste sníst enormní množství čokolády, abyste pokryli svou potřebu vitaminu D2. Bylo by to extrémně nezdravé kvůli velkému obsahu cukru a tuků.“ Milovníci bílé čokolády musí zůstat na pozoru, obsahuje podstatně méně kakaového másla než tmavá a vůbec žádný kakaový prášek. Obsah vitaminu D2 je tudíž nižší. Kolísá od 0,19 do 1,91 μg/100g oproti 1,90 až 5,48μg/100g tmavé čokolády.

Pro úplnost dodejme, že kromě vitaminu D2 vzniká působením slunečních paprsků v kůži i vitamin D3, cholekalciferol, který v čokoládě nenajdeme. Chemickou strukturu vidíme na obrázku dole.

akademon.cz 7.2.2011: Čokoláda pro zdraví

 

Altruismus kolísá

4.10.2018
Zdroj:
K.M.Smith et al., Hunter-Gatherers Maintain Assortativity in Cooperation despite High Levels of Residential Change and Mixing, Current Biology, 28, 1–6 October 8, 2018, 10.1016/j.cub.2018.07.064
Zdroj
Tanzanští Hadzové se vracející z lovu 10.8.2008,y Andreas Lederer (originally posted to Flickr as Returning from hunt)  CC BY 2.0, https://creativecommons.org/licenses/by/2.0, via Wikimedia Commons.

Míru vzájemného altruismu určují normy a chování skupiny, v níž člověk žije. Významné zjištění popírá starší antropologické hypotézy, že vzájemná pomoc stojí na mnohem pevnějším, snad až genetickém základu. Mnohaletý výzkum spojený s experimenty u tanzanského kmene Hadzů ukázal, že altruistické tendence se přizpůsobují poměrům ve skupině, ve které momentálně žijí. Psycholog Kristopher M. Smith z University of Pennsylvania, první autor publikace, upřesňuje: “Rovněž jsme zjistili, že individuální ochota sdílet se mění rok od roku podle aktuálních sousedů. Žádný důkaz o upřednostňování soužití s kooperativnějšími lidmi jsme nenalezli. V některých táborech každý přispívá a v jiných jen velmi málo. V náhodně sestavených skupinách bychom očekávali, že příspěvky budou podobné ve všech táborech.“

Vzájemný altruismus je důležitou součástí lidské společnosti, který byl klíčový pro přežití v primitivnějších podmínkách. Podělit se na svůj úkor o vlastní zdroje s geneticky nespřízněnou osobou, která se nemůže okamžitě odvděčit, vytváří její závazek do budoucna, až bude situace opačná. Samozřejmě existuje riziko, že altruismus nebude opětován.

Předmětem studie byl vymírající kmen Hadzů od jezera Eyasi v Tanzánii. Důvody shrnuje jeden z autorů publikace, Ibrahim A.Mabulla z National Museum of Tanzania: “Hadzové jsou jednou z posledních populací na planetě, která žije podobně jako naši předkové po miliony let.“ Většinu potravy získávají lovem a sběrem. Žijí v táborech v málo početných otevřených skupinách. Počet členů kolísá podle toho, jak lidé přicházejí a odcházejí.

Studie probíhala v letech 2010, 2013, 2014, 2016 v 56 táborech s 383 dospělými jedinci různého věku. 137 z nich se výzkumu účastnilo opakovaně. Místo peněz, které jsou obvyklé při obdobných experimentech ve vyspělejších oblastech světa, byly předmětem darů slámová stébla naplněná medem. Mezi Hadzy jde o vysoce ceněnou komoditu.

 

Nobelova cena za chemii

3.10.2018
Zdroj:
https://old.nobelprize.org/che-press.pdf?_ga=2.146210231.2030193416.1538369770-913526848.1506960615
Zdroj
Vlevo prof. Frances Hamilton Arnold (foto Beavercheme2, CC BY-SA 3.0, https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0, via Wikimedia Commons), vpravo Sir Gregory P.Winter (foto Aga Machaj, CC BY-SA 4.0, https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0, via Wikimedia Commons).

Polovinu Nobelovy ceny za chemii pro rok 2018 získala prof. Frances Hamilton Arnold (na obr.vlevo) z California Institute of Technology (Caltech) za řízenou evoluci enzymů. Řízenou evolucí rozumíme metodu návrhu struktury bílkovin ke stanovenému účelu, která napodobuje procesy přírodního výběru.

O druhou polovinu se rovným dílem dělí George P.Smith z University of Missouri a Sir Gregory P.Winter (na obr.vpravo) z University of Cambridge za objev fágového zobrazování (phage display) bílkovin a protilátek. DNA kódující bílkovinu, kterou studujeme, vložíme do genu bakteriofága (virus bakterií), jež kóduje proteinový plášť. Studovaná bílkovina se objeví na povrchu fága, kde můžeme studovat její interakce s dalšími sloučeninami.

 

Nobelova cena za fyziku

2.10.2018
Zdroj:
https://old.nobelprize.org/phy-press.pdf?_ga=2.137296051.2030193416.1538369770-913526848.1506960615
Zdroj
Na animaci vidíme schematické znázornění manipulace pomocí laserových svazků. Dva zaostřené laserové paprsky přivede do kontaktu atomy sodíku a cesia, aby vznikla molekula NaCs. Atom sodíku je žlutý, cesia modrofialový. Zelené jsou laserové paprsky, kde zúžení představuje místo fokusace (zaostření). Po vypnutí laseru se molekula NaCs volně pohybuje.

Polovinu Nobelovy ceny za fyziku pro rok 2018 obdržel Arthur Ashkin (nar.1922) za vynález metody manipulace pomocí laserových svazků (angl. optical tweezers) a její využití v biologických systémech. Optical tweezers fungují na základě silně zaostřeného laserového paprsku, který působí přitažlivými a odpudivými silami na dielektrické objekty mikrometrových a menších rozměrů, které se v něm nacházejí. Můžeme s nimi pohybovat, jako bychom je uchopili do pinzety. Artur Ashkin působil ve společnostech Bell Laboratories a Lucent Technologies.

O druhou polovinu se rovným dílem dělí Gérard Mourou z Francie a Donna Strickland z Kanady za vývoj metody generování velmi intenzivních (terawattových) extrémně krátkých laserových pulsů. Jejich metoda nese pojmenování Chirped pulse amplification (CPA). Laserový puls nejprve protáhnou v čase, zesílí a znovu zkomprimují.

 

Nobelova cena za fyzilogii a lékařství

1.10.2018
Zdroj:
https://www.nobelprize.org/uploads/2018/10/press-medicine2018.pdf
Zdroj
Prof.James P.Allison vlevo (Gerbil, CC BY-SA 3.0, https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0, via Wikimedia Commons) a prof.Tasuku Honjo vpravo (Minister's Secretariat Human Resources Division (Heisei 20th Organization Medal Entrant: MEXT, CC BY 4.0, https://creativecommons.org/licenses/by/4.0, via Wikimedia Commons).

Nobelovu cenu za fyziologii a lékařství pro rok 2018 získali společně James P.Allison z M. D. Anderson Cancer Center a Tasuku Honjo z Kyotské univerzity za objev léčby rakoviny potlačením inhibice imunitního systému. Základem získané imunity, např. očkováním, je typ bílých krvinek zvaných T lymfocyty. Jsou-li aktivní, uvolňují sloučeninu zvanou CTLA-4, která je inhibuje. Deaktivací CTLA-4 pomocí protilátek lze povzbudit imunitní systém , takže začne ničit i nádorové buňky.

 

Diskuse/Aktualizace