Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Pajęcza wersja zaminowania terenu
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Pająki z gatunku Argyroneta aquatica całe życie spędzają pod wodą, mimo że są przystosowane do oddychania powietrzem atmosferycznym. Jak to jest możliwe? Otóż ich ciała pokryte są milionami hydrofobowych włosków, które więżą powietrze wokół ciała pająka, zapewniając nie tylko zapas do oddychania, lecz służąc też jako bariera pomiędzy wodą a płucotchawkami zwierzęcia. Ta cienka warstwa powietrza zwana jest plastronem, a naukowcy od dziesięcioleci próbowali ją odtworzyć, by uzyskać materiał, który po zanurzeniu w wodzie będzie odporny na jej negatywne oddziaływanie, czy to na korozję czy na osadzanie na powierzchni bakterii lub glonów. Dotychczas jednak uzyskane przez człowieka plastrony rozpadały się pod wodą w ciągu kilku godzin.
Naukowcy z Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS), Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering at Harvard, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg w Niemczech Germany oraz fińskiego Aalto University poinformowali właśnie o uzyskaniu plastronu, który pozostaje stabilny pod wodą przez wiele miesięcy. Superhydrofobowy materiał, który odpycha krew i wodę, zapobiega osadzaniu się bakterii i organizmów morskich takich jak małże, może znaleźć bardzo szerokie zastosowania zarówno w medycynie, jak i przemyśle.
Jeden z głównych problemów z uformowaniem się plastronu polega na tym, że potrzebna jest szorstka powierzchnia. Jak włoski na Argyroneta aquatica. Jednak nierówności na powierzchni powodują, że jest ona mechanicznie niestabilne, podatna na niewielkie zmiany temperatury, ciśnienia i niedoskonałości samej powierzchni. Dotychczasowe techniki wytwarzania powierzchni superhydrofobowych brały pod uwagę dwa parametry, a to nie zapewniało dostatecznej ilości danych o stabilności powietrznego plastronu umieszczonego pod wodą. Dlatego naukowcy z USA, Niemiec i Finlandii musieli najpierw zbadać, jakie jeszcze dane są potrzebne. Okazało się, że muszą uwzględniać nierówności powierzchni, właściwości molekuł na powierzchni, sam plastron, kąt styku między powietrzem a powierzchnią i wiele innych czynników. Dopiero to pozwoliło przewidzieć, jak powietrzny plastron zachowa się pod wodą.
Wykorzystali więc stworzona przez siebie metodę obliczeniową i za pomocą prostych technik produkcyjnych, wykorzystali niedrogi stop tytanu do stworzenie powierzchni aerofilnej, na której tworzył się powietrzny plastron. Badania wykazały, że dzięki niemu zanurzony w wodzie materiał pozostaje suchy przez tysiące godzin dłużej, niż podczas wcześniejszych eksperymentów.
Wykorzystaliśmy metodę opisu, którą teoretycy zasugerowali już przed 20 laty i wykazaliśmy, że nasza powierzchnia jest stabilna. Oznacza to, że uzyskaliśmy nie tylko nowatorską, ekstremalnie trwałą powierzchnię hydrofobową, ale mamy też podstawy do konstruowania takich powierzchni z różnych materiałów, mówi Alexander B. Tesler z Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg.
Naukowcy stworzyli odpowiednią powierzchnię, a następnie wyginali ją, skręcali, polewali zimną i gorącą wodą, pocierali piaskiem i stalą, by pozbawić ją właściwości aerofilnych. Mimo to utworzył się na niej plastron, który przetrwał 208 dni zanurzenia w wodzie i setki zanurzeń we krwi. Plastron taki znacząco zmniejszył wzrost E.coli, liczbę wąsonogów przyczepiających się do powierzchni i uniemożliwił przyczepianie się małży.
Nowo opracowana powierzchnia może znaleźć zastosowanie w opatrunkach, zmniejszając liczbę infekcji po zabiegach chirurgicznych czy w biodegradowalnych implantach. Przyda się też do zapobiegania korozji podwodnych instalacji. Być może w przyszłości uda się ją połączyć z opracowaną na SEAS superśliską warstwą ochronną SLICK (Slippery Liquid Infused Porous Surfaces), co jeszcze lepiej powinno chronić całość przed wszelkimi zanieczyszczeniami.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Mrówki Solenopsis richteri posługują się piaskiem jak narzędziem, by pozyskać ciekły pokarm (roztwór cukru), nie tonąc w nim. Autorzy artykułu z pisma Functional Ecology podkreślają, że to pokazuje, że dostosowują strategię korzystania z narzędzi do ryzyka związanego z żerowaniem.
S. richteri pochodzą z Ameryki Południowej. Po introdukcji do południowych USA są tu uznawane za gatunek inwazyjny.
Gdy mrówkom zapewniono niewielkie pojemniczki z roztworem cukru, dzięki hydrofobowemu egzoszkieletowi były w stanie unosić się na powierzchni i żerować. Gdy jednak naukowcy zmniejszyli napięcie powierzchniowe, S. richteri zaczęły przenosić piasek, by spuścić ciecz z naczynia.
