Poprawili fotosyntezę i zwiększyli plony o 40%
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Technologia
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie i Katedry Ogrodnictwa Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu badają dźwięki wydawane przez rośliny. Naukowcy chcą sprawdzić, czy w warunkach stresowych – jak susza lub atak szkodników – rośliny informują dźwiękiem o swoim stanie. To nie tylko zwiększy naszą wiedzę o roślinach, ale pomoże też lepiej dbać o uprawy wielkopowierzchniowe. Dotychczas na świecie prowadzono niewiele badań nad tym zagadnieniem.
Pierwsze eksperymenty przeprowadzono w szklarni doświadczalnej Centrum Innowacyjnych Technologii Produkcji Ogrodniczej Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu. Badaniu poddano tam małe sadzonki pomidorów. Okazało się, że rośliny emitowały impulsy w ultradźwiękach, a ich częstotliwość zmieniała się wraz ze zmianą pory dnia. Więcej impulsów generowane było za dnia niż w nocy.
Kolejny etap badań prowadzono w komorze bezechowej Laboratorium Akustyki Technicznej AGH. Użyty tam specjalistyczny sprzęt pozwolił na rejestrowanie dźwięków o częstotliwości powyżej 200 kHz. Tak duża czułość jest potrzebna, gdyż różne rośliny emitują dźwięki o różnej częstotliwości. O ile zakres dźwięków emitowanych przez pomidory wynosi 20–50 kHz, to z literatury wiadomo, że zboża czy winorośl wydają dźwięki o częstotliwości 80–150 kHz.
Badania w komorze bezechowej trwały kilka tygodni. Umieszczona w niej roślina została otoczona przez 8 specjalistycznych mikrofonów, dzięki czemu można było też sprawdzić kierunek emisji dźwięku. W ten sposób przebadano kilka sadzone pomidorów. Najpierw były one prawidłowo nawożone i podlewane, następnie je przesuszano, aż do całkowitego wyschnięcia. Okazało się, że gdy rodzina schła, emitowała coraz bardziej intensywne impulsy dźwiękowe. Teraz naukowcy zajmują się analizą zmian zachodzących w dźwiękach wydawanych przez wysychającą roślinę.
Badania akustyczne mogłyby znaleźć zatem zastosowanie w kolejnym, bardzo nieoczywistym, obszarze jakim są hodowle kontrolowane roślin, a te jak wiemy zyskują na coraz większej popularności na świecie. Oprócz danych związanych z wilgotnością czy temperaturą otoczenia hodowcy mogliby na podstawie sygnału bezpośrednio od rośliny decydować o wzmocnieniu nawożenia, intensywniejszym podlewaniu czy ochronie przed szkodnikami, bez fizycznej obecności na miejscu, stwierdzają naukowcy.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Palenie z trzeciej ręki może prowadzić do wysypki, zapalenia skóry czy łuszczycy, ostrzegają naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Riverside. To już kolejne badania pokazujące, że szkodliwe dla naszego zdrowia jest nie tylko palenie papierosów i nie tylko bierne palenie. Szkody przynosi nam również kontakt pozostałościami po paleniu, które osadzają się na ubraniach, meblach, ścianach czy przedmiotach codziennego użytku.
Paleniem z drugiej ręki, lub biernym paleniem, nazywamy wdychanie dymu tytoniowego i zawartych w nim toksyn. Natomiast palenie z trzeciej ręki to wdychanie toksyn z dymu tytoniowego, które osadziły się na meblach, ścianach, ubraniach i innych przedmiotach i stopniowo się z nich uwalniają.
Już 9 lat temu informowaliśmy, że kontakt z pozostałościami dymu tytoniowego, które osiadły na powierzchniach, prowadzi do uszkodzeń DNA, a wietrzenie pomieszczeń nie pomaga. Później okazało się również, że na dłoniach i w ślinie dzieci przy których nikt nie pali, mogą znajdować się znaczne ilości nikotyny, a palenie z trzeciej ręki negatywnie wpływa na wagę i układ krwiotwórczy.
