Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Naukowcy od lat zastanawiają się, czemu wiele teropodów ze skamieniałości przyjęło charakterystyczną pozycję z silnie wygiętą ku tyłowi głową i podwiniętym do góry ogonem (nazywa się ją pozycją opistotoniczną). Alicia Cutler i zespół z Brigham Young University uważają, że można to wyjaśnić zanurzeniem w słodkiej wodzie.

Początkowo Cutler prowadziła eksperymenty ze świeżymi i mrożonymi kurczakami. Ustawiała je na 3 miesiące na piasku i sprawdzała, czy w wyniku wysuszenia ptaki charakterystycznie się wygną. Żaden ze skurczów mięśni do tego nie doprowadził, a rozkład przebiegał w całkowicie przewidywalny sposób. Kiedy jednak 7 kolejnych ptaków włożono do zimnej słodkiej wody, szyja wygięła się w łuk w ciągu zaledwie paru sekund. Pozostawienie ich w zanurzeniu na miesiąc tylko lekko pogłębiło wygięcie.

Wyniki Cutler pozostają w sprzeczności z wynikami badań Cynthii Marshall Faux z Museum of the Rockies i Kevina Padiana z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley, którzy umieszczali przepiórki w słonej wodzie, a ponieważ nic się nie działo, stwierdzili, że wygięcie występujące w tak licznych skamieniałościach stanowi skutek drgawek przedśmiertnych. Cutler sądzi jednak, że sprzeczność może być tylko pozorna, bo obiekty należy zanurzać w wodzie słodkiej, nie słonej. Choć dróg do pozycji opistotonicznej jest wiele, zanurzenie w wodzie to najprostsze wyjaśnienie.

Podczas wystąpienia na tegorocznej konferencji Stowarzyszenia Paleontologii Kręgowców Cutler wyjaśniła, że u teropodów i innych zwierząt z wygięciem opistotonicznym sklepienie czaszki znajduje się nad kością krzyżową, a ogon zawija się nad czaszką i szyją. To wersja skrajna, przy pośrednich ogon i głowa mogą się ustawiać w pionie.

Spośród wcześniejszych wyjaśnień pozycji opistotonicznej poza wysuszeniem warto wymienić zatrucie i uduszenie. Prelegentka podkreślała, że większość "upozowanych" w ten sposób zwierząt znajdowano w środowiskach wodnych (jeziornych bądź rzecznych). Wg Cutler, rezultaty uzyskane przez jej zespół sugerują, że naturalne napięcie mięśni nadosiowych, czyli leżących nad osią długą kręgosłupa, "naciąga" czaszkę i szyję. Ruch ten ułatwia ich niewielka waga, związana z właściwościami kości pneumatycznych.

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
      Przechłodzona woda to tak naprawdę dwie ciecze w jednej – wykazali naukowcy z Pacific Northwest National Laboratory (PNNL). Wykonali oni szczegółowe badania wody, która zachowuje stan ciekły znacznie poniżej temperatury zamarzania. Okazało się, że w wodzie takiej istnieją dwie różne struktury.
      Odkrycie pozwala wyjaśnić niektóre dziwne właściwości, jakie wykazuje woda w niezwykle niskich temperaturach, jakie panują w przestrzeni kosmicznej czy na krawędziach atmosfery. Dotychczas istniały różne teorie na ten temat, a naukowcy spierali się co do niezwykłych właściwości przechłodzonej wody. Teraz otrzymali pierwsze eksperymentalnie potwierdzone dane odnośnie jej struktury. Nie są to spory czysto akademickie, gdyż zrozumienie wody, która pokrywa 71% powierzchni Ziemi, jest kluczowe dla zrozumienia, w jaki sposób reguluje ono środowisko naturalne, nasze organizmy i jak wpływa na samo życie.
      Wykazaliśmy, że ciekła woda w ekstremalnie niskich temperaturach jest nie tylko dość stabilna, ale istnie też w dwóch stanach strukturalnych. Odkrycie to pozwala na rozstrzygnięcie sporu dotyczącego tego, czy mocno przechłodzona woda zawsze krystalizuje przed osiągnięciem stanu równowagi. Odpowiedź brzmi: nie, mówi Greg Kimmel z PNNL. Dotychczas naukowcy sprzeczali się np. o to, czy woda schłodzona do temperatury -83 stopni Celsjusza rzeczywiście może istnieć w stanie ciekłym i czy jej dziwne właściwości nie wynikają ze zmian zachodzących przed krzepnięciem.
