Znajdź zawartość

Grzyby i bakterie mogą zmieniać organizację gleby (porowatość), tak by pochłaniała więcej wody i węgla. Artykuł na ten temat ukazał się właśnie w piśmie Interface. Gdy przyjrzymy się glebie pozbawionej organizmów żywych, struktura jest dość przypadkowa. Życie wprowadza w niej ład i porządek. Bakterie i grzyby wdrażają nieco feng shui i rearanżują cząstki gleby - opowiada prof. Iain Young z Uniwersytetu Nowej Anglii. Nic więc dziwnego, że Australijczyk uznaje glebę za najbardziej złożony biomateriał na Ziemi. Dlaczego? Powodów jest kilka. Po pierwsze, liczba organizmów w garści gleby przewyższa liczbę ludzi, którzy kiedykolwiek zamieszkiwali naszą planetę. Po drugie, życie z gleby definiuje jej funkcje i właściwości. Naukowcy już od jakiegoś czasu wiedzieli, że mikroorganizmy glebowe wydzielają klejopodobną substancję, która wiąże tworzące ją cząstki. Stąd przypuszczenie zespołu Younga, że mikroorganizmy poprawiają porowatość gleby, usprawniając przepływ wody oraz różnych gazów, w tym dwutlenku węgla i tlenu. Studium przebiegało 2-etapowo. Zaczęło się od modelu komputerowego, potem przyszedł czas na właściwy eksperyment. Do porównania porów w wyjałowionej glebie i glebie z mikroorganizmami Australijczycy wykorzystali mikrotomografię rentgenowską. Okazało się, że zwłaszcza grzyby zwiększały porowatość gleby. Porów nie tylko było więcej, stały się też bardziej uporządkowane i połączone. Strzępki grzybów pełniły funkcje stabilizujące, a bakterie wydzielały surfaktanty zmniejszające napięcie powierzchniowe. Dzięki zakrojonej na szeroką skalę współpracy roślinom łatwiej pobierało się z ziemi wodę. W tym roku ukazała się książka Iaina Younga i Karla Ritza pt. Architektura i biologia gleby: życie w wewnętrznej przestrzeni. Prawdziwe kompendium wiedzy dla zainteresowanych tą tematyką.

