Znajdź zawartość
Wyświetlanie wyników dla tagów 'temperatura' .
Znaleziono 76 wyników
-
Czy ciepłota ciała organizmów zmiennocieplnych jest całkowicie zależna od temperatury otoczenia? Niezupełnie. Okazuje się, że nawet zwierzęta tak proste jak nicienie potrafią aktywnie dostosować tempo własnego metabolizmu do ciepła pożywki, w której są hodowane. Co więcej, mogą w ten sposób kontrolować... tempo własnego starzenia. Zgodnie z uznaną powszechnie teorią, tempo metabolizmu organizmów zmiennocieplnych jest całkowicie zależne od ilości docierającego do nich ciepła i przypomina przebeg prostych reakcji chemicznych zachodzących w środowisku nieożywionym. Zwiększenie temperatury, w której żyją proste zwierzęta, powinno więc prowadzić do szybszego "zużywania się" komórek nicieni, czyli ich starzenia. Jak się jednak okazuje, zależność ta jest bardziej złożona, niż myślano. Przez wiele lat liczne badania przynosiły pozorne "dowody" na poparcie popularnej tezy. Wiadomo było na przykład, że nicienie Caenorhabditis elegans przebywające w temperaturze 25°C umierają szybciej od osobników żyjących w temperaturze 20 stopni. Okazuje się jednak, że opisywane zjawisko jest bardziej skomplikowane, niż mogłoby się wydawać. Hipotezę o całkowitej pasywności C. elegans wobec zmian temperatury obalili badacze z Uniwersytetu Kalifornijskiego. Odkryli oni, że receptory badające temperaturę otoczenia pozwalają tym prostym zwierzętom na aktywną reakcję na ciepłotę otoczenia. Mechanizm ten nie daje co prawda pełnej kontroli nad równowagą pomiędzy ilością ciepła zatrzymywanego przez organizm i oddawanego do otoczenia, lecz wystarcza on do regulowania tempa niektórych reakcji wchodzących w skład metabolizmu. Nicień może w ten sposób wpływać na ilość ciepła wytwarzanego przez jego ciało. Jak ustalili badacze z Kalifornii, reakcja organizmu na temperaturę otoczenia jest wyzwalana dzięki wydzielaniu sterydów. Dowiedziono tego na podstawie eksperymentów, w których nicienie modyfikowano genetycznie w taki sposób, by nie wytwarzały hormonów z tej grupy. Zakończyły się one upośledzeniem reakcji na ciepłotę pożywki, w której hodowano zwierzęta. Podobne efekty dało niszczenie receptorów ciepła. Dalsze badania wykazały, że podgrzanie pożywki prowadziło do aktywacji genu daf-9. Jego aktywność prowadzi do spowolnienia metabolizmu, dzięki czemu czas życia zwierzęcia ulega wydłużeniu. Niestety, dotychczas nie udało się zidentyfikować analogicznych mechanizmów u ludzi. Badania na myszach wykazały jednak, że jeśli "oszuka się" ich organizmy, by reagowały na normalną temperaturę otoczenia jak na temperaturę znacznie podwyższoną, starzenie zachodziło u nich znacznie wolniej. Być może pewnego dnia podobna technika zostanie dostosowana do potrzeb metabolizmu człowieka...
-
Bardzo gorąca herbata może powodować nowotwór przełyku – twierdzi profesor Reza Malekzadeh z Uniwersytetu Nauk Medycznych w Teheranie i zaleca przestudzenie napoju przed wypiciem (British Medical Journal). Irańczycy porównali skutki powodowane przez herbaty o różnej temperaturze i stwierdzili, że picie naparu o temperaturze powyżej 70 stopni Celsjusza stwarza 8-krotnie wyższe zagrożenie nowotworem przełyku niż konsumowanie płynu wystudzonego poniżej 65°. Zespół z Teheranu badał zwyczaje dotyczące picia herbaty 300 pacjentów z nowotworem przełyku i 571 zdrowych osób z tego samego rejonu w ostanie Golestan. Rejon ten cechuje jeden z najwyższych na świecie wskaźników zachorowań na opisywany rodzaj nowotworu, chociaż spożycie alkoholu jest tu niskie i niewiele osób pali. To istotna informacja, ponieważ w ramach wcześniejszych badań wykazano, że "procenty" i tytoń wpływają na ryzyko zachorowania. Stwierdzono, że niemal wszyscy ochotnicy pijali regularnie czarną herbatę i dziennie pochłaniali jej średnio ponad litr. Badacze zauważyli, że osoby, które zabierały się do picia w mniej niż 2 minuty od zalania suszu, zapadały na nowotwory przełyku 5-krotnie częściej od ludzi odczekujących co najmniej 4 min. Na razie nie wiadomo, w jaki sposób herbata mogłaby uruchamiać proces nowotworowy, ale specjaliści sądzą, że powodem są powtarzające się uszkodzenia termiczne nabłonka.
-
Czy "żyć szybko" znaczy "umierać młodo"? Biolodzy przez długi czas twierdzili, że tak, bowiem zwiększone tempo metabolizmu powinno powodować uszkodzenia wywołane m.in. powstawaniem nadmiaru wolnych rodników. Wyniki prostego doświadczenia obalają jednak (lub przynajmniej stawiają pod znakiem zapytania) prawdziwość tej hipotezy. Główną autorką studium jest dr Lobke Vaanholt, pracująca na uniwersytecie w holenderskim Groningen. Jak wynika z informacji zebranych przez jej zespół, tempo metabolizmu nie ma bezpośredniego wpływu na długość życia. W swoim doświadczeniu zespół dr Vaanholt śledził losy myszy rozdzielonych na dwie grupy. Zwierzęta z pierwszej z nich hodowano przez całe życie w temperaturze pokojowej (22°C), zaś pozostałe gryzonie żyły w środowisku znacznie chłodniejszym - temperatura powietrza w ich klatkach wynosiła 10 stopni. Wydawać by się mogło, że myszy żyjące w niskiej temperaturze powinny żyć krócej, ponieważ ich organizmy musiały przetwarzać więcej energii, by utrzymać ciepłotę ciała. Nic takiego się jednak nie stało. Pomimo 48-procentowego wzrostu w dziennym wydatkowaniu energii oraz 64-procentowego podwyższenia stosunku zużywanej energii do masy ciała u osobników dorosłych, średnia długość życia myszy przebywających w chłodzie była taka sama, jak u myszy żyjących w wyższych temperaturach - podsumowują autorzy. Uzyskane wyniki są spójne z rezultatami innych eksperymentów. Nieco wcześniej podobne wnioski zespół dr Vaanholt wysnuł z doświadczeń, w których rolę "przyśpieszacza" metabolizmu pełniła intensywna aktywność fizyczna. Inne zespoły zaobserwowały z kolei, że ptaki, pomimo znacznie wyższego tempa metabolizmu, żyją zwykle znacznie dłużej od ssaków o podobnych rozmiarach ciała. O odkryciu dr Vaanholt donosi czasopismo Physiological and Biochemical Zoology.
