Znajdź zawartość

Nowa krzywa globalnych temperatur wskazuje, że w fanerozoiku średnie temperatury na Ziemi zmieniały się bardziej niż przypuszczano. Naukowcy z University of Arizona i Smithsonian Institution przeprowadzili badania, w ramach których zrekonstruowali temperatury w ciągu ostatnich 485 milionów lat. To okres, w którym życie na naszej planecie zróżnicowało się, podbiło lądy i przetrwało liczne okresy wymierania. Fanerozoik rozpoczyna się eksplozją kambryjską sprzed około 540 milionów lat i trwa do dzisiaj. Naukowcy w swoich badaniach ograniczyli się do 485 milionów lat, ze względu na niedostateczną ilość starszych danych geologicznych. Trudno jest znaleźć tak stare skały, w których zachował się zapis o panujących temperaturach. Nie mamy ich zbyt wielu nawet dla 485 milionów lat temu. To ogranicza nasze cofanie się w czasie, mówi profesor Jessica Tierney z Arizony. Uczeni wykorzystali asymilację danych, w trakcie której połączyli zapis geologiczny z modelami klimatycznymi. Badania pozwoliły im lepiej zrozumieć, czego możemy spodziewać się w przyszłości. Jeśli badasz ostatnich kilka milionów lat, to nie znajdziesz niczego, co może być analogią dla zjawisk, jakich spodziewamy się w roku 2100 czy 2500. Trzeba cofnąć się znacznie dalej, gdy Ziemia była naprawdę gorąca. Tylko tak możemy zrozumieć zmiany, jakie mogą zajść w przyszłości, wyjaśnia Scott Wing, kurator zbiorów paleobotaniki w Smithsonian National Museum of Natural History. Nowa krzywa temperatury pokazuje, że w tym czasie średnie temperatury na Ziemi zmieniały się w zakresie od 11,1 do 36,1 stopnia Celsjusza, a okresy wzrostu temperatur były najczęściej skorelowane ze zwiększoną emisją dwutlenku węgla do atmosfery. To jasno pokazuje, że dwutlenek węgla jest głównym czynnikiem kontrolującym temperatury na Ziemi. Gdy jest go mało, temperatury są niskie, gdy jest go dużo, na Ziemi jest gorąco, dodaje Tierney. Badania pokazały też, że obecnie średnia temperatura jest niższa niż średnia dla większości fanerozoiku. Jednocześnie jednak antropogeniczne emisje CO2 powodują znacznie szybszy wzrost temperatury niż w jakimkolwiek momencie z ostatnich 485 milionów lat. To stwarza duże zagrożenie dla wielu gatunków roślin i zwierząt. Niektóre okresy szybkich zmian klimatycznych wiązały się z masowym wymieraniem. Badacze zauważają, że ocieplenie klimatu może być też niebezpieczne dla ludzi. Nasz gatunek doświadczył w swojej historii zmian średnich temperatur o około 5 stopni Celsjusza. To niewiele, jak na 25-stopniową zmianę w ciągu ostatnich 485 milionów lat. Wyewoluowaliśmy w chłodnym okresie, który nie jest typowy dla większości geologicznej historii. Zmieniamy klimat w sposób, który wykracza poza to, czego doświadczyliśmy. Planeta była i może być cieplejsza, ale ludzie i zwierzęta nie zaadaptują się do tak szybkich zmian, dodaje Tierney. Projekt zbadania temperatur w fanerozoiku rozpoczął się w 2018 roku, gdy pracownicy Smithsonian National Museum postanowili zaprezentować zwiedzającym krzywą temperatur z całego eonu. Badacze wykorzystali pięć różnych chemicznych wskaźników temperatury zachowanych w skamieniałym materiale organicznym. Na ich podstawie oszacowali temperaturę w 150 000 krótkich okresach czasu. Jednocześnie współpracujący z nimi naukowcy z University of Bristol – na podstawie rozkładu kontynentów i składu atmosfery – stworzyli ponad 850 symulacji temperatur w badanym czasie. Następnie autorzy badań połączyli oba zestawy danych, tworząc najbardziej precyzyjną krzywą temperatur dla ostatnich 485 milionów lat. Dodatkową korzyścią z badań jest stwierdzenie, że czułość klimatu – czyli przewidywana zmiana średniej temperatury na Ziemi przy dwukrotnej zmianie stężenia CO2 – jest stała. Dwutlenek węgla i temperatury są nie tylko blisko powiązane, ale są powiązane w ten sam sposób przez 485 milionów lat. Nie zauważyliśmy, by czułość klimatu zmieniała się w zależności od tego, czy jest zimno czy gorąco, dodaje Tierney. « powrót do artykułu

Po raz czwarty z rzędu światowe oceany pobiły rekordy ciepła. Kilkunastu naukowców z Chin, USA, Nowej Zelandii, Włoch opublikowało raport, z którego dowiadujemy się, że w 2022 roku światowe oceany – pod względem zawartego w nich ciepła – były najcieplejsze w historii i przekroczyły rekordowe maksimum z roku 2021. Poprzednie rekordy ciepła padały w 2021, 2020 i 2019 roku. Oceany pochłaniają nawet do 90% nadmiarowego ciepła zawartego w atmosferze, a jako że atmosfera jest coraz bardziej rozgrzana, coraz więcej ciepła trafia do oceanów. Lijing Cheng z Chińskiej Akademii Nauk, który stał na czele grupy badawczej, podkreślił, że od roku 1958, kiedy to zaczęto wykonywać wiarygodne pomiary temperatury oceanów, każda dekada była cieplejsza niż poprzednia, a ocieplenie przyspiesza. Od końca lat 80. tempo, w jakim do oceanów trafia dodatkowa energia, zwiększyło się nawet 4-krotnie. Z raportu dowiadujemy się, że niektóre obszary ocieplają się szybciej, niż pozostałe. Swoje własne rekordy pobiły Północny Pacyfik, Północny Atlantyk, Morze Śródziemne i Ocean Południowy. Co gorsza, naukowcy obserwują coraz większą stratyfikację oceanów, co oznacza, że wody ciepłe i zimne nie mieszają się tak łatwo, jak w przeszłości. Przez większą stratyfikację może pojawić się problem z transportem ciepła, tlenu i składników odżywczych w kolumnie wody, co zagraża ekosystemom morskim. Ponadto zamknięcie większej ilości ciepła w górnej części oceanów może dodatkowo ogrzać atmosferę. Kolejnym problemem jest wzrost poziomu wód oceanicznych. Jest on powodowany nie tylko topnieniem lodu, ale również zwiększaniem objętości wody wraz ze wzrostem jej temperatury. Ogrzewające się oceany przyczyniają się też do zmian wzorców pogodowych, napędzają cyklony i huragany. Musimy spodziewać się coraz bardziej gwałtownych zjawisk pogodowych i związanych z tym kosztów. Amerykańska Administracja Oceaniczna i Atmosferyczna prowadzi m.in. statystyki dotyczące gwałtownych zjawisk klimatycznych i pogodowych, z których każde przyniosło USA straty przekraczające miliard dolarów. Wyraźnie widać, że liczba takich zjawisk rośnie, a koszty są coraz większe. W latach 1980–1989 średnia liczba takich zjawisk to 3,1/rok, a straty to 20,5 miliarda USD/rok. Dla lat 1990–1999 było to już 5,5/rok, a straty wyniosły 31,4 miliarda USD rocznie. W ubiegłym roku zanotowano zaś 18 takich zjawisk, a straty sięgnęły 165 miliardów dolarów. « powrót do artykułu

