Znajdź zawartość

Szkliwo z zębów ryb dwudysznych i belony pospolitej (Belone belone) może ułatwić wyprodukowanie lżejszych i bardziej wydajnych paliwowo samochodów czy samolotów – twierdzi prof. John Barry, fizyk z Queensland University of Technology. Napędem dla mojej pracy jest potrzeba znalezienia nowych lepszych materiałów, ponieważ większości udoskonaleń z dziedziny materiałoznawstwa z ostatnich 60 lat nie uda się kontynuować bez wprowadzania ciągłych innowacji. Ograniczeniem są właściwości wykorzystywanych obecnie materiałów. Z powodu ciągłej potrzeby zwiększania osiągów docieramy do granic możliwości materiałów, a skutki tego zjawiska bywają katastrofalne – w tym miejscu warto przypomnieć choćby ostatnie awarie silników Airbusów 380. Barry ma na to radę – badanie przyrody i wykorzystywanie naturalnych rozwiązań. Zęby różnych zwierząt były przystosowywane lub konstruowane do różnych celów. Jak materiały inżynieryjne są tworami kompozytowymi o właściwościach o wiele lepszych od wielu istniejących syntetyków. Zaczęliśmy od dwudysznych, ponieważ są zwierzętami prehistorycznymi [wyewoluowały we wczesnym dewonie]. Z tego powodu sądziliśmy, że budowa ich zębów będzie sporo prostsza niż u współczesnych zwierząt, które podlegały wielu ewolucyjnym zmianom. Byliśmy zaskoczeni, gdy natrafiliśmy na skomplikowaną mikrostrukturę zęba. Badaliśmy także belony, które mają wyjątkowe odporne na zniszczenia zęby. Australijczycy tłumaczą, że w 95% ząb składa się z hydroksyapatytu, minerału zbudowanego z hydroksyfosforanu wapnia, który sam w sobie jest bardzo słaby, ale w organizmie żywym staje się twardy i wytrzymały. Zespół z QUT bada strukturę zęba na 3 poziomach. Najpierw akademicy przyglądają się kryształom zębiny (dentyny), które mogą mieć różne kształty, sposobom ich ułożenia w poszczególnych pęczkach pryzmatycznych szkliwa oraz temu, jak zorganizowana jest powierzchnia zęba, by ciąć, miażdżyć lub rozcierać pokarm. Badacz z antypodów podkreśla, że w przeszłości naukowcy próbowali już wykorzystywać materiały naśladujące przyrodę. W czasie II wojny światowej inżynierowie pracujący nad imitowaniem właściwości drewna stworzyli włókno szklane, zaś zamek błyskawiczny to technologiczna kopia przywierających do ubrania rzepów. Barry opowiada, że skopiowanie niektórych struktur zęba pozwoli na wyeliminowanie kompozytów włókien węglowych. Obecnie są one najlepszym z dostępnych rozwiązań, ale, niestety, pozostają bardzo mocne wzdłuż warstwy nanoszenia ziaren, a w poprzek są bardzo słabe, co ogranicza ich zastosowanie.

Dbasz o swoje zęby, a mimo to wypadają z nich wypełnienia? Winnym wcale nie musi być twój dentysta - wiele zależy także od twojego organizmu. Jak wynika z najnowszych badań, trwałość połączenia pomiędzy zębem i wypełnieniem zależy w dużym stopniu od enzymów z grupy metaloproteinaz. Odkrycia dokonali naukowcy z uniwersytetu w fińskim mieście Oulu, kierowani przez prof. Leo Tjäderhanego. Podczas swoich badań próbowali ustalić, dlaczego połączenia pomiędzy powierzchnią zębów i wypełnieniami dentystycznymi wytrzymują u niektórych pacjentów wiele lat, zaś u innych już po roku tracą 50% swojej wytrzymałości. Jak wykazały badania, cząsteczkami odpowiedzialnymi za niekorzystny proces są metaloproteinazy - grupa enzymów odpowiedzialnych za trawienie kolagenu oraz innych białek należących do przestrzeni międzykomórkowej. Ponieważ proteiny te wchodzą także w skład zębiny, czyli tkanki wchodzącej w bezpośredni kontakt z wypełnieniem, aktywność metaloproteinaz ma ogromny wpływ na to, jak długo będziemy się cieszyli zdrowym uśmiechem. Czy nadmierna produkcja metaloproteinaz skazuje nas na uzależnienie od częstych wizyt u stomatologa? Niekoniecznie. Zespół prof. Tjäderhanego wykazał, że stosowanie leków blokujących aktywność tej grupy białek skutecznie zwiększa żywotność połączenia pomiędzy plombą i powierzchnią zęba. Na szczęście dla pacjentów jeden z leków posiadających odpowiednie właściwości, chlorheksydyna (stosowana zwykle jako środek antyseptyczny), od dawna jest powszechnie stosowany w gabinetach dentystycznych. Można więc liczyć, że już niedługo będzie on dodawany do mieszanek, z których wykonuje się standardowe wypełnienia stomatologiczne.