-
Badacze z Uniwersytetu Tokijskiego donoszą o stworzeniu mikroskopijnych kapsułek, które umożliwiają precyzyjny pomiar temperatury cieczy na podstawie obserwacji fluorescencji. Ponieważ materiał wykorzystany do ich produkcji jest nietoksyczny, najważniejszym zastosowaniem wynalazku będzie najprawdopodobniej ustalanie temperatury wewnątrz pojedynczych komórek. Miniaturowe sensory, opisane na łamach czasopisma Journal of American Chemical Society, składają się z dwóch głównych elementów połączonych ze sobą w formie nanożelu. Pierwszym z nich jest związek nazwany DBD-AA, należący do tzw. fluoroforów, czyli związków zdolnych do fluorescencji. Drugim jest polimer o nazwie polyNIPAM, którego cząsteczki są zdolne do gwałtownej zmiany struktury wewnętrznej pod wpływem zmian temperatury. Działanie "termometru" jest wypadkową cech obu związków. DBD-AA wytwarza światło po oświetleniu niebieskim laserem, lecz jego fluorescencja gwałtownie słabnie pod wpływem wody. Dostęp tej ostatniej jest z kolei kontrolowany przez polyNIPAM, który pęcznieje w niskich temperaturach, ułatwiając przenikanie wody do wnętrza kapsułek. Dochodzi wówczas do tłumienia światła wydzielanego przez fluorofor. Odwrotnie dzieje się po ogrzaniu sensora - trójwymiarowa sieć utworzona przez cząsteczki polyNIPAM ulega zaciśnięciu, co prowadzi do usunięcia wody i przywrócenia DBD-AA zdolności do emisji światła. Zjawisko to zachodzi w sposób bardzo przewidywalny, co pozwala na pomiar temperatury z dokładnością do 0,5, a nawet 0,3°C. Dodatkową zaletą opracowanych kapsułek jest ich rozpuszczalność w wodzie - cecha, której nie posiada prawdopodobnie żaden konkurencyjny prototyp. Jest to niezwykle istotne, gdyż umożliwia - w połączeniu z brakiem toksyczności składników nanożelu - wprowadzenie "termometru" do wnętrza żywych komórek. Co więcej, poziom fluorescencji jest niezależny od pH otoczenia, co dodatkowo zwiększa wiarygodność pomiarów. Japońscy naukowcy planują na najbliższą przyszłość opracowanie zmodyfikowanej wersji czujników, które mogłyby zostać wprowadzone do ściśle określonych rejonów komórki. Pozwoliłoby to na dalsze zwiększenie dokładności pomiarów, co znacząco ułatwiłoby prowadzenie badań z zakresu biologii.
-
Zwykle, gdy podgrzewamy jakąś substancję, staje się ona miękka. Jednak grupie uczonych pod przewodnictwem profesora Dwayne'a Millera z University of Toronto udało się uzyskać odmienny, niezgodny z intuicją efekt. Naukowcy podgrzali złoto w ten sposób, że stało się ono twardsze. Osiągnęli to błyskawicznie zwiększając temperaturę metalu. W ciągu sekundy rosła ona o więcej niż milion stopni. Złoto było podgrzewane tak szybko, że elektrony nie były w stanie zaabsorbować takiej ilości energii i ją traciły. To z kolei oznaczało, że znajdowały się one średnio dalej od jąder atomów, a więc zmniejszeniu ulega efekt ekranowania przez elektrony. Powiązania pomiędzy atomami stają się silniejsze - mówi Miller. Kryształ złota składa się z jonów złota i słabo powiązanych elektronów, które ekranują siły odpychania pomiędzy jonami. Dzięki temu jony się przyciągają. W przeciwieństwie do innych materiałów, podgrzewanie elektronów złota za pomocą ultrakrótkich impulsów laserowych zwiększa siły oddziaływania pomiędzy jonami - wyjaśnia Ralph Ernstorfer z Instytutu Maksa-Plancka. Dodaje, że teoretycznie już jakiś czas temu przewidziano wystąpienie tego efektu, a obecnie po raz pierwszy go zaobserwowano.
-
Z powodu globalnego ocieplenia do roku 2100 połowa ludności Ziemi może mieć problemy z zaopatrzeniem w żywność. Będzie to dotyczyło szczególnie ludności zamieszkującej obszary pomiędzy zwrotnikami. Rosamond Naylor, dyrektor Program of Food Security and the Environment z Uniwersytetu Stanforda mówi, że jeśli chcemy zapobiec klęsce głodu, to już w tej chwili musimy rozpocząć badania nad nowymi gatunkami roślin jadalnych. Minie bowiem kilkadziesiąt lat, zanim powstaną takie, które będą w stanie rozwijać się w podwyższonej temperaturze tropików. Współautor badań, profesor David Battisti z University of Washington mówi: Z samego tylko powodu wzrostu temperatury czekają nas olbrzymie problemy z globalną produkcją żywności, a trzeba przecież jeszcze pamiętać o problemach z niedoborem wody w warunkach podwyższonej temperatury. Naylor i Battisti posłużyli się danymi z 23 różnych modeli klimatycznych i na ich podstawie doszli do wniosku, że istnieje ponad 90-procentowe prawdopodobieństwo, że do roku 2100 w obszarach tropikalnych i subtropikalnych w okresach wegetacji roślin uprawnych temperatury wzrosną do tego stopnia, że najniższe z nich będą wyższe od najwyższych obecnie notowanych. Naukowcy zauważają, że w najnowszej historii zdarzały się fale upałów, które niszczyły zbiory. Na przykład w 2003 roku, kiedy to letnie upały zabiły w Europie Zachodniej około 52 000 osób, produkcja żywności we Francji i Włoszech spadła o 30%. Za 90 lat takie temperatury mogą być normą w Europie. W tropikach spowodują one spadek plonów od 20 do 40%, a biorąc pod uwagę związany z nim możliwe zmniejszenie liczby opadów, spadek plonów może być jeszcze większy. Oczywiście, jak już wcześniej informowaliśmy, średni wzrost temperatury na wyższych szerokościach geograficznych będzie większy, niż w tropikach. Jednak, jako że tropiki już teraz są cieplejsze, wzrost temperatury w nich będzie miał większy wpływ na rośliny uprawne. Musimy całościowo przemyśleć system światowego rolnictwa. Nie myśleć tylko o nowych gatunkach roślin, ale zbadać, jak zmniejszy się odsetek ludności pracującej w rolnictwie i jak będą kształtowały się migracje - mówi Naylor. Obecnie w strefach tropikalnej i subtropikalnej mieszka 3 miliardy ludzi. W przyszłości liczba ta ulegnie podwojeniu.
-
Na dworze coraz zimniej, coraz częściej sięgamy więc po kubek gorącej kawy czy herbaty. Okazuje się, że w ten sposób nie tylko ogrzewamy samych siebie, ale i ocieplamy wizerunek napotykanych ludzi. Profesor John Bargh z Yale University i dr Lawrence E. Williams z University of Colorado obmyślili ciekawy eksperyment. Ich asystenci najpierw rozdawali badanym napoje: gorącą małą czarną albo kawę mrożoną. Mieli je przez chwilę potrzymać. Potem przekazywano im garść informacji na temat pewnej osoby. Zadanie ochotników polegało na ocenie jej charakteru. Okazało się, że spod piór i długopisów studentów, którzy weszli w kontakt z rozgrzewającym napojem, wyłaniał się obraz dużo cieplejszego (bardziej wspaniałomyślnego i troszczącego się o innych) człowieka. Grupy zimna i gorąca nie różniły się już jednak pod względem opisu osobowości w odniesieniu do cech niepowiązanych z "byciem ciepłym". W drugim studium wolontariusze dostawali do ręki ciepły bądź ochłodzony termofor. Sądzili przy tym, że biorą udział w testach jakości produktu. Potem pozwalano im wybrać między bonem towarowym dla innej osoby a prezentem dla siebie. Ochotnicy, którzy trzymali zimny przedmiot, częściej decydowali się na podarek dla siebie, podczas gdy ludzie z ogrzanymi dłońmi postanawiali raczej rozweselić kogoś bliskiego. Wg Bargha, temperatura wpływa zarówno na postrzeganie bliźnich, jak i na własne zachowanie. Ponieważ wiadomo, że fizyczna odległość między ludźmi przekłada się na wzajemną ocenę charakteru, psycholodzy zakładają, że podstawą takich osądów jest pierwotne doświadczanie ciepła i zaufania w kontakcie z matką. Williams uważa, że wpływ świata fizycznego na oceny czysto psychologiczne można wykorzystać w marketingu czy punktach sprzedaży. Gdy organizuje się promocję na zewnątrz w chłodny dzień, łatwiej nawiąże się kontakt z klientem, podając mu gorący napój.