Współczesna dieta obfituje w pozbawione błonnika wysokoprzetworzone pokarmy. Jako że włókna poprawiają m.in. pracę jelit oraz skład ich mikroflory, zaczęto do wielu pokarmów, np. czekolad, deserów mlecznych czy keczupów, dodawać inulinę – polisacharyd należący do fruktanów. Niestety, u niektórych osób jego przedawkowanie prowadzi do niekorzystnych objawów ze strony przewodu pokarmowego, w tym wzdęć, biegunki i nudności. O ile bowiem normalne włókna pokarmowe, takie jak otręby pszenne i warzywa, mają właściwości samoograniczające i trudno się nimi przejeść, o tyle łatwo spożyć tyle inuliny, by przekroczyć próg jej tolerancji i zacząć się borykać z zaburzeniami pracy jelit. Co więcej, mało kto kojarzy je ze zgromadzonymi w domu czekoladami, napojami czy przekąskami – tłumaczy Joanne Slavin, dietetyk z University of Minnesota. Inulina jest rozpuszczalnym w wodzie roślinnym materiałem zapasowym. Występuje m.in. w bananach, pszenicy, czosnku i cebuli, a także w korzeniach cykorii i mniszka lekarskiego. Stanowi surowiec do uzyskiwania syropu wysokofruktozowego, którym zastępuje się cukier w pieczywie, słodyczach, dżemach, sosach i napojach. Inulina nie zostaje rozłożona w jelicie cienkim. Przechodząc do jelita grubego, stymuluje wzrost korzystnej mikroflory przewodu pokarmowego (Bifidobacterium i Lactobacillus). Podlega fermentacji mikrobiologicznej do kwasów tłuszczowych o krótkim łańcuchu, a następnie wchłanianiu zwrotnemu w okrężnicy. U niektórych osób polisacharyd ten wywołuje wzdęcia, gazy i biegunkę. Ponieważ staje się coraz popularniejszym dodatkiem żywnościowym, Slavin postanowiła sprawdzić, ile trzeba go zjeść, by wystąpiły niekorzystne zjawiska. Amerykanie przeprowadzili eksperyment, w którym wzięło udział 26 zdrowych osób (kobiet i mężczyzn) w wieku od 18 do 60 lat. Po nocnym poście raz na siedem dni przez 5 tygodni uczestnicy studium zjadali w laboratorium bajgla z serkiem i popijali go sokiem pomarańczowym. Napój był wymieszany z placebo bądź z 5 lub 10 g inuliny albo oligofruktozy, w której występują krótsze łańcuchy. Przez dwa kolejne dni ochotników wypytywano o wzdęcia, mdłości, gazy, kurcz żołądka, biegunkę, zaparcia i bulgotanie w jelitach. Najwięcej punktów w odniesieniu do wszystkich symptomów poza zaparciami zdobywali ludzie pijący sok z 10 gramami oligofruktozy. Odkrycie to pozostaje w zgodzie ze wcześniejszymi doniesieniami, że ta pochodna fruktozy ulega w przewodzie pokarmowym szybszej fermentacji, co wiąże się z produkcją większych ilości gazów. Wzdęcia to dolegliwość najczęściej zgłaszana przez wszystkich uczestników eksperymentu, jednak zaobserwowano tu sporą zmienność międzyosobniczą (niektórzy w ogóle nie uskarżali się na gazy). Zespół Slavin uważa, że najzdrowsi ludzie są w stanie tolerować do 10 gramów inuliny i 5 gramów oligofruktozy dziennie. Amerykanie uczulają konsumentów na obecność w składzie produktu następujących pochodnych fruktozy: inuliny, oligofruktozy i fruktooligosacharydów.

W 1953 roku Stanley Miller z Uniwersytetu w Chicago przeprowadził sławetne doświadczenie: odtworzył scenariusz, według którego na Ziemi mogło powstać życie. W jednym naczyniu miał wodę (ocean), w drugim mieszaninę gazów (atmosfera), a po połączeniu zaczął przez nie przepuszczać prąd – odpowiednik błyskawic. Po kilku dniach udało mu się uzyskać aminokwasy. Teraz jeden z jego studentów, Jeff Bada, twierdzi, że ważną rolę w tym procesie odegrały erupcje wulkanów. Podgrzewały bulion pierwotny i stanowiły ważne źródło gazów. Bada pracuje obecnie jako biolog morski na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Diego. Ostatnio przeanalizował skład 11 oryginalnych próbek z eksperymentu swojego mistrza. Chciał sprawdzić, czy za pomocą współczesnego wyposażenia da się wykryć związki wytworzone ponad 50 lat temu. Powszechnie uznaje się, że powierzchnia młodej Ziemi składała się z niewielkich wysepek wulkanicznych. Najnowsze studium Bady wskazuje, że wyładowania atmosferyczne i wulkany łącznie stanowiły zapłon dla procesu tworzenia się życia. Wierzymy, że z oryginalnego eksperymentu Millera można było wyciągnąć więcej wniosków. Odkryliśmy, że za pomocą współczesnej wersji aparatu wulkanicznego można uzyskać dużo większy wachlarz związków. Aparaturę Millera i jego próbki odkryto po śmierci naukowca w 2007 roku. Bada i jego współpracownicy, m.in. Adam Johnson z Indiana University, posłużyli się nimi. Wyodrębnili 22 aminokwasy; 10 z nich Miller uprzednio nie zidentyfikował.