      Woda, pomimo swojej prostej budowy, jest bardzo skomplikowaną cieczą. Na przykład bardzo trudno jest zamrozić wodę w temperaturze nieco poniżej temperatury topnienia. Woda opiera się zamarznięciu. Potrzebuje ośrodka, wokół którego zamarznie, jak np. fragment ciała stałego. Woda rozszerza się podczas zamarzania, co jest zadziwiającym zachowaniem w porównaniu z innymi cieczami. Jenak to dzięki temu na Ziemi może istnieć życie w znanej nam postaci. Gdyby woda kurczyła się zamarzając i opadała na dno lub gdyby para wodna w atmosferze nie zatrzymywała ciepła, powstanie takiego życia jak obecnie byłoby niemożliwe.
      Bruce Kay i Greg Kimmel z PNNL od 25 lat badają niezwykłe właściwości wody. Teraz, przy pomocy Loni Kringle i Wyatta Thornleya dokonali przełomowych badań, które lepiej pozwalają zrozumieć zachowanie molekuł wody.
      Wykazały one, że w mocno przechłodzonej wodzie dochodzi do kondensacji w gęstą podobną do płynu strukturę. Istnieje ona równocześnie z mniej gęstą strukturą, w której wiązania bardziej przypominają te spotykane w wodzie. Proporcja gęstej struktury gwałtownie obniża się wraz ze spadkiem temperatury z -28 do -83 stopni Celsjusza. Naukowcy wykorzystali spektroskopię w podczerwieni do obserwowania molekuł wody i wykonania obrazowania na różnych etapach badań. Kluczowy jest fakt, że wszystkie te zmiany strukturalne były odwracalne i powtarzalne, mówi Kringle.
      Badania pozwalają lepiej zrozumieć zjawisko krupy śnieżnej, która czasem opada na ziemię. Tworzy się ona gdy płatki śniegu stykają się w górnych partiach atmosfery z przechłodzoną wodą. Ciekła woda a górnych partiach atmosfery jest silnie przechłodzona. Gdy dochodzi do jej kontaktu z płatkiem śniegu, gwałtownie zamarza i w odpowiednich warunkach opada na ziemię. To jedyny raz, gdy większość ludzi ma do czynienia z przechłodzoną wodą, mówi Bruce Kay.
      Dzięki pracy amerykańskich uczonych można będzie lepiej zrozumieć, jak ciekła woda może istnieć na bardzo zimnych planetach. Pomoże też w badaniu warkoczy komet, w które w znacznej mierze składają się z przechłodzonej wody.
      Praca Kaya i Kimmela znajdzie też praktyczne zastosowanie. Pomaga ona bowiem lepiej zrozumieć np. zachowanie molekuł wody otaczających proteiny, co pomoże w pracach nad nowymi lekami. Woda otaczająca indywidualne proteiny nie ma zbyt dużo miejsca. Nasze badania mogą pomóc w zrozumieniu, jak woda zachowuje się w tak ciasnych środowiskach, mówi Kringle. Thornley dodaje zaś, że podczas przyszłych badań możemy wykorzystać opracowaną przez nas technikę do śledzenia zmian zachodzących podczas różnych reakcji chemicznych.
      Więcej o badaniach można przeczytać w artykule Reversible structural transformations in supercooled liquid water from 135 to 245 K.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Trajektoria asteroidy, która przed 66 milionami lat spadła na Ziemię i doprowadziła do zagłady dinozaurów, była dokładnie taka, jaka powinna być, by spowodować jak najwięcej zniszczeń. Nowa analiza krateru Chicxulub połączona z licznymi symulacjami komputerowymi wykazała, że prędkość i kąt uderzenia asteroidy znajdowały się w najbardziej śmiercionośnym dla Ziemi zakresie.
      Gdy asteroida uderzyła w Ziemię, wybiła olbrzymi kater, do której następnie zapadła się część materiału przemieszczona podczas uderzenia. Uderzenie skruszyło i ugięło skorupę ziemską, która następnie wyprostowała się, tworząc równinę w centrum krateru.
      Równina ta jest nachylona w kierunku, z którego nadeszło uderzenie, a kąt jej nachylenia jest zależny od kąta uderzenia asteroidy. Stąd też, na podstawie danych o budowie krateru, osadach, jego części centralnej i otaczających go wyniesieniach można wyciągnąć wiele wniosków na temat asteroidy, jej prędkości i kąta, pod jakim spadła na Ziemię.
