Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Grzyby i bakterie mogą zmieniać organizację gleby (porowatość), tak by pochłaniała więcej wody i węgla. Artykuł na ten temat ukazał się właśnie w piśmie Interface.

Gdy przyjrzymy się glebie pozbawionej organizmów żywych, struktura jest dość przypadkowa. Życie wprowadza w niej ład i porządek. Bakterie i grzyby wdrażają nieco feng shui i rearanżują cząstki gleby - opowiada prof. Iain Young z Uniwersytetu Nowej Anglii. Nic więc dziwnego, że Australijczyk uznaje glebę za najbardziej złożony biomateriał na Ziemi. Dlaczego? Powodów jest kilka. Po pierwsze, liczba organizmów w garści gleby przewyższa liczbę ludzi, którzy kiedykolwiek zamieszkiwali naszą planetę. Po drugie, życie z gleby definiuje jej funkcje i właściwości.

Naukowcy już od jakiegoś czasu wiedzieli, że mikroorganizmy glebowe wydzielają klejopodobną substancję, która wiąże tworzące ją cząstki. Stąd przypuszczenie zespołu Younga, że mikroorganizmy poprawiają porowatość gleby, usprawniając przepływ wody oraz różnych gazów, w tym dwutlenku węgla i tlenu. Studium przebiegało 2-etapowo. Zaczęło się od modelu komputerowego, potem przyszedł czas na właściwy eksperyment.

Do porównania porów w wyjałowionej glebie i glebie z mikroorganizmami Australijczycy wykorzystali mikrotomografię rentgenowską. Okazało się, że zwłaszcza grzyby zwiększały porowatość gleby. Porów nie tylko było więcej, stały się też bardziej uporządkowane i połączone. Strzępki grzybów pełniły funkcje stabilizujące, a bakterie wydzielały surfaktanty zmniejszające napięcie powierzchniowe. Dzięki zakrojonej na szeroką skalę współpracy roślinom łatwiej pobierało się z ziemi wodę.

W tym roku ukazała się książka Iaina Younga i Karla Ritza pt. Architektura i biologia gleby: życie w wewnętrznej przestrzeni. Prawdziwe kompendium wiedzy dla zainteresowanych tą tematyką.

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
      Oddziaływanie roślin na zdrowie człowieka jest faktem niepodważalnym. Liczne badania naukowe dowodzą, że różne formy kontaktu z roślinami mają wpływ na poprawę kondycji psychicznej i fizycznej. Istotny wpływ na nasze zdrowie mają także rośliny we wnętrzach. Mogą one zniwelować negatywne oddziaływanie warunków miejskich, głównie dlatego, że umożliwiają bezpośredni kontakt z roślinami w miejscach, gdzie spędzamy większość czasu, czyli w pomieszczeniach.
      W mieszkaniach rośliny najczęściej zaspokajają potrzeby estetyczne, poprawiają jakość powietrza, a przez wysiłek fizyczny wkładany w ich pielęgnację, mają pozytywny wpływ na naszą kondycję fizyczną. Już sadzenie roślin w pojemnikach oddziałuje pozytywnie na nasze samopoczucie. Wykonywanie prac przy roślinach przez osoby schorowane i starsze wpływa nie tylko na kondycję fizyczną, ale i psychiczną, np. zwiększa siłę i masę mięśni, przyczynia się do lepszej koordynacji ruchowej, obniża stres i agresję. Badania wśród chorych na schizofrenię potwierdziły, że wpatrywanie się przez kilka minut w niektóre gatunki roślin doniczkowych powoduje obniżenie ciśnienia krwi i częstotliwość uderzeń serca.
      Szczególnie istotną funkcją roślin we wnętrzach jest poprawienie jakości powietrza. Z licznych badań wynika, że umieszczenie roślin doniczkowych w biurach i klasach szkolnych zmniejsza występowanie bólów głowy, chorób gardła oraz poprawia samopoczucie przebywających w pomieszczeniach. Uprawa roślin w pomieszczeniach przyczynia się także do zwiększenia wilgotności powietrza. Ma to istotne znaczenie, ponieważ współczesne materiały budowlane powodują jej obniżenie. Powietrze w nowych budynkach mieszkalnych i biurowych jest bardzo suche; wilgotność sięga zaledwie 20-30%. Bardzo skutecznym sposobem zwiększania wilgotności powietrza w pomieszczeniach jest uprawa roślin. Roślina podczas transpiracji wyparowuje wodę przez nadziemne organy.
