Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Co gryzie walenie w czasie podróży
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Zastanawialiście się kiedyś, dlaczego zęby są tak wrażliwe na temperaturę, nacisk i mogą bardzo boleć? A to wszystko mimo tego, że szkliwo jest najtwardszą tkanką ludzkiego organizmu? Za dyskomfort i cierpienia powodowane przez zęby musimy podziękować... rybie sprzed 465 milionów lat. Paleontolodzy od dawna przypuszczali, że zęby wyewoluowały z wyrostków na egzoszkielecie zwierzęcia, które żyło w ordowiku. Nie mieli jednak pojęcia, do czego wyrostki te służyły. Dowiedzieli się tego naukowcy z University of Chicago.
Autorzy najnowszych badań potwierdzili, że wypustki te zawierały zębinę – bardzo wrażliwą na bodźce tkankę leżącą pod szkliwem – i prawdopodobnie służyły rybie do odbierania sygnałów z otoczenia, takich jak warunki panujące w wodzie. Uczeni z Chicago wykazali też, że struktury, które uważamy za zęby pochodzące z kambru sprzed 485–540 milionów lat, były podobnymi – jak w przypadku wspomnianej ryby – narządami na muszlach bezkręgowców i przekształciły się w podobne organy w muszlach współczesnych skorupiaków. To wskazuje, że organy czuciowe ewoluowały osobno u kręgowców i bezkręgowców.
Jeśli wyobrazimy sobie wczesne zwierzęta, pływające w pancerzu, musiały one jakoś wyczuwać otoczenie. Żyły w środowisku pełnym drapieżników i zdolność do wyczuwania tego, co dzieje się wokół, musiała być bardzo ważna, mówi profesor Neil Shubin. Współczesne bezkręgowce posiadające pancerz, jak skrzypłocze, również muszą mieć możliwość wyczuwania otocznia i, jak się okazuje, wykorzystują takie samo rozwiązanie, dodaje uczony.
Badania, które doprowadziły do odkrycia, nie miały na celu przyjrzenie się ewolucji zębów. Ich główna autorka, Yara Haridy, chciała odpowiedzieć na pytanie, jaka jest najstarsza skamieniałość kręgowca. Poprosiła muzea w USA o przysłanie jej swoich okazów z kambru, by mogła za pomocą tomografu komputerowego poszukać w nich cech wskazujących, że skamieniałość należy do wczesnego kręgowca. Uczona zebrała między innymi setki skamieniałości ryb z wypustkami (odontodami, zębami skórnymi). Zabrała je do Argonne National Laboratory i przez całą noc skanowała za pomocą urządzenia Advanced Photon Source, które pozwala na uzyskanie obrazu o ekstremalnie wysokiej rozdzielczości.
Okaz zwany Anatolepis miał cechy ryby, a w odontodach materiał, którego struktura chemiczna przypominała zębinę. Naukowcy sądzili, że mają w rękach pierwszą kambryjską strukturę przypominającą zęby u kręgowców. Jednak gdy porównali Anatolepis z innymi okazami, w tym ze znaną skamieniałością stawonoga z Milwaukee Public Museum okazało się, że Anatolepis, o którym w 1996 roku Nature informowało, że jest kręgowcem, okazał się stawonogiem.
Jednak pochodząca z ordowiku skamieniałość zwana Eriptychius okazała się z pewnością kręgowcem, a zwierzę posiadało na pancerzu wypustki wypełnione zębiną. To pokazało, że zarówno stawonogi, jak i ryby, posiadały pancerze z organami czuciowymi. To wyjaśnia pomyłkę odnośnie wczesnego zwierzęcia z kambru. Sądzono, że to kręgowiec, a okazało się, że to stawonóg, mówi Haridy.
Badania uczonych z Chicago pokazują, że najpierw pojawiły się organy czuciowe na zewnątrz organizmów kręgowców, z których z czasem wyewoluowały zęby. Haridy nie znalazła najstarszego kręgowca, ale odkryła coś znacznie bardziej interesującego.
