Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Nietoperz rekordzistą w szybkości spalania cukru

Recommended Posts

Nietoperze żywiące się nektarem spalają cukier szybciej niż czołowi siłacze świata. Oznacza to, że są najlepszymi w tej konkurencji ssakami na Ziemi. Metabolizm cukru rozpoczyna się u nich już podczas wizyty u kwitnącej rośliny.

Utrzymanie się w powietrzu jest najbardziej kosztowną energetycznie czynnością – wyjaśnia Christian Voight z Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research. To prawdziwy dylemat: muszą lecieć zbierać nektar, a największą ilość czerpanej z niego energii zużywają na przelot.

Voight i jego współpracownik John Speakman z Uniwersytetu w Aberdeen karmili 12 trzymanych w niewoli nietoperzy cukrem z węglem-13 i mierzyli, jak dużo go następnie wydychały. Węgiel-13 jest nieradioaktywnym izotopem, który pozwala na śledzenie metabolizmu cukru.

Odkryliśmy, że odżywiające się nektarem nietoperze wykorzystują pochodzący z niego cukier w ciągu minut po zakończeniu picia. Po mniej niż 30 minutach cały ich metabolizm opiera się na tym właśnie źródle.

Malutkie nietoperze z Ameryki Południowej i Centralnej polegają na niewielkich ilościach nektaru, który zawiera dwucukry i cukry proste, takie jak sacharoza czy glukoza. Są one szybko rozkładane, dając ssakom nagły przypływ energii. Dzięki temu mogą one zawisać w powietrzu jak kolibry, a to wymagający energetycznie rodzaj lotu.

Nietoperze mogą również w nocy metabolizować tłuszcz czy glikogen, ale oznacza to, że w dzień skończą im się zapasy energetyczne. To z tego powodu gatunki żywiące się nektarem są aktywne przez całą noc, odwiedzając setki kwiatów na obszarze wielu kilometrów.

U wielu zwierząt duże ilości zjadanego pożywienia są przetwarzane na zapasy, jednak nie u naszych rekordzistów. Zapotrzebowanie energetyczne nietoperzy nektarożernych jest naprawdę duże; należy do największych wśród ssaków. Ich dieta jest uboga w tłuszcze i białka, ale obfituje w cukry. Metabolizowanie ich bezpośrednio po zakończeniu jedzenia pozwala na zaoszczędzenie kosztów: nie trzeba inwestować energii w przekształcanie i przechowywanie zapasów.

Share this post


Link to post
Share on other sites

---------------------

''Nietoperze żywiące się nektarem spalają cukier szybciej niż czołowi siłacze świata. Oznacza to, że są najlepszymi w tej konkurencji ssakami na Ziemi''

----------------------

Ale za to gdyby nietoperz na dobę, musiał spalić taką ilość cukru co siłacz ,to pewnie rozgrzał by się do czerwoności i  spalił  ;D ;D ;D

