Znajdź zawartość

Wyobraźcie sobie, że macie upuścić jajko z pewnej wysokości tak, by się nie rozbiło. W jakiej pozycji je upuścicie: by spadło na bok czy na któryś z końców? Przekonanie, że jajko jest bardziej wytrzymałe na uderzenia w jeden z końców jest tak powszechne, że mowa jest o tym i podczas szkolnych eksperymentów, i w materiałach wideo w internecie. Inżynierowie z MIT postanowili sprawdzić, czy jest to prawdą. Przeprowadzili szereg eksperymentów i odkryli, że jajko jest bardziej wytrzymałe, gdy upadnie na bok. Ich badania zostały opisane na łamach Communications Physics i pokazują, że warto weryfikować nawet od dawna „ustalone” powszechne przekonania. Badacze zauważyli, że przy uderzeniu boki jajka uginają się, absorbując energię upadku. Są mniej sztywne niż oba końce, ale dzięki temu lepiej pochłaniają energię. Przekonanie, że to końce są bardziej wytrzymałe jest tak wielkie, można było na tym usłyszeć również na MIT podczas dorocznego konkursu upuszczania jajka organizowanego dla studentów pierwszego roku Wydziału Inżynierii. "Co roku powtarzaliśmy za literaturą fachową, jak należy ustawić jajko, by uniknąć pęknięcia podczas upuszczania. Jednak jakieś trzy lata temu zaczęliśmy zastanawiać się, czy jego końce są naprawdę bardziej wytrzymałe", mówi profesor Tal Cohen. Zaczęło się od tego, że po jednym z takich konkursów naukowcy zabrali pozostałe jajka do laboratorium i przeprowadzili testy. Gdy przeanalizowaliśmy dane, nie dały one jasnej odpowiedzi, mówi Cohen. Naukowcy zaprojektowali więc dwa rodzaje eksperymentów. Pierwszy to statyczny test zgniatania, podczas którego stopniowo zwiększano nacisk na skorupkę, mierząc jej sztywność i wytrzymałość. Drugi był dynamicznym testem upuszczania jajka i oceny prawdopodobieństwa pęknięcia skorupki. W czasie testu zgniatania okazało się, że niezależnie od położenia jajka, pierwsze pęknięcia skorupki pojawiały się po przyłożeniu takiej samej siły. Jednak zauważyliśmy tutaj kluczową różnicę. Jajko ściskane od boku uginało się bardziej, mocniej ustępowało pod wpływem takiej samej siły, mówi doktorant Joseph Bonavia. Wyniki eksperymentów sprawdzono następnie za pomocą modeli matematycznych. Potwierdziły one obserwacje, a uczeni dowiedzieli się dzięki nim, że mimo iż pęknięcia pojawiały się przy przyłożeniu takiej samej siły, to jajko ułożone horyzontalnie absorbowało więcej energii. To zaś sugerowało, że w sytuacjach, gdy zaabsorbowanie energii odgrywa dużą rolę, jak przy upadku, bardziej wytrzymałe może być jajko upuszczone w pozycji horyzontalnej. Przeprowadziliśmy więc eksperymenty, by sprawdzić, czy to prawda, mówią naukowcy. Eksperymenty jednoznacznie potwierdziły, że wnioski wysunięte na podstawie testów praktycznych były prawdziwe. Jajka upuszczone na bok rzadziej pękały po zrzuceniu z tej samej wysokości, niż jajka upuszczone na jeden z końców. Lepiej bowiem absorbowały energię uderzenia. Przekonanie o tym, że jajka są mniej wytrzymałe z boku może być wzmacniane naszym codziennym doświadczeniem. W końcu rozbijając jajko w kuchni uderzamy w jego bok. Jednak, jak zauważają naukowcy, sytuacja jest tutaj inna niż przy upuszczeniu jajka. Gdy celowo rozbijamy jajko, by nie uszkodzić żółtka, uderzamy skoncentrowaną siłą w konkretny punkt. To inna sytuacja niż przy upadku, w którym najważniejszym elementem jest możliwość rozprowadzenia energii uderzenia po całej skorupce. Pionowo zorientowane jajko, mimo że bardziej wytrzymałe, jest bardziej kruche pod wpływem nagłego uderzenia. Z boku jajko się ugina i absorbuje energię. Naukowcy radzą, by wyobrazić sobie... nasze nogi. W pewien sposób są one „słabsze” gdy są ugięte. Jednak lepiej absorbują wówczas uderzenie. Gdy skoczymy z wysokości, uginamy nogi, by zaabsorbować uderzenie i lepiej rozprowadzić energię. « powrót do artykułu