Odkryliśmy, że mrówki budują strukturę z piasku, która skutecznie wyciąga ciecz z pojemnika, tak aby później można ją było zebrać - opowiada dr Aiming Zhou z Huazhong Agricultural University. Ta niesamowita umiejętność nie tylko zmniejszała ryzyko utonięcia, ale i zapewniała większą powierzchnię do zbierania roztworu.
Okazało się, że struktury z piasku były tak skuteczne, że w ciągu 5 minut mogły wyciągać z pojemniczków niemal połowę cieczy.
Naukowcy zmieniali napięcie powierzchniowe za pomocą surfaktantu. Gdy jego stężenie wynosiło ponad 0,05%, co przekładało się na znaczące ryzyko utonięcia, mrówki budowały struktury z piasku. Nie tworzyły ich, żerując na czystym roztworze cukru. Podczas eksperymentów owadom dostarczano piasek o różnej wielkości ziaren; w ten sposób można było określić ich preferencje budowlane w takiej sytuacji.
Wiemy, że niektóre gatunki mrówek są w stanie posługiwać się narzędziami, szczególnie przy zbieraniu ciekłego pokarmu. Byliśmy jednak zaskoczeni niesamowitymi umiejętnościami S. richteri w tym zakresie - dodaje dr Jian Chen, entomolog z amerykańskiego Departamentu Rolnictwa.
Dr Zhu podkreśla, że konieczne są dalsze badania. Nasze eksperymenty były prowadzone w laboratorium i dotyczyły wyłącznie S. richteri. Kolejnym krokiem powinno być ustalenie, jak bardzo zachowanie to jest rozpowszechnione u innych gatunków mrówek.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Mieszkające w naszych domach pająki unikają powierzchni, po których przeszły mrówki pewnego agresywnego gatunku. To wskazuje, że pozostawiają one po sobie jakiś chemiczny ślad. A ten można by wykorzystać do stworzenia ekologicznych środków odstraszających pająki, dzięki którym np. ludzie z arachnofobią mogliby czuć się bezpieczniej w swoich domach.
Andreas Fischer z kanadyjskiego Simon Fraser University specjalizuje się w badaniu feromonów pająków. Poszukuje też praktycznych sposobów na utrzymanie zdrowego ekosystemu, przy jednoczesnym zniechęceniu pająków do odwiedzania ludzkich domów. Uczony mówi, że z jednej strony mamy pestycydy, które zabijają wszystko i zaburzają równowagę w ekosystemie, z drugiej zaś domowe porady, takie jak stosowanie skórki cytrynowej czy olejku migdałowego, w żaden sposób nie działają na pająki.
Ostatnio Fischer zwrócił uwagę na prace innych naukowców, z których wynikało, że tam, gdzie jest więcej mrówek, występuje mniej pająków.
Uczony zebrał mrówki z trzech różnych gatunków oraz samice czterech gatunków pająków często występujących w północnoamerykańskich domach. Najpierw przez 12 godzin mrówki przebywały na papierowym filtrze w szklanej klatce. Mrówki dobrano równo pod względem wagi, co oznacza, że w przypadku jednego gatunku do eksperymentu użyto 43 mrówek, w przypadku zaś innego – zaledwie trzech.
Po 12 godzinach mrówki z klatki usuwano i na 24 godziny umieszczano w niej samice pająków, obserwując, jak się zachowuje. Okazało się, że większość czarnych wdów (Latrodectus hesperus), fałszywych czarnych wdów (Steatoda grossa) oraz pająków hobo (Eratigena agrestis), unika papierowego filtra, po którym chodziły wścieklice zwyczajne (Myrmica rubra). Podobne, chociaż nie tak silne zachowanie, zauważono u krzyżaka ogrodowego (Araneus diadematus).
Fischer sądzi, że pająki mogą unikać mrówek, gdyż wścieklice zwyczajne są szczególnie agresywne, mogą otaczać i zabijać pająki, które weszły na ich teren. Pająki mogły więc wyewoluować tak, by unikać tego gatunku. Hipoteza ta jest tym bardziej uprawniona, że pająki nie unikały miejsc, po których chodziły mrówki z gatunków hurtnica pospolita (Lasius niger) i Camponotus modoc.
Uczony i jego koledzy nie wiedzą jeszcze, co konkretnie odstrasza pająki. Mają jednak nadzieję, że wkrótce się dowiedzą. A gdy odnajdą roznoszony przez mrówki środek chemiczny, którego boją się pająki, chcą rozpocząć eksperymenty nad stworzeniem jego wersji do użycia w domu.