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
      Często i mało, czy rzadko, ale do syta? Gdyby chodziło o dietę, większość specjalistów postawiłaby na odpowiedź 1, ale w przypadku magazynowania energii jest odwrotnie. Okazuje się, że więcej można jej zmieścić ładując rzadko, ale do pełna.Taki przynajmniej wniosek płynie z badań przeprowadzonych przez zespół naukowców IChF PAN.
      Doświadczenia dotyczyły co prawda wyidealizowanych, dwuwymiarowych układów sieciowych, ale w końcu zasada to zasada. Dr Anna Maciołek, jedna z autorów pracy opublikowanej w Physical Review opisuje ją tak: Chcieliśmy zbadać, jak zmienia się sposób magazynowania energii w układzie,  gdy  pompujemy  do  niego  energię  w  postaci  ciepła,  innymi  słowy – lokalnie  go podgrzewamy.
      Wiadomo,  że ciepło  w  układach  się  rozprzestrzenia, dyfunduje.  Ale czy na gromadzenie energii ma wpływ sposób jej dostarczania; fachowo mówiąc „geometria podawania”? Czy ma znaczenie, że podajemy dużo energii w krótkim czasie i potem długo nic, i znowu dużo energii, czy też gdy podajemy malutkie porcje  tej energii, ale za to jedna po drugiej, niemal bez przerw?
      Cykliczne podawanie energii jest bardzo powszechne w naturze. Sami dostarczamy jej sobie w ten sposób, jedząc. Tę samą liczbę kalorii można dostarczyć w jednej lub dwóch dużych porcjach zjadanych w ciągu doby, albo rozbić ją na 5-7 mniejszych posiłków, między którymi są krótsze przerwy. Naukowcy wciąż się spierają, który  sposób jest dla organizmu lepszy. Jeśli jednak  chodzi o dwuwymiarowe układy sieciowe, to już wiadomo, że pod względem efektywności magazynowania wygrywa metoda „rzadko a dużo”.
      Zauważyliśmy, że w zależności od tego, w jakich porcjach i jak często podajemy energię, ilość, jaką układ potrafi zmagazynować, zmienia się. Największa jest wtedy, gdy porcje energii są duże, ale odstępy czasowe między ich podaniem też są długie, wyjaśnia Yirui Zhang, doktorantka w IChF PAN. Co ciekawe, okazuje się, że gdy taki układ magazynujący podzielimy wewnętrznie na swego rodzaju przedziały, czy też komory, to ilość energii możliwej do zmagazynowania w takim podzielonym ‘akumulatorze’ – o ile bylibyśmy go w stanie skonstruować – wzrośnie. Innymi słowy, trzy małe baterie zmagazynują więcej energii niż jedna duża, precyzuje badaczka. Wszystko to przy założeniu, że całkowita ilość wkładanej do układu energii jest taka sama, zmienia się tylko sposób jej dostarczania.
      Choć badania prowadzone przez zespół IChF PAN należą do podstawowych i ukazują po prostu fundamentalną  zasadę  rządzącą magazynowaniem energii w magnetykach, ich potencjalne zastosowania  są  nie do  przecenienia.  Wyobraźmy  sobie  np.  możliwość  ładowania  baterii elektrycznego samochodu nie w kilka godzin, lecz w kilkanaście minut albo znaczące zwiększenie pojemności  takich  akumulatorów  bez  zmiany  ich  objętości,  czyli  wydłużenie  zasięgu  auta  na jednym ładowaniu.  Nowe  odkrycie  może  też  w  przyszłości  zmienić  sposoby  ładowania  baterii różnego typu poprzez ustalenie optymalnej periodyczności dostarczania do nich energii

