Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Dzięki luminescencji spodnia część ciała niektórych rekinów emituje światło. W ten sprytny sposób zwierzęta stają się niewidzialne zarówno dla ofiar, jak i dla innych drapieżników. Świeci ok. 50 gatunków, czyli ponad 10% znanych rekinów.

Pierwsze badania eksperymentalne nad luminescencją tych ryb chrzęstnoszkieletowych przeprowadził zespół Juliena Claesa z Laboratorium Biologii Morskiej na Uniwersytecie Katolickim w Leuven. Belgowie skupili się na jednym ze świecących gatunków – kolczaku czarnym (Etmopterus spinax), który naturalnie występuje w północnym Atlantyku i Morzu Śródziemnym.

Jak tłumaczy Claes, rekiny zawdzięczają swój połysk zlokalizowanym na brzuchu narządom świetlnym, inaczej fotoforom. Ponieważ wiele drapieżników ma skierowane ku górze oczy, to powszechna metoda kamuflażu w strefie mezopelagialu (rozciągającej się od 200 do 1000 m głębokości). U rekinów zademonstrowano ją jednak po raz pierwszy.

Na potrzeby studium schwytano samce i samice kolczaków czarnych z okolic Bergen w Norwegii. Ryby przetransportowano potem do Espeland Marine Station, gdzie przebywały – jak na wolności - w zbiornikach z zimną, ciemną wodą. W takich warunkach Belgowie zmierzyli luminescencję każdego osobnika. Po kilku dniach operację powtórzono, tym razem jednak najpierw nad głową rekinów umieszczono źródło światła.

Tuż po schwytaniu u wielu zwierząt odnotowano spontaniczne długotrwałe świecenie. Czasem utrzymywało się ono nawet godzinę. Widmo światła było dopasowane do warunków panujących w fiordzie – brzuch emitował intensywne zielone lub niebieskawe światło. Po stymulacji okazało się, że ryby potrafią w pewnym stopniu uzgodnić swoje reakcje z zewnętrznymi zmianami oświetlenia. Oznacza to, że kolczaki wykorzystują informacje docierające do oczu i szyszynki. Ponieważ otwór gębowy E. spinax znajduje się po spodniej stronie ciała, oszukana ofiara, np. kryl, zostaje pożarta w mgnieniu oka. Luminescencja jest także pociągająca dla płci przeciwnej. Luminescencja służy także do komunikowania, ponieważ z bliska niektóre części ciała wydają się bardziej rozświetlone. Dotyczy to m.in. rejonu miednicy, gdzie znajdują się narządy płciowe – opowiada Claes.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z University of Southern California znaleźli niezwykły dowód na interakcję pomiędzy stworzeniami morskimi a latającymi z epoki dinozaurów. Na kościach pterozaura przechowywanych w Los Angeles County Natural History Museum znajdują się ślady świadczące o tym, że zwierzę zostało upolowane przez rekina.
      Zrozumienie ekologii tych zwierząt jest ważne dla zrozumienia historii życia na Ziemi, mówi główny autor badań, profesor Michael Habib. Czy obecnie żyją rekiny polujące na ptaki morskie? Tak. Czy to unikatowa umiejętność, czy też rekiny polują na stworzenia latające od milionów lat? Teraz wiemy, że rekiny polowały na latające zwierzęta już 80 milionów lat temu, stwierdza uczony.
      Pod koniec kredy Ameryka Północna była przedzielona Morzem Środkowego Zachodu (Morzem Kredy). Miało ono długość 3200 kilometrów w kierunku północ-południe i 970 kilometrów szerokości. Jego głębokość była mniejsza niż 1000 metrów. Morze rozciągało się pomiędzy Zatoką Meksykańską a północną Kanadą. Tam, gdzie niegdyś było jego dno, znajduje się obecnie jedne z najlepiej zachowanych skamieniałości.