Z zagrożenia związanego z paleniem z trzeciej ręki zdano sobie jasno sprawę w 2010 r., kiedy to Hugo Destaillats, Mohamad Sleiman i Lara Gundel z Berkeley Lab wykazali, że nikotyna reaguje z ozonem i kwasem azotowym w powietrzu. Po reakcji z kwasem azotowym powstają bardzo groźnie rakotwórcze nitrozaminy, m.in. NNA, NNK i NNN. Z kolei wskutek reakcji z ozonem tworzą się bardzo małe cząstki. Wietrzenie pomieszczeń jest w tym przypadku nieskuteczne, są one bowiem tak drobne, że oddychamy nimi czy wchłaniamy z żywnością. Dodatkowo po dotknięciu powierzchni, które miały kontakt z dymem, przenikają one przez skórę.
Teraz w eBioMedicine opublikowano wyniki pierwszych badań nad wpływem palenia z trzeciej ręki na skórę. Odkryliśmy, że wystawienie ludzkiej skóry na obecne na powierzchniach oraz w pyle pozostałości po paleniu tytoniu inicjuje mechanizm chorób zapalnych skóry oraz podnosi obecne w moczu biomarkery stresu oksydacyjnego, co może prowadzić do innych chorób, jak nowotwory, choroby serca czy miażdżyca. Co gorsza, wystawienie skóry na duże ilości pozostałości po paleniu z trzeciej ręki ma podobne skutki, jak bezpośrednie palenie papierosów, mówi doktor Shane Sakamaki-Ching.
Do przeprowadzonych badań klinicznych zaangażowano 10 zdrowych niepalących ochotników, w wieku od 22 do 45 lat. Każdy z uczestników przez trzy godziny nosił ubrania przesiąknięte dymem tytoniowym i przez co najmniej 15 minut szedł lub biegł na mechanicznej bieżni, by zwiększyć pocenie się i tym samym zwiększyć pobór substancji przez skórę. Uczestnicy badań nie wiedzieli, że na noszonych przez nich ubraniach znajdują się pozostałości po paleniu. W regularnych odstępach czasu pobierano od nich krew i próbki moczu, by zbadać obecność w nich pozostałości po paleniu oraz szukać oznak stresu oksydacyjnego spowodowanego obecnością tych związków. Wyniki porównywano z grupą kontrolną, która miała na sobie czyste ubrania, bez pozostałości po paleniu.
Zauważyliśmy, że ostra ekspozycja na palenie z trzeciej ręki zwiększało w moczu poziom biomarkerów oksydacyjnego uszkodzenia DNA, lipidów oraz protein, a biomarkery te pozostały na podwyższonym poziomie po zakończeniu ekspozycji. Takie same poziomy biomarkerów zauważono u palaczy. Uzyskane przez nas wyniki pomogą lekarzom w diagnozowaniu pacjentów wystawionych na pozostałości dymu tygodniowego oraz mogą być przydatne podczas prawnego regulowania kwestii palenia w pomieszczeniach, dodaje Sakamaki-Ching.
Profesor Prue Talbot wyjaśnia, że skóra jest największym ludzkim organem mającym kontakt z pozostałościami po paleniu, dlatego też jest najbardziej narażona. Ogólnie rzecz biorąc, niewiele wiemy o zdrowotnych skutkach palenia z trzeciej ręki. Jeśli kupisz samochód od kogoś, kto w nim palił, narażasz się na niebezpieczeństwo. Jeśli pójdziesz do kasyna, w którym wolno palić, narażasz swoją skórę na kontakt z toksynami. To samo dotyczy np. pobytu w pokoju hotelowym, w którym wcześniej mieszkał palacz.
Naukowcy podkreślają, że uczestnicy ich badań mieli krótki kontakt z pozostałościami po dymie tytoniowym, więc nie spowodował on widocznych zmian na skórze. Jednak mimo tak krótkiego kontaktu w ich krwi pojawiły się biomarkery wskazujące na początkowy etap aktywacji stanu zapalnego, łuszczycy czy innych problemów skórnych.