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Jednym ze sposobów na pozyskiwanie odnawialnej energii jest wykorzystanie różnicy chemicznych pomiędzy słodką i słoną wodą. Jeśli naukowcom uda się opracować metodę skalowania stworzonej przez siebie technologii, będą mogli dostarczyć olbrzymią ilość energii milionom ludzi mieszkających w okolica ujścia rzek do mórz i oceanów.
      Każdego roku rzeki na całym świecie zrzucają do oceanów około 37 000 km3 wody. Teoretycznie można tutaj pozyskać 2,6 terawata, czyli mniej więcej tyle, ile wynosi produkcja 2000 elektrowni atomowych.
      Istnieje kilka metod generowania energii z różnicy pomiędzy słodką a słoną wodą. Wszystkie one korzystają z faktu, że sole złożone są z jonów. W ciałach stałych ładunki dodatnie i ujemne przyciągają się i łączą. Na przykład sól stołowa złożona jest z dodatnio naładowanych jonów sodu połączonych z ujemnie naładowanymi jonami chloru. W wodzie jony takie mogą się od siebie odłączać i poruszać niezależnie.
      Jeśli po dwóch stronach półprzepuszczalnej membrany umieścimy wodę z dodatnio i ujemnie naładowanymi jonami, elektrony będą przemieszczały się od części ujemnie naładowanej do części ze znakiem dodatnim. Uzyskamy w ten sposób prąd.
      W 2013 roku francuscy naukowcy wykorzystali ceramiczną błonę z azotku krzemu, w którym nawiercili otwór, a w jego wnętrzu umieścili nanorurkę borowo-azotkową (BNNT). Nanorurki te mają silny ujemny ładunek, dlatego też Francuzi sądzili, że ujemnie naładowane jony nie przenikną przez otwór. Mieli rację. Gdy po obu stronach błony umieszczono słoną i słodką wodę, przez otwór przemieszczały się niemal wyłącznie jony dodatnie.
      Nierównowaga ładunków po obu stronach membrany była tak duża, że naukowcy obliczyli, iż jeden metr kwadratowy membrany, zawierający miliony otworów na cm2 wygeneruje 30 MWh/rok. To wystarczy, by zasilić nawet 12 polskich gospodarstw domowych.
      Problem jednak w tym, że wówczas stworzenie nawet niewielkiej membrany tego typu było niemożliwe. Nikt bowiem nie wiedział, w jaki sposób ułożyć długie nanorurki borowo-azotkowe prostopadle do membrany.
      Przed kilkoma dniami, podczas spotkania Materials Research Society wystąpił Semih Cetindag, doktorant w laboratorium Jerry'ego Wei-Jena na Rutgers University i poinformował, że jego zespołowi udało się opracować odpowiednią technologię. Nanorurki można kupić na rynku. Następnie naukowcy dodają je do polimerowego prekursora, który jest nanoszony na membranę o grubości 6,5 mikrometrów. Naukowcy chcieli wykorzystać pole magnetyczne do odpowiedniego ustawienia nanorurek, jednak BNNT nie mają właściwości magnetycznych.
      Cetindag i jego zespół pokryli więc ujemnie naładowane nanorurki powłoką o ładunku dodatnim. Wykorzystane w tym celu molekuły są zbyt duże, by zmieścić się wewnątrz nanorurek, zatem BNNT pozostają otwarte. Następnie do całości dodano ujemnie naładowane cząstki tlenku żelaza, które przyczepiły się do pokrycia nanorurek. Gdy w obecności tak przygotowanych BNNT włączono pole magnetyczne, można było manewrować nanorurkami znajdującymi się w polimerowym prekursorze nałożonym na membranę.  Później za pomocą światła UV polimer został utwardzony. Na koniec za pomocą strumienia plazmy zdjęto z obu stron membrany cienką warstwę, by upewnić się, że nanorurki są z obu końców otwarte. W ten sposób uzyskano membranę z 10 milionami BNNT na każdy centymetr kwadratowy.
      Gdy taką membranę umieszczono następnie pomiędzy słoną a słodką wodą, uzyskano 8000 razy więcej mocy na daną powierzchnię niż podczas eksperymentów prowadzonych przez Francuzów. Shan mówi, że tak wielki przyrost mocy może wynikać z faktu, że jego zespół wykorzystał węższe nanorurki, zatem mogły one lepiej segregować ujemnie naładowane jony.
      Co więcej, uczeni sądzą, że membrana może działać jeszcze lepiej. Nie wykorzystaliśmy jej pełnego potencjału. W rzeczywistości tylko 2% BNNT jest otwartych z obu stron, mówi Cetindag. Naukowcy pracują teraz nad zwiększeniem odsetka nanorurek otwartych z obu stron membrany.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Ironman, ultramaraton w Dolinie Śmierci czy wyścig Tour de France testują granice ludzkiej wytrzymałości. Niektórzy twierdzą, że granice te istnieją jedynie w głowie, jednak naukowcy właśnie określili, gdzie się one znajdują.
