Znajdź zawartość

Ćmy są lepszymi zapylaczami jeżyn niż pszczoły, twierdzą autorzy najnowszych badań, naukowcy z University of Sussex. Uczeni przez cały lipiec 2021 roku szczegółowo analizowali 10 miejsc na południowym-zachodzie Anglii. Odkryli, że 83% wizyt owadów na kwiatach jeżyn odbywały się za dnia. Ćmy, aktywne w ciągu krótkich letnich nocy, odpowiadały co prawda tylko za 15% takich wizyt, ale zapylały kwiaty znacznie szybciej niż pszczoły. Pszczoły są bez wątpienia bardzo ważne, ale nasze badania pokazały, że ćmy zapylają kwiaty szybciej niż owady latające za dnia. Niestety, wiele gatunków ciem doświadcza spadków liczebności w całej Wielkiej Brytanii, co negatywnie wpływa nie tylko na zapylanie, ale również na dostępność pożywienia dla innych gatunków, od nietoperzy po ptaki. Nasze badania pokazały, że wystarczą bardzo proste rozwiązania, jak pozostawianie krzaków jeżyn, by zapewnić ćmom ważne źródło pożywienia, a w zamian otrzymać pyszne owoce. Wszyscy w ten sposób wygrywają, mówi profesor Fiona Mathews. Doktor Max Anderson dodaje zaś, że ćmy to ważni zapylacze, którzy są niedoceniani i słabo przebadani. Większość badań nad zapylaczami skupia się na owadach dziennych. Słabo rozumiemy to, co dzieje się w nocy. Teraz wiemy, że ćmy odgrywają ważną rolę w zapylaniu i możemy im pomóc, sadząc jeżyny i inne rośliny kwitnące w parkach, ogrodach, na poboczach dróg czy w żywopłotach. Zapylacze odgrywają olbrzymią rolę w ekosystemie. To dzięki nim wiele roślin może wydawać owoce, nasiona i rozmnażać się, a to z kolei zapewnia schronienie i źródła pożywienia wielu innym gatunkom w tym człowiekowi. Obecne badania pokazują, że powinniśmy chronić nie tylko zapylaczy aktywnych za dnia, ale także tych, którzy pracują w nocy. « powrót do artykułu

Irytujące działanie odblasków światła poznał każdy, kto musiał pracować na komputerze w słońcu, albo źle ustawionym oświetleniu. Szczęśliwi posiadacze matowych matryc w laptopach są grupą nieliczną, a przecież im także zdarza się męczyć z odbitym od ekranu światłem. Refleksy, czyli odbicia świetlne to jednak kłopot nie tylko dla posiadaczy komputerów. Mogą być one zmorą wszędzie tam, gdzie stosuje się optykę: okulary, lunety, aparaty fotograficzne i wszędzie tam, gdzie są jakiekolwiek szyby. Powłoki antyrefleksyjne są dość drogie - dlatego producenci laptopów niechętnie je stosują - i pogarszają optyczne właściwości. Być może jednak pojawi się w tej dziedzinie przełom - dzięki naukowcom ze znanego niemieckiego Instytutu Fraunhofera. Opracowany przez nich nanofiltr będzie mógł być stosowany na wyświetlaczach, czy szkle okularów. Miejsc i chętnych do wdrożenia nie zabraknie, bo warstwa grubości rzędu nanometrów pozwala na niemal całkowitą eliminację odbić i odbłysków. Co więcej, produkcja z wykorzystaniem nowego wynalazku będzie bardzo tania w porównaniu z dotychczas stosowanymi filtrami. Dziś trzeba takie filtry nakładać w oddzielnym kroku technologicznym, nowe są w prosty sposób aplikowane na polimerowe powierzchnie podczas ich odlewania. Nowe filtry w wersji hybrydowej będą ponadto odporne na zadrapania i łatwe do czyszczenia. Brzmi jak bajka? Kto wymyślił taką cudowną powierzchnię? Sama natura, która obdarzyła nią... ćmy. A dokładniej ćmie oczy. Ćmy już wcześniej były znane jako mistrzynie kamuflażu: ich futerko pochłania ultradźwięki, dzięki czemu mogą ukrywać się przed polującymi na nie nietoperzami. Ćmy, zupełnie jak nowoczesne bombowce, są „niewykrywalne". Ale nie tylko nietoperze polują na ćmy. Inne drapieżniki potrafią lokalizować owady w ciemnościach dzięki rozbłyskom światła na ich fasetkowych oczach. Ćmy w drodze ewolucji poradziły sobie i z tym. Powierzchnię ich oka pokrywają mikroskopijne, chaotyczne zniekształcenia mniejsze od długości fali światła. Ich struktura tworzy łagodne przejście między załamującymi światło ośrodkami: powietrzem a rogówką oka. Oczy innych owadów odbijają światło, podczas gdy oczy ciem nie, pozostają doskonale matowe. I właśnie oko ćmy było wzorem i prototypem dla inżynierów