-
Badania przeprowadzone w Szkole Medycznej Uniwersytetu Waszyngtońskiego wykazały, że schłodzenie mózgu podczas znieczulenia ogólnego znacząco zmniejsza uszkodzenie mózgu wywołane podaniem leku. Zebrane informacje, choć zostały uzyskane podczas badań na myszach, mogą być istotne także dla "ludzkiej" medycyny. Od pewnego czasu wiadomo bowiem, że podawanie leków znieczulających może powodować zmiany w obrębie układu nerwowego. Spekuluje się, że ich stosowanie u dzieci może powodować zaburzenia zachowania oraz różnego rodzaju opóźnienia rozwoju. Obecnie wiadomo ponad wszelką wątpliwość, że liczne substancje (wśród nich m.in. alkohol oraz leki anestezjologiczne i przeciwdrgawkowe) mogą wymuszać neuroapoptozę, czyli samobójczą śmierć komórek nerwowych. Najnowsze badania pokazują na szczęście, że proces ten można znacząco ograniczyć. Skutecznymi środkami zapobiegającymi temu zjawisku wydają się być sole litu oraz wywołanie hipotermii (obniżenia temperatury) mózgu. Schładzanie mózgu wydaje się być dość efektywnym sposobem ograniczania śmierci neuronów u mysich noworodków eksponowanych na leki anestezjologiczne, tłumaczy istotę odkrycia dr John W. Olney, główny autor badania. Dodaje jednak, że wyniki należy traktować z ostrożnością: nie wiemy jeszcze, czy takie schładzanie tylko chwilowo ogranicza tego typu uszkodzenia, czy też całkowicie im zapobiega. Obecnie pracujemy nad wyjaśnieniem tego. Eksperyment miał na celu sprawdzenie, czy szkodliwe działanie dwóch popularnych leków anestezjologicznych, izofluranu oraz ketaminy, może być ograniczone dzięki obniżeniu temperatury mózgu. Wychładzanie organu przeprowadzano za pomocą dwóch metod: schładzania całego organizmu lub tylko głowy (z wykorzystaniem odpowiednio zaprojektowanego "hełmu"). Wyniki badania pokazują, że udało się osiągnąć zamierzony cel, lecz nie bez konsekwencji. Okazuje się bowiem, że hipotermia może blokować także "dobrą" apoptozę, zachodzacą w prawidłowo rozwijającym się mózg. Proces ten jest niezbędny dla uzyskania prawidłowej organizacji układu nerwowego. Jeżeli jednak dalsze badania wykażą, że po pewnym czasie fizjologiczny poziom neuroapoptozy zostaje przywrócony, będzie to bez wątpienia dobra wiadomość. Pozwoliłoby to na uniknięcie wielu komplikacji rozwojowych u bardzo młodych pacjentów. Zdaniem dr. Olneya stopień uszkodzenia układu nerwowego zależy od wielu czynników, na czele z wiekiem noworodka w momencie podania preparatu. Nawet niewielkie z pozoru różnice mogą według badacza wywołać zupełnie odmienne reakcje. Uzyskanie precyzyjnych informacji na ten temat pozwoliłoby na wybranie optymalnego momentu na przeprowadzenie niektórych zabiegów wymagających znieczulenia ogólnego, co mogłoby wpłynąć na znaczne ograniczenie negatywnych konsekwencji przeprowadzenia operacji.
-
Inżynierowie z brytyjskiego Narodowego Laboratorium Fizycznego skonstruowali termometr do mierzenia temperatur, które powstają podczas eksplozji. Termometr składa się ze światłowodu zamkniętego w stalowej tubie, której jeden koniec jest wykorzystywany do pomiaru temperatury. Dotychczas nie istniało urządzenie, które byłoby w stanie zmierzyć temperaturę i jednocześnie przetrwać eksplozję. Podczas wybuchu powstaje fala uderzeniowa, wysoka temperatura i wydzielana jest różnego rodzaju materia, np. sadza, które mogą zniszczyć termometr bądź zafałszować wyniki - mówi Gavin Sutton, jeden z twórców termometru. Do tego typu pomiarów można wykorzystać też laser, jest to jednak metoda droga i trudna w użyciu. Stąd konieczność opracowania odpornego i wiarygodnego termometru wielokrotnego użycia. Próbowano wykorzystać pirometr, który na odległość mierzy emisję cieplną, jednak urządzenie takie nie rejestruje dobrze gradientu temperatur w centrum. Potrzebowaliśmy czegoś w samym centrum eksplozji - mówi Sutton. Rozwiązaniem okazała się stalowa tuba wypełniona piaskiem, wewnątrz której znalazł się światłowód o przekroju 0,4 milimetra. Podczas eksplozji fala elektromagnetyczna przedostaje się do światłowodu i wędruje nim w głąb tuby. Na końcu światłowód rozdziela się na cztery części, z których każda jest w stanie przesłać falę o określonej długości. Cztery końcówki są połączone do urządzeń, które konwertują falę elektromagnetyczną na napięcie. Dzięki temu, że urządzenie jest najpierw kalibrowane w znanych temperaturach, uczeni wiedzą, jakie napięcie odpowiada jakiej temperaturze, więc łatwo mogą przeliczyć uzyskane wyniki. Termometr jest w stanie wykonać 50 000 pomiarów w ciągu sekundy, dzięki czemu specjaliści uzyskują szczegółowe dane o zmianach temperatury podczas eksplozji. Testy laboratoryjne wykazały, że urządzenie jest w stanie przetrwać bez najmniejszych uszkodzeń wybuchy, podczas których temperatury przekraczają 2700 stopni Celsjusza. Teraz niezwykły termometr czekają testy polowe i praca ze znacznie potężniejszymi eksplozjami.
-
O człowieku zdystansowanym, nieprzystępnym często mówi się, że jest chłodny. Ktoś nieczuły ma zamiast serca lód. Tego typu porównania pojawiają się nie tylko w języku potocznym, identyczną metaforykę spotyka się też w bajkach, np. Królowej śniegu. Czy mamy więc do czynienia z figurą czysto retoryczną, czy np. samotność, desperacja lub smutek mogą naprawdę obniżyć ciepłotę ciała? Psycholodzy Chen-Bo Zhong i Geoffrey Leonardelli z Uniwersytetu w Toronto postanowili to sprawdzić (Psychological Science). Ochotników podzielono na dwie grupy. Jedna z nich miała sobie przypomnieć sytuację społecznego wykluczenia, np. usunięcie z klubu. Pozostali przywoływali wspomnienie przyjemnego doświadczenia, gdy zostali przyjęci przez jakąś grupę. Po wykonaniu tego zadania wolontariusze mieli ocenić temperaturę w pomieszczeniu. Badacze twierdzili, że przyda się to obsłudze budynku. Ludzie podawali bardzo różne wartości: od ok. 12 aż do 40 stopni Celsjusza. Ci, których myśli krążyły wokół odrzucenia z przeszłości, sądzili, że w pokoju jest chłodniej. Zauważyliśmy, że doświadczenie społecznego wykluczenia rzeczywiście wiąże się z chłodem. Być może dlatego ludzie używają przenośni związanych z temperaturą - podsumowuje Zhong. W drugim eksperymencie psycholodzy nie polegali na pamięci badanych, ale "na bieżąco" wprowadzali ich w określony stan emocjonalny. Ochotnicy brali udział w komputerowej symulacji gry w piłkę. Do niektórych rzucano ją często, inni nie otrzymywali jej w ogóle. Zaczynali się więc czuć wykluczeni. Potem wolontariusze mieli ocenić apetyt na różne pokarmy i napoje, np. gorącą kawę, krakersy, zimną colę, jabłko i ciepłą zupę. Osoby wyrzucone poza margines gry w piłkę dużo częściej decydowały się na rozgrzewającą kawę lub zupę. Nasze badania sugerują, że gorący rosół to sposób na uporanie się ze społecznym odrzuceniem - żartuje Leonardelli. Opisane studium wiele wnosi do rozumienia zaburzeń afektywnych. Depresja sezonowa (ang. Seasonal Affective Disorder, SAD) może być efektem nie tylko skrócenia dnia (a więc ograniczonego dostępu do promieni słonecznych), ale również skutkiem niższej temperatury, która wywołuje smutek.