Wyjście z łóżka w ciemny zimowy poranek jest dla wielu nie lada wyzwaniem. Nie ma jednak co robić sobie z tego powodu wyrzutów. Neurobiolodzy z Northwestern University odkryli właśnie mechanizm wskazujący, że zachowanie takie ma biologiczne podstawy. Naukowcy zauważyli otóż, że muszki owocówki posiadają rodzaj termometru, który przekazuje informacje o temperaturze z czułków zwierzęcia do bardziej rozwiniętych części mózgu. Wykazali też, że gdy jest ciemno i zimno sygnały te tłumią działanie neuronów odpowiedzialnych za przebudzenie się i aktywność, a tłumienie to jest najsilniejsze o poranku. To pomaga wyjaśnić dlaczego, zarówno w przypadku muszek owocówek jak i ludzi, tak trudno jest obudzić się w zimie. Badając zachowanie muszek możemy lepiej zrozumieć jak i dlaczego temperatury są tak ważne dla regulacji snu, mówi profesor Marco Gallio z Winberg College of Arts and Sciences. W artykule opublikowanym na łamach Current Biology autorzy badań jako pierwsi opisali receptory „absolutnego zimna” znajdujące się w czułkach muszki. Reagują one wyłącznie na temperatury poniżej strefy komfortu termicznego zwierzęcia, czyli poniżej 25 stopni Celsjusza. Po zidentyfikowaniu tych neuronów uczeni zbadali ich interakcję z mózgiem. Okazało się, że głównym odbiorcą przesyłanych przez nie informacji jest mała grupa neuronów mózgu, która jest częścią większego obszaru odpowiedzialnego za kontrolę rytmu aktywności i snu. Gdy obecne w czułkach receptory zimna zostają aktywowane, wówczas komórki w mózgu, które zwykle są aktywowane przez światło, pozostają uśpione. Odczuwanie temperatury to jeden z najważniejszych stymulantów. Podstawy jego działania, jakie znaleźliśmy u owocówki, mogą być identyczne u ludzi. Niezależnie bowiem od tego, czy mamy do czynienia z człowiekiem czy z muszką, narządy zmysłów mają do rozwiązania te same problemy i często jest to robione w ten sam sposób, dodaje Gallio. « powrót do artykułu

Rok 2019 był drugim najcieplejszym rokiem od czasu rozpoczęcia regularnych pomiarów w 1880 roku, a miniona dekada był najgorętszą od 140 lat. Dotychczas najcieplejszym rokiem w historii pomiarów był 2016, a ostatnich pięć lat było najgorętszymi, od kiedy ludzkość regularnie mierzy temperaturę na Ziemi. Jak poinformowali specjaliści z NASA, rok 2019 był o 0,98 stopnia Celsjusza cieplejszy niż średnia z lat 1951–1980. Od lat 80. XIX wieku średnie temperatury na Ziemi wzrosły o około 1,1 stopnia Celsjusza w porównaniu z epoką preindustrialną. Dla porównania, w czasach epoki lodowej temperatury były o około 5,5 stopnia Celsjusza niższe niż bezpośrednio przed rewolucją przemysłową. O ile więc w okresie 10 000 lat pomiędzy epoką lodową z rewolucją przemysłową średni temperatury na Ziemi zwiększyły się o 5,5 stopnia Celsjusza, to w ciagu ostatnich 140 lat wzrosły one o 1,1 stopień Celsjusza. Fakt, że zakończyła się najbardziej gorąca znana nam dekada potwierdzają niezależnie od siebie NASA, NOAA, Berkeley Earth, Met Office czy Copernicus Climate Change Service. Ranking pięciu najgorętszych lat w historii pomiarów wygląda następująco: 2016 (+0,94 stopnia Celsjusza względem okresu referencyjnego), 2019 (+0,93), 2015 (+0,90), 2017 (+0,84), 2018 (+0,77). Lata 2010–2019 były o 0,753 stopnia Celsjusza cieplejsze od średniej z okresu referencyjnego (1951-1980) i o 0,24 stopnia Celsjusza cieplejsze od dekady wcześniejszej. « powrót do artykułu

Przy wyższych temperaturach kobiety lepiej wypadają w zadaniach matematycznych i słownych. U mężczyzn jest dokładnie na odwrót (w ich przypadku zależność między temperaturą a osiągami jest jednak słabiej zaznaczona). Badanie sugeruje, że płeć jest ważnym czynnikiem nie tylko przy określaniu wpływu temperatury na komfort, ale i na produktywność czy osiągi poznawcze. Jest udokumentowane, że kobiety wolą w pomieszczeniach wyższe temperatury niż mężczyźni. Dotąd sądzono jednak, że to wyłącznie kwestia osobistych preferencji. Nasz zespół ustalił, że nie chodzi tylko o to, czy czujesz się dobrze, czy nie i że temperatura wpływa na osiągi w kluczowych dziedzinach: w matematyce, zadaniach słownych i we wkładanym wysiłku - opowiada prof. Tom Chang z Uniwersytetu Południowej Kalifornii. W eksperymencie wzięło udział 543 studentów z WZB Berlin Social Science Center. W ciągu sesji ustawiano różne zakresy temperaturowe (od ok. 16 do 33 stopni Celsjusza). Ochotnicy mieli wykonywać 3 typy zadań (zachętą do pracy była nagroda pieniężna): 1) matematyczne, polegające na dodaniu bez kalkulatora pięciu dwucyfrowych liczb, 2) słowne, przy którym z zestawu 10 liter należało utworzyć w zadanym czasie jak najwięcej słów i 3) test świadomego myślenia (ang. Cognitive Reflection Test, CRT). Naukowcy wykryli znaczącą zależność między temperaturą otoczenia i wynikami osiąganymi w zadaniach matematycznym i słownym. Ani u kobiet, ani u mężczyzn temperatura nie miała wpływu na wyniki testu CRT. Jedną z najbardziej zaskakujących rzeczy jest to, że nie uciekaliśmy się wcale do skrajnych temperatur. Nie chodzi o trzaskający mróz czy upał. Znaczące zróżnicowanie osiągów widać nawet przy temperaturach rzędu 60-75 stopni Fahrenheita [15,5-24 stopni Celsjusza], co jest w końcu stosunkowo normalnym zakresem wartości. Autorzy artykułu z pisma PLoS ONE podkreślają, że poprawa osiągów poznawczych kobiet w wyższych temperaturach wydaje się napędzana głównie wzrostem liczby podawanych odpowiedzi. Po części można to interpretować jako skutek wzrostu wkładanego wysiłku. U mężczyzn spadek osiągów poznawczych przejawiał się mniejszą liczbą zgłaszanych odpowiedzi. Wzrost osiągów kobiet jest większy (daje się też precyzyjniej oszacować) niż spadek osiągów u mężczyzn. Amerykańsko-niemiecki zespół podkreśla, że uzyskane wyniki rzucają nieco światła na nieustającą walkę o ustawienia termostatu w biurach. Wg naukowców, by zwiększyć produktywność w mieszanych płciowo zespołach, ustawienia temperatury powinny być wyższe niż przy obecnych standardach. « powrót do artykułu

