Znajdź zawartość

Około 3500 lat temu w pobliżu półwyspu Uluburun u południowo-zachodnich wybrzeży dzisiejszej Turcji zatonął statek wiozący największy znany nam ze starożytności ładunek metali. Jego wrak odkryto w 1982 roku i od tamtej pory jest on badany przez naukowców, którzy chcą dzięki niemu lepiej zrozumieć, w jaki sposób zorganizowany były handel i społeczeństwa późnej epoki brązu. Brąz był wówczas szeroko rozpowszechnionym cenionym metalem, a umiejętność jego produkcji – jednym z wielkich osiągnięć technologicznych ludzkości. Do wytworzenia brązu potrzebne są miedź i cyna. O ile jednak miedź jest powszechnie dostępna, a jej złoża znajdowały się we wszystkich istniejących wówczas państwach wschodniej części Morza Śródziemnego i Bliskiego Wschodu, to cyna występuje w skorupie ziemskiej aż 30-krotnie rzadziej. Ponadto, w przeciwieństwie do miedzi, złoża cyny znajdowały się z dala od głównych ośrodków miejskich starożytności. Z tego też powodem w II tysiącleciu przed Chrystusem cyna była surowcem strategicznym. Naukowcy od dawna starają się określić źródła pochodzenia i szlaki, którymi cyna była transportowana w Eurazji. Na pokładzie wraku z Uluburun znajdowało się 10 ton miedzi w sztabkach pochodzącej z Cypru oraz aż tona cyny w sztabkach. To największy i najlepiej datowany ładunek cyny w starożytności. Głównymi odbiorcami metali były starożytne imperia, wciąż walczące o zwiększenie swojej władzy. Ich roczne zapotrzebowanie na metale było zapewne liczone w setkach ton. Brąz najwyższej jakości zawierał w tym czasie 9 części miedzi na 1 część cyny. Zatem z ładunku z Uluburun można by uzyskać około 11 ton brązu najwyższej jakości, a to np. wystarczyłoby do wyprodukowania niemal 5000 mieczy. Grupa amerykańskich naukowców przeanalizowała 105 sztabek cyny, co stanowi 91% ładunku tego metalu wiezionego przez wrak z Uluburun. Na podstawie badań izotopów ołowiu, cyny oraz pierwiastków śladowych mogli wskazać źródła pochodzenia metalu. Większość, bo 2/3 metalu, pochodziła z pobliskich Gór Taurus w Turcji. Ale źródłem pozostałej części cyny były złoża z dzisiejszych Tadżykistanu i Uzbekistanu, odległe o ponad 3000 kilometrów od miejsca zatonięcia ładunku. To zaś oznacza, że setki kilogramów metalu były nie tylko wiezione na olbrzymie odległości, ale musiały przebyć przez trudno dostępne obszary, a w wymianie musiały uczestniczyć zarówno niewielkie grupy pasterzy zamieszkujące trudno dostępne obszary górskie, jak i rozwinięte społeczności miejskie wielkich imperiów. To, co obecnie wiemy o handlu cyną na starożytnym Bliskim Wschodzie opiera się głównie na zapiskach handlowych z XIX wieku p.n.e. znalezionych na stanowisku Kültepe w centralnej Anatolii. Notatki spisane na glinianych tabliczkach pismem klinowym dokumentują handel sztabkami cyny i tekstyliami pomiędzy Mezopotamią a Anatolią, ale zawierają jedynie niejednoznaczne odniesienia do cyny przywożonej do Mezopotamii ze wschodu. Dysponujemy też nielicznymi asyryjskimi zapiskami pochodzącymi z okresu, w którym zatoną statek z Uluburun. Dotyczą one handlu cyną pomiędzy Anatolią a dzisiejszym Irakiem. Brak jest jednak konkretnych lokalizacji miejsc wydobycia cyny. Odkrycie, że znaczna część cyny z wraku z Uluburun pochodzi z Azji Środkowej, skąd najprawdopodobniej trafiła do portu znajdującego się na terenie dzisiejszej Hajfy, pokazuje, jak niezwykle złożone i rozbudowane były ówczesne szlaki handlowe. Niewielkie społeczności