-
Złudzenie gumowej ręki to nie tylko kwestia psychiki, ale i jak najbardziej realnych odczuć fizycznych. Dzięki odkryciom naukowców z Oksfordu może uda się lepiej zrozumieć stany związane z zaburzonym postrzeganiem siebie czy tego, co przynależy do własnego ciała, np. autyzm, zaburzenia odżywiania, schizofrenię lub funkcjonowanie po udarze (PNAS). Podczas doświadczenia w polu widzenia badanego obok prawdziwej ręki kładzie się gumową dłoń. Chwilę potem jego własna ręka zostaje ukryta za przepierzeniem. Jeśli ręce własna i gumowa są dotykane lub potrząsane w ten sam sposób w tym samym czasie, człowiek próbuje skoordynować to, co czuje (potrząsanie własnej dłoni) i widzi (potrząsanie dłoni gumowej). W pewnym momencie ochotnik zaczyna czuć, że jego dłoń znajduje się tam, gdzie fałszywa dłoń z gumy. Dr G. Lorimer Moseley opowiada, że takie osoby uznają gumową rękę za własną. Wraz z profesorem Charlesem Spence'em i naukowcami z Włoch oraz Holandii odkrył, że włączenie gumowej ręki do zakresu własnego ja (self) niesie za sobą fizyczne koszty. Własna dłoń staje się obca, odrzucona, co skutkuje mierzalnym spadkiem temperatury. Złudzenie gumowej dłoni to wspaniała metoda manipulowania poczuciem ja. Uzmysławia nam, że wyczucie ciała, tego, czym jesteśmy, jest chwiejne. Wrażenie posiadania ciała to podstawowy aspekt samoświadomości. Czujemy, że nasze ciało należy do nas i stale się gdzieś znajduje. Osoby z anoreksją, epilepsją, wieloobjawowym zespołem bólowym (ang. complex regional pain syndrome, CRPS) i innymi zaburzeniami psychologiczno-neurologicznymi cierpią z powodu nieprawidłowego obrazu ciała. Pacjenci z CRPS często np. wypierają się własnej kończyny, niekiedy uznają, że jest ona większa niż w rzeczywistości. Zaburzenia obrazu ciała skutkują obniżeniem temperatury po jednej stronie lub w wybranej kończynie. Chcieliśmy sprawdzić, czy uda nam się to odtworzyć eksperymentalnie. Czy będziemy w stanie manipulować wrażeniem posiadania ciała i doprowadzić do spadku temperatury. To właśnie widzieliśmy. Wyczucie fizycznego ja to połączenie tego, z czym przychodzimy na świat i informacji, które nieustannie docierają do mózgu z różnych części ciała. Teraz dowiedliśmy, że to dwustronna zależność. Umysł także może wpływać na tkanki – podsumowuje Moseley.
-
Najnowsze badania wykazały, że liście drzew potrafią utrzymywać niemal stałą temperaturę niezależnie od tego, czy rosną w Meksyku czy na północy Kanady. Naukowcy przyjrzeli się 39 gatunkom północnoamerykańskich drzew żyjących na obszarach rozciągających się na przestrzeni 50 stopni szerokości geograficznej. Okazało się, że ich liście niezależnie od pogody utrzymują temperaturę około 21 stopni Celsjusza, co pozwala im na wydajną fotosyntezę. Nowe odkrycie może zaważyć na metodach modelowania zmian klimatycznych w przeszłości i przyszłości, które bazują na obserwacji pierścieni przyrostów rocznych w drzewach. Naukowcy wnioskują o klimacie z przeszłości na podstawie obserwacji izotopów tlenu w pierścieniach. Tlen atmosferyczny składa się z dwóch izotopów: 16O i 18O. Temperatura wpływa na ich relatywną zawartość w drewnie, tak więc na tej podstawie można wysuwać wnioski co do przeszłych temperatur. Ponadto wpływ ma też wilgotność. Lżejszy z izotopów, 16O, łatwiej odparowuje, a więc większa koncentracja 18O świadczy o mniejszej wilgotności powietrza. Tak więc uczeni obserwując zmiany koncentracji wspomnianych izotopów w drzewie określali klimat nawet o miliony lat wstecz. Brent Helliker z University of Pennsylvania mówi, że ta technika zawsze wydawała mu się niewłaściwa. Zakładała bowiem, że temperatura korony drzewa była taka sama, jak temperatura otoczenia. Jako ekofizjolog roślin wiem, że taka sytuacja jest mało prawdopodobna - dodaje. Tym bardziej, że przebieg procesu fotosyntezy jest wrażliwy na temperaturę, a więc rośliny muszą w jakiś sposób chronić się przed kaprysami pogody. Zbyt niska temperatura może znacząco zwolnić proces fotosyntezy i roślina nie otrzyma niezbędnych składników odżywczych, a zbyt wysoka uszkadza błony komórkowe. Chyba nikogo nie zdziwi przypuszczenie, że kanadyjski niedźwiedź polarny będzie miał taką samą temperaturę ciała, co niedźwiedź na Florydzie. Z drugiej jednak strony, stwierdzenie, że kanadyjski świerk czarny może mieć taką samą temperaturę jak sosna na Karaibach, wywołuje zdziwienie. Drzewa nie są przecież endotermiczne. - mówi profesor Helliker. Uczony wraz z doktor Suzanną Richter postanowili użyć metody oznaczania izotopów tlenu do zbadania współczesnych drzew, a następnie porównali uzyskane dane z raportami pogodowymi. Oczywiście temperatura liści zmienia się w ciągu dnia, jednak ilość izotopów tlenu powinna wyznaczać średnią temperaturę liści gdy zmieniają one pobrany dwutlenek węgla w cukry. Badania naukowców wykazały, że średnia temperatura liści wynosi 21 stopni Celsjusza, niezależnie od szerokości geograficznej, w jakiej rośnie drzewo. Drzewa stosują różne strategie utrzymania temperatury. W cieplejszych regionach zmieniają kąt nachylenia liści tak, by padało na nie mniej słońca, zwiększają powierzchnię chłodzącą poprzez rosnące na liściach włoski czy też "pocą się", poświęcając część wody na chłodzenie. W regionach zimnych zbliżają liście do siebie tak, by wzajemnie chroniły się przed utratą ciepła. Badania Hellikera i Richter pokazują więc, że wnioskując o zmianach klimatycznych na podstawie pierścieni wzrostu, należy spojrzeć na roślinę jako na całość, a nie tylko na jej część.