      Naukowcy z Imperial College London przeprowadzili setki symulacji komputerowych, by sprawdzić, jak powinien wyglądać krater po uderzeniu asteroidy nadlatującej z różną prędkością i pod różnym kątem. Znaleźli w końcu taką konfigurację, która najlepiej odpowiada rzeczywistemu wyglądowi krateru Chicxulub.
      Okazało się, że asteroida, która przyniosła zagładę dinozaurom, poruszała się w tempie około 20 km/s i uderzyła w Ziemię pod kątem około 60 stopni. Większość zniszczeń zostało spowodowane przez odparowanie skał, z których materiał trafił do atmosfery, zablokował promienie słoneczne i na planecie zapanowała atomowa zima.
      Jak mówi Gareth Collins z ICL, symulacje wykazały, że kąt 60 stopni jest idealny, by wyrzucić w powietrze jak najwięcej materiału. Jeśli asteroida uderzyłaby pionowo z góry, zmiażdżyłaby więcej skał, jednak mniej materiału trafiłoby do atmosfery. Jeśli zaś uderzyłaby pod mniejszym kątem niż 60 stopni, to nie odparowałaby tak wielkiej ilości skał.
      To było uderzenie idealne, dodaje Collins. To był bardzo zły dzień dla dinozaurów. Im zaś więcej szczególnych warunków musiało być spełnionych, tym mniejsze prawdopodobieństwo, że do takiego zdarzenia dojdzie ponownie, stwierdza uczony.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Zmiany klimatyczne mogą w wielu miejscach na świecie zmniejszyć zdolność gleby do absorbowania wody, twierdzą naukowcy z Rutgers University. To zaś będzie miało negatywny wpływ na zasoby wód gruntowych, produkcję i bezpieczeństwo żywności, odpływ wód po opadach, bioróżnorodność i ekosystemy.
      Wskutek zmian klimatu na całym świecie zmieniają się wzorce opadów i inne czynniki środowiskowe, uzyskane przez nas wyniki sugerują, że w wielu miejscach na świecie może dość szybko dojść do znacznej zmiany sposobu interakcji wody z glebą, mówi współautor badań Daniel Giménez. Sądzimy, że należy badać kierunek, wielkość i tempo tych zmian i włączyć je w modele klimatyczne. Uczony dodaje, że obecność wody w glebie jest niezbędna, by ta mogła przechowywać węgiel, jej brak powoduje uwalnianie węgla do atmosfery.
      W ubiegłym roku w Nature ukazał się artykuł autorstwa Giméneza, w którym naukowiec wykazał, że regionalne wzrosty opadów mogą prowadzić do mniejszego przesądzania wody, większego jej spływu po powierzchni, erozji oraz większego ryzyka powodzi. Badania wykazały, że przenikanie wody do gleby może zmienić się już w ciągu 1-2 dekad zwiększonych opadów. Jeśli zaś mniej wody będzie wsiąkało w glebę, mniej będzie dostępne dla roślin i zmniejszy się parowanie.
      Naukowcy z Rutgers University od 25 lat prowadzą badania w Kansas, w ramach których zraszają glebę na prerii. W tym czasie odkryli, że zwiększenie opadów o 35% prowadzi do zmniejszenia tempa wsiąkania wody w glebę o 21–35 procent i jedynie do niewielkiego zwiększenia retencji wody.
      Największe zmiany zostały przez naukowców powiązane ze zmianami w porach w glebie. Duże pory przechwytują wodę, z której korzystają rośliny i mikroorganizmy, co prowadzi do zwiększonej aktywności biologicznej, poprawia obieg składników odżywczych w glebie i zmniejsza erozję.
      Gdy jednak dochodzi do zwiększenia opadów, rośliny mają grubsze korzenie, które mogą zatykać pory, a to z kolei powoduje, że gleba słabiej się poszerza i kurczy gdy wody jest więcej lub mniej.
      W kolejnym etapie badań naukowcy chcą dokładnie opisać mechanizm zaobserwowanych zmian, by móc ekstrapolować wyniki badań z Kansas na inne regiony świata i określić, w jaki sposób zmiany opadów wpłyną na gleby i ekosystemy.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Oczyszczanie wody z rozpuszczalników organicznych, takich jak trichloroetylen (TRI), to nic nowego. Ale znalezienie metody, która takie zanieczyszczenia rzeczywiście neutralizuje, a nie tylko przesuwa w inne miejsce, to już wyczyn. Zespół pod kierunkiem dr hab. Anny Śrębowatej opracował metodę katalitycznego wodorooczyszczania, czyli przekształcania TRI w mniej szkodliwe dla środowiska węglowodory. Dzięki naukowcom z IChF PAN woda, nie tylko w naszych kranach, ale też w rzekach, może być czystsza i bezpieczniejsza dla zdrowia.