pasterskie z dzisiejszego Uzbekistanu i Tadżykistanu wydobywały metal, który wędrował drogą lądową aż na wybrzeża Morza Śródziemnego. Odkrycie to jest przykładem złożonej operacji handlu międzynarodowego, w którym brały udział lokalne społeczności i różnorodni uczestnicy. Dostarczyli oni towar z Azji Środkowej na Morze Śródziemne, mówi Michael Frachetti z Washington University w St. Louis. Badania wraku z Uluburun odpowiadają na jedne pytania, ale każą postawić sobie kolejne. Po wydobyciu z rud wytapiano metale, które formowano w sztabki i w takiej postaci je transportowano. Sztabki miały różne kształty, wskazujące na ich pochodzenie. Wiele sztabek znalezionych na wraku miało kształt „skóry wołowej”. Dotychczas sądzono, że takie sztabki wskazują na ich pochodzenie z Cypru. Teraz okazuje się, że mogły być wytwarzane na wschodzie. Dlatego też Frachetti i jego koledzy chcą teraz zająć się badaniem kształtów sztabek i odtwarzaniem tras ich transportu. « powrót do artykułu

Ludzie niszczą ekosystem od czasów biblijnych, donoszą izraelscy naukowcy. Z ich badań wynika, że po zniszczeniach sprzed 3000 lat ekosystem Doliny Timna nie odrodził się do dnia dzisiejszego. Naukowcy z Uniwersytetu w Tel Awiwie przyjrzeli się od mikroskopem fragmentom węgla drzewnego, który był używany pomiędzy XI a IX wiekiem przed naszą erą podczas wytopu metali w Dolinie Timna. Odkryli, że węgiel zmieniał się z czasem. Początkowo używano głównie lokalnych gatunków drewna dobrej jakości, m.in. drzewa acacia tortilis oraz janowca. Z czasem jednak jakość opału spada, jest on niskiej jakości, coraz częściej pojawia się drewno importowane. Nasze badania pokazują, że starożytny przemysł wytopu miedzi w Dolinie Timna nie prowadził zrównoważonej gospodarki. Nadmierna eksploatacja lokalnej roślinności doprowadziła do zniknięcia i roślinności i przemysłu. Produkcja miedzi ruszyła w tym regionie dopiero tysiąc lat później, a lokalne środowisko wciaż się w pełni wówczas nie odrodziło, stwierdzają badacze. Z wielu wcześniejszych badań wiemy, że pomiędzy XI a IX wiekiem przed Chrystusem w Dolinie Timna przez około 250 lat kwitła produkcja miedzi. Rudy wydobywano w tysiącach miejsc, istniało też około 10 miejsc, w których wytapiano metal. Ten imponujący obszar jest znany opinii publicznej jako „kopalnie króla Salomona”. Wiemy, że produkcja miedzi osiągnęła swój szczyt za czasów Dawida i Salomona, stwierdza dyrektor wykopalisk profesor Erez Ben-Yosef. Biblia nie wspomina co prawda o samych kopalniach, ale wiemy z niej, że król Dawid podbił Timnę, zwaną wówczas Edomem, podporządkował sobie Edomitów i ustanowił tutaj garnizony wojskowe, a jego syn, Salomon, wykorzystał duże ilości miedzi podczas budowy Świątyni w Jerozolimie. Możemy tylko przypuszczać, że Dawid zainteresował się tym pustynnym regionem właśnie ze względu na występowanie tutaj złóż miedzi, cennego metalu, z którego wyrabiano m.in. brąz. Wydobycie i przetwórstwo miedzi było prowadzone przez miejscowych Edomitów, a metal eksportowano do Egiptu, Libanu, a nawet do Grecji. Nasze badania wykazały, że przemysł ten nie był zrównoważony, co dobrze pasuje do okupacji tych terenów przez zewnętrzne siły, być może rządzone z Jerozolimy, dodaje Ben-Yosef. Przemysł przetwórstwa miedzi w Dolinie Timna był wysoko zaawansowany. Miedź wytapiano w ziemnych piecach w temperaturze 1200 stopni Celsjusza. Wytop trwał około 8 godzin, następnie piec był burzony a z jego