W przyszłym miesiącu w Narodowym Muzeum Historii Naturalnej w Waszyngtonie zostanie otwarta wystawa na temat zmian klimatu Ziemi na przestrzeni setek milionów lat. Przygotowujący ją paleobotanik Scott Wing i paleontolog Brian Huber, chcieli zaprezentować też wykres temperatur powierzchni Ziemi w ciągu ostatnich 500 milionów lat. Zadanie okazało się niezwykle trudne do wykonania, a uzyskane wyniki zaskoczyły specjalistów. Okazało się, że w przeszłości na naszej planecie panowały znacznie bardziej ekstremalne warunki, niż sądziliśmy. Dość łatwo jest śledzić okresy zlodowaceń czy okresy wysokich temperatur, gdy palmy rosły w pobliżu biegunów. Jednak poza tym niewiele jest pewnych rzeczy. Szczególnie jeśli chodzi o paleozoik, erę która rozpoczęła się 542 miliony lat temu. Pierścienie drzew pozwalają na śledzenie temperatur na przestrzeni tysięcy lat, w rdzeniach lodowców zapisane są dane z około miliona lat. Dlatego prace nad odtworzeniem dawnego klimatu są niezwykle trudne. Specjaliści zajmujący się paleoklimatem wykorzystują różne metody pomiarowe, różne metody korekty błędów, korzystają z różnych materiałów. Jedni odtwarzają klimat sprzed milionów lat na podstawie skamieniałych liści, inni na podstawie wzrostu skamieniałych koralowców. Często uzyskują sprzeczne wyniki. Nie rozmawiamy ze sobą zbyt dużo, przyznaje paleoklimatolog Dana Royer z Wesleyan University. Huber i Wing postanowili to zmienić i powołali do życia luźną grupę naukową o nazwie Phantastic, której celem jest zebranie i zweryfikowanie różnych danych. Pomysł jej powołania spodobał się wielu naukowcom, przyznaje Dan Lunt z Uniwersytetu w Bristolu, który specjalizuje się w modelowaniu paleoklimatu. Dodatkową zachętą dla naukowców było przypuszczenie, że jeśli uda się dobrze określić klimat, jaki panował w przeszłości oraz nałożyć na to stężenie CO2 w atmosferze, będzie można udoskonalić współczesne modele klimatyczne i lepiej określić, jak dwutlenek węgla wpływa na klimat. Do szacunku dawnych temperatur można wykorzystywać izotopy tlenu uwięzione w skamieniałych muszlach na dnie oceanów. Jako, że molekuły wody zawierające lżejsze izotopy szybciej parują i zostają uwięzione w lodzie, stosunek ciężkich i lekkich izotopów w skamielinach wskazuje na globalną ilość lodu, z czego można zgrubnie wyliczać temperatury. Jednak tutaj pojawia się kolejny problem. W niewielu miejscach na świecie mamy do czynienia z dnem oceanicznym starszym niż 100 milionów lat. Ciągły ruch płyt tektonicznych bez przerwy „odnawia” dno oceanów. Geochemik Ethan Grossman z Texas A&M University bada morskie skamieniałości znajdowane na lądach. To głównie szczątki ramienionogów, z których najstarsze pochodzą sprzed 540 milionów lat. Większość z nich żyła w płytkich morzach, które formowały się wewnątrz dawnych superkontynentów. Żeby jednak używać ich do oceny temperatur, trzeba przyjąć założenie, że stosunek izotopów tlenu w morzach przed milionami lat był taki, jak we współczesnych oceanach. Problem ten znany jest specjalistom od dziesięcioleci. Jednak grupa Phantastic postanowiła podejść do niego w nowatorskich sposób. Wykorzystali nową technikę mierzącą zawartość dwóch lub więcej połączonych razem rzadkich izotopów. Za pomocą bardzo czułych spektrometrów mas analizowali skamieniałości pod kątem obecności w nich molekuł zawierających ciężki izotop tlenu powiązany z ciężkim izotopem węgla. Takie molekuły częściej występują w niskich temperaturach. Problem w tym, że jeśli skamieniałość była wystawiona na działanie wysokiej temperatury lub ciśnienia, to uzyskane wyniki będą mylące. Na szczęście naukowcy odkryli sposób na odróżnienie tych zmienionych skamieniałości. Udaliśmy się do miejsca, w którym mogliśmy przeprowadzić badania, stwierdzili naukowcy. Poszukiwaniami połączonych ciężkich izotopów zajęła się geobiolog Kristin Bergmann z MIT we współpracy z geochemikiem Gregorym Henkesem z Uniwersytetu Stanu Nowy Jork i innymi uczonymi. W czasie swoich badań dokonali odkrycia, które trudno określić inaczej, niż „szokujące”. Okazało się, że przed 450 milionami lat średnia temperatura wód oceanicznych wynosiła... 35–40 stopni Celsjusza. To o ponad 20 stopni więcej, niż obecnie. I w takich, wydawałoby się niekorzystnych, warunkach, życie w oceanach rozkwitało, a nawet różnicowało się. Dla biologów to coś, z czym nie potrafią sobie poradzić. Dla współczesnych organizmów są to ekstremalne temperatury, mówi Grossman. Pozostało jeszcze przełożyć uzyskane lokalne wyniki na dane dla całego globu. Jeden z członków grupy Phantastic wpadł na prosty pomysł: wystarczy sprawdzić, jak wyglądała wówczas pokrywa lodowa na Ziemi, by dowiedzieć się, pomiędzy temperaturami wód na równiku i w pobliżu biegunów istniała aż tak wielka różnica. Inni członkowie Phantastic wykorzystują zdobyte dane do lepszego skalibrowania modeli klimatycznych opisujących dawny klimat i testują modele przeprowadzając setki symulacji by sprawdzić, która z nich najlepiej zgadza się z danymi uzyskanymi z innych źródeł. Niestety, Wingowi i Hubnerowi skończył się czas i muszą otwierać wystawę. Dlatego zaprezentują na niej wykres temperatur w wersji beta. To połączenie różnego rodzaju obserwacji, różnego rodzaju modeli, różnego rodzaju procedur badawczych i różnych założeń, przyznaje Wing. Jednak grupa Phantastic nie kończy pracy, a wersja beta zostanie zastąpiona gotową wersją wykresu gdy tylko będzie możliwe jej stworzenie. Jednak, jak podkreślają uczeni, nawet wersja beta powinna otworzyć ludziom oczy. To pokazuje, jak łatwo Ziemia może wejść w okres wysokich temperatur. Bo już takie okresy się zdarzały, mówi Grossman. « powrót do artykułu

Florian Sevellec, naukowiec z francuskiego Narodowego Centrum Badań Naukowych (CNRS) zatrudniony na University of Southampton twierdzi, że lata 2018–2022 będą cieplejsze niż się to obecnie przewiduje. Wyniki jego badań opublikowano na łamach Nature Communications. Nowa metoda opracowana przez naukowców z CNRS, University of Southampton i Królewskiego Holenderskiego Instytutu Meteorologicznego nie wykorzystuje tradycyjnych technik symulowania pogody. Zamiast tego zastosowano w niej metody statystyczne, za pomocą których przebadano symulacje pogody z XX i XXI wieku, by znaleźć odpowiednie analogie dla obecnego klimatu i na tej podstawie spróbować przewidzieć klimat przyszły. Po testach uznano, że nowa metoda jest co najmniej tak wiarygodna jak dotychczas wykorzystywane modele. Przewiduje ona, że w latach 2018–2022 będziemy mieli do czynienia z niezwykle wysokimi temperaturami, wyższymi niż przewiduje się uwzględniając samo antropogeniczne globalne ocieplenie. Wyższe temperatury będą miały związek w dużej mierze z mniejszym prawdopodobieństwem występowania fal zimna. Z drugiej strony, szczególnie na powierzchni oceanów, mogą częściej pojawiać się fale gorąco, co może doprowadzić do większej liczby tropikalnych sztormów. Nowy algorytm jest bardzo wydajny. Po procesie nauczania, który trwa kilka minut, wyniki symulacji można uzyskać na laptopie w ciągu setnych części sekundy. Tradycyjne metody symulacji wymagają około tygodnia obliczeń na superkomputerze. Obecnie metoda pozwala na obliczenie tylko ogólnej średniej. Jej twórcy pracują nad możliwością wykorzystania jej do przewidywań na skalę mniejszą niż globalną oraz do symulowania opadów i susz, a nie tylko temperatur. « powrót do artykułu

Im wyższa temperatura ciała, tym szybciej organizm przystępuje do walki z infekcjami, ranami czy guzami nowotworowymi, wykazali matematycy i biolodzy z Uniwersytetów w Warwick i Manchesterze. Naukowcy dowiedli, że niewielki wzrost temperatury ciała, taki jak ma to miejsce podczas gorączki, przyspiesza zegar komórkowy, który kontroluje reakcję organizmu na infekcję. Okazało się, że to zapalenie objawiające się gorączką aktywują proteiny NF-κB (Nuclear Factor kappa B) i w ten sposób dochodzi do uruchomienia specyficznego zegara komórkowego. NF-κB opuszczają jądro komórkowe i ponownie doń wchodzą, co powoduje włączanie i wyłączania odpowiednich genów. To zaś pozwala komórce reagować na  pojawienie się infekcji, rany czy guza. Gdy NF-κB przemieszcza się w sposób niekontrolowany pojawiają się choroby zapalne, takie jak choroba Leśniewskiego-Crohna, łuszczyca czy reumatoidalne zapalenie stawów. Biolodzy zauważyli też, że gdy temperatura ciała spada do 34 stopni cykl NF-κB ulega spowolnieniu, gdy zaś przekracza 37 stopni dochodzi do jego przyspieszenia. Matematycy obliczyli, w jaki sposób wzrost temperatury prowadzi do przyspieszenia cyklu. Najpierw założyli, że proteina A20, która pozwala uniknąć chorób zapalnych, musi być podstawowym elementem całego cyklu. Gdy modelu matematycznym usunięto A20 z komórek, okazało się, że zegar NF-κB przestał reagować na wzrost temperatury. Matematyk profesor David Rand z Instytutu Biologii Systemów i Epidemiologii Chorób Zakaźnych wyjaśnia, że w czasie normalnego funkcjonowania nasz zegar biologiczny kontroluje zmiany temperatury, które w ciągu doby sięgają 1,5 stopnia Celsjusza. Niższa temperatura ciała w czasie snu może być wspaniałym wyjaśnieniem takich zjawisk jak kłopoty z przystosowaniem się do pracy zmianowej, zespołu nagłej zmiany strefy czasowej czy problemów ze snem. W tym czasie bowiem pojawia się w organizmie więcej procesów zapalnych. Jak zauwazył matematyk Dan Woodcock, najnowsza praca to wspaniały przykład tego, jak matematyczne modelowanie komórek może pomóc w zrozumieniu biologii. Zmiany temperatury nie miały wpływu na aktywność wielu genów kontrolowanych przez NF-κB, jednak wpływały na kluczowe geny, które wykazywały różne zachowania w różnych temperaturach. Wśród genów wrażliwych na zmiany temperatury były te odpowiedzialne za regulowanie procesów zapalnych i kontrolowanie komunikacji międzykomórkowej. Powyższe badania sugerują, że leki, które brałyby na cel proteinę A20 pozwoliłyby na manipulowanie reakcją organizmu na stany zapalne. Mogą też wyjaśniać, jak temperatura otoczenia i naszego własnego organizmu wpływają na nasze zdrowie. Od pewnego czasu wiemy, że epidemie grypy czy gorączek są zwykle poważniejsze w chłodniejszych porach roku. Wiemy też, że myszy żyjące w wyższych temperaturach rzadziej chorują na nowotwory i zapalenia. Być może te różnice da się wyjaśnić reakcją układu odpornościowego na różną temperaturę otoczenia, mówi profesor Mike White, biolog z University of Manchester. « powrót do artykułu