      Wspomniany pterodaktyl został wykopany w latach 60. w regionie Smoky Hill Chalk w Kansas. Naukowców intrygował ząb rekina, który utkwił w kości. Było to niezwykłe odkrycie, gdyż na ponad 1100 znalezionych okazów Pteranodona, gatunku pterozaura, jedynie na 7 widać ślady interakcji z drapieżnikami.
      Pteranodony były dużymi stworzeniami. Rozpiętość ich skrzydeł sięgała 6 metrów i ważyły około 50 kilogramów. Mogły latać na duże odległości, żywiły się rybami i były zdolne do startu i lądowania na powierzchni wody.
      Naukowcy chcieli się dowiedzieć, który z morskich drapieżników zabił pteranodona, jak do tego doszło i dlaczego kości kręgosłupa szyjnego pozostały nietknięte.
      Najpierw musieli wykluczyć, że ząb rekina utkwił w ciele Pteranodona przypadkiem, gdy oba zwierzęta padły w tym samym miejscu. Okazało się, że ząb tkwi dokładnie pomiędzy kręgami, co wskazywało na ugryzienie. Zidentyfikowano go jako ząb Cretoxyrhhina mantelli, rekina rozpowszechnionego w tym samym czasie, co pteranodon. Był to duży, bardzo szybki i silny drapieżnik. Ten osobnik miał około 4 metrów długości, a wyglądem i zachowaniem przypominał dzisiejszego żarłacza białego, chociaż nie jest z nim spokrewniony.
      Szczęśliwie dla nauki, rekin chwycił pterozaura za szyję, a jego ząb utkwił idealnie pomiędzy kręgami i się złamał. Można przypuszczać, że zwierzę zostało upolowane na powierzchni wody. Wtedy pteranodon był najłatwiejszą zdobyczą, gdyż start zajmował mu dużo czasu. Wiemy, że duże rekiny żywiły się pterozaurami, możemy więc stwierdzić, że szybki duży drapieżnik mógł upolować tego Pteranodona, gdy ten był na powierzchni wody, stwierdził Habib.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Na Tufts University stworzono magnetyczne kompozyty elastomerowe, które poruszają się w różny sposób w odpowiedzi na światło. Z takich materiałów można by produkować wiele różnych urządzeń, od prostych silników i zaworów po ogniwa fotowoltaiczne samodzielnie kierujące się w stronę światła słonecznego.
      Znamy wiele naturalnych przypadków reakcji na światło. Wystarczy przypomnieć sobie kwiaty czy liście zwracające się w stronę słońca. Materiały, które zostały wykorzystane przez naukowców z Tufts wykorzystują temperaturę Curie, czyli granicę temperatury, przy której ferromagnetyk zmienia swoje właściwości. Zmiana temperatury powoduje utratę i odzyskanie właściwości magnetycznych. Biopolimery i elastomery wzbogacone ferromagnetykiem CrO2 po wystawieniu ich na działanie promienia lasera czy promieni słonecznych ogrzewają się, tracą właściwości magnetyczne, a gdy się schłodzą, odzyskują te właściwości. Materiały takie w odpowiedzi na obecność pola magnetycznego w zależności od kształtu, mogą wykonywać proste ruchy, jak zginanie się, zwijanie czy zwiększanie swojej powierzchni. Możemy połączyć te proste ruchy w bardziej złożone, jak pełzanie, chodzenie czy pływanie. A wszystko można kontrolować bezprzewodowo, za pomocą światła, mówi profesor Fiorenzo Omenetto.
      Zespół Omenetto zaprezentował działanie wspomnianych materiałów tworząc elastyczne chwytaki, które w odpowiedzi na światło łapały i puszczały przedmioty. Jedną z zalet takich materiałów jest fakt, że możemy selektywnie aktywować fragment ich struktury poprzez skoncentrowanie na nich światła, mówi jedna z autorek badań, Meng Li. I w przeciwieństwie do innych materiałów pobudzanych światłem, które bazują na ciekłych kryształach, nasze materiały mogą poruszać się od lub do źródła światła. Wszystko to pozwala na budowę zarówno dużych, jak i małych obiektów wykonujących złożone, skoordynowane ruchy, dodaje uczona.