Jedzenie jajek prowadzi do zwiększenia we krwi poziomu korzystnych dla serca metabolitów. Najnowsze badania pokazują, że spożywanie 1 jajka dziennie może zmniejszać ryzyko zapadnięcia na choroby układu krążenia. W 2018 roku w piśmie Heart ukazały się wyniki badań przeprowadzonych na około 500 000 dorosłych mieszkańcach Chin, z których wynikało, że osoby jedzące 1 jajko dziennie rzadziej zapadały na choroby układu krążenia. Autorzy nowych badań, chcąc lepiej zrozumieć ten związek, przyjrzeli się, w jaki sposób spożycie jajek wpływ na poziom biomarkerów zdrowia serca we krwi. Lang Pan z Wydziału Epidemiologii i Biostatystyki Uniwersytetu w Pekinie wraz z kolegami wybrali do swoich badań 4778 osób, których dane nt. zdrowia znajdowały się w China Kadoorie Biobank. Wśród nich 3401 osób miało stwierdzoną chorobę układu krążenia, a 1377 osób było zdrowych. Za pomocą spektroskopii rezonansu magnetycznego uczeni określili poziom 225 metabolitów we krwi badanych. Wśród nich zidentyfikowali 24 powiązane z konsumpcją jajek. Naukowcy stwierdzili, że badani, którzy jedli umiarkowaną liczbę jajek mieli we krwi więcej apolipoproteiny A-I, która jest składową lipoprotein o dużej gęstości (HDL). Osoby te miały też we krwi więcej dużych molekuł HDL, które pomagają w oczyszczaniu naczyń krwionośnych z cholesterolu i w ten sposób chronią przed pojawianiem się zatorów prowadzących do ataków serca i udarów. Uczeni z Pekinu zidentyfikowali następnie 14 metabolitów łączonych z chorobami serca. Okazało się, że osoby, które jadły mniej jajek, miały mniejszy poziom korzystnych i wyższy poziom niekorzystnych metabolitów. Wyniki naszych badań dostarczają potencjalnego wyjaśnienia, w jaki sposób spożywanie umiarkowanej liczby jajek chroni przed chorobami serca, mówi profesor Canqing Yu. naukowcy podkreślają, że co prawda obecnie obowiązujące zalecenia dietetyczne w Chinach mówią o potrzebie spożywania 1 jajka dziennie, jednak średnia konsumpcja jest niższa. « powrót do artykułu

Biolodzy, matematycy i inżynierowie od dawna przyglądali się jajkom z analitycznego punktu widzenia. Jajo musi być bowiem maksymalnie duże, by umożliwić rozwój embrionu, a jednocześnie na tyle małe i o takim kształcie, by zwierzę mogło je znieść, nie może też swobodnie toczyć się, gdy zostanie złożone. Musi być przy tym na tyle wytrzymałe, żeby możliwe było wysiadywanie. Jaja składane są przez tysiące gatunków zwierząt. A kształt wszystkich jaj ma wiele ze sobą wspólnego. Naukowcy od dawna próbowali opisać ten kształt za pomocą jednej uniwersalnej formuły. Brali przy tym pod uwagę takie kształty jak sfera, elipsoida, owoida i kształt gruszki. Pojawiały się dotychczas propozycja rozwiązania problemu, jednak żaden z zaproponowanych wzorów nie opisywał wszystkich występujących w naturze kształtów jaj. Teraz naukowcy z Uniwersytetu w Kent i Instytutu Badań nad Środowiskiem na Ukrainie, wprowadzili dodatkowe funkcje do kształtu owoidy, dzięki czemu udało im się stworzyć wzór opisujący każdą istniejącą geometrię jajka. Opracowanie wzoru dla jajka to nie tylko matematyczna zabawa. Wzór taki pozwoli lepiej zrozumieć sam kształt, ułatwi badania nad ewolucją jaj i pozwoli na stworzenie nowych narzędzi do ich analizy. Już dotychczas istniejące wzory, które opisywały podstawowe kształty jaj, były stosowane w badaniach nad żywnością, w inżynierii, rolnictwie, architekturze, naukach biologicznych i aeronautyce. Nowy wzór pozwoli, na przykład, na wznoszenie budowli o kształcie jaja z cienkimi ścianami, które będą bardziej wytrzymałe niż obecnie stosowane podobne kształty. Umożliwi też lepsze charakteryzowanie tych ważnych struktur biologicznych z fizycznego punktu widzenia. Praca uczonych z Ukrainy i Wielkiej Brytanii została opublikowana w artykule Egg and math: introducing a universal formula for egg shape na łamach Annals of the New York Academy of Sciences. « powrót do artykułu