W kolejnym etapie badań uczeni chcą przeprowadzić podobny eksperyment z wykorzystaniem pozostałości z dymu po papierosach elektronicznych. Planują też przyjrzenie się większym grupom ludzi, które przez dłuższy czas miały skórny kontakt z pozostałościami po paleniu.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Singapur jest jednym z tych krajów, w których obowiązują najbardziej restrykcyjne przepisy zakazujące palenia tytoniu. W 2013 roku zakaz taki rozszerzono na wszystkie wspólne przestrzenie w blokach mieszkalnych, zadaszone przejścia i chodniki. Zakazano też palenia pod mostami i w promieniu 5 metrów od przystanków autobusowych. Trzy lata później zakazano palenia w parkach, a w roku 2017 w instytucjach edukacyjnych, autobusach i taksówkach. Okazało się, że zakazy takie mogły zapobiec nawet 20 000 ataków serca.
Palenie papierosów jest drugą, po wysokim ciśnieniu, najpowszechniejszą przyczyną zgonów na świecie. Szacuje się, że w 2019 roku tytoń zabił 10,8 miliona osób, z czego 1,3 miliona stanowiły ofiary biernego palenia. Wiele krajów od lat stopniowo wprowadza różnego typu zakazy, których celem jest ograniczenie palenia tytoniu. Singapur wyróżnia najbardziej konsekwentna i restrykcyjna polityka w tym zakresie, obejmująca edukację, pomoc w rzuceniu palenia, opodatkowanie, zakazy oraz ich egzekwowanie. Jak informuje miejscowe Ministerstwo Zdrowia, w latach 2010-2020 odsetek palących obywateli Singapuru spadł z 13,9 do 10,1 procent.
Ze względu na kompleksową politykę antytytoniową naukowcy uznali, że Singapur odpowiednim krajem, na podstawie którego można zbadać skutki polityki antytytoniowej dla zdrowia publicznego. Co prawda w wielu innych krajach również istnieją przepisy zakazujące palenia, jednak przeważnie są one ograniczone do zamkniętych przestrzeni lub też słabo egzekwowane. W Singapurze zakazy obejmują też otwarte przestrzenie wspólne, za ich naruszenie grożą wysokie grzywny, a prawo jest egzekwowane, o czym świadczy na przykład ponad 18 500 mandatów nałożonych w samym tylko 2020 roku.
Grupa naukowców postanowiła przeanalizować comiesięczne dane dotyczące ataków serca wśród mieszkańców Singapuru i porównała okresy sprzed wprowadzenia zakazów z tymi po ich wprowadzeniu. Z analiz wynika, że na zakazach najbardziej skorzystali mężczyźni powyżej 65. roku życia. To w tej grupie zauważono największy spadek liczby ataków serca po rozszerzeniu miejsc, w których nie wolno palić tytoniu.
Przed rozszerzeniem zakazu palenia w roku 2013 odsetek ataków serca u osób powyżej 65. roku życia był około 10-krotnie wyższy niż u osób młodszych, a starsi mężczyźni byli niemal dwukrotnie bardziej narażeni na atak serca niż starsze kobiety. Ponadto każdego miesiąca przed rokiem 2013 liczba ataków serca rosła w tempie 0,9 na milion. Autorzy analizy zauważyli również, że wśród osób powyżej 65. roku życia doszło do 15-krotnie większego spadku ryzyka ataku serca niż u osób młodszych (5,9 na milion wobec 0,4 na milion). Potencjalnie oznacza to, że w grupie 65+ uniknięto 19 591 przypadków ataku serca, a w grupie poniżej 65. roku życia – 1325 takich wydarzeń. Co jednak interesujące, spadek liczby ataków serca miał miejsce jedynie po roku 2013. Nie zauważono, by rozszerzenie zakazu wprowadzone w roku 2016 i 2017 również przyniosło taką korzyść. Autorzy badań przyznają, że ich to zaskoczyło. Nie wykluczają, że za zjawisko takie odpowiada fakt, że w międzyczasie wzrosła średnia wieku mieszkańców Singapuru, a w szpitalach zaczęto stosować udoskonalone testy, które pozwoliły na wcześniejsze wykrywanie ryzyka zawału.