      Naukowcy stworzyli prosty mechanizm, który nazwali „silnikiem Curie”. Materiał w kształcie okręgu został zamocowany na osi i umieszczony w pobliżu stałego magnesu. gdy na fragment okręgu padło światło lasera, utracił on właściwości magnetyczne, doszło do zaburzenia równowagi sił i okrąg się obrócił. Wówczas oświetlony dotychczas fragment znalazł się w cieniu, odzyskał właściwości magnetyczne, a utracił je fragment obok, który znalazł się w promieniu lasera. W ten sposób prosty silnik ciągle się obracał.
      Dobierając odpowiednio kształt materiału, właściwości światła i pola magnetycznego, możemy teoretycznie uzyskać bardziej złożone i precyzyjne ruchu, jak zwijanie i rozwijanie, przełączanie zaworów w mikrokanalikach z płynami, możemy napędzać silniki w skali nano i wiele innych rzeczy, mówi Omenetto.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Na fińskim Aalto University uzyskano kondensat Bosego-Einsteina stworzony ze światła i plazmonów powierzchniowych. Ich wzajemne oddziaływanie tworzy polarytony plazmonów powierzchniowych.
      Przed niemal stu laty Einstein i Bose przewidzieli, że prawa mechaniki kwantowej mogą spowodować, iż duże grupy cząstek mogą zachowywać się tak, jakby były jedną cząstką. Zjawisko to nazwano kondensacją Bosego-Einsteina. Pierwszy kondensat tego typu udało się uzyskać dopiero w 1995 roku.
      Kondensaty uzyskiwano już wielokrotnie i w różnych konfiguracjach, jednak naukowcy ciągle nad nimi pracują. Chcą bowiem uzyskiwać je szybciej, w wyższych temperaturach i mniejszej skali. Mają bowiem nadzieję na praktyczne ich wykorzystanie. Z kondensatu Bosego-Einsteina można by stworzyć ekstremalnie małe źródło światła, które niezwykle szybko będzie przetwarzało dane.
      Fińscy uczeni poinformowali o stworzeniu kondensatu Bosego-Einsteina ze światła i elektronów poruszających się na powierzchni złotych nanopręcików. W przeciwieństwie do większości wcześniej uzyskiwanych kondensatów ten z Aalto, jako że złożony jest głównie ze światła, pojawia się w temperaturze pokojowej, nie trzeba całości schładzać do temperatur bliskich zera absolutnego.
      Korzystając ze współczesnych metod produkcyjnych jesteśmy w stanie w łatwy sposób uzyskać macierz z nanopręcików. W ich pobliżu można skupiać światło na bardzo małych powierzchniach, mniejszych nawet od długości fali światła w próżni. Te właściwości dają nam interesujące perspektywy dla przyszłych badań i zastosowań praktycznych nowego kondensatu, mówi profesor Päivi Törmä.
      Głównym problemem związanym z nowym rodzajem kondensatu jest fakt, że błyskawicznie się on pojawia i znika. Z naszych wyliczeń wynika, że czas jego życia jest liczony w pikosekundach, wyjaśnia doktorant Antti Moilanen. Naukowcy musieli więc wymyślić sposób na udowodnienie istnienia czegoś, co znika po bilionowych części sekundy. Wpadli na pomysł, by zmusić kondensat do poruszania się. Kondensat powoduje, że złote nanopręciki emitują światło. Obserwując to światło możemy badać zmiany kondensatu w czasie, dodaje Tommi Hakala. Emitowane światło jest podobne do światła laserowego. Możemy zmieniać odległości pomiędzy nanopręcikami, co pozwala nam na zdecydowanie, czy mamy do czynienia z kondensacją Bosego-Einsteina czy z pojawieniem się zwykłego światła laserowego. To są dwa bardzo zbliżone zjawiska fizyczne, a kluczowym jest możliwość odróżnienia ich od siebie. Oba nadają się też do odmiennych zastosowań, mówi profesor Törmä.