Naukowcy z Kraju Kwitnącej Wiśni zmierzyli aktywność mózgu pszczół japońskich (Apis cerana japonica), które walcząc z zagrażającą gniazdu japońską odmianą szerszenia azjatyckiego (Vespa mandarinia japonica), tworzą wokół wroga żywą kulę. Najeźdźca ulega przegrzaniu, a w końcu dusi się. Zaobserwowano zwiększoną aktywność parzystej struktury mózgu owadów, ciał grzybkowatych (corpora pedunculata), a głównie pewnego podtypu neuronów - klasy II komórek Kenyona. Wskazano też na rolę obszaru między częścią grzbietową mózgu a płatami wzrokowymi. Prof. Takeo Kubo z Uniwersytetu Tokijskiego prowokował pszczoły do utworzenia kuli, ustawiając w pobliżu wejścia do ula szerszenia przyczepionego do drutu. Gdy obrończynie zaczęły dusić domniemanego wroga, naukowcy wyjęli kilka z nich z kuli i zmierzyli poziom markera aktywności neuronalnej Acks w różnych częściach mózgu. Odkryliśmy, że w laboratorium podobny wzorzec ekspresji Acks można wywołać przez wystawienie pszczół japońskich na wysoką temperaturę (46°C). Na tej podstawie Japończycy stwierdzili, że ciała grzybkowate odgrywają ważną rolę w przetwarzaniu danych o temperaturze. Prawdopodobnie corpora pedunculata pozwalają precyzyjnie kontrolować temperaturę w kuli i utrzymywać ją na poziomie 46°C, póki szerszeń nie zginie. Kubo sądzi, że ciała grzybkowate "modulują drgania mięśni służących do latania". Pszczoły muszą dbać o stałość temperatury, bo poniżej 46 stopni wróg nie zginie i cały wysiłek pójdzie na marne, a powyżej zginie nie tylko on, ale i robotnice.

Podczas polowania palczak madagaskarski, zwany też aj-ajem, rozgrzewa swój zakończony hakowatym pazurem długi środkowy palec. Palec ten służy zwierzęciu do opukiwania pni drzew, głównie bambusów, i wydłubywania owadów oraz larw. Zdjęcia termograficzne ujawniły, że normalnie dziwny palec aj-aja jest chłodniejszy od pozostałych, ale podczas żerowania jego temperatura rośnie nawet o 6 stopni Celsjusza. Naukowcy z Darmouth University, studentka Gillian Moritz i nadzorujący jej prace dr Nathaniel Dominy, uważają, że utrzymując niższą temperaturę cienkiego palca, aj-aj oszczędza energię. To uderzające, o ile chłodniejszy był 3. palec, gdy zwierzę go nie używało i jak szybko ogrzewał się, gdy aj-aj aktywnie poszukiwał pokarmu. Sądzimy, że stosunkowo niskie temperatury nieużywanego palca są związane z jego budową. [Jest długi i cienki], co skutkuje dość wysokim stosunkiem powierzchni do objętości, a to utrudnia utrzymanie ciepła - opowiada Moritz. By palec nadawał się do wykonywania swoich zadań i był wrażliwy na drgania, w jego skórze musi się znajdować wiele mechanoreceptorów. Ze względu na zaangażowanie "specjalistycznej aparatury", posługiwanie się środkowym palcem musi być kosztowne z energetycznego punktu widzenia, a przy niższych temperaturach otoczenia, przez gęsto rozmieszczone receptory ucieka sporo ciepła. Moritz podaje 2 wyjaśnienia, w jaki sposób palczak madagaskarski reguluje ciepłotę palca. Pierwsza teoria bazuje na rozszerzaniu i kurczeniu naczyń, które dostarczają do niego krew. Druga hipoteza, również związana z naczyniami, jest taka, że chroniąc wyjątkowo długi palec przed uszkodzeniami, podczas poruszania się i w okresach nieaktywności aj-aj wygina go mocno do tyłu. Prowadzi to do zaciśnięcia tętnicy, a ponieważ dopływa mniej krwi, temperatura palca spada. W ramach studium Amerykanie obserwowali podczas różnych czynności 8 palczaków madagaskarskich. Okazało się, że gdy staw śródręczno-paliczkowy rozciągał się wskutek odginania nieużywanego "przyrządu", temperatura wydłużonego palca była, w porównaniu do innych palców, niższa o ok. 2,3 st. Celsjusza. Kiedy staw zginał się podczas opukiwania, ogrzewał się średnio o 2 stopnie. Podczas gdy temperatura innych palców pozostawała niezmienna, ciepłota wyspecjalizowanego palca zmieniała się czasem nawet o 6 stopni.

Badając Bassiana duperreyi, górskie scynki z Australii i Tasmanii, naukowcy już wcześniej zauważyli, że rosną większe, jeśli jaja są inkubowane w wyższej temperaturze. Teraz wykazali, że są one pojętniejszymi uczniami, co może zwiększyć ich szanse na przeżycie przy ociepleniu klimatu. Zespół Joshuy Amiela z Uniwersytetu w Sydney inkubował dziewięć jaj w chłodnych warunkach (od 8,5 do 23,5°C) oraz 12 w warunkach ciepłych - od 14,5 do 29,5°C. Po wykluciu scynki umieszczono w przezroczystym plastikowym kontenerze z dwiema kryjówkami. Jedna była zablokowana płytką z pleksiglasu, a druga nie. Dotykając pędzelkami ogonów podopiecznych, Australijczycy podszywali się pod drapieżniki. Co ważne, wyjścia znajdowały się cały czas w tych samych miejscach. Zadbano też o to, by przed pierwszą próbą jaszczurki spędziły w pudełku 24 godziny, zapoznając się w spokoju z otoczeniem. Okazało się, że po 16 próbach (po 4 w 4 kolejnych dniach) pięć z inkubowanych w niskich temperaturach scynków nadal próbowało wyjść przez płytkę z pleksiglasu. W grupie inkubowanej w wyższych temperaturach zdarzyło się to tylko jednemu osobnikowi. Test uznawano za zdany, jeśli scynk znalazł i ukrył się w otwartej niszy w ciągu 30 sekund. Tuż po wylęgu gady muszą troszczyć się o siebie, lokalizować pożywienie i unikać drapieżników. Im zwierzę jest lepsze w zapamiętywaniu położenia zasobów i kryjówek, tym bardziej zmniejsza się jego ekspozycja na drapieżniki [...] . Poza tym, gdy scynk spotka wroga, to im szybciej znajdzie odpowiednie schronienie, tym większe ma szanse na przeżycie takiego zdarzenia. Istnieją pewne dowody, że temperatura może wpłynąć na zdolności uczenia się pszczół miodnych, jednak zgodnie z naszą wiedzą, dotąd nikt nie testował oddziaływania temperatury inkubacji na umiejętność uczenia się innych jaszczurek - chwali się Amiel. Aby sprawdzić, czy scynki naprawdę uczą się, gdzie znajduje się otwarta kryjówka, herpetolodzy wyliczyli wskaźnik uczenia. Od sumy udanych ucieczek w 8 ostatnich podejściach odejmowano udane ucieczki z 8 pierwszych prób. Jeśli uzyskiwano liczbę dodatnią, oznaczało to, że metodą prób i błędów zwierzę nauczyło się, gdzie należy uciekać, by znaleźć się poza zasięgiem pędzla. Okazało się, że scynki z jaj inkubowanych w wyższej temperaturze uzyskiwały dodatni wskaźnik, podczas gdy jaszczurki z chłodnych gniazd nie (nawet gdy brano poprawkę na wiek, płeć i prędkość biegu). Komentatorzy ustaleń Amiela podkreślają, że temperatura może pośredniczyć w przebiegu różnych procesów, np. regulując poziom hormonów, nic więc dziwnego, że jest w stanie wpłynąć zarówno na rozwój, jak i działanie mózgu. Australijczycy chcą sprawdzić, czy scynki inkubowane w niższych temperaturach mogą behawioralnie skompensować wolniejszy rozwój płodowy, więcej jedząc lub utrzymując wyższą temperaturę ciała, czyli np. dłużej wygrzewając się na słońcu w ciągu dnia.