Instytutu Mechaniki i Materiałów Fraunhofera we Freiburgu (Fraunhofer Institute for Mechanics of Materials IWM in Freiburg). Opracowali oni twardą powierzchnię, odtwarzającą optyczne właściwości ćmiego oka. Tworzy się ją w matrycach odlewniczych, dzięki czemu odlewane z polimeru elementy kopiują miniaturowy wzór - którego grubość wynosi około jednej tysięcznej milimetra - bez dodatkowych zabiegów technologicznych, co redukuje czas i koszty praktycznie do zera. Niemieckim inżynierom udało się również zlikwidować inną wadę dotychczasowych powłok antyrefleksyjnych: delikatność i wrażliwość na zarysowania. Nowe powierzchnie są odporne i nieścieralne. Uzyskuje się to również w prosty sposób, poprzez oblanie wtrysku bardzo cienką warstwą organicznej substancji, wytwarzanej z poliuretanu. Poliuretanowa nanowarstwa odtwarza strukturę warstwy antyrefleksyjnej, zachowując jej własności, a dodając odporność na zarysowania. Trwa już współpraca z przedstawicielami przemysłu, mająca wdrożenie wynalazku do produkcji.

Japońscy naukowcy z Centrum Badawczego Zaawansowanej Nauki i Technologii Uniwersytetu Tokijskiego chcą poznać mózgi owadów, by skonstruować sztuczny mózg, który będzie można programować do specyficznych zadań. Jeśli to się uda na ulicach mogą znaleźć się np. sztuczne muchy szukające laboratoriów produkujących narkotyki czy pszczoły-roboty, które w gruzach będą poszukiwały ofiar katastrof. Japoński zespół pracuje pod kierunkiem profesora Ryohei Kanzaki, który od 30 lat bada mózgi owadów i jest pionierem na polu badań hybryd owadów i robotów. Jego długoterminowym celem jest zrozumienie budowy mózgu człowieka, by można było odtwarzać uszkodzone neurony. Jednak, by to osiągnąć, musi najpierw poznać znacznie prostsze mózgi owadów. "Zakładając, że mózg to puzzle, możemy go skonstruować pod warunkiem, iż będziemy wiedzieli jak każdy z klocków jest zbudowany i gdzie powinien się znaleźć. W przyszłości możliwe będzie odtworzenie mózgu owada za pomocą obwodów elektronicznych. To z kolei da nam możliwość kontrolowania prawdziwego mózgu dzięki modyfikacji jego obwodów" - mówi profesor. Japończycy mają już na swoim koncie pierwsze poważne osiągnięcia. Prowadzili badania nad mózgami jedwabników. Samce tego gatunku z odległości ponad kilometra potrafią wyczuć feromony wydzielane przez samice. Zespół Kanzakiego tak zmienił połączenia pomiędzy neuronami, że mózgi reagowały na światło, a nie na feromony. Przeprowadzono też takie zmiany, wskutek których pojawiła się reakcja na feromony innych gatunków. Podczas jednego z eksperymentów jedwabnik... kierował samochodem. Owad został przymocowany do niewielkiego zdalnie sterowanego samochodu, a jego odnóża do swobodnie obracającej się kulki. Za pomocą feromonów skłaniano zwierzę, by skręcało w prawo lub w lewo. Naukowcy zauważyli, że owad błyskawicznie przystosowuje się do nowych warunków. Gdy kulkę skonfigurowano tak, by sterowanie nią dawało podobne uczucie, jak jazda samochodem z przedziurawioną oponą, owad szybko sobie poradził z nowymi warunkami i nauczył się prawidłowo skręcać. W bardziej zaawansowanym eksperymencie uczeni odcięli jedwabnikowi głowę i umieścili ją z przodu pojazdu. Połączyli mózg owada z układem sterującym pojazdem i stymulowali go feromonami. Mózg potrafił zakręcać w lewo i w prawo w czasie rzeczywistym. Dalsze badania wykazały, że naukowcom udało się jednocześnie uzyskiwać dane z 1200 neuronów. To jeden z najlepszych osiągniętych kiedykolwiek wyników. Profesor Kanzaki zauważa, że ludzie i owady wykazują duże zdolności adaptacyjne. Potrafimy maszerować z prędkością kilku kilometrów na godzinę, ale radzimy sobie też ze sterowaniem samochodem jadącym ponad 100 km/h. Dzieje się tak, gdyż mózg traktuje maszynę jak przedłużenie naszego ciała. Zdaniem Kanzakiego, owady również są zdolne do tego typu adaptacji. Stworzenie robaka-robota, który poruszałby się z prędkością prawdziwego robaka nie jest interesujące. Chcemy stworzyć maszynę, która będzie znacznie potężniejsza niż prawdziwy organizm - mówi profesor.