      Światło laserowe i kondensacja Bosego-Einsteina dają jasne promienie, jednak koherencje światła mają różne właściwości. To zaś wpływa na sposób, w jaki można manipulować światłem w zależności od wymaganych zastosowań. Kondensat pozwala na uzyskiwanie niezwykle krótkich impulsów światła, które mogą zostać wykorzystane do szybkiego przekazywania i przetwarzania informacji.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      IBM pokaże dzisiaj prototypowy optyczny układ scalony „Holey Optochip“. To pierwszy równoległy optyczny nadajnik-odbiornik pracujący z prędkością terabita na sekundę. Urządzenie działa zatem ośmiokrotnie szybciej niż inne tego typu kości. Układ pozwala na tak szybki transfer danych, że mógłby obsłużyć jednocześnie 100 000 typowych użytkowników internetu. Za jego pomocą można by w ciągu około godziny przesłać zawartość Biblioteki Kongresu USA, największej biblioteki świata.
      Holey Optochip powstał dzięki wywierceniu 48 otworów w standardowym układzie CMOS. Dało to dostęp do 24 optycznych nadajników i 24 optycznych odbiorników. Przy tworzeniu kości zwrócono też uwagę na pobór mocy. Jest on jednym z najbardziej energooszczędnych układów pod względem ilości energii potrzebnej do przesłania jednego bita informacji. Holey Optochip potrzebuje do pracy zaledwie 5 watów.
      Cały układ mierzy zaledwie 5,2x5,8 mm. Odbiornikami sygnału są fotodiody, a nadajnikami standardowe lasery półprzewodnikowe VCSEL pracujące emitujące światło o długości fali 850 nm.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Wykorzystując komórki macierzyste pobrane w pobliżu warstwy granicznej wewnętrznej ludzkiej siatkówki, naukowcy z Uniwersyteckiego College'u Londyńskiego i Moorfields Eye Hospital przywrócili wzrok szczurom. Mają nadzieję, że zabieg uda się także w przypadku naszego gatunku, co pozwoliłoby na leczenie chorych np. z jaskrą.
      Brytyjczycy sądzą, że udało im się odtworzyć "zasoby" komórek zwojowych siatkówki, których aksony tworzą pasmo wzrokowe (rozciąga się ono od skrzyżowania wzrokowego do podkorowego ośrodka wzrokowego - ciała kolankowatego bocznego).
      Za zgodą rodzin akademicy pobrali z oczu przeznaczonych do przeszczepu rogówki próbki komórek macierzystych współistniejącego z neuronami i wspomagającego ich funkcje gleju Müllera. Trafiły one do hodowli laboratoryjnych i przekształciły się w komórki zwojowe siatkówki. Następnie wszczepiono je do oczu gryzoni.
      Ponieważ szczury nie miały wcześniej komórek zwojowych siatkówki, były ślepe. Po przeszczepie elektrody mocowane do łba ujawniły, że mózg reaguje na światło o niewielkim natężeniu.
      Dr Astrid Limb podkreśla, że choć jeszcze daleko do operacji w klinikach okulistycznych, poczyniono ważny krok naprzód w kierunku leczenia jaskry i chorób pokrewnych. W przebiegu jaskry podwyższone ciśnienie w gałce ocznej prowadzi do nieodwracalnego uszkodzenia nerwu wzrokowego oraz właśnie komórek zwojowych siatkówki.
      Przypomnijmy, że badania zespołu dr. Toma Reha z Uniwersytetu Waszyngtońskiego z 2008 r. wykazały, że nie tylko glej Müllera młodych ssaków jest zdolny do podziałów, w wyniku których powstają komórki progenitorowe, zdolne do rozwijania w nowe neurony. Dorosły glej także może zostać ponownie zastymulowany do podziałów.
×
×
  • Create New...