podstawy wydobywano miedź. Potrzebny do tego węgiel drzewny produkowano na miejscu. Istnienie przemysłu metalurgicznego w Dolinie Timna odkryto przed 200 laty. Od tamtej pory naukowcy zastanawiali się, jakie paliwa używano na tym pustynnym terenie. Chcąc rozwiązać tę zagadkę, zebraliśmy próbki węgla drzewnego i je przeanalizowaliśmy, mówi student Mark Cavanagh. Zebrano je z dwóch starożytnych składowisk odpadów w dwóch miejscach produkcji. W sumie uczeni datowali i analizowali ponad 1000 próbek. Próbki z podstawy wysypisk, pochodzące z XI wieku p.n.e. zawierały głównie lokalny materiał opałowy świetnej jakości. W 40% była to acacia tortillis i w 40% janowiec. Zresztą węgiel drzewny z janowca jest wspomniany w Biblii (PS 120,4). Około połowy X wieku dochodzi do zmiany składu węgla. Do wytopu miedzi zaczyna być używany materiał gorszej jakości, jak krzewy i drewno palm. Zaczyna pojawiać się też drewno importowane, jak na przykład jałowiec z odległych o 100 kilometrów obszarów dzisiejszej Jordanii czy pistacja terpentynowa, którą trzeba było przywozić z regionów oddalonych o dziesiątki kilometrów. Nadmierna eksploatacja lokalnych zasobów doprowadziła do zniszczenia środowiska. Biorąc pod uwagę ilość odpadów przemysłowych możemy wyliczyć ilość drewna potrzebną do produkcji miedzi. Na przykład w miejscu znanym jako „Wzgórze niewolników”, które było jednym z wielu miejsc wytopu, każdego roku spalano 400 akacji i 1800 janowców. Gdy zasoby zaczęły się kurczyć, przemysł szukał innych rozwiązań, co widzimy w zmianie składu węgla drzewnego. Jednak długodystansowy transport drewna okazał się nieopłacalny i w IX wieku zaprzestano produkcji. Przemysł miedziowy odrodził się w Dolinie Timna dopiero 1000 lat później, w czasach Nabatejczyków, stwierdza profesor Ben-Yosef. Z badań wynika zatem, że już 3000 lat temu ludzie poważnie zniszczyli środowisko Doliny Timna i do dzisiaj się ono nie odrodziło. Zniszczenia te były spowodowane przez nadmierną eksploatację głównie akacji i janowca, które – jako kluczowe gatunku ekosystemu – wspierały istnienie wielu innych gatunków, stabilizowały glebę i ułatwiały przechowywanie w niej wilgoci. Ich zniknięcie wywołało efekt domina, doszło do zniszczenia całego ekosystemu. Trzy tysiące lat później wciąż się on nie odrodził. Część powszechnych niegdyś gatunków, jak janowiec, jest obecnie rzadkością w Dolinie Timna, inne całkowicie stąd zniknęły, dodaje doktor Dafna Langgut. « powrót do artykułu

Hiszpańscy konkwistadorzy byli uzależnieni od mezoamerykańskiej technologii wytopu miedzi. Hiszpanie potrzebowali miedzi by móc używać artylerii, wytwarzać naczynia czy monety. Nie mieli jednak odpowiedniej wiedzy i doświadczenia, by samodzielnie pozyskiwać ten metal. W samej Hiszpanii od wieków nie zajmowano się produkcją miedzi, importowano ją z Europy Środkowej. Tym trudniej było więc konkwistadorom. Jak dowiadujemy się z pisma Latin American Antiquity, w kwestii wydobycia rudy i wytwarzania miedzi Hiszpanie byli przez co najmniej 100 lat, a prawdopodobnie dwukrotnie dłużej, uzależnieni od miejscowych robotników. Jak stwierdzili naukowcy pracujący pod kierunkiem profesor Horoty Hosler z MIT oraz Johana Gracii Zaidui z Uniwersytetu w Porto, pozycja południowoamerykańskich rzemieślników zajmujących się wytopem miedzi była tak silna, że mogli oni domagać się zwolnień podatkowych. Specjaliści doszli do takich wniosków na podstawie badań na stanowisku El Manchón w