Poza niedźwiedziami duże ssaki Europy Środkowej pozostają aktywne przez cały rok. W jaki sposób np. jelenie są w stanie przetrwać na zapasach tłuszczu? Obniżają tętno i temperaturę w kończynach. Jak widać, przechłodzone stopy nie zawsze są czymś niepożądanym... Christopher Turbill i zespół z Uniwersytetu Weterynaryjnego w Wiedniu umieścili w żwaczach 15 samic jelenia specjalne nadajniki. Dzięki temu mogli przez 18 miesięcy, w tym 2 zimy, monitorować nie tylko tętno, ale i temperaturę żołądka. Zwierzęta żyły w prawie naturalnych warunkach, ale ściśle kontrolowano spożywane przez nie pokarmy, m.in. ilość i zawartość białka. Poza tym Austriacy śledzili temperaturę otoczenia i wykorzystywali dobrodziejstwa modelowania statystycznego, by oddzielić wpływ różnych czynników, np. połykania śniegu, na metabolizm. Okazało się, że tętno jeleni spadało w zimie bez względu na to, ile pokarmu spożywały. Liczba uderzeń serca obniżała się stopniowo z 65-70 w maju do ok. 40 zimą, nawet jeśli zwierzętom dostarczano dużo wysokobiałkowej paszy. Tętno jest dobrym wskaźnikiem metabolizmu, a więc jego spadek pokrywał się idealnie z okresem, kiedy zwykle pożywienia brakuje - mimo że nasze zwierzęta zawsze mają co jeść. To pokazuje, że jelenie są w jakiś sposób zaprogramowane na zachowywanie rezerw w czasie zimy. Znaczny wzrost tętna na wiosnę w okresie rozrodu nie był związany ze zmianą w dostępności pokarmu, dlatego należy go uznać za kolejny element wrodzonego programu. Tak jak naukowcy przewidywali, obniżenie zimą racji żywnościowych jeleni prowadziło do jeszcze większego obniżenia tętna. Co ciekawe, podobny efekt odnotowano również latem. Sugeruje to, że wywołuje go nie tylko spadek natężenia trawienia. Jelenie muszą aktywnie ograniczać metabolizm w odpowiedzi zarówno na zimę, jak i niedobory pożywienia w innych porach roku. Austriacy ustalili, że spadkowi tętna towarzyszyło obniżenie temperatury żołądka. Oznacza to, że jelenie dostosowują wydatkowanie energii, regulując produkcję wewnętrznego ciepła. Ponieważ okazało się, że stosunkowo nieduże zmiany w temperaturze żołądka wpływały na metabolizm silniej niż można by się spodziewać, należało przypuszczać, że istnieje jakiś dodatkowy mechanizm oszczędzania energii. W ramach wcześniejszych badań zademonstrowano, że jelenie potrafią skutecznie obniżać temperaturę kończyn i innych wystających części ciała, odpowiedzi na pytanie od dodatkowy mechanizm chłodzący trzeba zatem poszukiwać właśnie tutaj. W tym kontekście nieznaczny spadek temperatury żołądka stanowi zaledwie zmianę towarzyszącą. Jeden z członków zespołu, Walter Arnold, sądzi, że duże zwierzęta wykorzystują do chłodzenia swoje gabaryty. Umożliwiają im drastyczne ograniczenie metabolizmu bez konieczności dużego zmniejszania temperatury wewnętrznej. Wystarczy chłodzenie peryferyjne.

Co robią zmiennocieplne komary, by nie przegrzać się w wyniku spożycia dużych ilości gorącej krwi gatunków stałocieplnych? Ronią kilka kropli cennej cieczy. Nie tylko żywią się więc krwią, ale i urządzają sobie krwawe orzeźwiające kąpiele. Podczas żerowania na ciepłokrwistym gospodarzu, np. człowieku, komary połykają w krótkim czasie duże ilości gorącej krwi. Zamierzaliśmy ustalić, do jakiego stopnia owady narażają się na ryzyko przegrzania - opowiada Claudio Lazzari z Université François Rabelais. I czemu pozbywają się świeżej krwi, która jest cennym i niebezpiecznym w pozyskiwaniu pokarmem. Intuicyjnie naukowcy z Tours zakładali, że chodzi o chłodzenie, ponieważ choć ciepłota ciała owadów zależy od temperatury otoczenia, to np. pszczoły i mszyce potrafią ją kontrolować za pomocą kropli nektaru czy soku roślin. Lazzari i Chloé Lahondère posłużyli się termowizorem. Dzięki temu mogli zaobserwować różnice w temperaturze części ciała komara w czasie żerowania. Okazało się, że temperatura głowy była niemal taka sama jak temperatura jedzonej krwi, jednak pozostałe części owada miały właściwie temperaturę otoczenia. Gdy komary pożywiały się wodą z cukrem, nie zaobserwowano ani różnic w temperaturze (heterotermii), ani chłodzenia wyparnego. Blokowanie lub opóźnianie sekrecji cieczy może mieć dwojakiego rodzaju wpływ na fizjologię komarów [autorzy raportu wspominają o równowadze wodnej i termicznej]. Pośrednio oddziałuje to na mikroorganizmy [zarodźce] przenoszone przez komary; chodzi o modyfikację środowiska termicznego, z jakim się stykają. Chronione są zatem owady oraz pasożyty (pierwotniaki) i symbionty. Francuzi podkreślają, że owady żywiące się krwią znajdują się w wyjątkowej sytuacji, bo przeżywają stres cieplny przy każdym posiłku. Podczas gdy inne owady tylko od czasu do czasu muszą się przenieść w chłodniejsze miejsce czy dostosować utratę wody. U pożywiających się krwią komarów krople cieczy pojawiają się i są utrzymywane w tylnej części odwłoka.

Potwierdziły się nasze wcześniejsze doniesienia o odkryciu najzimniejszej znanej gwiazdy. A raczej całej klasy gwiazd. Temperatura brązowych karłów Y jest bowiem podobna do temperatury... ludzkiego organizmu. Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) odnalazł w ostatnim czasie 100 brązowych karłów. Sześć z nich należy do nowo odkrytej klasy Y. Znajduje się wśród nich gwiazda WISE 1828+2650, której temperatura wynosi zaledwie 25 stopni Celsjusza. Dotychczas najchłodniejszą znaną gwiazdą był brązowy karzeł CFBDSIR 1458+10b o temperaturze 97 stopni Celsjusza. Znalezione przez WISE brązowe karły to bliscy sąsiedzi Słońca. Te klasy Y znajdują się w odległościach od 9 do 40 lat świetlnych od naszej gwiazdy.

Nowe studium, którego wyniki ukazały się w piśmie The American Naturalist, wyjaśniają, w jaki sposób ocieplenie klimatu może doprowadzić do zmniejszenia rozmiarów niemal wszystkich zwierząt zmiennocieplnych i zakłócenia sieci troficznych, tworzonych przez przeplatające się łańcuchy pokarmowe. Naukowcy już od jakiegoś czasu wiedzieli, że niemal wszystkie zwierzęta zmiennocieplne podlegają zasadzie temperatura-rozmiar, zgodnie z którą niższa temperatura oznacza wolniejszy wzrost i większe wymiary ostateczne (i na odwrót - wyższe temperatury wiążą się z mniejszymi ostatecznymi gabarytami ciała). Nie do końca jednak rozumiano, jak opisane zmiany zachodzą. Zespół doktora Andrew Hirsta z Queen Mary, University of London skupił się na wchodzących w skład morskiego planktonu widłonogach. Stanowią one ważny element sieci troficznej – zjadają mniejszych przedstawicieli planktonu, a same stanowią pokarm dla ryb, ptaków i ssaków. Brytyjczycy przeanalizowali łącznie ponad 40 lat badań nad wpływem temperatury na te zwierzęta. Okazało się, że tempo wzrostu (prędkość zwiększania masy ciała) i rozwoju (prędkość przechodzenia przez poszczególne etapy życia) są konsekwentnie rozdzielone u szeregu gatunków i tempo rozwoju jest wrażliwsze na temperaturę niż tempo wzrostu. Wykazaliśmy, że wzrost i rozwój nasilają się przy podwyższeniu temperatury w innym tempie. W rezultacie przedstawiciele danego gatunku rosną szybciej, ale dojrzewają jeszcze prędzej, przez co osiągają skromniejsze dorosłe gabaryty. Rozdzielenie obu temp [rozwoju i wzrostu] może mieć poważne konsekwencje dla losu poszczególnych gatunków i ekosystemów – uważa Hirst. Odkrycia zespołu z Queen Mary, University of London sugerują, że tempa podstawowe dla wszystkich organizmów (śmiertelność, rozmnażanie i odżywianie) mogą się także zmieniać niejednakowo w warunkach ocieplenia klimatu.