      Im większa roślina, większa powierzchnia liści, tym bardziej roślina nawilża powietrze. Transpirowana przez rośliny para może zawierać substancje (fitoncydy), które wyciszają rozwój drobnoustrojów w powietrzu. Rośliny we wnętrzach, oprócz podwyższania wilgotności powietrza, wpływają także na jego jakość. Rośliny uprawiane w pomieszczeniach oczyszczają powietrze ze szkodliwych związków lotnych. Według Amerykańskiej Agencji Ochrony Środowiska, w pomieszczeniach, zwłaszcza biurowych, może być nawet 900 różnych szkodliwych związków, a niektóre z nich przekraczają normy nawet ponad 100-krotnie. Przyczyn złej jakości powietrza w pomieszczeniach jest kilka: ich szczelność, niewłaściwa wentylacja, niska wilgotność względna powietrza, emisje substancji toksycznych, wydzieliny biologiczne. Wśród zanieczyszczeń toksycznymi związkami lotnymi znajdują się: formaldehyd, ksylen, toluen, benzen, trójchloroetylen, etylen i alkohole. Źródłem tych związków są w dużej mierze materiały budowlane, elementy wykończenia wnętrz, farby, lakiery oraz sprzęt biurowy, zwłaszcza drukarki. Związki te powodują podrażnienia błon śluzowych, zawroty i bóle głowy, znużenie, nudności, biegunki, niektóre są nawet rakotwórcze. Są nawet określone symptomy związane z tzw. zespołem chorego budynku, takie jak: alergie, astma, zmęczenie, ból głowy, zaburzenia systemu nerwowego oraz trudności z oddychaniem. Na podstawie licznych badań wykazano, że obecność żywych roślin w pomieszczeniach korzystnie wpływa na samopoczucie oraz zdrowie człowieka. Rośliny do dekoracji wnętrz dzieli się pod względem walorów ozdobnych na gatunki o ozdobnych kwiatach i o ozdobnych liściach. Pod względem estetycznym ciekawsze są rośliny kwitnące, gdzie misterna budowa kwiatów zawsze wzbudza podziw. Jednak biorąc pod uwagę funkcje oczyszczania powietrza z toksyn i podnoszenia jego wilgotności, korzystniej jest uprawiać rośliny o ozdobnych liściach. Do dekoracji pomieszczeń dysponujemy dziś około 1000 różnych taksonów roślin. Są one zróżnicowane pod względem przynależności systematycznej, pochodzenia i wyglądu zewnętrznego. Do roślin najskuteczniej usuwających formaldehyd z powietrza należą: popularna paproć - nefrolepis wysoki, palmy – złotowiec lśniący oraz daktylowiec karłowy, draceny: deremeńska, obrzeżona i wonna, popularny storczyk – falenopsis, figowce – benjamiński i sprężysty, epipremnum złociste, skrzydłokwiat i wiele innych gatunków.
      Podsumowując, każda roślina we wnętrzu korzystnie oddziałuje na nasze samopoczucie i jakość powietrza w pomieszczeniach.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Nad nowymi, ekologicznymi sposobami ochrony roślin uprawnych pracują młodzi badacze z koła naukowego Bio-Top, działającego przy Wydziale Chemicznym PWr. Sprawdzają, jak w tej roli radzą sobie naturalni wrogowie szkodników, czyli grzyby owadobójcze.
      Jak grzyby mogą chronić rośliny przed szkodnikami? Projekt KN Bio-TopWydajna uprawa roślin to jedna z podstawowych potrzeb współczesnego świata. Rośliny są niezbędne nie tylko do wyżywienia ludzkości czy utrzymania zwierząt gospodarskich, ale to także źródło surowców wykorzystywanych na ubrania, do ogrzewania czy wytwarzania energii.
      Naturalni i ekologiczni wrogowie
      Z tych właśnie powodów niezbędne stało się szukanie sposobów zwiększenia wydajności upraw. Zaczęto więc dostosowywać je do warunków środowiskowych, zabezpieczać na różne sposoby przed chorobami, szkodnikami czy chwastami. W trosce o bezpieczne środowisko zaczęto także interesować się jak najszerszym wykorzystaniem naturalnie występujących możliwości, tak aby sięganie po środki chemiczne odbywało się tylko w razie konieczności i w jak najmniejszych dawkach.
      W ten sposób powstała strategia zintegrowanego zwalczania szkodników, czyli IPM – ang. integrated pest management. Jednym z elementów tej strategii jest wykorzystanie naturalnych wrogów szkodników roślin, czyli np. niektórych nicieni, bakterii czy właśnie grzybów – wyjaśnia dr Beata Greb-Markiewicz z Katedry Biochemii, Biologii Molekularnej i Biotechnologii PWr, która nadzoruje badania prowadzone przez członków Koła Naukowego Studentów Biotechnologii Bio-Top. Ona też podsunęła młodym naukowcom tę tematykę.