Jeleń olbrzymi, zwany też łosiem irlandzkim, był jednym z największych jeleniowatych, jakie kiedykolwiek zamieszkiwały Ziemię. Do tej pory pozostawało tajemnicą, czemu nagle wyginął ok. 10600 lat temu. Analiza zębów wykazała, że Megaloceros giganteus nie przetrwał zmiany klimatu. Północna Europa stawała się coraz chłodniejsza i bardziej sucha, przez co zmniejszał się dostęp do pokarmu (Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology). Szczątki jelenia odkryto na początku XIX wieku. Przywołano wiele teorii nt. przyczyn wyginięcia ssaka: od biblijnego potopu po wytrzebienie przez człowieka. Dane archeologiczne sugerują jednak, że tym razem przedstawiciele naszego gatunku nie przyłożyli do tego ręki, ponieważ pierwsi osadnicy przybyli do Irlandii po zakończeniu ostatniej epoki lodowcowej, czyli już po śmierci większości jeleni. Nie ma też danych, które świadczyłyby o tym, że Megaloceros giganteus miał na Zielonej Wyspie jakichkolwiek naturalnych wrogów w postaci drapieżników. Dużą popularnością cieszyła się hipoteza, że wskutek doboru płciowego rogi jelenia olbrzymiego stały się zbyt duże. Dość powiedzieć, że ich rozpiętość sięgała nawet 3,6 m, a waga 40 kg. Samicom podobały się byki ze sporym porożem i to z nimi chętniej kopulowały. Wg zwolenników opisywanej teorii, ciężar noszony na głowie doprowadził do grzęźnięcia samców w gliniastej ziemi. Jak się to kończyło, nietrudno zgadnąć. Kendra Chritz, autorka najnowszego studium, która obecnie pisze doktorat na University of Utah, podkreśla, że takie wyjaśnienie nagłego wyginięcia doskonale wcześniej prosperującej populacji jeleni było zbyt dużym uproszczeniem. Stąd pomysł na zbadanie szkliwa zębów 7 skamielin samców jelenia olbrzymiego. Analizując stężenie izotopów węgla i tlenu, a także kostniwo pokrywające korzenie zębów, członkowie zespołu mogli określić porę roku, kiedy urodził się dany osobnik, jego dietę oraz ewentualne zmiany zwyczajów/zachowania w miarę upływu lat. Stosunek izotopów ujawnił, że ekosystem stawał się coraz bardziej suchy. Las przekształcił się w tundrę. Nastąpiło ogólne ograniczenie wegetacji. Jelenie rodziły się wiosną lub wczesnym latem, lecz w okresie wymierania gatunku średnie temperatury roczne spadły. Młodym jeleniom bardzo trudno było sobie poradzić ze wszystkimi zmianami związanymi z epoką lodowcową, podobnie zresztą jak z zaspokajaniem potrzeb energetycznych rosnących organizmów – zaznacza Chritz. Badanie kostniwa, które przyrasta każdego roku jak słoje drzewa, wykazało, że jelenie olbrzymie żyły od 6,5 do 14 lat Najwięcej szczątków Megaloceros giganteus znaleziono w Irlandii, lecz gatunek ten występował także w Azji Północnej i północnej Afryce. Choć na większości tych obszarów jeleń wyginął pod koniec ostatniej epoki lodowcowej, na Syberii znajdowano szczątki datowane na 7 tys. lat. Oznacza to, że zwierzęta ze stałego lądu znalazły sobie jakieś ostoje. Mogły migrować w poszukiwaniu lepszego środowiska. Jelenie z Irlandii wpadły w pułapkę wyspy i nie miały gdzie pójść.