Ocieplenie klimatu zagraża żółwiom, wpływając na ich rozmnażanie. Można jednak mówić, że pojawiło się światełko w tunelu, bo okazuje się, że jaja części żółwi zielonych (Chelonia mydas) są naturalnie gorącoodporne. Badacze z Uniwersytetów w Exeter i Groningen badali żółwie zielone składające jaja na Wyspie Wniebowstąpienia, która wchodzi w skład kolonii brytyjskiej Święta Helena i znajduje się na Oceanie Atlantyckim, ok. 1600 km od wybrzeży Afryki. Odkryli, że jaja składane przez żółwice na naturalnie gorących plażach wytrzymują wysokie temperatury lepiej od jaj składanych na chłodnej plaży kilka kilometrów dalej. Na gorętszej plaży znajduje się ciemny piasek, podczas gdy na plaży chłodniejszej o 2-3 stopnie Celsjusza leży piasek biały. By złożyć jaja, samice Ch. mydas płyną od wybrzeży Ameryki Południowej do Wyspy Wniebowstąpienia. Większość samic wybiera do tego plaże, na których same wykluły się z jaj, dlatego populacje mogą się przystosowywać do specyficznych warunków środowiskowych. Akademicy umieścili jaja złożone na każdej z plaż w dwóch inkubatorach: ustawionym na temperaturę 32,5 i 29°C. Zauważyli, że jaja z cieplejszej plaży lepiej "radziły sobie" w wyższej temperaturze niż jaja z chłodniejszej plaży. […] Po raz pierwszy zademonstrowano przystosowanie do lokalnych warunków środowiskowych u żółwi morskich, co jest tym bardziej zadziwiające, że wzięte pod uwagę plaże dzieli zaledwie 6 km – podkreśla dr Jonathan Blount. Tolerujące ciepło populacje mogą być kluczowe, jeśli chodzi o umożliwienie gatunkom przystosowania się do ocieplającego się świata. Takie adaptacje rozwijały się zapewne w ciągu życia wielu pokoleń, dopiero więc zobaczymy, czy ewolucja żółwi dotrzyma kroku przewidywanej przez naukowców szybkiej zmianie klimatu. Na pewno jednak okresowe przemieszczanie się żółwi przystosowanych do gorąca do innych lęgowisk może pomóc w rozpowszechnieniu ich korzystnych genów – podsumowuje główny autor badań, doktorant Sam Weber. http://www.youtube.com/watch?v=nIfYZ5xdBYs

Zapadając w torpor (stan kontrolowanego obniżenia temperatury przez zwierzęta stałocieplne), chomiki dżungarskie wydłużają sobie telomery, czyli ochronne sekwencje z nukleotydów, które zabezpieczają przed skracaniem chromosomów po ich podwojeniu w czasie podziału komórki. Chomiki dżungarskie są szare, a ich grzbiet przecina ciemna pręga. Gdy dni ulegają skróceniu, futro staje się białe, zwierzę traci na wadze i jego narządy rozrodcze się kurczą. Gryzonie te zapadają w torpor, a nie w hibernację, gdyż temperatura ich ciała spada na mniej niż dobę. Im dłużej trwa zima, tym częściej chomiki wprowadzają się w stan odrętwienia. Christopher Turbill z Uniwersytetu Medycyny Weterynaryjnej w Wiedniu prowadził eksperymenty na 25 chomikach dżungarskich. Przez 180 dni wystawiał je na oddziaływanie światła dziennego tylko przez 8 godzin na dobę. Część zwierząt trzymano w temperaturze 20°C, a część w 9. Jako że skrócenie okresu dostępu do światła sugerowało rozpoczęcie zimy, zwierzęta zaczęły chudnąć i zapadały w torpor. Chomiki z grupy hodowanej w niższej temperaturze robiły to częściej, "spały" też głębiej. Austriacy stwierdzili, że zmiany relatywnej długości telomerów (ang. relative telomere length, RTL) najlepiej wyjaśnić częstością torporu, zwłaszcza gdy temperatura ciała jest niska. Jednym słowem – torpor wydłużał telomery, a największy wzrost długości następował u zapadających częściej w odrętwienie chomików z niższą temperaturą ciała. Zespół Turbilla podkreśla też, że na zmiany RTL wpływał spadek wagi. Można jednak przypuszczać, że jedno wiąże się z drugim: chłodniejsze gryzonie częściej zapadają w torpor, a przy okazji bardziej chudną, w obu przypadkach wydłużając sobie telomery. Na razie nie wiadomo, czy sprytny wybieg chomików zapewnia im dłuższe życie.

Jak zmierzyć temperaturę wewnątrz komórek, które są tak małe, że na główce szpilki zmieściłoby się ich aż 60 tysięcy? Zastosować nanotermometry w postaci kropek kwantowych. Haw Yang z Princeton University i Liwei Lin z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley opowiedzieli o swoich osiągnięciach na konferencji Amerykańskiego Towarzystwa Chemicznego. Zastosowaliśmy nanotermometry. Są to kropki kwantowe, czyli półprzewodnikowe kryształy wystarczająco małe, by dostać się do pojedynczej komórki, gdzie zmieniają barwę pod wpływem zmiany temperatury. Wykorzystaliśmy kropki kwantowe kadmu i selenu, które emitują odpowiadające temperaturze światło o różnym kolorze (fale o różnej długości). Dzięki naszym przyrządom odnotowujemy zmiany barw – wyjaśnia Yang. Naukowcy podkreślają, że o tym, co dzieje się we wnętrzu komórek, wiemy zadziwiająco mało. Tymczasem kiedy ktoś myśli o chemii, temperatura jest jednym z najważniejszych czynników fizycznych, które mogą się zmienić pod wpływem reakcji chemicznej. Panowie postanowili uzupełnić luki w wiedzy i zmierzyć temperaturę życia (i śmierci). Specjaliści od jakiegoś już czasu podejrzewali, że temperatura wewnątrz komórek jest zmienna. Powodów należy upatrywać choćby w przebiegających nieustannie reakcjach biochemicznych. W wyniku części z nich powstają energia i ciepło. Ponieważ niektóre komórki są bardziej aktywne od innych, niezużyta energia jest rozpraszana jako ciepło. Gorętsze bywają także pewne rejony komórek. Yang i Lin wskazują na okolice w pobliżu centrów energetycznych – mitochondriów. Amerykanie zorientowali się, że tak właśnie jest, wprowadzając kropki kwantowe do hodowanych w laboratorium mysich komórek. Między poszczególnymi częściami komórek odkryli różnice rzędu kilku stopni Fahrenheita: niektóre były chłodniejsze, a niektóre cieplejsze od reszty. Na razie pomiary dokonywane za pomocą nanotermometrów nie są na tyle dokładne, by podać konkretne wartości liczbowe. Yang tłumaczy, że zmiany temperatury komórek wpływają na cały organizm, np. na stan zdrowia. Wzrost temperatury wewnątrz komórki może przecież oddziaływać na funkcjonowanie DNA, a więc genów, a także różnego rodzaju białek. Przy zbyt wysokich temperaturach niektóre proteiny ulegają denaturacji. Biolog z Princeton University podejrzewa nawet, że komórki wykorzystują zmiany temperatury do komunikacji.