      Od pewnego czasu zainteresowanie grzybami owadobójczymi wzrosło. Podczas doktoratu zajmowałam się właśnie tym tematem. Uważam, że to ważny i bardzo przyszłościowy kierunek działań w stronę ekologicznego rolnictwa. Stosowanie żywych organizmów do zwalczania np. szkodliwych owadów ma tę zaletę, że obie strony ewoluują. Owady nie są w stanie tak łatwo i szybko wytworzyć oporności, jak to bywa w przypadku określonego środka chemicznego. Dodatkowo pasożyty są często bardziej wyspecjalizowane i atakują określone gatunki owadów – tłumaczy dr Greb-Markiewicz.
      Dodaje, że grzyby mogą być wyspecjalizowanymi patogenami lub takimi, które atakują tylko osłabione osobniki. Obecnie dostępne na rynku środki zawierają jedynie kilka najlepiej scharakteryzowanych szczepów grzybów. Pozostałe nie zostały jeszcze przebadane pod tym kątem.
      Alternatywa dla środków chemicznych
      Młodzi naukowcy planują przeprowadzić badania związków wydzielanych przez grzyby, a także sprawdzić ich wpływ na owady oraz komórki ssacze i roślinne.
      Jak grzyby mogą chronić rośliny przed szkodnikami? Projekt KN Bio-TopZespół pracujący nad projektem składa się z 15 osób i podzielony jest na odpowiednie sekcje, które skupiają się na konkretnej tematyce. Dr Greb-Markiewicz nauczyła studentów, jak zajmować się grzybami, jak je przeszczepiać, a także, w jaki sposób pracować z owadzimi organizmami modelowymi – molem woskowym (Galleria mellonella) i wywilżną karłowatą potocznie zwaną muszką owocową (Drosophila melanogaster).
      Do tej pory przeprowadziliśmy wstępny dobór warunków hodowli dla dwóch szczepów. Udało nam się także wyizolować i zidentyfikować opisany w literaturze związek o aktywności antybiotycznej oraz hamującej wzrost komórek nowotworowych – opowiada Dawid Kramski z Bio-Topu, który jest wiceprezesem koła i doktorantem na W3.
      Uzyskaliśmy również ekstrakt działający silnie toksycznie na larwy Galleria mellonella, powodujący ich śmierć w ciągu 15 minut od momentu iniekcji – dodaje.
      Studenci są przekonani, że ich badania w przyszłości znajdą zastosowanie w przemyśle rolniczym jako alternatywa dla chemicznych środków ochrony roślin oraz biostymulanty wzrostu.
      Część otrzymanych wyników zaprezentowali już podczas sesji posterowej na Ogólnopolskiej Konferencji Naukowej „Pierwotne i wtórne metabolity grzybów i roślin”, w lutym bieżącego roku. Niedawno projekt BioTop-u zakwalifikował się do finału konkursu 3Mind, organizowanego przez Naczelną Organizację Techniczną i firmę 3M. Koło stara się też o dofinansowanie badań w ramach ministerialnego konkursu „Studenckie koła naukowe tworzą innowacje”.
      Z powodu pandemii niektóre prace nad projektem musiały być wstrzymane. W obecnej sytuacji nie zostało nam nic innego jak studia literaturowe, planowanie dalszych działań na papierze i spotkania w formie zdalnej – przyznaje doktorant. Podkreśla, że jest to bardzo ważna cześć projektu, bez której nie da się praktycznie wykonać eksperymentu.
      Kilkoro studentów pojawia się jednak regularnie w laboratorium, żeby pilnować hodowli grzybów i owadów. Mamy oczywiście zgodę dziekana. Pracujemy na żywych organizmach i nie możemy ich zostawić bez opieki. Ktoś musi o nie dbać i je karmić – mówi Dawid Kramski.

      « powrót do artykułu
    • 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
      Naukowcy próbują pracować mimo utrudnień związanych z COVID-19. Czasem panująca na świecie sytuacja skłania ich (podobnie jak barmanów tworzących drinki określane mianem quarantini) do nadawania nazw inspirowanych pandemią. Tak było w przypadku grzybów Diabolocovidia i Laboulbenia quarantenae.
      Rodzaj Diabolocovidia reprezentuje gatunek D. claustri. Znaleziono go na liściach palmy Serenoa repens. Członek rodziny próchnilcowatych (Xylariaceae) został opisany na łamach periodyku Persoonia.