Autorzy badań przyznają, że opierali się jedynie na korelacji, nie są więc w stanie wskazać związku przyczynowo-skutkowego. Zauważają, że na zmniejszenie liczby ataków serca mogły wpłynąć też inne czynniki, jak np. większa ilość pieniędzy do dyspozycji wśród mieszkańców, którzy w związku z zakazami ograniczyli palenie, pogoda czy jakość powietrza.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Ryzyko przedwczesnego porodu u kobiet, które palą w ciąży, jest dwukrotnie wyższe niż dotychczas sądzono - donoszą badacze z Uniwersytetu w Cambridge. Z ich najnowszych badań wynika, że kobieta paląca w ciąży jest narażona na 2,6 razy większe ryzyko urodzenia wcześniaka, niż kobieta niepaląca. Ponadto, jak dowiadujemy się z badań opublikowanych na łamach International Journal of Epidemiology, palenie oznacza, że dziecko narażone jest na 4-krotnie większe ryzyko, iż będzie zbyt małe, jak na wiek ciąży, a to z kolei grozi licznymi komplikacjami, w tym problemami z oddychaniem i większą podatnością na infekcje.
Kobiety w ciąży nie powinny w ogóle palić papierosów, powinny też ograniczyć spożycie kofeiny. Palenie tytoniu wiąże się bowiem ze zwiększonym ryzykiem ograniczenia wzrostu płodu, niską wagą urodzeniową i przedwczesnym urodzeniem. Badania wskazują też na związek tytoniu ze stanem przedrzucawkowym. Natomiast wysokie spożycie kofeiny jest powiązane z niższa wagą urodzeniową i, być może, z ograniczeniem wzrostu w okresie płodowym. Kofeiny jest jednak trudniej uniknąć niż tytoniu, gdyż znajduje się ona nie tylko w kawie, ale również w herbacie, czekoladzie, napojach czy niektórych lekach.
Dotychczas badania nad wpływem tytoniu i kofeiny na rozwój płodu opierały się głównie na informacjach o spożyciu tych substancji uzyskiwanych od samych kobiet. Tego typu prace obarczone są jednak ryzykiem sporego błędu.
Naukowcy z University of Cambridge i Rosie Hospital zaangażowali do swoich badań ponad 4200 kobiet, które w latach 2008–2012 odwiedzały szpital w ramach programu badawczego Pregnancy Outcome Prediction. Czterokrotnie w czasie ciąży pobrano im próbki krwi do analizy.
Do analizy wpływu palenia na ciążę wytypowano 914 kobiet. Naukowcy badali u nich poziom kotyniny, metabolitu nikotyny. Okazało się, że tylko 2/3 kobiet, u których wykryto kotyninę, przyznawało się do palenia papierosów. To oznacza, że badania z krwi są bardziej wiarygodne, niż badania oparte na wywiadach. Na podstawie analiz stwierdzono, że 78,6% ciężarnych nie było wystawionych na działanie dymu tytoniowego, 11,7% było wystawionych w pewnym stopniu, a 9,7% podlegało stałej ekspozycji na dym.
W porównaniu z kobietami, które w ogóle nie paliły i nie były wystawione na dym tytoniowy, panie mający ciągły kontakt z papierosami były narażone na 2,6 razy większe ryzyko przedwczesnego porodu. Dotychczasowe badania, opierające się na metaanalizach, mówiły, że ryzyko takie jest o 1,24 razy większe.
Dzieci palaczek były średnio o 387 gramów lżejsze niż dzieci kobiet niepalących. To aż 10% mniej niż średnia waga urodzeniowa. To zaś zwiększało ryzyko niskiej wagi urodzeniowej (poniżej 2500 gramów) i związanych z tym problemami rozwojowymi, jak np. gorszy stan zdrowia w przyszłości.
Od dawna wiadomo, że palenie w ciąży jest szkodliwe dla dziecka. Nasze badania pokazują, że jest bardziej szkodliwe, niż uważano. Narażono ono dziecko na potencjalnie poważne konsekwencje w postaci zbyt powolnego rozwoju płodowego i zbyt wczesnego urodzenia, mówi profesor Gordon Smith.