Źródło: The origin of vertebrate teeth and evolution of sensory exoskeletons
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Na Northwestern University powstało pierwsze ubieralne urządzenie, które bada gazy emitowane i absorbowane przez skórę. Analiza tych gazów to zupełnie nowy sposób na badanie zdrowia skóry, w tym monitorowania ran, wykrywania infekcji, badanie poziomu nawodnienia czy ekspozycji na szkodliwe wpływy środowiskowe. W skład urządzenia wchodzą czujniki temperatury, pary wodnej, dwutlenku węgla i lotnych związków organicznych.
Gazy ze skóry przepływają do niewielkiej komory, która znajduje się nad skórą, nie dotykając jej. Dzięki takiej architekturze zyskujemy pewność, że w miejscu, z którego pochodzą gazy, skóra nie została zaburzona przez kontakt z samym urządzeniem.
Urządzenie to naturalne rozwinięcie naszego laboratoryjnego urządzenia, które zbierało i analizowało pot. Tamto urządzenie badało pot w celu określenia stanu zdrowia. Urządzenie to, mimo że użyteczne, wymagało farmakologicznego stymulowania gruczołów potowych lub wystawienia skóry na gorące, wilgotne środowisko. Zaczęliśmy więc zastanawiać się, co jeszcze możemy przechwycić ze skóry, a co występuje tam naturalnie i cały czas. Stwierdziliśmy, że warunki te spełniają substancje wydobywające się z powierzchni – para wodna, dwutlenek węgla i lotne substancje organiczne – które można łączyć ze zdrowiem, stwierdza współautor badań John A. Rogers.
Nasza technologia może zmienić sposób opieki zdrowotnej, szczególnie u noworodków, osób starszych, pacjentów z cukrzycą i innych z uszkodzoną skórą. Piękno naszego urządzenia polega na tym, że znaleźliśmy całkowicie nowy sposób oceny delikatnej skóry na której występują rany, wrzody czy otarcia. Urządzenie to jest pierwszym ważnym krokiem w kierunku pomiarów wymiany gazów i skorelowania wyników tych pomiarów ze zmianami w stanie skóry, dodaje Gullermo A. Ameer.
Śledząc zmiany w wymianie gazów i pary wodnej przez skórę, można zyskać wgląd w stan skóry i jego zmiany. Złotym standardem badania integralności skóry jest wielki instrument z próbnikiem, który co jakiś czas dotyka skóry w celu zebrania informacji o utracie wody przez skórę. Wielką zaletą jest posiadanie urządzenia, które zdalnie i ciągle – lub w sposób zaprogramowany – bez zaburzania snu pacjenta, jest w stanie mierzyć utratę wody przez skórę, mówi Amy S. Paller.
Wspomniane urządzenie ma 2 centymetry długości i 1,5 centymetra szerokości. Składa się z komory, czujników, układów elektronicznych i niewielkiej baterii. Komora, w której zbierają się gazy, znajduje się kilka milimetrów nad skórą. Tradycyjne urządzenia opierają się na fizycznym kontakcie ze skórą, ograniczając użycie w niektórych sytuacjach, takich jak uszkodzenia skóry. Nasze urządzenie radzi sobie z tym ograniczeniem, stwierdza Rogers.
Urządzenie wyposażone zostało wyposażone w moduł Bluetooth, za pośrednictwem którego dane są wysyłane do użytkownika, który może na bieżąco się z nimi zapoznawać czy pokazać je lekarzowi.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Na Uniwersytecie Stanforda powstała rewolucyjna technika obrazowania struktur wewnątrz organizmu. Polega ona na uczynieniu skóry i innych tkanek... przezroczystymi. Można tego dokonać nakładając na skórę jeden z barwników spożywczych. Testy na zwierzętach wykazały, że proces jest odwracalny. Technika taka taka, jeśli sprawdzi się na ludziach, może mieć bardzo szerokie zastosowanie – od lokalizowania ran, poprzez monitorowanie chorób układu trawienia, po diagnostykę nowotworową.