Podczas badań szamba z okresu islamskiego w mieście Jawne znaleziono świetnie zachowane jajko kurze sprzed 1000 lat. Fragmenty skorupek jaj znane są z innych wykopalisk. Jednak ze względu ich delikatną strukturę niezwykle rzadko znajduje się całe jajka. To odkrycie na skalę światową, mówi doktor Lee Perry Gal z Izraelskiej Służby Starożytności, ekspert od drobiu w świecie starożytnym. Częściej znajduje się całe jaja strusi pochodzące ze starożytności. Mają grubszą skorupę. To zadziwiające, że liczy sobie ono 1000 lat. Jajko zachowało się wyjątkowo dobrze dzięki warunkom, w jakich spoczywało przez wieki. Przechowało się w szambie zawierającym miękkie ludzkie odchody, dodaje dyrektor wykopalisk, Alla Nagorsky. Na spodzie jajka było niestety niewielkie pęknięcie, przez które wyciekła większość zawartości. Zostało jednak nieco żółtka, co pozwoli na przeprowadzenie analiz DNA. Pomimo tego, że archeolodzy starali się wydobyć jajko niezwykle ostrożnie, doszło do uszkodzenia jego skorupki. Na szczęście specjalistom z laboratorium materiałów organicznych udało się ją naprawić. Hodowla drobiu została wprowadzona na teren Izraela przed 2300 lat, w czasach hellenistycznych i wczesnym okresie rzymskim. Od VII wieku, w okresie muzułmańskim, widoczny jest znaczy spadek liczby świńskich kości. To wskazuje na egzekwowanie zakazu jedzenia wieprzowiny. Wtedy też na popularności zyskały drób i jajka. « powrót do artykułu

Kury od dzieciństwa karmione paszą o niskiej zawartości kwasów omega-6 - ich karma składa się głównie z pszenicy, jęczmienia i sorgo, a w mniejszej części z soi, kukurydzy, słonecznika, oleju kukurydzianego oraz makuchów krokosza - składają jaja, które wywołują w ludzkim organizmie mniej uszkodzeń oksydacyjnych (Journal of Agricultural and Food Chemistry). Dr Niva Shapira z Uniwersytetu w Tel Awiwie wyjaśnia, że jaja bogate w kwasy tłuszczowe typu omega-6 zwiększają tendencję do utleniania cholesterolu, który zaczyna tworzyć blaszki miażdżycowe. Izraelka zauważyła, że jaja kur karmionych paszą o mniejszej zawartości kwasów omega-6 ograniczają utlenianie złego cholesterolu LDL. Shapira podkreśla, że wyprodukowanie zdrowszych jajek może w pewnych rejonach świata być droższe; łatwiej przecież karmić drób dostępnymi lokalnie kukurydzą, soją oraz wytłaczanymi z nich olejami. Zespół z Tel Awiwu zaprojektował paszę bogatą w przeciwutleniacze i zawierającą mniejszą ilość kwasów tłuszczowych typu omega-6, która składała się głównie z pszenicy, jęczmienia oraz sorgo. Podawano ją młodym kurom, które nie zdążyły jeszcze zakumulować kwasów n-6 w tkankach. Następnie naukowcy badali skład ich jaj. Kiedy uzyskano pożądany stosunek kwasów omega-6 i przeciwutleniaczy, jaja przetestowała grupa ochotników, którym polecono jeść dwie sztuki dziennie. Uzyskane w ten sposób wyniki porównano ze skutkami codziennego spożycia zwykłych jajek ze sklepu oraz jedzeniem tygodniowo 2-4 standardowych jaj (grupa kontrolna). W porównaniu do grupy kontrolnej, przy codziennym spożyciu 2 zwykłych jaj sklepowych zaobserwowano 40-proc. wzrost w zakresie utleniania LDL, podczas gdy konsumpcja jaj o obniżonej zawartości kwasów tłuszczowych omega-6 i podwyższonym stężeniu przeciwutleniaczy nie powodowała zmian w natężeniu utleniania złego cholesterolu.