Meksyku. Znaleziono tam artefakty pozwalające na datowanie ludzkiej aktywności w latach co najmniej 1240–1680. El Manchón to duża i odległa osada. Początkowo nie widać tam obecności Hiszpanów. Są za to trzy wyraźne części. Dwie z nich noszą dowody budowy długich budynków, z których część była podzielona na osobne pomieszczenia, w tym przeznaczone do rytuałów religijnych. Układ budynków jest zgodny z tym, co widzimy w innych miejscach Mezoameryki, jednak nie można go przypisać do żadnej konkretnej grupy etnicznej. Pomiędzy częściami z budynkami widoczny jest obszar zawierający hałdy żużlu pozostałego po wytopie metalu. Hiszpanie potrzebowali dużej ilości miedzi i cyny, z których powstawał brąz potrzebny do produkcji dział i innej broni. Jednak jak wiemy z licznych źródeł, sami nie znali się na technice wytopu. Jednocześnie wiemy, że południowoamerykańscy rzemieślnicy od setek lat zajmowali się wytopem miedzi. Tworzyli z niej bogate ozdoby. Potrafili też łączyć ją ze srebrem, arsenem czy cyną. Hiszpanie potrzebowali jednak znacznie większych ilości miedzi, niż tradycyjnie wytwarzali miejscowi rzemieślnicy. Hosler i jej zespół odkryli tajemniczą strukturę, składającą się z dwóch równoległych ścianek kamiennych prowadzących do dużej hałdy żużlu. Naukowcy doszli do wniosku, że mamy tu do czynienia z udokumentowanym po raz pierwszy połączeniem miejscowej technologii z technologią z Europy. Ich zdaniem to, co odkryli, jest hybrydowym miejscem wytopu miedzi, w którym technologia znana w Mezoameryce została wzbogacona o zmodyfikowany europejski miech. Już wcześniej istniały przesłanki, że takie systemy istniały. Teraz po raz pierwszy udało się odkryć pozostałość takiej konstrukcji. W identyfikacji znaleziska wykorzystano m.in. analizę żużlu. Okazało się, że powstał on w temperaturze 1150 stopni Celsjusza. Nie udałoby się jej osiągnąć używając jedynie dmuchawek ustnych, z jakich korzystali miejscowi. To zaś potwierdza nie tylko, że łączono technologie z Nowego i Starego świata, ale że miejsce wytopu było używane przez długi czas po podboju przez Hiszpanów. Naukowcom nie udało się szczegółowo datować poszczególnych warstw żużlu. Jednak ich obserwacje potwierdzają archiwalne dokumenty. Były one wysyłane przez konkwistadorów do Hiszpanii i dowiadujemy się z nich o dostępności miejscowej miedzi, o prowadzonych testach i o udanej produkcji artylerii z miejscowych materiałów. Znajdujemy tam też informacje o zwolnieniach podatkowych. Z dokumentów wiemy, że Europejczycy zdali sobie sprawę, iż jedynym sposobem na uzyskanie miedzi jest współpraca z miejscowymi rzemieślnikami. Musieli więc dojść z nimi do porozumienia, mówi Hosler. « powrót do artykułu

Naukowcy z Uniwersytetu w Groningen przekształcili nieenzymatyczne białko w nowy sztuczny enzym. W tym celu dodali do niego 2 abiologiczne składowe katalityczne: nienaturalny aminokwas i kompleks z miedzią. Enzymy są naturalnymi katalizatorami, działającymi w łagodnych warunkach reakcji. To czyni z nich atrakcyjną alternatywę dla przemysłowej katalizy chemicznej, która może wymagać wysokich temperatur i ciśnień, a także toksycznych rozpuszczalników lub metali. Niestety, nie wszystkie reakcje chemiczne mogą być katalizowane przez naturalne enzymy. Jedną z dostępnych opcji jest modyfikacja istniejących enzymów, jednak prof. Gerard Roelfes uważa, że warto też tworzyć całkiem nowe. W 2018 r. jego zespół uzyskał nieenzymatyczne białko, bakteryjny