Żaden z ludzi nie pamięta chwil spędzonych w łonie matki. Okazuje się jednak, że ćmy są w stanie przechować przynajmniej część swoich wspomnień z okresu życia larwalnego aż do momentu, kiedy są dojrzałymi osobnikami. Dzieje się tak pomimo stosunkowo prymitywnej budowy larwy oraz ogromnej złożoności procesów, które zachodzą w czasie jej przeobrażenia w postać dorosłą owada (imago). Ćma, którą wykorzystano do badań, to zmierzchnica (łac. Manduca sexta). Jej gąsienica jest znanym pasożytem niektórych roślin, m.in. tytoniu. Po trzech tygodniach życia (i kilkukrotnym zrzucaniu powłok ciała, czyli linieniu) larwa wytwarza wokół własnego ciała osłonę, noszącą wdzięczną łacińską nazwę pupa, w której spędza kolejne 18-24 godziny życia. Przez ten czas ćma, nazywana na tym etapie życia poczwarką, pozornie nie wykazuje oznak życia, choć we wnętrzu jej osłonki zachodzą niezwykle intensywne procesy. Przeobrażeniu ulega niemal cały organizm, a większość tkanek zmienia swoją strukturę. Ostatecznie, gdy proces ten jest zakończony, z osłony wychodzi owad gotowy do dorosłego życia, czyli imago. Naukowcy postanowili zbadać, jak trwała jest pamięć owada podczas tej niezwykłej metamorfozy. Mówiąc precyzyjniej, chcieli oni sprawdzić, czy ćma jest w stanie "utrzymać" wspomnienia zachowane w mózgu, a następnie wykorzystać je jako dorosłe zwierzę. Zaobserwowali bowiem, że dorosłe osobniki M. sexta zachowują preferencje do odżywiania się pokarmem, który przyjmowały w największych ilościach jako larwy. Nie byli jednak pewni, czy "nośnikiem wspomnienia" nie były np. resztki pożywienia pozostawione pod pupa. Martha Weiss, ekolog ewolucyjny z Uniwersytetu Georgetown, postanowiła zbadać sprawę dokładniej. Umieściła 2-tygodniowe larwy ćmy w naczyniu zawierającym dwie komory. Jedna zawierała czyste powietrze, druga zaś - powietrze z domieszką octanu etylu. Jest to nieszkodliwy, choć posiadający zapach, prosty związek organiczny. W normalnych warunkach zwierzęta nie wykazywały żadnych preferencji odnośnie pobytu w którymkolwiek pomieszczeniu. Po pewnym czasie prof. Weiss atakowała owady prądem, gdy te wybierały komorę wypełnioną związkiem zapachowym. W ten sposób nauczyła je unikania komory zawierającej octan etylu. Na dalszym etapie eksperymentu zauważono, że ćmy "zapamiętywały" negatywne skojarzenia zapachu octanu etylu z cierpieniem spowodowanym przepływem prądu. Owady nawet 50 dni po osiągnięciu postaci dojrzałej unikały bowiem przebywania w naczyniu, w którym był rozpylony ten związek. Owady, które nie były wcześniej "nauczone" takiego zachowania poprzez rażenie prądem, nie wykazywały jakichkolwiek preferencji pod tym względem. Aby potwierdzić słuszność swoich domniemań, prof. Weiss przeprowadziła kolejny eksperyment. Wyglądał on niemal identycznie, lecz tym razem użyto do niego larw jednotygodniowych, posiadających znacznie bardziej prymitywną budowę mózgu. Okazało się, że tym razem ćmy nie były w stanie przechować wspomnień, więc jako dorosłe osobniki nie wykazywały strachu przed specyficznym zapachem powietrza. Kolejnym czynnikiem, który należało sprawdzić, był wpływ samego octanu etylu na zachowanie larw. W tym celu larwy hodowano bez jakiejkolwiek "tresury", za to w czasie, gdy były zamknięte w pupa, spryskano je tym związkiem bez wywoływania szoku elektrycznego. Wykonano też odwrotny eksperyment: usunięto resztki octanu etylu z otoczki w czasie, gdy ukryty w jej wnętrzu "wytresowany" owad dojrzewał. Na podstawie tych dwóch eksperymentów wykazano, że same cząsteczki octanu etylu nie mają wpływu na zachowanie owadów, gdy nie są skojarzone z bólem wywołanym przepływem prądu elektrycznego. Inni naukowcy oceniają pracę prof. Weiss bardzo pozytywnie. Neurolog Mark Stopfler mówi na przykład: Wykonała kawał świetnej roboty, wyeliminowała wszelkie alternatywne wytłumaczenia tego zjawiska. Nie jest jeszcze znana część mózgu odpowiadająca za przechowywanie wspomnień w czasie przepoczwarzania. Kolejne badania skupią się najprawdopodobniej właśnie na tym problemie. Są one potrzebne, gdyż mogą okazać się źródłem istotnych informacji na temat sposobu zapisu oraz przechowywania danych w układzie nerwowym. Mogą także dostarczyć wartościowego modelu badawczego z dziedziny neurobiologii.