Mimo wysiłków indyjskiego rządu Tadż Mahal zmienia barwę ze śnieżnobiałej na żółtawą. Wszystkiemu winne jest zanieczyszczenie środowiska. Zgodnie z raportem parlamentarnej komisji ds. transportu, turystyki i kultury, w białym marmurze odkładają się cząsteczki zanieczyszczeń. Wcześniej próbowano już na różne sposoby nie dopuścić do skażenia powietrza w okolicach mauzoleum w Agrze. Zbudowano tam m.in. stację monitoringową. Okazuje się, że stężenia gazów, dwutlenku siarki oraz tlenków azotu, mieszczą się w granicach normy, ale zanieczyszczenia cząsteczkowe znacznie je przekraczają. Wyjątkiem jest pora deszczowa. Specjaliści zasugerowali, że podczas prac rekonstrukcyjnych ściany Tadż Mahal powinno się pokryć gliną. Nie spowoduje to korozji ani abrazji, a usunie żółte zabarwienie białego marmuru. Tadż Mahal został wzniesiony w latach 1632-52 przez władcę Szahdżahana. Był to hołd złożony małżonce Mumtaz Mahal. Nad grobowcem pracowało 20 tys. osób. Tyle samo turystów każdego roku podziwia ich dzieło.

Morze czy ocean kojarzą nam się z wypoczynkiem, piaskiem pod stopami, szumem fal i charakterystycznym zapachem. Do tej pory naukowcy nie wiedzieli, co jest jego źródłem. Okazało się, że za trudną do opisania woń wodorostów, soli i czegoś jeszcze odpowiadają wytwarzane przez bakterie gazy. Biorą one m.in. udział w formowaniu się chmur, które naprowadzają zwierzęta na ślad pożywienia. Od dawna badacze wiedzieli, że bakterie mogą się odżywiać "odpadkami", czyli szczątkami organicznymi w postaci planktonu lub martwych wodorostów, i wydalać siarczek dimetylu (DMS). To właśnie ten gaz jest kluczem do morskiego zapachu — uważa Andrew Johnston z Uniwersytetu Wschodniej Anglii. Podczas gdy wszyscy wiedzieli, że tak się dzieje, nikt nie wpadł na pomysł, by zapytać w jaki sposób. I tym właśnie zajął się jego zespół. Ekipa pobierała próbki błota z mad morskich wzdłuż wybrzeży Wielkiej Brytanii. Wyodrębniono z nich nieznany gatunek bakterii. Po zakończeniu sekwencjonowania genomu nowego mikroorganizmu porównano go z zestawem genów wcześniej odkrytych i opisanych bakterii. Wszystko po to, by zidentyfikować geny zaangażowane w proces przekształcania martwej materii organicznej (DMSP) w DMS. Odkrycie wszystkich zaskoczyło (Science). Mechanizm okazał się bardziej skomplikowany niż wcześniej sądzono. Na początku naukowcy przypuszczali, że DMSP przekształca w siarczek dimetylu tylko jeden enzym. Martwa materia jest jednak trudniejsza do rozłożenia i nic by z tego nie wyszło. Bakterie nie interesują się zakwitem glonów, dopóki te spokojnie unoszą się w wodzie. Kiedy jednak zostaną zaatakowane przez wirusy, bakterie szybko dołączają do nich, by uszczknąć coś dla siebie. Bakterie włączają geny odpowiedzialne za rozłożenie DMSP do DMS tylko wtedy, gdy DMSP jest dostępne — tłumaczy Johnston. Zespół Johnstona potrafił sklonować gen i wszczepić go bakteriom, u których normalnie on nie występuje, np. E. coli. Wtedy potrafiły produkować siarczek dimetylu. Opisany mechanizm nie jest jedynym ani dominującym sposobem rozkładania przez bakterie ok. 1 mld ton martwej materii organicznej w oceanie. Nie można jednak o nim nie wspomnieć, ponieważ poprzez wpływ na tworzenie się chmur oddziałuje na klimat globalny. Niektóre ptaki morskie polegają na woni siarczku dimetylu, szukając pożywienia.