czynnik transkrypcyjny LmrR, który po insercji nienaturalnego aminokwasu p aminofenylalaniny może tworzyć niebiologiczne struktury hydrazonowe. Był to pierwszy enzym, stworzony z wykorzystaniem nienaturalnego aminokwasu jako grupy katalitycznej. Tym razem Roelfes i dr Zhi Zhou posłużyli się LmrR i dodali do niego aż 2 abiologiczne składniki katalityczne: ten sam nienaturalny aminokwas, co wcześniej i kompleks zawierający miedź. Oba mogą aktywować partnerów do reakcji Michaela. By wydajnie i wybiórczo katalizować tę reakcję, oba muszą się jednak znajdować we właściwej pozycji. Zwykłe dodanie obu komponentów do probówki by nie zadziałało: w rzeczywistości, gdyby znalazły się zbyt blisko siebie, wzajemnie by się znosiły. Kompleks zawierający miedź "przyczepia się" do LmrR za pośrednictwem oddziaływań supramolekularnych. Jego położenie jest determinowane przez interakcje z białkiem. Na podstawie tej pozycji ustaliliśmy [z kolei], gdzie by uzyskać miejsce aktywne, powinno się przeprowadzić insercję p aminofenylalaniny. Kiedy stworzono już nowy enzym, potwierdziły się przypuszczenia Roelfesa: dostosowane białko było bardzo wybiórczym katalizatorem reakcji Michaela. To było badanie potwierdzające słuszność koncepcji. Na razie enzym nie jest jeszcze wystarczająco szybki do zastosowań praktycznych, ale za pomocą standardowych technik, takich jak ewolucja ukierunkowana, można to zmienić. « powrót do artykułu

Metale z bloku d, takie jak cynk, miedź i chrom, wiążą się ze stanowiącym część cząsteczki proinsuliny peptydem C i wpływają na jego zachowanie. Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis (UCD) wyjaśniają, że ich badanie reprezentuje nową dziedzinę nauki - metaloendokrynologię, która zajmuje się rolą metali w procesach biologicznych. Metale spełniają ważną rolę w wielu procesach biochemicznych. Transportująca tlen hemoglobina zawiera żelazo, zaś cynk i miedź biorą udział w ok. 1/3 wszystkich funkcji organizmu. Zespół prof. Marie Heffern z UCD stosuje nowe techniki, by ustalić, jak metale są rozłożone w i na zewnątrz komórek, a także jak wiążą się one z białkami i innymi cząsteczkami oraz w jaki sposób na nie wpływają. W ramach nowego studium Amerykanie przyglądali się peptydowi C, który jest badany pod kątem terapii choroby nerek i uszkodzenia nerwów (neuropatii) w przebiegu cukrzycy. Lepsze zrozumienie, jak peptyd C zachowuje się w różnych warunkach, może mieć spore znaczenie dla produkcji leków. Peptyd C łączy łańcuchy A i B insuliny. Jest wycinany podczas uwalniania insuliny z trzustki i wraz z nią dostaje się do krwiobiegu. Wcześniej uważano go za produkt uboczny powstawania insuliny, jednak teraz wiadomo, że sam pełni funkcję hormonu. Podczas testów w probówce akademicy sprawdzali, jak szybko cynk, miedź i chrom wiążą się z peptydem C i jak metale te wpływają na zdolność komórek do jego wychwytywania. Okazało się, że metale wywierają lekki wpływ na strukturę drugorzędową peptydu C. Choć pewne warunki sprzyjają przyjmowaniu przez peptyd kształtu α‐helisy, związanie z metalem hamuje taką zmianę konformacji. Miedź i chrom nie dopuszczały do wychwytu hormonu przez komórki; inne metale, takie jak cynk, kobalt i magnez, nie działały jednak w ten sposób. Wyniki, które opublikowano w piśmie ChemBioChem, pokazują, że metale mogą dostrajać aktywność hormonów, np. peptydu C, zmieniając ich budowę lub oddziałując na ich wychwytywanie przez komórki. « powrót do artykułu