      Uczeni z Duke University, badając wydatki energetyczne osób biorących udział w najbardziej wymagających wydarzeniach sportowych, stwierdzili, że u każdego człowieka występuje ten sam limit metaboliczny, czyli maksymalny poziom wysiłku, jaki może on długoterminowo wytrzymać. Okazuje się, że w przypadku wysiłku fizycznego trwającego całymi dniami, tygodniami i miesiącami, człowiek może spalać kalorie w tempie nie przekraczającym 2,5-krotności tempa spalania kalorii w czasie spoczynku.
      Uczeni zauważyli, że nawet najlepiej wytrenowany ultramaratończyk nie jest w stanie przekroczyć tej granicy.
      To definiuje możliwości fizyczne człowieka, mówi współautor badań, profesor antropologii ewolucyjnej Herman Pontzer.
      Gdy przekraczamy wspomnianą granicę 2,5-krotności zużycia kalorii w spoczynku, organizm zaczyna rozkładać własne tkanki, by uzupełnić deficyt energii.
      Naukowcy uważają, że granica wydolności jest określana przez zdolność jelit to przyswajania pokarmu. To zaś oznacza, że nawet jeślibyśmy więcej jedli podczas wzmożonego wysiłku, nie jesteśmy w stanie przesunąć tej magicznej granicy. Po prostu istnieje górny pułap kalorii, jakie może przyswoić nasz układ pokarmowy, mówi Pontzer.
      W ramach swoich badań naukowcy przyjrzeli się grupie biegaczy biorących udział w 2015 Race Across the USA. To liczący niemal 5000 kilometrów bieg z Kalifornii do Waszyngtonu. Uczestnicy biegną przez 5 miesięcy pokonując co tydzień trasę 6 maratonów. Pod uwagę wzięto też inne wymagające energetycznie przedsięwzięcia, jak np. 100-milowe ultramaratony górskie czy ciążę.
      Gdy przeanalizowano dane na temat wydatków energetycznych w czasie okazało się, że początkowy wysiłek metaboliczny był wysoki, jednak z czasem nieuchronnie spadał do poziomu 2,5-krotności wysiłku metabolicznego w czasie spoczynku i pozostawał na tym poziomie do końca. Naukowcy analizowali też próbki moczu pobrane od zawodników na początku i na końcu Race Across the USA. Okazało się,że po 20 tygodniach biegu sportowcy spalali dziennie o 600 kalorii mniej niż można się było tego spodziewać po długości przebytej trasy. To sugeruje, że organizm celowo ogranicza metabolizm, by utrzymać go na poziomie koniecznym do przetrwania.
      To wspaniały przykład ograniczenia wydatkowania energii, gdzie organizm ma ograniczone możliwości odnośnie maksymalnych poziomów wysiłku przez dłuższy czas, mówi współautorka badań, Caitlin Thurber. Możemy biec sprintem przez 100 metrów, ale spokojnym tempem przebiegniemy wiele kilometrów, prawda? Ta zasada działa również tutaj, dodaje profesor Pontzer.
      Analiza wydatków energetycznych we wszystkich przypadkach długotrwałego wysiłku dawała taki sam wykres w kształcie litery L. Niezależnie od tego czy analizowano podróż po mroźnej Antarktydzie, gdzie uczestnicy całymi dniami ciągnęli ważące setki kilogramów sanie, czy też odbywający się w upale Tour de France. Takie wyniki zaś stawiają pod znakiem zapytania pojawiające się wcześniej tezy, których autorzy wiązali wytrzymałość człowieka ze zdolnością do regulowania temperatury organizmu.
      Co interesujące, maksymalne możliwe wydatki energetyczne wytrenowanych ultramaratończyków były jedynie nieco wyższe niż maksymalne poziomy metaboliczne kobiet w ciąży. To zaś sugeruje, że ten sam mechanizm, który ogranicza wydolność sportowców  może wpływać na inne aspekty życia, jak na przykład na maksymalne rozmiary dziecka w łonie matki.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Lenistwo może być, przynajmniej w przypadku małży i ślimaków, pomocne w przetrwaniu. Takie wnioski płyną z badań przeprowadzonych na University of Kansas, w czasie których przeanalizowano dane dotyczące metabolizmu 299 gatunków żyjących od pliocenu (ok. 5 milionów lat temu) do dzisiaj. Okazało się, że szybszy metabolizm wiązał się z większym ryzykiem wyginięcia gatunku.