Ze zmianami klimatycznymi można próbować walczyć na wiele sposobów, mało kto pomyślałby jednak o spożytkowaniu skorupek jaj. Tymczasem okazuje się, że zewnętrzna błona podskorupowa adsorbuje z atmosfery ilość dwutlenku węgla, która odpowiada niemal 7-krotności jej wagi. To rewelacyjny wynik, zważywszy że w październiku 2010 r. zawartość dwutlenku węgla w atmosferze wzrosła do 388 ppm (części na milion). Zespół Basaba Chaudhuriego z Uniwersytetu w Kalkucie przekonuje, że CO2 można by przechowywać w tej postaci do momentu wynalezienia opłacalnych energetycznie metod przekształcania dwutlenku węgla w czyste paliwo. Na tym zakres potencjalnych zastosowań się nie kończy, ponieważ już teraz dwutlenek węgla jest np. najczęściej stosowanym rozpuszczalnikiem nadkrytycznym w przemyśle spożywczym (czysty rozpuszczalnik znajduje się w stanie nadkrytycznym, gdy jego ciśnienie oraz temperatura przewyższają wartości krytyczne). Ekstrakcja nadkrytyczna z wykorzystaniem CO2 jest tak popularna ze względu na jego stosunkowo niskie parametry krytyczne, niepalność, nietoksyczność oraz niską cenę. Naukowcy z Kalkuty tłumaczą, że skorupę jaja pokrywa warstwa śluzu ochronnego – kutykula - która nie dopuszcza do wyschnięcia i zabezpiecza przed mikroorganizmami. Pod spodem znajdują się wapienna skorupka oraz zewnętrzna błona podskorupowa (pergaminowa), złożona z dwóch ściśle przylegających do siebie blaszek. Ma ona grubość ok. 100 mikrometrów. Na razie jej oddzielanie nie jest wydajnym procesem, ale warto o tym pomyśleć, bo w samych Indiach każdego roku zjada się 1,6 mln ton jajek. Chaudhuri i inni wykazali, że w roli separatora sprawdza się słaby kwas. Wg nich, by proces sprawdził się w skali przemysłowej, trzeba jednak uwzględnić oddzielanie mechaniczne.

Paleontolog Hans Larsson z McGill University chce manipulować embrionami kur, by nadać im dinozaurze cechy. Wg niego, to pierwszy krok do zorganizowania prehistorycznej wylęgarni. Kanadyjczyk uważa, że ptasi płód z szeregiem gadzich cech uda się stworzyć w ciągu najbliższych 5 lat. Jak zwykle jednak w takich przypadkach bywa, wiele zależy od wysokości pozyskanych funduszy. Powinniśmy być w stanie odtworzyć bądź zasadniczo stworzyć sami genetyczny program rozwoju naśladujący ten sprzed, dajmy na to, 150 mln lat, zmieniając upierzenie kury w coś bardziej prymitywnego oraz uzyskując trójpazurzaste palce i nieco zębów. Projekt to pokłosie rozmowy Larssona ze światowej sławy amerykańskim paleontologiem Jackiem Hornerem, który był technicznym doradcą przy realizacji Parków Jurajskich. Panowie zastanawiali się nad tym, jak najlepiej zobrazować ewolucję. Zgodzili się, że zmiana rozwoju kurzego embrionu mogłaby być doskonałym i bardzo przemawiającym do wyobraźni przykładem. Najpierw trzeba jednak dokładnie poznać rozwój zwierzęcia – jakie geny się włączają i wyłączają oraz jak komórki wędrują wewnątrz płodu. Studium będzie się koncentrować na kurzych jajach, ponieważ ptaki są bezpośrednimi potomkami dinozaurów. Na razie eksperyment nie spotkał się z zarzutami natury etycznej, ponieważ dotąd z jaj nie wylęgło się żadne stworzenie. Program jest finansowany m.in. przez National Geographic i Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada. W swojej najnowszej książce Jak zbudować dinozaura Horner wspomina o pomyśle Larssona i o jego zamiarze uzyskania kurczakozaura. Wg niego, będzie on nieduży, ale większy od zwykłej kury. Prorokuje, że ostatecznie naukowcy stworzą prehistoryczne zwierzęta gabarytów emu. Larsson przekonuje, że wszystko, co robimy z kurami, ma też bezpośrednie odniesienie do ludzkiego rozwoju. Trzydziestoośmioletni Kanadyjczyk studiuje ewolucję ptaków już od dekady. Na razie jego projekt znajduje się w powijakach, więc na efekty przyjdzie jeszcze poczekać.