<!-- @page { size: 21cm 29.7cm; margin: 2cm } P { margin-bottom: 0.21cm } -->Ogniwa słoneczne mogłyby stać się niezwykle atrakcyjnym źródłem energii, gdyby nie ich stosunkowo mała wydajność. Nie dziwią zatem podejmowane przez naukowców poszukiwania sposobów na udoskonalenie tych elementów – nawet wtedy, gdy inspiracją okazują się... oczy ćmy. Współautorem nowej metody usprawniającej ogniwa jest Peng Jiang z University of Florida. Twierdzi on, że jedną z przyczyn strat energii jest wysoki współczynnik odbicia światła krzemowych płytek – serca współczesnych fotoogniw. Stosowane obecnie warstwy antyodblaskowe nie rozwiązują całkowicie problemu, ponieważ działają jedynie w wąskim zakresie długości fal widzialnego promieniowania. I stąd właśnie pomysł, aby przyjrzeć się owadzim oczom, które dość słabo odbijają światło. Dzięki badaniom mikroskopowym odkryto, że rogówki oczu zawierają regularne wypustki, powodujące niemal całkowite pochłanianie padającego światła. Skopiowanie tej nanostruktury na krzem powinno zatem znacznie podnieść wydajność ogniw. Naukowcom udało się już opracować sposób tworzenia wspomnianych wypustek na powierzchni krzemu. Metoda przypomina standardowy proces produkcji układów scalonych: specjalny preparat rozprowadzany jest na wirującej płytce, podobnie jak lakier światłoczuły podczas fotolitografii. Różnica polega na tym, że roztwór zawiera nanocząsteczki, które samoorganizują się, maskując drobne obszary krzemu. Następnie odsłonięte części płytki są wytrawiane, przez co jej powierzchnia zyskuje strukturę z opisywanymi wypustkami. Opisana metoda jest tania, wydajna i skuteczna – potraktowany nią krzem odbija zaledwie 2% światła, podczas gdy standardowe ogniwa nawet 35%-40%. Jej twórcy już przygotowują się do uruchomienia firmy produkującej wydajniejsze baterie słoneczne.

Biolodzy odkryli, że pewien gatunek ciem z Madagaskaru spija łzy z oczu śpiących ptaków. By zrealizować to karkołomne zadanie, posługuje się trąbką w kształcie harpuna. Pierwszymi świadkami tego wydarzenia byli Roland Hilgartner z Niemieckiego Centrum Badań nad Naczelnymi w Getyndze oraz Mamisolo Raoilison Hilgartner z University of Antananarivo na Madagaskarze. Na ślad owadów natrafili w miejscowym lesie Kirindy. Spijające łzy motyle i ćmy występują w Afryce, Azji i Ameryce Południowej, ale wykorzystują do tego celu duże i łagodne zwierzęta, takie jak jelenie, antylopy czy krokodyle, które nie potrafią się od nich odganiać. Na Madagaskarze nie ma jednak tak dużych zwierząt. Ssaki tej wyspy, np. lemury i mangusty, mają łapy i mogą się nimi bronić, ptaki mogą odlecieć. Lecz nie wtedy, gdy śpią... Madagaskarskie ćmy obserwowano na szyjach sroczków białoskrzydłych i lemurek szarych. Czubki ich trąbek znajdowały się pod powiekami ptaków. Działo się to podczas pory deszczowej, dlatego naukowcy przypuszczają, że chodzi o zapotrzebowanie na sól. Lokalna gleba jest bowiem uboga w sód. Nie przez przypadek trąbki mają kształt harpuna. Pozwala to owadom delikatnie rozewrzeć powiekę śpiącego zwierzęcia bez budzenia go. Entomolodzy nie wiedzą na razie, czy ćmy posługują się substancjami przeciwbólowym, które miałyby łagodzić ewentualne podrażnienia oka. Chcą też sprawdzić, czy (podobnie jak w innych miejscach globu) są to tylko i wyłącznie samce, uzyskujące większość potrzebnych im składników odżywczych właśnie z łez.