Pierwsze badanie dotyczące tego, co przez 1,5 godz. przed zjedzeniem dzieje się z drugim śniadaniem (a właściwie w jego wnętrzu), objęło ponad 700 należących do przedszkolaków pudełek z wiktuałami. Wykazało ono, że tylko 2% mięs, warzyw i nabiału przechowywano w bezpiecznym zakresie temperatur. Byliśmy w szoku, kiedy odkryliśmy, że ponad 90% psujących się produktów […] trzymano w niebezpiecznej temperaturze – opowiada doktorant Fawaz Almansour. Wyniki jego studium ukazały się właśnie w piśmie Pediatrics. Według Centrum Kontroli i Zapobiegania Chorobom, łatwo psujące się towary, które przez ponad 2 godziny znajdowały się w temperaturze 4-60 stopni Celsjusza, nie są już bezpieczne. Mimo że 45% opakowań z drugim śniadaniem zawierało lód, a ok. 12% kanapek schowano do lodówek i tak niemal wszystkie łatwo psujące się produkty "stały się podejrzane". Jak tłumaczy Almansour, nim nadeszła pora posiłku, bakterie powodujące zatrucia pokarmowe, np. pałeczki Salmonelli czy okrężnicy (E. coli), mogły się namnożyć. Doktorant przekonuje, że rodzice najlepiej zrobią, jeśli włożą do pudełka jak najwięcej lodu i poproszą dziecko, by po przyjściu do szkoły od razu schowało przekąskę do lodówki. W ramach studium Almansour zajął się drugimi śniadaniami przedszkolaków z 9 miejsc w Teksasie. Badano je w ciągu 3 losowych dni między 9.30 a 11. Spośród 705 tylko 11,8% trzymano w lodówce. Dziewięćdziesiąt jeden procent umieszczono w termoizolacyjnej plastikowej torbie na lunch, jednak te nie utrzymywały właściwej temperatury. Większość psujących się produktów przechowywano w temperaturze bliskiej pokojowej; średnia wynosiła 17,6 st. Celsjusza. Z 1361 psujących się produktów tylko 22 były bezpieczne (trzymano je w temperaturze poniżej 4 st. Celsjusza). Amerykanie zauważyli, że nawet włożenie lunchu do lodówki nie gwarantuje sukcesu. Ustalono bowiem, że choć 458 produktów umieszczono w chłodziarce w pojemniku, tylko 4 znalazły się w bezpiecznym zakresie temperatur. Naukowcy uważają, że działo się tak, gdyż przed włożeniem do lodówki jedzenie poleżało trochę na zewnątrz, a później w lodówce torba termoizolacyjna próbowała utrzymać wyższą temperaturę, jaka panowała na zewnątrz.

Naukowcy pracujący dla Marynarki Wojennej USA i Korpusu Marines znaleźli proste rozwiązanie problemu wykonywania pomiarów temperatury wód oceanicznych. Opracowali oni urządzenie, które można zanurzyć na zadaną głębokość, pozostaje tam całymi tygodniami, miesiącami albo latami i w oznaczonym czasie wynurza się - a wszystko bez konieczności używania przez nie energii elektrycznej. W tego typu urządzeniu nie można użyć baterii czy akumulatorów, gdyż są ciężkie i drogie oraz nie utrzymałyby wystarczającej ilości energii przez odpowiednio długi czas. Niemożliwe jest też wykorzystanie energii jądrowej w tak małym urządzeniu, a energia Słońca czy wiatru są z oczywistych względów niedostępne. Obecnie do pomiarów temperatury wód używa się najczęściej opuszczanych batytermografów (expendable bathytermograph - XBT), które spuszcza się na długich linach ze statków. Mierzy się w ten sposób temperaturę wody podczas gdy statek płynie, jeśli zaś liny się zużyją lub urwą, XBT opada na dno. Metoda taka jest niedoskonała, gdyż nie pozwala na pomiary przez dłuższy czas i wiąże się z utratą batytermografu. Amerykańscy naukowcy opracowali rodzaj boi, w której zamknięto bakterie produkujące wodór. Gaz powoli wypełnia komorę pławną tak, że w oznaczonym czasie boja wynurza się na powierzchnie. Dzięki prostej konstrukcji i starannemu projektowi można ją zanurzyć na dowolną głębokość i spowodować, by wynurzyła się w określonym czasie. Technologię nazwano Zero Power Ballast Control (ZPBC). Wynalazcy mówią, że w przyszłości takie boje można będzie wykorzystywać do zbierania wielu różnych informacji dotyczących oceanów, do badania widzialności w wodzie, głębokości penetracji światła laserowego, pomogą one w pracy nurkom i znajdą wiele innych zastosowań. Doktor Justin Biffinger z Naval Research Laboratory poinformował, że podczas eksperymentów boje wielokrotnie zanurzano i wynurzały się one w oznaczonym czasie, co dowodzi, że możliwe jest dobranie odpowiedniej ilości bakterii i odżywki do zaplanowanych zadań.

Zmiana klimatu ogranicza zakres występowania dziobaka. Martwi to Australijczyków, którzy uwielbiają tego ssaka z grupy stekowców. Prof. Jenny Davis, dr Ross Thompson i doktorantka Melissa Klamt z Monash University opublikowali artykuł na ten temat w piśmie Global Change Biology. Podczas badań posłużyli się danymi populacyjnymi, które sięgały końca XIX wieku i połączyli je z danymi klimatycznymi. Analiza ujawniła, że zakres występowania stekowca zmniejsza się bardziej w wyniku wyższych temperatur letnich niż zmniejszenia dostępności habitatów. Dziobak ma ograniczoną zdolność obniżania temperatury swojego ciała, dlatego gdy robi się gorąco, zaczyna mieć poważne kłopoty. W zwykłych warunkach brązowe futro pomaga mu utrzymać ciepło, jednak podczas upałów taka funkcja przestaje być przydatna, a staje się zgubna. Mało kto o tym wie, ale futro dziobaka jest gęstsze od futra niedźwiedzia polarnego. Składa się z 2 warstw - dłuższej zewnętrznej i wełnistego podszerstka. Dzięki temu nawet po całkowitym zanurzeniu ssak pozostaje suchy. Średnia temperatura ciała dziobaka wynosi 32 stopnie Celsjusza, nic więc dziwnego, że poza wodą zwierzę błyskawicznie się przegrzewa. Naukowcy z antypodów wykazali (to najgorszy z możliwych scenariuszy), że w ciągu najbliższych 60 lat powierzchnia habitatów zdatnych dla dziobaków zmniejszy się o ponad 30%. Dojdzie do tego przy założeniu, że utrzyma się trend polegający na ocieplaniu i osuszaniu klimatu południowego wschodu Australii. Ornithorhynchus anatinus zniknie wtedy całkowicie z kontynentu i spotkać go będzie można wyłącznie na Tasmanii oraz Wyspie Kangura oraz King Island. Na stekowce wpłynie też z pewnością oczyszczanie szlaków wodnych z roślinności czy budowanie zapór. Gdy klimat stanie się suchszy, ludzie będą pobierać więcej wody, co zwiększy podatność dziobaków na ataki drapieżników. Przy niskich stanach rzek znalezienie odpowiedniej ilości bezkręgowców także stanie się wyzwaniem, a waga pochłanianego pokarmu musi sięgać ok. 30% masy ciała dziobaka. Prof. Davis podkreśla, że pierwsze populacje zaczęły się wycofywać z pewnych rejonów już w latach 60. XX w., kiedy po raz pierwszy odnotowano trend zwiększania sie średniej temperatury Australii. Dziobaki są klasyfikowane jako gatunek powszechny, ale narażone na wyginięcie. Wyginęły już w Australii Południowej. Zespół obawia się, że gatunek ten podzieli losy diabła tasmańskiego, którego liczebność szybko się zmniejszyła.

Zmywarki czy ekspresy do kawy stały się z biegiem czasu standardowym wyposażeniem kuchni na całym świecie. Okazuje się jednak, że w zmywarkach, mimo, a może właśnie przez wysokie temperatury i dużą wilgoć, rozwijają się potencjalnie niebezpieczne dla zdrowia gatunki grzybów, w tym tzw. "czarne drożdże". Chińsko-holendersko-słoweński zespół, którego artykuł ukazał się w piśmie Fungal Biology, podkreśla, że urządzenia kuchenne to stworzona przez człowieka nisza ekologiczna dla oportunistycznych gatunków grzybów. Naukowcy pobrali 189 próbek z prywatnych domów ze 101 miast i społeczności. Sto dwie zebrano w Słowenii, 42 w innych europejskich krajach, 13 w Ameryce Północnej, 3 w Ameryce Południowej, 5 w Izraelu, 10 w RPA, 7 na Dalekim Wschodzie i 7 w Australii. Badanie objęło więc swym zasięgiem 6 kontynentów. Hodowlę przeprowadzano w temperaturze 37°C. Okazjonalnie izolowano gatunki należące do rodzajów Aspergillus, Candida, Magnusiomyces, Fusarium, Penicillium i Rhodotorula, natomiast stale i najczęściej wykrywano "czarne drożdże" (nazywane tak przez zawartość melaniny) Exophiala dermatitidis i Exophiala phaeomuriformis. Grzyby występowały w 62% uszczelek, w 56% przypadków były to Exophiala. Jak wyjaśniają akademicy, oba gatunki Exophiala wywołują u ludzi choroby układowe i często kolonizują płuca chorych z mukowiscydozą. Autorzy raportu podkreślają, że tolerują one wysokie temperatury, wysokie stężenia soli, agresywne detergenty, a także zasadowy i kwasowy odczyn (w zmywarce mamy do czynienia z odczynem alkalicznym).