      Znalezienie nowego grzyba nie było trudne, podkreśla patolog leśny Jason Smith. Podczas wizyty innego współautora badań na terenie wokół laboratorium Smitha na Uniwersytecie Florydzkim w Gainesville leżały opadłe nakrapiane liście. To wskazuje na pewne szersze zjawisko - nowe grzyby można znaleźć także w odwiedzanych na co dzień miejscach.
      W drugim przypadku biolog z Purdue University, Danny Haelewaters, miał być na wyprawie. Zamiast tego utknął w West Lafayette w Indianie. Współautor artykułu z MycoKeys, André De Kesel, pracuje w Ogrodzie Botanicznym w Meise w Belgii. Nie przeszkodziło im to jednak w ukończeniu studium.
      L. quarantenae jest ektopasożytem należącego do biegaczowatych chrząszcza Bembidion biguttatum. Dotąd znajdowano go wyłącznie w Ogrodzie Botanicznym w Meise. Nie ma dowodów, by grzyb pasożytował na innych gatunkach żywicielskich.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Międzynarodowy zespół naukowy stworzył wielką bazę danych wszystkich znanych genomów bakteryjnych obecnych w mikrobiomie ludzkich jelit. Baza umożliwia specjalistom badanie związków pomiędzy genami bakterii a proteinami i śledzenie ich wpływu na ludzkie zdrowie.
      Bakterie pokrywają nas z zewnątrz i od wewnątrz. Wytwarzają one proteiny, które wpływają na nasz układ trawienny, nasze zdrowie czy podatność na choroby. Bakterie są tak bardzo rozpowszechnione, że prawdopodobnie mamy na sobie więcej komórek bakterii niż komórek własnego ciała. Zrozumienie wpływu bakterii na organizm człowieka wymaga ich wyizolowania i wyhodowania w laboratorium, a następnie zsekwencjonowania ich DNA. Jednak wiele gatunków bakterii żyje w warunkach, których nie potrafimy odtworzyć w laboratoriach.
      Naukowcy, chcąc zdobyć informacje na temat tych gatunków, posługują się metagenomiką. Pobierają próbkę interesującego ich środowiska, w tym przypadku ludzkiego układu pokarmowego, i sekwencjonują DNA z całej próbki. Następnie za pomocą metod obliczeniowych rekonstruują indywidualne genomy tysięcy gatunków w niej obecnych.
      W ubiegłym roku trzy niezależne zespoły naukowe, w tym nasz, zrekonstruowały tysiące genomów z mikrobiomu jelit. Pojawiło się pytanie, czy zespoły te uzyskały porównywalne wyniki i czy można z nich stworzyć spójną bazę danych, mówi Rob Finn z EMBL's European Bioinformatics Institute.
      Naukowcy porównali więc uzyskane wyniki i stworzyli dwie bazy danych: Unified Human Gastrointestinal Genome i Unified Gastrointestinal Protein. Znajduje się w nich 200 000 genomów i 170 milionów sekwencji protein od ponad 4600 gatunków bakterii znalezionych w ludzkim przewodzie pokarmowym.
      Okazuje się, że mikrobiom jelit jest nie zwykle bogaty i bardzo zróżnicowany. Aż 70% wspomnianych gatunków bakterii nigdy nie zostało wyhodowanych w laboratorium, a ich rola w ludzkim organizmie nie jest znana. Najwięcej znalezionych gatunków należy do rzędu Comentemales, który po raz pierwszy został opisany w 2019 roku.
      Tak olbrzymie zróżnicowanie Comentemales było wielkim zaskoczeniem. To pokazuje, jak mało wiemy o mikrobiomie jelitowym. Mamy nadzieję, że nasze dane pozwolą w nadchodzących latach na uzupełnienie luk w wiedzy, mówi Alexancre Almeida z EMBL-EBI.
      Obie imponujące bazy danych są bezpłatnie dostępne. Ich twórcy uważają, że znacznie się one rozrosną, gdy kolejne dane będą napływały z zespołów naukowych na całym świecie. Prawdopodobnie odkryjemy znacznie więcej nieznanych gatunków bakterii, gdy pojawią się dane ze słabo reprezentowanych obszarów, takich jak Ameryka Południowa, Azja czy Afryka. Wciąż niewiele wiemy o zróżnicowaniu bakterii pomiędzy różnymi ludzkimi populacjami, mówi Almeida.
      Niewykluczone, że w przyszłości katalogi będą zawierały nie tylko informacje o bakteriach żyjących w naszych jelitach, ale również na skórze czy w ustach.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...