Zespół Iriny Kerkis z Butantan Institute w São Paulo pracuje nad nową metodą leczenia męskiej niepłodności. Przyszły tata musi poświęcić jeden ząb, ale jeśli jest naprawdę zdeterminowany, nie stanowi to zapewne przeszkody. W ramach testów ludzkie komórki macierzyste pobrane z żywej części zęba, miazgi, wstrzyknięto myszom. Komórki migrowały do przewodów najądrza, gdzie zwykle dojrzewają plemniki i różnicowały się w komórki przypominające ludzką spermę. Zanim zostanie zastosowana w celach terapeutycznych, technikę należy jeszcze ulepszyć. Po pierwsze, część komórek ludzkich łączyła się z mysimi. Po drugie, komórki macierzyste pobrano z miazgi zębów mlecznych, nie wiadomo więc, czy pomysł sprawdzi się w przypadku dorosłego mężczyzny. Kerkis sądzi, że jej zespół złapał dobry trop, ale trzeba lepiej zrozumieć wchodzący w grę mechanizm. Dotychczasowe wyniki badań zostaną przedstawione na konferencji Europejskiego Stowarzyszenia Ludzkiej Reprodukcji i Embriologii w Barcelonie. Inni eksperci podchodzą nieufnie do metody Brazylijczyków. W normalnych warunkach plemniki dojrzewają w kilka tygodni, a zespół z São Paulo potrzebował na to zaledwie 9 dni. Robin Lovell-Badge z Narodowego Instytutu Badań Medycznych w Londynie zauważa też, że skoro podczas testów na myszach nie udawało się uzyskać dojrzałych plemników z komórek macierzystych plemników, nie widzi powodu, czemu miałoby się udać uzyskać lepsze rezultaty z komórkami macierzystymi miazgi.

Bob McNichol, 57-letni Irlandczyk, który w listopadzie 2005 roku stracił wzrok w wyniku wybuchu płynnego aluminium, odzyskał wzrok dzięki... zębowi syna. W pewnym momencie lekarze z Zielonej Wyspy powiedzieli mężczyźnie, że zrobili już wszystko, co tylko mogli. Wtedy McNichol usłyszał o operacji przeprowadzanej przez doktora Christophera Liu z Sussex Eye Hospital w Brighton: osteoodontokeratoplastyce (ang. Osteo-Odonto-Keratoprosthesis, OOKP). Jej pionierami byli w latach 60. ubiegłego wieku Włosi. Polega ona na tworzeniu oparcia dla sztucznej rogówki z własnych zębów pacjenta i otaczających kości. W przypadku Irlandczyka wykorzystano tkanki jego syna Roberta: korzeń zęba i fragment szczęki. Najpierw odtworzono prawy oczodół, potem umieszczono w nim kawałek zęba, a w wydrążonym otworze umocowano soczewkę. Pierwsza operacja trwała 10 godzin, druga już o połowę krócej. McNichol ma 65% szans na odzyskanie wzroku. Już teraz może wykonywać proste czynności i oglądać telewizję. W Sieci można zobaczyć zdjęcie pana McNichola po operacji.

Czy neandertalczyk był "domatorem", czy też lubił podróżować? Po zbadaniu zęba sprzed 40 tys. lat, znalezionego w 2002 roku na południu Peloponezu, okazało się, że jego właściciel przynajmniej część życia spędził poza obszarem, na którym umarł. Potwierdzałoby to tezę o zacięciu podróżniczym tego hominida (Journal of Archaeological Science). Kwestia mobilności neandertalczyka jest niezwykle kontrowersyjna – tłumaczy Katerina Harvati z Instytutu Antropologii Ewolucyjnej Maxa Plancka. Część ekspertów uważa, że poruszał się on na bardzo ograniczonym obszarze, a część, iż musiał być bardziej ruchliwy, zwłaszcza podczas polowań. Do tej pory dysponowano jedynie dowodami pośrednimi, tj. kamiennymi narzędziami. Nasze analizy po raz pierwszy dostarczyły dowodów pochodzących z samych skamieniałości neandertalczyka. Naukowcy analizowali zawartość izotopu strontu w szkliwie. Stront jest metalem naturalnie występującym w wodzie i pokarmach. Jego stężenie zmienia się w zależności od regionu. Eleni Panagopoulou twierdzi, że poziom strontu w zębie wskazuje, że neandertalczyk wzrastał co najmniej 20 km od miejsca na wybrzeżu, w którym go znaleziono. Wg niej, sieć osad była szersza i bardziej zorganizowana niż do tej pory przypuszczano. Nie wszyscy uznają jednak odkrycie za znaczące. Clive Finlayson, dyrektor Muzeum Gibraltarskiego i specjalista ds. neandertalczyków, podkreśla, że byłby zdziwiony, gdyby w ciągu życia, a nawet roku hominidy nie przemieszczały się na odległość co najmniej 20 km. Wygląda więc na to, że sprawa nadal nie została do końca wyjaśniona...