Fischer nie zaleca jednocześnie zbierania mrówek i chronienia w ten sposób domów przed pająkami. Ugryzienie wścieklicy zwyczajnej jest bardzo bolesne, a mrówek trudno jest się pozbyć. Stałyby się w domu większym problemem niż pająki, stwierdza.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
W gniazdach brazylijskich mrówek z plemienia Attini zidentyfikowano związek przeciwgrzybiczy, który może znaleźć praktyczne zastosowanie w medycynie. Od dawna wiadomo, że Attini hodują grzyby, którymi się pożywiają. Bakterie Psuedonocardia i Streptomyces wytwarzają zaś metabolity, które chronią mrówcze uprawy przed patogenami. Jednak dotychczasowe badania pokazywały, że mimo iż mrówki na różnych obszarach mają wspólnego przodka, to metabolity bakterii miały różną strukturę.
Teraz na łamach ACS Central Science czytamy, że udało się zidentyfikować pierwszy związek przeciwgrzybiczny, który występuje w gniazdach mrówek w różnych lokalizacjach na terenie Brazylii i który można zastosować w medycynie.
Opisaliśmy strukturę attinimycyny, jej geny oraz jej ewolucyjne związki z oksaheliną A (oxachelin A) oraz cahuitamycyną A (cahuitamycin A). To trzy nierybosomalne peptydy, będące strukturalnymi izomerami o różnej sekwencji peptydowej, stwierdzają autorzy badań.
Attinimycyna wykazuje żelazozależną aktywność przeciwgrzybiczą skierowaną przeciwko grzybiczym patogenom, ale nie przeciwko grzybom uprawianym przez mrówki. W badaniach in vivo wykazała ona silne działanie przeciwko mysiemu modelowi infekcji Candida albicans. Siła oddziaływania attinimycyny jest porównywalna do azoli przeciwgrzybiczych. Wykrycie attinimycyny zarówno w gniazdach mrówek jak i na ciele robotnic to dowód na rolę, jaką odgrywa attinimycyna w ochronie upraw grzybów przed patogenami, mówią naukowcy z Uniwersytetu w São Paulo.
Bliższe badania pokazały, że attinimycyna wytwarzana jest przez niemal 2/3 szczepów Pseudonocardia. Jako, że siła działania nowego związku jest porównywalna do azoli (np. ketokonazol, mikonazol czy flukonazol), uczeni mają nadzieję, że przyda się on w praktyce klinicznej.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Mrówki hamują co najmniej 14 chorób roślinnych. Jest to możliwe, bo uwalniają z gruczołów szereg antybiotyków. Na ich odnóżach i innych częściach ciała znajdują się też kolonie bakterii wydzielających antybiotyki. Naukowcy z Uniwersytetu w Aarhus mają nadzieję, że dzięki temu uda się opracować pestycydy, które pomogą zwalczać oporne choroby roślin.
Autorzy artykułu z pisma Oikos podkreślają, że mrówki utrzymują w koloniach bliskie kontakty, dlatego grozi im rozprzestrzenianie infekcji. Owady mogą się jednak przed nimi chronić. Po pierwsze, dbają o higienę. Po drugie, leczą siebie i inne mrówki za pomocą wytwarzanych antybiotyków. Antybiotyki pochodzą z dwóch źródeł: z gruczołów na ciele i z kolonii bakteryjnych hodowanych m.in. na odnóżach.
Wcześniejsze 2-letnie badania duńskich naukowców pokazały (ich wyniki ukazały się w sierpniowym wydaniu pisma Sociobiology), że wprowadzenie mrówek ćmawych (Formica polyctena) do sadu zmniejszało występowanie parcha jabłoni oraz brunatnej zgnilizny drzew ziarnkowych i pestkowych. Skłoniło to akademików do przejrzenia dostępnej literatury. W ten sposób znaleźli oni naukowe dowody, że mrówki mogą hamować co najmniej 14 chorób roślinnych.
Na razie nie wiemy jeszcze, jak mrówki mogą leczyć rośliny. Wiemy jednak, że znakują one drogę prowadzącą po roślinach feromonami, a część z nich ma właściwości antybiotyczne. Efekt leczniczy może więc być wynikiem działania feromonów - opowiada Joachim Offenberg.
Mamy nadzieję, że kolejne badania terenowe ujawnią nowe rodzaje czynników biologicznych do zwalczania opornych chorób roślin [...].
Duńczycy są przekonani, że to jak najbardziej realne rozwiązanie, gdyż np. 2 lata temu zespół z Uniwersytetu Wschodniej Anglii odkrył na afrykańskich mrówkach Tetraponera penzigi bakterie, którym nadano nazwę Streptomyces formicae. Wytwarzają one antybiotyki - formikamycyny. Testy laboratoryjne pokazały, że są one skuteczne zarówno wobec MRSA (metycylinoopornego gronkowca złocistego), jak i opornych na wankomycynę enterokoków (ang. Vancomycin-Resistant Enterococci, VRE). Niewykluczone więc, że mrówcze antybiotyki przydadzą się zarówno w ludzkiej medycynie, jak i w rolnictwie.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.