Uzyskano kolejne dowody na poparcie teorii, że przyjmowanie mniejszej ilości kalorii przedłuża życie. Uczeni z Washington University School of Medicine informują na łamach pisma Aging, że osoby jedzące mniej mają niższą temperaturę ciała. Zgadza się to z wcześniejszymi obserwacjami poczynionymi na myszach i szczurach. Mniej jedzące zwierzęta miały niższą temperaturę i żyły znacząco dłużej od zwierząt karmionych zwykłą dietą. Naukowcy porównali temperaturę ciała 24 osób w wieku około 55 lat, które od co najmniej 6 lat przestrzegały niskokalorycznej diety, z temperaturą ciała 24 ich rówieśników żywiących się standardową dietą ludzi Zachodu. Pod uwagę wzięto też grupę 24 pięćdziesięciolatków, którzy trenowali biegi długodystansowe. Dzięki temu mogli stwierdzić czy szczupła budowa ciała - występująca u długodystansowców i osób na diecie - jest potrzebna do obniżenia temperatury czy też konieczne jest zmniejszenie ilości kalorii. Średnia optymalna temperatura wnętrza ciała u osób na diecie niskokalorycznej była o około 0,2 stopnia Celsjusza niższa. To różnica istotna statystycznie. Taką samą obserwowaliśmy u żyjących długo myszy, będących na diecie niskokalorycznej. Odkryliśmy też, że u biegaczy, którzy byli w tym samym wieku i mieli podobną budowę ciała, temperatura nie była obniżona - mówi główny autor badań, Luigi Fontana. Optymalna temperatura wnętrza to taka, przy której wszystkie organy pracują z maksymalną efektywnością. Uznaje się, że przeciętnie wynosi ona 37 stopni Celsjusza. Wiadomo, że obniżenie ilości kalorii jest korzystne zarówno dla drożdży, gryzoni jak i ludzi. U najprostszych organizmów dieta niskokaloryczna może przedłużyć życie nawet trzykrotnie. Dotychczas jednak nie stwierdzono, jaka jest optymalna redukcja ilości kalorii. Osoby, które brały udział w opisywanym powyżej badaniu spożywają co najmniej 25% mniej kalorii, niż wynosi średnia. Jednocześnie jednak wszystkie były członkami CR Society, organizacji osób, które nie tylko są na niskokalorycznej diecie, ale też zwracają szczególną uwagę na to, by dostarczać organizmowi wszystkich niezbędnych składników. Temperatura ciała u badanych była mierzona za pomocą kapsułki, którą połykano i co minutę zapisywano uzyskany wynik. Badania na gryzoniach sugerują jednak, że ważna jest nie tylko niższa temperatura ciała, ale również to, w jaki sposób została obniżona. U zwierząt, których temperaturę obniżono poprzez regularne kąpiele w zimnej wodzie, nie zaobserwowano wydłużenia się życia. Dlatego też doktor Fontana mówi: Nie sądzę, by otyły palacz spożywający alkohol mógł kiedykolwiek przedłużyć swoje życie za pomocą pastylki obniżającej temperaturę. Jednak nie wykluczam, że dobrze dobrana dieta niskokaloryczna, w połączeniu z umiarkowaną aktywnością fizyczną oraz pigułka zapewniając takie korzyści, jak przy bardzo restrykcyjnej diecie, przedłużą ludzkie życie.

Inżynierowie Dave Petrillo i Dave Jackson, byli sąsiedzi i koledzy z klasy, opracowali przypominające ziarenko kawy urządzenie ze stali nierdzewnej, które po wrzuceniu do małej czarnej lub innego napoju, najpierw go schładza, a potem nawet przez 5 godzin utrzymuje stałą temperaturę rzędu 60°C. Początkowo Coffee Joulies działa jak radiator. Absorbuje ciepło z otaczającej go cieczy, aż temperatura spadnie do wspomnianych wcześniej sześćdziesięciu stopni. W tym momencie tajemniczy składnik urządzenia ulega stopieniu i ciepło zaczyna być uwalniane do cieczy. Proces ogrzewania kończy się, gdy kończy się jego zestalanie. Amerykanie przez 8 miesięcy pracowali nad koncepcją swojego produktu. Po ukończeniu prototypu, powstała już pierwsza ręcznie wytwarzana partia Coffee Joulies. Co oczywiste, panowie nie zdradzają, co dokładnie znajduje się w stalowej powłoce. Wiadomo tylko, że to nietoksyczny materiał ulegający przemianie fazowej (w skrócie PCM - phase change material). W ziarenku wykorzystuje się taką samą stal jak w sztućcach, a skoro można mieszać łyżeczką gorący napój, można też wrzucić do kawy Coffee Joulies. Na razie nikt nie próbował udzielić odpowiedzi na pytanie, czy wynalazek Petrillo i Jacksona sprawdzi się również przy chłodzeniu napojów, zastępując kostki lodu, ale nie wydaje się to prawdopodobne. http://www.youtube.com/watch?v=JRpfYAaMRIE

Geolodzy z Baylor University i Wesleyan University wykazali, że nowa metoda, bazująca przy rekonstruowaniu klimatu z ostatnich 120 mln lat na różnych cechach związanych z wielkością i kształtem liści, jest dokładniejsza od obecnie stosowanych technik (New Phytologist). Paleobotanicy od dawna wykorzystują do rekonstruowania prehistorycznych klimatów modele oparte na rozmiarze i kształcie liści. Większość z tych modeli polega jednak na pojedynczej zmiennej bądź zmiennych niezwiązanych bezpośrednio z klimatem, co, oczywiście, ogranicza ich moc prognostyczną. Z tego powodu modele często zaniżają temperatury – tłumaczy dr Daniel Peppe z Baylor, specjalista ds. paleomagnetyzmu, paleobotaniki oraz paleoklimatologii. Geolodzy z Baylor University nawiązali współpracę z 26 naukowcami z całego świata. Zespół zebrał tysiące liści wielu gatunków roślin, pochodzących z 92 zróżnicowanych klimatycznie i botanicznie lokalizacji na wszystkich kontynentach poza Afryką i Antarktydą. Za pomocą metod statystycznych (wielokrotnej regresji liniowej) stworzono modele średniej temperatury rocznej i rocznych opadów. Po odniesieniu do morfologii liści współczesnych roślin, zastosowano je do dziewięciu dobrze zbadanych przykładów flory kopalnej. Okazało się, że w chłodnych klimatach liście mają zazwyczaj większe i bardziej liczne ząbki i są bardziej ponacinane. W wilgotnych klimatach liście są większe i mają mniej liczne, drobniejsze ząbki. Dodatkowo akademicy ustalili, że zależność między klimatem a rozmiarami i kształtem liści kształtują 3 czynniki: zrzucanie liści na zimę/bycie rośliną zimozieloną, lokalna dostępność wody i historia filogenetyczna. Fakt, że Amerykanie uwzględnili w modelach średnich rocznych temperatur i opadów wiele czynników, znacznie poprawił precyzję oszacowań. Oszacowania średniej rocznej temperatury (podobnie zresztą jak wilgotności) dla większości roślinnych okazów kopalnych z Ameryki Północnej okazały się np. wyższe, niż przewidywały wcześniej wykorzystywane techniki. Co więcej, wyliczenia te były lepiej dopasowane do niezależnych dowodów paleoklimatycznych. Nasze studium pokazuje, że uwzględnienie dodatkowych cech liści, które są funkcjonalnie powiązane z klimatem, udoskonala rekonstrukcje paleoklimatyczne. To pomoże nam lepiej odtworzyć przeszłe klimaty i ekosystemy, co z kolei pozwoli przewidzieć reakcje ekosystemów na zmianę klimatu w skali lokalnej, regionalnej i globalnej – podsumuje Peppe.