      Zastanawialiśmy się, czy można wyliczyć prawdopodobieństwo wyginięcia gatunku na podstawie ilości energii, jakie pobierają jego przedstawiciele. Okazało się, że istnieją różnice pomiędzy gatunkami mięczaków, które wyginęły w ciągu ostatnich 5 milionów lat, a tymi, które do dzisiaj przetrwały. Te gatunki, które wyginęły, miały zwykle wyższy metabolizm niż te, które przetrwały. Te organizmy, które mają mniejsze potrzeby energetyczne wydają się mieć większe szanse na przetrwanie, mówi główny autor badań, Luke Stortz z Instytutu Bioróżnorodności i Muzeum Historii Naturalnej University of Kansas.
      Może najlepsza długoterminowa strategia dla zwierząt, to jak największe lenistwo. Im wolniejszy metabolizm, tym większe prawdopodobieństwo, że gatunek przetrwa. Może zamiast „przetrwaniu najsprawniejszych” najlepszą metaforą ewolucji jest „przetrwanie najbardziej leniwych” lub przynajmniej „przetrwanie powolnych”, zastanawia się inny autor badań, profesor Bruce Liebermann.
      Uczeni podkreślają, że ich praca może pomóc w przewidywaniu, które gatunki mogą wyginąć w obliczu zmian klimatycznych. Mamy tutaj do czynienia z potencjalnym czynnikiem pozwalającym przewidzieć szanse przetrwania gatunku. [...] Gatunki o szybszym metabolizmie są bardziej narażone na wyginięcie. To kolejne narzędzie w pracy naukowca. Zwiększa ono nasze rozumienie mechanizmów stojących za wyginięciami i pozwala lepiej przewidzieć ryzyko dla poszczególnych gatunków, dodaje Stortz.
      Wyższy metabolizm tym bardziej narażał gatunek na wyginięcie, im mniejszy habitat gatunek zajmował. Jeśli gatunek był rozprzestrzeniony po większym obszarze, tempo metabolizmu odgrywało mniejszą rolę. U szeroko rozpowszechnionych gatunków nie było widać tej samej zależności pomiędzy tempem metabolizmu a ryzykiem wyginięcia, co u gatunków zajmujących mniejsze obszary. Dystrybucja gatunku jest ważnym elementem ryzyka wyginięcia. Jeśli należysz do gatunku występującego na małym terenie i mającego szybki metabolizm, ryzyko wyginięcia jest bardzo duże, stwierdza uczony.
      Naukowcy odkryli też, że łączne tempo metabolizmu dla grup gatunków pozostaje stałe, nawet gdy jedne gatunki znikają, a inne się pojawiają. Jeśli popatrzymy na wszystkie grupy gatunków i na wszystkie gatunki w danej grupie, to średnie tempo metabolizmu pozostaje niezmienne. [...] To była niespodzianka. Można było się spodziewać, że w miarę upływu czasu średni poziom metabolizmu gatunków będzie się zmieniał. Tymczasem na przestrzeni milionów lat pozostaje on taki sam, pomimo tego, że wiele gatunków wyginęło.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Japońsko-amerykański zespół naukowy w Michigan State University i RIKEN Nishina Center odkrył osiem nowych izotopów fosforu, siarki, chloru, argonu, potasu, skandu i wapnia. To najcięższe ze znalezionych izotopów tych pierwiastków.
      Najbardziej interesującymi z izotopów, które właśnie odkryto dzięki Radioactive Isotope Beam Factory (RIBF) w RIKEN są wapń-59 i wapń-60. Jądro wapnia-60 zawiera 20 protonów i 40 neutronów. To o 12 więcej niż najcięższy ze znanych stabilnych izotopów wapnia, wapń-48. W przeciwieństwie do niego wapń-60 jest izotopem niestabilnym, rozpada się po kilku tysięcznych sekundy.
      Oleg Tarasov z Michigan State University mówi, że potwierdzenie istnienia pewnych izotopów danych pierwiastków pomaga w zrozumieniu sił atomowych. W sercu atomu protony i neutrony są utrzymywane razem przez siły atomowe, tworząc jądro atomu. Naukowcy wciąż badają, jaka kombinacja protonów i neutronów może przetrwać, nawet jeśli istnieje ona tylko przez ułamki sekund.
      Profesor Alexandra Gade zauważa, że nowe odkrycia wymuszą weryfikację niektórych modeli teoretycznych. Część z tych modeli przewiduje, że nie jest możliwe, by 20 protonów i 40 neutronów utrzymało się razem i stworzyło jądro Ca-60. Odkrycie wapnia-60 oznacza konieczność poszukania brakujących elementów w tych modelach. Podobnie odkrycie siarki-49 i chloru-52 oznacza konieczność zmiany modeli, wedle których izotopy takie nie mogą istnieć.
      W celu uzyskania wspomnianych izotopów naukowcy przyspieszyli atomy cynku i zderzyli je z berylem. Japoński RIBF to obecnie najpotężniejszy akcelerator służący do uzyskiwania egzotycznych izotopów. W przyszłości Facility for Rare Isotope Beams (FRIB) na Michigan State University, może pozwolić na uzyskanie wapnia-68, a może nawet Ca-70.

      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...