Aby zbadać w laboratorium niektóre procesy zachodzące w organizmie, konieczna jest hodowla komórek z zachowaniem trójwymiarowej struktury tkanki. Problem w tym, że dotychczas było to bardzo skomplikowane i trudne przedsięwzięcie. Okazuje się jednak, że odczynnik pozwalający na rozwiązanie tego problemu jest genialne w swej prostocie, a do tego... znajduje się w niemal każdej kuchni. Hodowle tkankowe dają niezwykłą możliwość symulowania zjawisk zachodzących w żywym organizmie. Niestety mają one też swoje ograniczenia, bowiem niektóre struktury, jak np. kanaliki wydzielnicze gruczołów, można wytworzyć wyłącznie z zastosowaniem bardzo drogich odczynników. Na szczęście badacze z Baylor College of Medicine odkryli bardzo prosty sposób na pokonanie tej niedogodności. Jest nim zastosowanie... białka kurzych jaj. Jak tłumaczy jedna z autorek odkrycia, dr Steffi Oesterreich, to ważne, ponieważ architektura komórki jest inna w dwóch wymiarach, niż w trzech. Zrozumienie, w jaki sposób komórki się komunikują i w jaki sposób działają białka wymaga trzech wymiarów. Badaczka podkreśla, że jest to istotne np. z punktu widzenia badań nad różnymi rodzajami raka, który bardzo często wywodzi się właśnie z nabłonka gruczołowego. Dokładne odwzorowanie jego struktury przestrzennej zwiększa wiarygodność badań: jeśli umieścisz komórki [nowotworowe - red.] w przygotowanym roztworze białka jaja, formują one strukturę podobną do kanalika. W formie dwuwymiarowej nie mogą tego kanalika uformować. Realistyczne odwzorowanie utkania tkanki jest istotne także dla badań nad sygnalizacją międzykomórkową. Nawet laik domyśli się, że w "płaskiej" hodowli każda komórka ma kontakt ze znacznie mniejszą liczbą "sąsiadów", niż w przypadku ich rozmieszczenia w przestrzeni, co może mieć wpływ na uzyskane wyniki. Opracowanie skutecznej i, co nie jest bez znaczenia, taniej metody pozwalającej na odwzorowanie architektury tkanki umożliwi także prowadzenie lepszych badań nad tzw. mikrośrodowiskiem guza, czyli przestrzenią bezpośrednio otaczającą komórki nowotworowe, ułatwiającą jego rozwój bądź blokującą go. Jak więc nietrudno zauważyć, odkrycie otwiera przed naukowcami zupełnie nowe, ekscytujące możliwości. Pomysł na wykorzystanie białka jaja kurzego powstał dzięki pilnej obserwacji procesów spotykanych w naturze i błyskotliwemu umysłowi odkrywcy. Jak tłumaczy asystentka dr Oesterreich, dr Benny A. Kaipparettu, od stuleci wiedzieliśmy, że mały kurczak rośnie w trzech wymiarach, pod skorupką jaja i bez jakiegokolwiek wsparcia z zewnątrz. Teraz odkryliśmy, że Matka Natura ofiarowała nam wartościowe narzędzie przydatne w badaniach medycznych. Badaczka dostrzega jeszcze jedną istotną korzyść wynikającą z zastosowania z nowego "odczynnika": jest on przezroczysty, dzięki czemu analiza rosnącej tkanki jest niezwykle wygodna. Pomysłowe panie doktor zgłosiły swój pomysł do urzędu patentowego. O swoim osiągnięciu, które już teraz wzbudziło ogromne zainteresowanie świata nauki, informują w najnowszym numerze czasopisma BioTechniques.