      Czysta woda to skarb, a zarazem dobro coraz trudniej dostępne. Rozmaite zanieczyszczenia są powszechne, a część z nich niezwykle trudno usunąć. Do takich zanieczyszczeń należy trichloroetylen (w Polsce oznaczany akronimem TRI). Ten organiczny rozpuszczalnik był powszechnie stosowany np. w syntezach organicznych, pralniach chemicznych oraz do przemysłowego odtłuszczania metali w procesie ich obróbki. Ze względu na szkodliwość od 2016 r. jego użycie zostało oficjalnie zakazane. Jednakże biorąc pod uwagę trwałość, może on jeszcze przez wiele lat występować zarówno w wodzie, jak i glebie – wyjaśnia Emil Kowalewski z zespołu, który opracował nowatorską metodę oczyszczania wody z tego związku. Projekt jest częścią globalnego trendu skoncentrowanego na ochronie zasobów wodnych. Prowadzone badania mogą być interesujące dla przemysłu, stać się potencjalnym punktem wyjścia do opracowania nowatorskich systemów oczyszczania wody. Dlaczego?
      Dzisiejsze oczyszczalnie ścieków to systemy składające się z wielu procesów fizycznych, chemicznych i biologicznych, ale efektywnie eliminują głównie konwencjonalne zanieczyszczenia. Inne przy odpowiednio wysokich stężeniach mogą pozostawać w wodzie. Tymczasem trichloroetylenu nie powinno być w niej wcale, ze względu na to, że jest mutagenny, kancerogenny, teratogenny, a do tego niezwykle trwały. Kumuluje się i zostaje na dnie zbiorników, a że jego rozpuszczalność w wodzie jest bardzo słaba, może szkodzić jeszcze przez wiele lat.
      Dziś z takimi związkami radzimy sobie, głównie przeprowadzając ich sorpcję. Jednakże w ten sposób jedynie przenosimy zagrożenie z miejsca na miejsce. Atrakcyjnym rozwiązaniem wydaje się katalityczne wodorooczyszczanie, czyli przekształcanie TRI w mniej szkodliwe dla środowiska węglowodory. Aby w pełni wykorzystać potencjał drzemiący w tej metodzie, trzeba było jednak opracować wydajny, stabilny i tani katalizator -mówi dr hab. Anna Śrębowata, profesor IChF.
      Wcześniej przeprowadzaliśmy badania z katalizatorami palladowymi. Były skuteczne, ale kosztowne - uśmiecha się Emil Kowalewski. Nowe katalizatory niklowe, opracowane w IChF PAN, pozwalają w tani i efektywny sposób prowadzić proces oczyszczania wody w trybie przepływowym, a przy tym są proste w syntezie. Wykorzystując katalizator, w którym nanocząstki niklu o średnicy ok. 20 nm osadzamy na powierzchni węgla aktywnego, łączymy właściwości sorpcyjne węgla i aktywność katalityczną niklu - wyjaśnia dr Kowalewski. W swoich badaniach naukowcy z IChF PAN wykazali ponadto, że nanocząstki niklu osadzone na węglu aktywnym o częściowo uporządkowanej strukturze wykazują wyższą aktywność i stabilność niż analogiczny katalizator oparty na nośniku o strukturze amorficznej.
      Naukowcy są jednak najbardziej dumni z innowacyjnego elementu swoich badań: technologii przepływowej. Dzięki niej można optymalizować parametry procesu, zmniejszyć ilość odpadów, a przy tym wykorzystywać katalizatory, które w reaktorach okresowych (czyli takich, gdzie jednorazowo oczyszcza się określoną partię produktu) były nieefektywne lub wręcz nieskuteczne. Tak było z naszym katalizatorem niklowym - opowiada dr Kowalewski. Bez technologii przepływowej jego zdolności do utylizowania TRI szybko spadały, katalizator ulegał zatruciu. W reaktorze przepływowym nawet po 25 godzinach nie obserwowaliśmy spadku aktywności, choć prowadziliśmy badania na stężeniach około 8000 razy przekraczających polskie normy jego zawartości w wodzie pitnej.
      Gdzie można wykorzystać nowatorską metodę? Przede wszystkim w stacjach uzdatniania wody i oczyszczalniach ścieków. Tam, gdzie chcemy, żeby woda trafiająca do "końcowego odbiorcy", niezależnie czy jest to użytkownik wody z kranu, czy pływająca w rzece ryba, była czysta.