-
Naukowcy z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa przybliżyli nas o krok do zrozumienia wrażliwości na ból. Mówiąc precyzyjniej, ustalili, dlaczego nasza wrażliwość na to nieprzyjemne doznanie jest zmienna w zależności od stanu fizjologicznego. Udało się to dzięki identyfikacji genu regulującego komórkowy "czujnik temperatury". Zdolność do odczuwania gorąca oraz bólu związanego ze spożyciem pikantnych przypraw jest zależna od białka zwanego TRPV1. Ma ono charakter kanału jonowego, tzn. ma kształt zamykalnego tunelu przenikającego przez błonę komórkową (w tym wypadku jest to błona komórkowa neuronów). W przypadku podwyższenia temperatury otoczenia lub kontaktu z niektórymi substancjami odpowiedzialnymi za ostry smak (np. z obecną w pikantnych papryczkach kapsaicyną), kanał otwiera się, a jony, pełniące tutaj funkcję nośnika informacji, przepływają swobodnie pomiędzy komórką i jej otoczeniem. W efekcie następuje depolaryzacja błony, czyli częściowe wyrównanie ładunków elektrycznych po obu jej stronach. Zmiana ta jest równoważna z powstaniem impulsu elektrycznego, który jest następnie wysyłany do mózgu. Co jest jednak ciekawe, pobudliwość kanału jonowego nie jest stała. Skłoniło to naukowców do poszukiwania cząsteczki modulującej funkcję TRPV1, którą okazało się białko zwane Pirt. Aby lepiej zrozumieć działanie nowo odkrytej proteiny, naukowcy wyhodowali myszy pozbawione zdolności syntezy Pirt. Zauważono, że gryzonie takie wytrzymywały znacznie dłuższy pobyt na rozgrzanej powierzchni w porównaniu do "normalnych" zwierząt. Przeprowadzono także test, w którym jedną z łapek zwierzęcia smarowano roztworem powodującej uczucie palenia kapsaicyny. W normalnych warunkach mysz po takiej ekspozycji liże swoją kończynę, aby ją schłodzić, lecz przy braku Pirt zwierzęta nie robiły tego. Świadczy to najprawdopodobniej o tym, że myszy nie odczuwały w takiej sytuacji bólu. Co ciekawe jednak, w przypadku ekspozycji na olejek musztardowy gryzonie nie wykazywały różnic w zachowaniu niezależnie od tego, czy były zdolne do wytwarzania Pirt, czy też nie - w każdym przypadku lizały łapę, co świadczy o odczuwaniu bólu. Oznacza to, że proteina odpowiada specyficznie za reakcję neuronów na kapsaicynę. W tym momencie naukowcy byli już o krok od udowodnienia, że dokładny mechanizm działania białka Pirt polega na regulacji działania kanału jonowego TRPV1. Aby ostatecznie potwierdzić postawioną hipotezę, postanowili zbadać wielkość ładunku elektrycznego powstającego na powierzchni neuronu w odpowiedzi na ciepło lub obecność kapsaicyny. Stwierdzili dzięki temu, że brak Pirt powoduje wytwarzanie znacznie słabszego impulsu elektrycznego, co przekłada się na mniej intensywny bodziec bólowy. Okazuje się jednak, że na tym nie koniec, bo do działania tego regulatora konieczny jest jeszcze jeden składnik, zwany fosfolipidem (jest to jedna z pochodnych tłuszczów). Dokładniejsze poznanie sposobów regulacji doznań bólowych może pomóc w opracowaniu coraz doskonalszych środków przeciwbólowych, które blokowałyby wyłącznie wrażenia bólowe, nie powodując jednocześnie dodatkowych objawów ze strony układu nerwowego. Zanim to się jednak stanie, z pewnością potrzeba będzie jeszcze wielu lat i przynajmniej kilku lat eksperymentów. Szczegółowe informacje na temat eksperymentu opisano w najnowszym numerze czasopisma Cell, uznawanego za jedno z najważniejszych na świecie w tej dziedzinie.
-
Miejskie obszary zielone mogą obniżyć temperaturę metropolii nawet o 4 stopnie Celsjusza. Jeśli przyjrzymy się mapom miast w podczerwieni, możemy zauważyć, że obszary zadrzewione są o 12°C chłodniejsze od pozbawionych zieleni centrów miast - tłumaczy Roland Ennos z Uniwersytetu w Manchesterze. Zespół Ennosa wykorzystał Manchester jako wzór. Posłużono się dwoma modelami komputerowymi. Jeden obrazował zmiany temperatury, drugi: zmiany opadów deszczu. W ten sposób Brytyjczycy chcieli określić, jak zmieni się klimat miasta, jeśli emisja gazów cieplarnianych utrzyma się na dotychczasowym poziomie. Odkryliśmy, że temperatura w Manchesterze wzrośnie do 2080 roku o 4 stopnie, jeśli nie zmieni się powierzchnia obszarów zielonych. Naukowcy stwierdzili jednocześnie, że manipulując powierzchnią zieleni, można całkowicie zniwelować wzrost temperatur. Wystarczy dodanie 10% obszarów zielonych. Wegetacja obniża lokalne temperatury, gdyż woda jest najpierw absorbowana, a potem wyparowuje przez aparaty szparkowe. Nie trzeba dodawać nowych obszarów zieleni, wystarczy wybudować dodatkowe jej piętra, np. dachy z sukulentami.
-
Badacze z Uniwersytetu Londyńskiego (Queen Mary) i Uniwersytetu w Cambridge wykazali, że pszczoły preferują wizyty w cieplejszych kwiatach i mogą się nauczyć wykorzystywać kolor do przewidywania temperatury rośliny, zanim jeszcze na niej wylądują. Wcześniej sądzono, że owady te szukają po prostu kwiatów z największą zawartością nektaru lub pyłku. Jeśli jednak weźmie się pod uwagę, że pszczoły muszą inwestować energię w podtrzymywanie temperatury ciała, wyższa temperatura kwiatu wydaje się dodatkową nagrodą. Na łamach magazynu Nature profesor Lars Chittka z Uniwersytetu Londyńskiego i jego współpracownicy z Cambridge (Adrian G. Dyer, Heather M. Whitney, Sarah E.J. Arnold i Beverley Glover) napisali, że w świecie, gdzie kwiaty różnych gatunków roślin mają inne temperatury, pszczoły mądrze wybierają te z cieplejszym nektarem. Mogą się w dodatku uczyć identyfikować te gorętsze odmiany poprzez zapamiętywanie ich barw. Chcąc sprawdzić, czy pszczoły mogą wykorzystać kolor do zidentyfikowania cieplejszych kwiatów, Chittka i zespół dali owadom do wyboru 4 sztuczne fioletowe kwiaty i cztery nieco chłodniejsze różowe. Ustawiano je w losowo wybranych miejscach. Pięćdziesiąt osiem procent pszczół wybierało cieplejsze purpurowe rośliny. Kiedy dokonano zmiany i to różowe kwiaty zawierały cieplejszy nektar, 61,6% owadów preferowało właśnie je. Pszczoły wydają się postępować podobnie jak my, pijąc ciepłe napoje w chłodniejsze dni. Gdy musimy się trochę rozgrzać, możemy albo kosztem zapasów energetycznych sami wytworzyć ciepło, albo wypić gorący napój i zachować swoje rezerwy — wyjaśnia Chittka. Interesującą rzeczą jest fakt, że pszczoły nie tylko preferują cieplejsze kwiaty, ale również uczą się przewidywać temperaturę na podstawie koloru. Kwiaty dysponują szeregiem trików pozwalających zwiększyć temperaturę, niektóre są na przykład termogeniczne, co oznacza, że mogą same wytwarzać ciepło, a inne absorbują promieniowanie słoneczne (biernie lub poprzez adaptacje strukturalne). Odkrycie Brytyjczyków uzasadnia określone ścieżki ewolucji budowy anatomicznej kwiatów, a także związki między temperaturą a zapyleniem.