Technologia ta może uczynić żyły lepiej widocznymi podczas pobierania krwi, ułatwić laserowe usuwanie tatuaży i pomagać we wczesnym wykrywaniu i leczeniu nowotworów, mówi Guosong Hong. Na przykład niektóre terapie wykorzystują lasery do usuwania komórek nowotworowych i przednowotworowych, ale ich działanie ograniczone jest do obszaru znajdującego się blisko powierzchni skóry. Ta technika może poprawić penetrację światła laserowego, dodaje.
Przyczyną, dla której nie możemy zajrzeć do wnętrza organizmu, jest rozpraszanie światła. Tłuszcze, płyny, białka, z których zbudowane są organizmy żywe, rozpraszają światło w różny sposób, powodując, że nie jest ono w stanie penetrować ich wnętrza, więc są dla nas nieprzezroczyste. Naukowcy ze Stanforda stwierdzili, że jeśli chcemy, by materiał biologiczny stał się przezroczysty, musimy spowodować, żeby wszystkie budujące go elementy rozpraszały światło w ten sam sposób. Innymi słowy, by miały taki sam współczynnik załamania. A opierając się na wiedzy z optyki stwierdzili, że barwniki najlepiej absorbują światło i mogą być najlepszym ośrodkiem, który spowoduje ujednolicenie współczynników załamania.
Szczególną uwagę zwrócili na tartrazynę czyli żółcień spożywczą 5, oznaczoną symbolem E102. Okazało się, że mieli rację. Po rozpuszczeniu w wodzie i zaabsorbowaniu przez tkanki, tartrazyna zapobiegała rozpraszaniu światła. Najpierw barwnik przetestowano na cienkich plastrach kurzej piersi. W miarę, jak stężenie tartrazyny rosło, zwiększał się współczynnik załamania światła w płynie znajdującym się w mięśniach. W końcu zwiększył się do tego stopnia, że był taki, jak w białkach budujących mięśnie. Plaster stał się przezroczysty.
Później zaczęto eksperymenty na myszach. Najpierw wtarli roztwór tartrazyny w skórę głowy, co pozwoliło im na obserwowanie naczyń krwionośnych. Później nałożyli go na brzuch, dzięki czemu mogli obserwować kurczenie się jelit i ruchy wywoływane oddychaniem oraz biciem serca. Technika pozwalała na obserwacje struktur wielkości mikrometrów, a nawet polepszyła obserwacje mikroskopowe. Po zmyciu tartrazyny ze skóry tkanki szybko wróciły do standardowego wyglądu. Nie zaobserwowano żadnych długoterminowych skutków nałożenia tartrazyny, a jej nadmiar został wydalony z organizmu w ciągu 48 godzin. Naukowcy podejrzewają, że wstrzyknięcie barwnika do tkanki pozwoli na obserwowanie jeszcze głębiej położonych struktur organizmu.
Badania, w ramach których dokonano tego potencjalnie przełomowego odkrycia, rozpoczęły się jako projekt, którego celem jest sprawdzenie, jak promieniowanie mikrofalowe wpływa na tkanki. Naukowcy przeanalizowali prace z dziedziny optyki z lat 70. i 80. ubiegłego wieku i znaleźli w nich dwa podstawowe narzędzia, które uznali za przydatne w swoich badaniach: matematyczne relacje Kramersa-Kroniga oraz model Lorentza. Te matematyczne narzędzia rozwijane są od dziesięcioleci, jednak nie używano ich w medycynie w taki sposób, jak podczas opisywanych badań.
Jeden z członków grupy badawczej zdał sobie sprawę, że te same zmiany, które czynią badane materiały przezroczystymi dla mikrofal, można zastosować dla światła widzialnego, co mogłyby być użyteczne w medycynie. Uczeni zamówili więc sięc silne barwniki i zaczęli dokładnie je analizować, szukając tego o idealnych właściwościach optycznych.
Nowatorskie podejście do problemu pozwoliło na dokonanie potencjalnie przełomowego odkrycia. O relacjach Kramersa-Kroniga uczy się każdy student optyki, w tym przypadku naukowcy wykorzystali tę wiedzę, do zbadania, jak silne barwniki mogą uczynić skórę przezroczystą. Podążyli więc w zupełnie nowym kierunku i wykorzystali znane od dziesięcioleci podstawy do stworzenia nowatorskiej technologii.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Dotychczas sądzono, że to po prostu bakterie akumulujące się jedna pod drugiej na naszych zębach powodują próchnicę, mówi mikrobiolog i dentysta Huyn Koo z University of Pennsylvania. To jednak błędny obraz. Koo jest współautorem badań, z których wynika, że bakterie i grzyby tworzą wzajemnie wspomagające się społeczności, które „spacerują”, a nawet „skaczą” po zębach.