      A co zrobić z produktami reakcji wodorooczyszczania wody z trichloroetylenu? Powstającymi związkami są węglowodory, głównie etylen. Nie powstaje go jednak na tyle dużo, by wystarczyło na dojrzewalnię bananów - uśmiecha się półżartem naukowiec. Po prostu się ulotni...

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Gdy asteroida, która przyniosła zagładę dinozaurom, uderzyła w Ziemię, doszło do olbrzymich pożarów, pojawiły się wielkie tsunami, a uderzenie wyrzuciło do atmosfery olbrzymie ilości siarki, która na długo zablokowała dostęp promieni słonecznych, spowodowała ochłodzenie, co ostatecznie zabiło dinozaury.
      To scenariusz znany, ale hipotetyczny. Teraz został on potwierdzony przez naukowców University of Texas, którzy zbadali setki metrów skał, jakie w ciągu 24 godzin wypełniły krater uderzeniowy.
      Te dowody to m.in.kawałki węgla drzewnego, skały naniesione przez przepływ wsteczny tsunami oraz brak siarki. To zapis wypadków, który odczytujemy bezpośrednio z miejsca uderzenia. Sam świadek opowiada nam o tym wydarzeniu, mówi profesor Sean Gulick z Instytutu Geofizyki University of Texas.
      Gulick stał na czele misji 2016 International Ocean Discovery Program, w ramach którego przeprowadzono wiercenia w miejscu, w którym asteroida uderzyła w naszą planetę w pobliżu Jukatanu.
      Większość materiału, który wypełnił krater uderzeniowy w ciągu kilku godzin po katastrofie pochodziła albo z miejsca uderzenia, albo też została naniesiona przez wody Zatoki Meksykańskiej, które w wyniku uderzenia gwałtownie się cofnęły, a następnie zalały krater. W ciągu zaledwie doby krater został wypełniony warstwą materiału grubą na około 130 metrów. To jeden z najszybciej przebiegających procesów osadzania w historii geologii. Osady te zaczęły gromadzić się w ciągu minut i godzin po uderzeniu, stanowią więc szczegółowy zapis wydarzenia, które doprowadziło do wyginięcia 75% organizmów żywych na Ziemi. Gulick mówi, że po krótkotrwałym regionalnym piekle nastąpiła długotrwała planetarna zima. Dinozaury najpierw zostały upieczone, a później zamrożone. Nie wszystkie zginęły tego dnia, ale wiele poniosło śmierć, stwierdza uczony.
      Zdaniem specjalistów energia uderzenia była 10 miliardów razy większa, niż energia bomb atomowych zrzuconych na Japonię. Była tak olbrzymia, że tysiące kilometrów dalej zapaliły się rośliny, a potężne tsunami dotarło na tereny dzisiejszego stanu Illinois. Teraz wewnątrz krateru znaleziono węgiel drzewny oraz chemiczny biomarker grzybów, co wskazuje, że powracające po tsunami wody naniosły wypalone resztki z całej okolicy.
      To był doniosły dzień w historii życia, a tutaj mamy dobrą dokumentację z samego centrum wydarzeń, mówi profesor Jay Melosh z Purdue University. Dla naukowców równie ważne jak to, co znaleźli, jest to, czego nie znaleźli. Obszar otaczający krater uderzeniowy jest pełny skał bogatych w siarkę. Jednak siarki nie ma w rdzeniu wydobytym z krateru.
      Odkrycie to potwierdza teorię mówiącą, że w wyniku uderzenia doszło do odparowania skał, olbrzymie ilości siarki trafiły do atmosfery i wywołały globalne ochłodzenie. Naukowcy szacują, że do atmosfery mogło trafić co najmniej 325 miliardów ton siarki. Aby zdać sobie sprawę, co to oznaczało dla klimatu, trzeba wiedzieć, że jest to o cztery rzędy wielkości więcej, niż ilość siarki, która trafiła do atmosfery w 1883 roku podczas erupcji wulkanu Krakatau. Erupcja ta spowodowała, że średnie temperatury na Ziemi na pięć lat obniżyły się o około 1,2 stopnia Celsjusza.
      Upadek asteroidy wywołał zniszczenia na skalę regionalną. Tym, co zabiło dinozaury i wiele innych roślin oraz zwierząt były zmiany klimatu. Prawdziwym zabójcą było to, co stało się w atmosferze. Jedynym sposobem na doprowadzenie na masowego wymierania są bowiem zmiany atmosferyczne, mówi Gulick.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...