-
Naukowcy pracujący dla Amerykańskiego Instytutu Zdrowia donoszą, iż znaleźli prawdopodobną przyczynę wzrostu zachorowalności na grypę w czasie zimy. Jeśli ich odkrycie zostanie potwierdzone, może stanowić przełom w zrozumieniu tej choroby i poszukiwaniu metod walki z nią. Badacze twierdzą, że po opuszczeniu przez wirus dróg oddechowych dochodzi do zmian w jego strukturze. Osłaniająca go tłuszczowa otoczka zastyga pod wpływem spadku temperatury, tworząc strukturę o konsystencji żelu. Dzięki temu wirus staje się oporny na liczne czynniki fizyczne występujące w środowisku, a w laboratorium udowodniono nawet jego niewrażliwość na niektóre detergenty. Gdyby osłonki tej zabrakło, cząsteczki wirusa rozpadłyby się zaraz po opuszczeniu dróg oddechowych człowieka. Zdaniem badaczy, właśnie dlatego latem do infekcji wirusem grypy dochodzi znacznie rzadziej. W wyższej temperaturze, czyli np. w drogach oddechowych człowieka, lipidowa otoczka rozpuszcza się i uwolniony z niej wirus jest zdolny do infekcji. Dr Duane Alexander, szef amerykańskiego Narodowego Instytutu Zdrowia Dziecka i Rozwoju Człowieka, mówi: Badanie to otwiera nowe drogi badania sposobów na powtrzymanie zimowych epidemii grypy. Teraz, gdy wiemy, jaki czynnik ułatwia infekcję, możemy podjąć próby wpłynięcia na niego w taki sposób, by zablokować aktywność tego mechanizmu obronnego. Aby zbadać strukturę wirusa, naukowcy posłużyli się rezonansem magnetycznym. Metoda polega na tym, że atomy wchodzące w skład cząsteczki (w tym wypadku wirusa) wpadają w silne drgania pod wpływem fal radiowych. Jeśli zastosujemy fale o odpowiednio dobranej częstotliwości, możemy wprowadzić w drgania wyłącznie atomy określonego pierwiastka. Nastepnie możliwe jest, przy użyciu specjalnych detektorów, odczytanie tych drgań i ustalenie, jakie atomy wchodzą w skład wirusa, a także precyzyjne opisanie wewnętrznej struktury cząsteczki. Za pomocą badań rezonansowych ustalono, że zewnętrzną otoczkę wirusa grypy tworzą właśnie wspomniane wyżej lipidy. Ustalono, że w niskich temperaturach tworzą one stosunkowo sztywną i wytrzymała otoczkę. Z kolei już w temperaturze 16 stopni Celsjusza (60 stopni Fahrenheita) struktura ta topi się i przeobraża się w delikatną, miękką błonkę. Przypuszczalnie powoduje to wysuszenie cząsteczki wirusa, a następnie jej rozpad. Profesor John Oxford, wirusolog z Queen Mary College School of Medicine w Londynie, twierdzi, że publikacja amerykańskich naukowców jest ciekawa, lecz nie pozwala na wyciągnięcie ostatecznych wniosków. Pyta na przykład: Jeśli jest to prawdą, dlaczego w takim razie epidemie grypy zdarzają się w krajach tropikalnych, gdzie temperatura powietrza nie spada poniżej 35 stopni Celsjusza? Przewiduje się, że miejsca takie jak Wietnam czy Indonezja mogą lada moment stać się epicentrum nowej epidemii tej choroby. Dodaje: Nie sądzę, aby badania te dostarczyły jakiejkolwiek ostatecznej odpowiedzi na temat sposobu rozprzestrzeniania się tego wirusa. Z pewnością mają na to wpływ także inne czynniki. Szczegóły badań przeprowadzonych w Narodowym Instytucie Zdrowia opublikowało prestiżowe czasopismo "Nature Chemical Biology.
-
Brent Christner, profesor Uniwersytetu Stanu Luizjana, dokonał wraz z kolegami z Montany i Francji ciekawego odkrycia dotyczącego bakterii. Udowodnił bowiem, że w atmosferze unoszą się liczne bakterie zdolne do wywoływania deszczu. Mają one istotny wpływ na intensywność opadów, a dzięki temu na klimat, produkcję rolną, a być może nawet na globalne ocieplenie. Wyniki badań profesora Christnera i jego kolegów ukażą się w najbliższym numerze prestiżowego czasopisma Science. Amerykańsko-francuski zespół udowodnił, że kluczowe dla występowania opadów deszczu i śniegu kryształki lodu tworzą się w chmurze najintensywniej, gdy wysycona jest określonymi bakteriami. Doprowadzają one do zamarzania znacznie skuteczniej od drobin pyłu i kurzu, gdyż białka na ich powierzchni umożliwiają zamarzanie wody w znacznie wyższych temperaturach. Z kolei im więcej jest w chmurze lodu, tym większe jest prawdopodobieństwo, że dojdzie do opadów deszczu bądź śniegu. Mikroorganizmy tego typu mogłyby znaleźć szerokie zastosowanie wszędzie tam, gdzie konieczna jest zdolność do regulowania pogody. Możliwości ich zastosowania jest wiele: od rolnictwa, przez lotnictwo, aż po turystykę. Przeszkodzić w tym może jednak jeden bardzo ważny fakt. Odkryto bowiem, że wiele spośród tych bakterii to patogeny roślin. Powietrze jest dla nich doskonałym środowiskiem, w którym mogą się rozprzestrzeniać na ogromne odległości. Gdy spadną na ziemię, przedostają się do gleby i powodują przedwczesne zamarzanie korzeni. Wywołują ogromne straty w rolnictwie i przez to - w całej gospodarce. Koncepcja "deszczowych bakterii" wcale nie jest nowa - prof. Christner zaproponował ją już ponad 25 lat temu, lecz do tej pory mało kto był do niej przekonany. Teraz jednak, gdy badacz przedstawił pierwsze dowody prawdziwości swojej tezy, pojawiła się szansa na powszechne uznanie jego hipotezy. Poparcie tej teorii przez środowisko naukowe ułatwiłoby najprawdopodobniej prowadzenie dalszych badań, co mogłoby przynieść znaczące korzyści dla ludzi.
-
Stosowane w telefonach karty SIM, z pozoru równie delikatne co same komórki, w rzeczywistości są nadspodziewanie trwałymi podzespołami. Jest to szczególnie cenna wiedza dla ekip zajmujących się badaniami miejsc katastrof czy zamachów terrorystycznych. Po serii swoistych tortur, badacze z University College London uznali, że karty są w stanie wytrzymać temperaturę 450 stopni Celsjusza, i że to jeszcze nie koniec ich możliwości. Testom poddano 12 kart używanych na terenie Wielkiej Brytanii, Irlandii oraz Szwecji. Najpierw za pomocą kwasu pozbawiono je plastikowej "skóry". Następnie 10 minut trwało podgrzewanie za pomocą gorącego powietrza – sześciu kart do temperatury 180 °C, pięciu do 450 °C, a jednej aż do 650 °C. Gdy układy ostygły, podjęto próbę odzyskania z nich informacji poprzez standardowe gniazdo komunikacyjne oraz sondy podłączone bezpośrednio do obwodów. Wszystkie karty z pierwszej grupy dały się odczytać bez utraty danych. Gorętsze SIM-y w większości były już niesprawne (4 z 5), a jedyny egzemplarz, który przetrwał, działał tylko przez chwilę. Karta, którą poddano najwyższej temperaturze nie nadawała się do odzyskania danych. Jak twierdzą naukowcy, istnieją bardziej zaawansowane metody, dzięki którym wydobywanie informacji mogłyby okazać się bardziej skuteczne. Ponadto w rzeczywistych sytuacjach temperatury, jakim poddawane są karty, często bywają stosunkowo niskie. Przykładem zakończonych sukcesem analiz kart SIM było śledztwo po zamachach bombowych w Madrycie. Między innym dzięki danym odzyskanym z dwóch telefonicznych zapalników, dochodzenie zakończyło się oskarżeniem podejrzanych.
-
Chłodne i deszczowe lato nie należy do przyjemności, jeśli jednak wziąć pod uwagę ostatnie doniesienia psychiatrów, lepiej, by nie było zbyt gorąco. Okazuje się bowiem, że gdy wzrasta temperatura, wzrasta też liczba popełnianych samobójstw. Naukowcy z londyńskiego Instytutu Psychiatrii przeanalizowali ponad 50 tysięcy przypadków samobójstw z Anglii i Walii, odnotowanych w latach 1993-2003. Okazało się, że ich odsetek wzrastał, kiedy średnia temperatura dobowa przekraczała 18 stopni Celsjusza (British Journal of Psychiatry). Każdy dodatkowy stopień powyżej osiemnastki oznaczał 4-procentowy skok liczby skutecznych zamachów na własne życie. Jeśli wziąć pod uwagę gwałtowne samobójstwa, wzrost był jeszcze wyraźniej zaznaczony. Każdy kolejny stopień wiązał się z dodatkowymi 5 procentami. Dr Lisa Page podaje kilka powodów, dla których się tak może dziać. Najprawdopododobniejsze jest wyjaśnienie fizjologiczno-psychologiczne. U niektórych osób ekstremalnie wysokie temperatury wzmagają po prostu poirytowanie, agresję i impulsywność. Zaobserwowane zjawisko może też być powiązane z poziomem kontrolującej nastrój serotniny. W miesiącach letnich jej stężenie w mózgu spada. Ponadto gdy jest gorąco, ludzie piją więcej alkoholu. Pani doktor wyklucza, że ludzie targają się na życie, ponieważ wpadają w przygnębienie, widząc, jak dobrze bawią się podczas wakacji inni. Efekt ograniczał się bowiem głównie do wyjątkowo upalnych dni, a nie do lata jako takiego. Podczas fali upałów z 1995 roku odsetek samobójstw wzrósł np. o 46,9%. Podobnego zjawiska nie odnotowano już w 2003 roku, ponieważ wysokie temperatury pojawiły się w dwóch rzutach, a organizm miał czas na zaadaptowanie się do nowych warunków. W 11-letnim okresie popełniono w Anglii i Walii 56.623 samobójstwa (13,3 dziennie). Trzy czwarte samobójców to mężczyźni. Najwięcej przypadków targnięcia się na własne życie odnotowywano 1 stycznia. Najgorszym dniem był poniedziałek, do końca tygodnia liczba samobójstw zmniejszała się.