Znajdujące się na zębach mikroorganizmy żywią się tymi samymi cukrami, co my i wydzielają kwasy, które uszkadzają szkliwo, wywołując próchnicę. Dotychczas jednak mieliśmy dość uproszczony obraz tego zjawiska. Wiedzieliśmy, że kolonizacja powierzchni przez mikroorganizmy to pierwszy niezbędny krok, ku pojawieniu się biofilmu, który chroni mikroorganizmy przed szkodliwym wpływem czynników zewnętrznych.
Uczeni z Pennsylvanii zbadali ślinę pobraną od dzieci w wieku 12–36 miesięcy, u których występowała poważna próchnica. Badania ujawniły, że u takich dzieci występują zgrupowania bakterii z gatunku Streptococcus mutans i grzybów z gatunku Candida albicans. Takich zgrupowań nie znaleziono w ślinie dzieci o zdrowszych zębach. Jednak największym zaskoczeniem było spostrzeżenie, że zgrupowania takie są zdolne do złożonych ruchów.
Komórki bakteryjne znajdowały się wewnątrz zgrupowania, zapewniając całości przyczepność. Z kolei większe, podobne do laski komórki grzybów zgromadzone były na zewnątrz, tworząc „kończyny”, przesuwające całość do przodu podczas wzrostu. Gdy dwa takie bakteryjno-grzybiczne zgrupowania się spotkały, dochodziło do ich połączenia. Tego typy zgrupowania rosły szybciej i były bardziej odporne na mechaniczne próby usunięcia i na oddziaływanie chemikaliów niż osobno żyjące grzyby czy bakterie.
Autorzy badań chcą teraz sprawdzić, kto jest najbardziej narażony na pojawienie się zgrupowań grzybiczno-bateryjnych i jak można je zwalczać.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Przed 8000 lat ludzie epoki kamienia ozdabiali siebie i swoje stroje zębami łosia, by w ten sposób lepiej wczuwać się w rytm własnego tańca. Autorka najnowszych badań Riitta Rainio z Uniwersytetu w Helsinkach, stworzyła współczesne wersje tego typu ozdób i pokazała, w jaki sposób były one wykorzystywane. Jako wzorca użyła zabytków znalezionych na stanowisku archeologicznym na wyspie Olenij Południowy na jeziorze Onega.
Ubranie tego typu grzechotki pozwala lepiej zanurzyć się w dźwięku. Z czasem dźwięk i rytm same prowadzą tancerza", mówi Rainio, która na potrzeby swoich badań przez sześć godzin tańczyła ubrana w grzechotki.
Naukowcy zbadali następnie ozdoby, które miała na sobie Rainio w czasie tańca i porównali powstałe na nich mikroskopijne ślady ze śladami z zębów łosia ze stanowiska na wyspie Olenij Południowy. Okazało się, że ślady te są bardzo do siebie podobne. Zęby z epoki kamienia miały jednak głębsze ślady. To jednak nie może dziwić, gdyż wówczas ozdoby takie były noszone całymi latami, a nawet dziesięcioleciami.
Naukowcy nosili też ozdoby na co dzień. Okazało się, że wówczas ślady nie powstawały. Ani spacer ani lekkie podskoki nie spowodowały powstania śladów na zębach. Dopiero intensywny taniec, w czasie którego zęby obijały się o siebie powodował ich powstanie.
Dotychczas na Olenij Południowy znaleziono ponad 4300 zębów łosi. Naukowcy podejrzewają, że niektóre z ozdób mogły być wykonane nawet z ponad 300 zębów. Petroglify z wyspy sugerują zaś, że przez tysiąclecia łosie odgrywały olbrzymią rolę dla tamtejszych mieszkańców.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.