W paśmie górskim Atapuerca Sierra w hiszpańskiej prowincji Burgos odkopano ludzki ząb trzonowy, który może mieć ok. 1,2 mln lat. Jose Maria Bermudez de Castro, jeden z szefów ekipy archeologów, podkreśla, że to najstarsza zachowana tego typu skamielina z obszaru Europy Zachodniej. Teraz mamy anatomiczny dowód, że hominidy wytwarzały narzędzia już ponad milion lat temu – napisano w oświadczeniu Fundacji Atapuerca. Ponieważ jest to pojedyncza skamielina, nie można powiedzieć, do którego z przodków Homo sapiens należała. Pierwsze analizy pozwalają nam przypuszczać, że to Homo antecessor. Homo antecessor (człowiek odkrywca) jest przez swoich odkrywców uznawany za wspólnego przodka nowoczesnego Homo sapiens i człowieka heidelberskiego. Większość ekspertów uznaje jednak, że to jedna z form Homo sapiens archaicznego. W 1994 roku Eudald Carbonell odkrył szczątki Homo antecessor w jaskini Gran Dolina (Hiszpania). Ponieważ datowanie metodą paleomagnetyczną wskazało, że mają one ponad 780 tys. lat, antropolodzy zarzucili hipotezę, że hominidy skolonizowały Europę dopiero 500 tys. lat temu. Potwierdziły to kolejne znaleziska na terenie Hiszpanii. Archeolodzy natrafili na ząb na stanowisku Sima del Elefante, gdzie wcześniej odkopano skamieliny ssaków, w tym bizonów, jeleni i niedźwiedzi, a także ptaków oraz myszy. Bermudez de Castro opisuje ząb jako mocno zużyty. Uważa, że należał do kogoś w wieku 20-25 lat. W górach odkryto ludzkie pozostałości z bardzo różnych okresów: wczesnych hominidów, z epoki brązu i czasów współczesnych. Oprócz kości znaleziono także narzędzia.

U większości kręgowców mamy do czynienia z ciągłym odrostem zębów, co oznacza, że zniszczony ząb zostaje natychmiast zastąpiony nowym. Ssaki, w tym człowiek, mają tylko dwa "pokolenia" zębów: mleczne i stałe. Naukowcom z Instytutu Biotechnologii Uniwersytetu Helsińskiego i ich współpracownikom z Berlina oraz Kioto udało się wywołać zjawisko odrastania zębów u ssaków, a konkretnie u myszy. Rezultaty ich badań opisano na łamach magazynu Proceedings of the National Academy of Sciences. W mysich tkankach zaktywizowano drogę sygnałową Wnt, regulującą wzrost, różnicowanie, a także ruchliwość komórek. Odgrywa ona bardzo ważną rolę w rozwoju embrionalnym. Efektem stymulacji było pojawienie się zębów trzonowych z prawidłowo wykształconą zębiną i szkliwem. Proces wzrostu przebiegał całkowicie normalnie. Jedna różnica polegała na wytworzeniu się mniej skomplikowanych koron zębów (miały one kształt muszli). Wzrost zębów śledzono w laboratoryjnych kulturach tkankowych. W międzyczasie stało się jasne, że (tak jak u niższych kręgowców) rozwijają się one z istniejących już wcześniej zawiązków zębów. Ewolucja uzębienia ssaków przebiegała w kierunku zmniejszenia liczby następujących po sobie "pokoleń" zębów oraz zwiększenia stopnia skomplikowania budowy koron. Badania Finów wykazały, że droga sygnałowa Wnt mogła odgrywać kluczową rolę w opisanych zmianach ewolucyjnych. Jeśli można na nowo zaktywizować drogę sygnałową u myszy, być może uda się to i u ludzi. W przyszłości stomatolodzy nie musieliby się wtedy zajmować wstawianiem koron czy implantów, tylko pobudzaliby wzrost nowych zębów.

Prowadzony przez Szwedów zespół naukowców odnalazł w zębie niedźwiedzia liczące sobie 400 tys. lat DNA — poinformowali przedstawiciele uniwersytetu w Uppsali. Składająca się ze Szwedów, Hiszpanów i Niemców ekipa badawcza odkryła szczątki niedźwiedzia w jaskini na północy Hiszpanii (w Atapuerca). Zazwyczaj trudno jest odnaleźć DNA, które miałoby więcej niż 100 tys. lat, a prace nad skamieniałym kwasem dezoksyrybonukleinowym koncentrują się głównie na materiale liczącym sobie co najwyżej kilkadziesiąt tysięcy lat — zakomunikował w oświadczeniu szef naukowców, Anders Goetherstroem. Zauważył również, że odkrycie przesunęło granicę wieku DNA, nad którym można pracować. Oznacza to, iż możliwe będzie przeanalizowanie DNA wielu wymarłych gatunków zwierząt.