-
Kształty płatków śniegu mogą się powtarzać
KopalniaWiedzy.pl dodał temat w dziale Nauki przyrodnicze
Ponoć nie ma dwóch identycznych płatków śniegu. Naukowcy twierdzą jednak, że to nieprawda, przynajmniej w przypadku mniejszych cudeniek. Płatki śniegu powstają, kiedy zlepiają się ze sobą kryształy lodu, niekiedy nawet po kilkaset. Meteorolodzy dociekali, jak dochodzi do ich uformowania, ponieważ uznawano, że może mieć to związek z ociepleniem klimatu. Obecnie naukowcy uznają, że kryształki lodu, najczęściej zbyt małe, by opaść na ziemię, przyczyniają się do powiększenia dziury ozonowej, odgrywając rolę katalizatora rozkładu ozonu. Rocznie na powierzchnię naszej planety spada ok. 28 316 846 711 688.312 m3 śniegu. Te skrupulatne wyliczenia to dzieło Jona Nelsona, fizyka chmur z Ritsumeikan University w Kioto, który badał płatki śniegu przez 15 lat. Masy śniegu ważą, bagatela, biliard kilogramów (biliard to jedynka z piętnastoma zerami). Typowy kryształek waży mniej więcej jedną milionową grama. Rocznie powierzchnię ziemi pokrywa ok. 1 000 000 000 000 000 000 000 000 kryształów. Jeśli jakiś naukowiec powie, że pomyliłem się o jedno lub dwa zera, nie będę się sprzeczał. Średnica większości płatków śniegu nie przekracza 1,27 cm. Przekrój najmniejszych to jednak mniej niż 1/10 mm — wyjaśnia Nelson. Według National Snow and Ice Data Center w Boulder, temperatury bliskie punktu zamarzania, lekkie wiatry i zmienne warunki atmosferyczne sprzyjają powstawaniu nieregularnych płatków (o długości niemal 5 cm). Zaczątkiem kryształu lodu są unoszące się w chmurze drobiny kurzu. Wokół nich kondensuje się para wodna, która następnie zamarza. Jak wiadomo, w skład cząsteczki wody wchodzą dwa atomy wodoru i jeden atom tlenu. Kąt, pod jakim wodór tworzy wiązanie z tlenem, sprzyja powstawaniu płatków heksagonalnych. Warstwy lodu narastają szybciej przy krawędziach i rogach (stąd gwiazdki sześcioramienne z pustymi przestrzeniami w środku). Kryształki powiększają się najprędzej w temperaturze minus piętnastu stopni Celsjusza. Dokładny kształt płatków w dużym stopniu zależy od niewielkich zmian temperatury i wilgotności powietrza podczas opadania. Stąd zdumiewające bogactwo form. Nie będzie nadużyciem, jeśli powiem, że możliwa liczba kształtów płatków zbliża się do liczby atomów w kosmosie — uważa Nelson. Twierdzenie, że nie ma dwóch identycznych płatków, pozostaje prawdziwe dla większych kryształków. Jeśli jednak spadną, zanim zdążą się w pełni uformować, mogą się zdublować. -
Naukowcy z całego świata nie ustają w wysiłkach, by polepszyć właściwości zdrowotne różnych pokarmów. Po wielu innych teraz przyszła kolej na pizzę. Chemicy żywności z University of Maryland odkryli, jak zwiększyć zawartość antyutleniaczy w cieście poprzez optymalizację metod pieczenia i fermentacji. Opowiedzą o tym na dorocznym (już 233.) spotkaniu Amerykańskiego Stowarzyszenia Chemicznego. Od jakiegoś czasu fachowcy wiedzą, że smak pizzy ulega poprawie po wydłużeniu czasu pieczenia i zwiększeniu temperatury w piecu. Teraz okazało się, iż takie właśnie warunki podnoszą stężenie antyoksydantów, zwłaszcza w ciastach przygotowywanych z pełnoziarnistej mąki pszennej. Aby zademonstrować wpływ różnych warunków wypiekania na zawartość antyutleniaczy, Jeffrey Moore przeprowadził testy na ciastach przygotowanych z mąki z dwóch różnych odmian pszenicy. Temperatura pieca wahała się od 204 do 288 stopni Celsjusza, a czas wypieku wynosił od 7 do 14 minut. Dłuższy czas pieczenia lub wyższe temperatury to wyższa zawartość antyutleniaczy. Dla przykładu: podczas dłuższego pozostawania w piecu stężenie substancji zwalczających wolne rodniki wzrastało nawet o 60%, a wskutek zwiększenia temperatury aż o 82%. Uzyskany wynik zależał od typu mąki i użytego testu. Moore podkreśla, że nie są jeszcze w pełni znane mechanizmy leżące u podłoża zaobserwowanego zjawiska. Jeśli cały proces jest dobrze kontrolowany, można jednocześnie zwiększać i czas wypieku, i temperaturę. Naukowiec postanowił sprawdzić, czy i co zmienia zróżnicowanie czasu fermentacji od 0 do 48 godzin. Dłuższy czas fermentowania to także większa zawartość przeciwutleniaczy, w niektórych przypadkach nawet o 100%. Najprawdopodobniej jest to wynik reakcji chemicznych zapoczątkowanych przez drożdże, które po prostu potrzebują więcej czasu, aby wydzieliły się antyoksydanty odkrywane w upieczonym cieście. W badaniach chemików z University of Maryland testowano tylko pizze pełnoziarniste. Moore przypuszcza, że warunki wypieku i fermentacji wpływają podobnie na ciasta z oczyszczonej mąki, ale efekt będzie słabiej zauważalny, ponieważ antyutleniacze znajdują się głównie w otrębach i bielmie. Eksperymentalne pizze zostały wypróbowane przez dziennikarzy. Ponoć były bardzo smaczne i przyjemnie chrupały w ustach, choć wiele osób spodziewało się czegoś zupełnie innego.
-
Największe jak dotąd tego typu badanie wykazało, że weekendowa pogoda w Europie jest gorsza niż w czasie tygodnia. Jeśli ktoś więc wcześniej podejrzewał, że wszystkie siły sprzysięgają się, by uniemożliwić wyjazd na narty czy wycieczkę do lasu, miał ku temu podstawy... Meteorolodzy z Uniwersytetu w Karlsruhe przeanalizowali 6,3 mln wpisów z danymi klimatycznymi z lat 1991-2005. A oto uzyskane wyniki. Najwyższa średnia temperatura występowała we środy, a najniższa w soboty. Poniedziałek uznano za najbardziej suchy, a sobotę za najbardziej mokry dzień tygodnia. Bezchmurne niebo to znak firmowy poniedziałku, ponieważ słońce świeciło wtedy średnio o 15 minut dłużej niż podczas weekendu. Największe zachmurzenie jest typowe oczywiście dla soboty. Jednym słowem: to nie poniedziałek, ale właśnie sobotę należy ochrzcić mianem najgorszego dnia tygodnia. Naukowcy uważają, że ludzie powinni sami siebie obwiniać za taki stan rzeczy. Gazy spalinowe przyczyniają się do wzrostu zapylenia. Ogranicza to dostęp promieni słonecznych oraz przyspiesza tworzenie się chmur. Ponieważ na efekty trzeba trochę poczekać [a w tygodniu ruch uliczny jest największy — przyp. red.], muszą na tym ucierpieć weekendy. Wtedy pogoda się psuje.
-
Choć trudno w to uwierzyć, jeszcze niedawno nie wiedziano, jak zwierzęta wyczuwają i oceniają temperaturę. Wielkie postępy poczyniono w ciągu ostatnich 10 lat, kiedy to naukowcy odkryli 4 kanały jonowe wrażliwe na gorąco i dwa na zimno. Ciągle jednak pozostawało tajemnicą, w jaki sposób tylko 6 kanałów może objąć szeroki zakres temperatur i wykrywać niewielkie różnice — opowiada Jie Zheng z Wydziału Fizjologii i Biologii Błon na UC Davis School of Medicine. Zespół badawczy ujawnił, że w warunkach laboratoryjnych kultur komórkowych podjednostki poszczególnych kanałów jonowych mogą się zbierać i tworzyć nowe kanały. Jeśli przyjmiemy, że podobny proces zachodzi w normalnych komórkach, natrafiliśmy na ślad prawdopodobnego mechanizmu termowrażliwości, typowego dla wszystkich komórek zwierzęcych. Odkryliśmy, że kombinując na rozmaite sposoby podjednostki kanałów, otrzymamy dużo więcej niż 6 receptorów temperatury. Naukowcy zajmowali się kationoselektywnymi kanałami jonowymi TRP (ang. transient receptor potential). Jak się okazało, 6 z 20 kanałów odpowiadało za odczuwanie temperatury. "Konkluzja wcześniejszych badań była taka, że podjednostki różnych kanałów TRP [reagujących na ciepło i chłód — przyp. red.] nie gromadzą się razem". Amerykanie posłużyli się nową metodą, którą opracowano w 2006 roku. Wykorzystując bazujący na spektroskopii rezonansowy transfer energii wzbudzenia fluorescencji, mogli obserwować pod mikroskopem oddziaływania między podjednostkami kanałów jonowych. Dzięki temu byliśmy w stanie skupić się tylko na sygnałach z błony plazmowej. Co zobaczyliśmy? Podjednostki kanałów wrażliwych na gorąco łączyły się z podjednostkami innych ciepłolubnych kanałów. W ten sposób zamiast 4 mieliśmy 256 różnych kombinacji i nowych kanałów [...]. Teraz szukamy odpowiedzi na pytanie, czy rzeczywiście cechuje je różna wrażliwość temperaturowa. Wierzymy, że tak, ale musimy to wykazać. Ponieważ te same komórki reagują na temperaturę i ból, badania zespołu Zhenga mogą pomóc w opracowaniu nowych środków przeciwbólowych.
-
Część turystów i bedekerów twierdzi, że szybki witraży średniowiecznych katedr wyglądają, jakby stopniowo się topiły. Niektóre są ponoć cieńsze na górze i grubsze u dołu. Aby wyjaśnić tę kwestię, trzeba się wgłębić we właściwości fizyczne szkła. W rzeczywistości szkło to ciało amorficzne (bezpostaciowe). Oznacza to, że jest ciałem stałym, ale cząsteczki, które je tworzą, nie są aż tak uporządkowane, jak w kryształach. Ich ułożenie jest w rzeczywistości dość chaotyczne, podobnie jak w cieczach. Z tego powodu mówi się nawet o tzw. cieczach przechłodzonych. Zazwyczaj niewielkie obszary, zwane domenami, fazy krystalicznej przeplatają się z fazą amorficzną. Szkło może się cechować większą lub mniejszą zawartością fazy amorficznej. Gdy jest jej dużo, staje się mętne, łatwiej się topi i trudniej kruszy. Opisane właściwości nie wystarczą jednak do tego, by wyjaśnić kształt katedralnych okien, ponieważ atomy w szkle przemieszczają się zbyt wolno, aby zmiany stały się widzialne gołym okiem. Podczas produkcji szkła wsad (który często zawiera dużo krzemionki) szybko się ochładza. Gdy temperatura spada poniżej punktu krzepnięcia, nie jest on jednak ciałem stałym, ale przechłodzoną cieczą. Aby otrzymać szkło, trzeba dalej obniżać temperaturę. Poniżej temperatury zeszklenia (inaczej mówiąc: przejścia w szkło) ruch cząsteczek zostaje w zasadzie zatrzymany — tłumaczy Mark Ediger, profesor chemii z University of Wisconsin–Madison — i na scenie zdarzeń pojawia się ciało amorficzne. Podobnie jak ciecze, może ono bardzo powoli "spływać". Z biegiem czasu cząsteczki dążą do utworzenia niby-krystalicznej struktury. Jeśli proces produkcyjny (ochładzanie) zakończono bliżej temperatury zeszklenia, wewnątrz materiału odnotowuje się więcej ruchów. Co ciekawe, starsze niż średniowieczne wiszące elementy szklane, np. pochodzące ze starożytnego Egiptu, nie wyglądają jak topniejąca galaretka. Wspomina o tym m.in. Robert Brill, specjalista ds. szkła antycznego z Corning Museum of Glass. Witraże nie powinny zmieniać swojej formy, ponieważ ich temperatura odbiega o setki stopni od temperatury przejścia w szkło. Modelowanie matematyczne wykazało, że w temperaturze pokojowej czas przemiany szkła w postać "nadtopioną" przewyższyłby wiek wszechświata. Swój wygląd średniowieczne szyby zawdzięczają najprawdopodobniej ówczesnej technologii produkcyjnej. Rzemieślnicy najpierw wydmuchiwali balony, które następnie przekuwano w tafle. Wskutek tego nigdy nie były idealnie płaskie, a szklarze wprawiający je w kościołach z jakiegoś powodu upodobali sobie umieszczanie cieńszej części na górze. Topniejący image to złudzenie, a nie oznaka, że szkło jest cieczą.
-
Ocieplenie klimatu zdecydowanie nie sprzyja samcom krokodyli i ostatecznie w niektórych rejonach może doprowadzić do wyginięcia populacji. Dzieje się tak, ponieważ płeć przychodzącego na świat krokodylego potomstwa zależy od temperatury, w jakiej rozwijają się jaja. Gdy temperatura waha się w przedziale 32-33°C, światło dzienne ujrzą tylko osobniki płci męskiej, a jeśli utrzyma się w przedziale 33-35°C bądź spadnie poniżej 28°C, wyklują się samice. Ponieważ na różnych poziomach gniazda panują inne temperatury, w jednym lęgu przychodzą zazwyczaj na świat i samice, i samce. Wynosząca 0,5-1°C różnica temperatury inkubacji w dużym stopniu zmienia proporcję płci — tłumaczy Alison Leslie z University of Stellenbosch (RPA). Większa liczba wykluwających się samic, będąca skutkiem wzrostu lub spadku temperatury inkubacji, może prowadzić do wyginięcia gatunku na określonych obszarach. Naukowcy zgadzają się co do tego, że klimat ociepla się i w najbliższych dziesięcioleciach raczej nic się w tym zakresie nie zmieni. Jeśli ocieplenie klimatu będzie nadal postępować, wzrosną temperatury inkubacji jaj. Myślę, że globalne ocieplenie będzie miało olbrzymi wpływ [na liczebność i przyszłość krokodyli — przyp. red.]. Leslie jest głównym ekspertem projektu Krokodyle Delty Okawango Earthwatch Institute. Liczebność populacji tych gadów w Botswanie drastycznie się zmniejszyła z powodu nasilonej działalności kłusowników i konfliktów z lokalnymi społecznościami. Leslie uważa, że chociaż krokodyle żyją na Ziemi od milionów lat i stanowią ważną część swoich ekosystemów, nadal są stosunkowo słabo zbadanym gatunkiem.