Spożywanie kofeiny u ciężarnych oceniano zaś badając poziom jej głównego metabolitu, paraksantyny. Analizę prowadzono u 915 kobiet. Okazało się, że 12,8% badanych miało niski poziom tego metabolitu, u 74,0% występował poziom umiarkowany, a u 13,2% - wysoki poziom. Autorzy badań nie znaleźli dowodów na związek pomiędzy spożyciem kofeiny a niekorzystnym oddziaływaniem na dziecko.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Co łączy uniwersyteckie laboratorium w Chicago, gdzie naukowcy schładzają atomy do temperatury bliskiej zeru absolutnemu, uzyskując egzotyczny stan materii, z widocznymi przez okna drzewami uzyskującymi energię z fotosyntezy? Pozornie nic, ale najnowsze badania prowadzone na University of Chicago sugerują, że to, co robią naukowcy i to, co robią drzewa, może być bardziej podobne, niż nam się wydaje. Uczeni poinformowali właśnie na łamach PRX Energy, że znaleźli podobieństwa na poziomie atomowym pomiędzy fotosyntezą a kondensatami ekscytonowymi, niezwykłym stanem materii, który pozwala na bezstratne przesyłanie energii przez materiał. Odkrycie to może prowadzić do znacznego udoskonalenia elektroniki.
O ile nam wiadomo, nikt wcześniej nie zauważył tych podobieństw, a to, co odkryliśmy jest niezwykle ekscytujące, mówi współautor badań, profesor David Mazziotti.
Laboratorium Mazziottiego specjalizuje się w modelowaniu niezwykle złożonych interakcji pomiędzy atomami i molekułami. Przed trzema laty wykazano tam na przykład, że możliwe jest istnienie podwójnego kondensatu fermionów i ekscytonów, a spostrzeżenie to może zrewolucjonizować obrazowanie medyczne.
W ostatnim czasie Mazziotti oraz Anna Schouten i LeeAnn Sager-Smith modelowali zjawisko fotosyntezy na poziomie molekularnym. Gdy foton ze Słońca uderza w liść, dochodzi do wyładowania w specjalnej molekule. Energia tego wyładowania uwalnia elektron. Następnie elektron ten, wraz z dziurą, w której był, wędrują przez liść, przenosząc energię do miejsca, w którym rozpoczyna ona reakcję chemiczną wytwarzającą cukry odżywiające roślinę. Ta wędrująca para elektron-dziura zwana jest ekscytonem. Gdy naukowcy stworzyli model przemieszczania się wielu takich ekscytonów, zauważyli znany sobie wzorzec. Okazało się, że ekscytony w liściu czasem zachowują się bardzo podobnie do kondensatu Bosego-Einsteina, zwanego czasem piątym stanem materii.
W kondensacie Bosego-Einsteina cząstki zachowują się jak jedna cząstka. Dzięki temu w materiale takim energia może być przemieszczana bez strat. Zaobserwowanie takiego stanu materii podczas fotosyntezy to olbrzymie zaskoczenie, gdyż dotychczas kondensat Bosego-Einsteina obserwowano w bardzo niskich temperaturach. Naukowcy mówią, że to tak, jakbyśmy obserwowali kostki lodu tworzące się w filiżance gorącej kawy. Fotosynteza zachodzi w systemach w temperaturze pokojowej. Co więcej, struktura takich systemów jest nieuporządkowana. To warunki całkowicie odmienne od dziewiczych krystalicznych materiałów i niskich temperatur, w jakich uzyskuje się kondensaty elektronowe, mówi Schouten.
Zaobserwowane zjawisko nie obejmuje całego systemu, w którym dochodzi do fotosyntezy. Bardziej przypomina pojawiające się „wyspy” kondensatu. To jednak wystarczy, by zwiększyć transfer energii w systemie, wyjaśnia Sager-Smith. Z modelu wynika, że te „wyspy” podwajają wydajność całego procesu.
Profesor Mazziotti jest zadowolony z odkrycia i mówi, że otwiera ono nowe możliwości w dziedzinie syntezy materiałów na potrzeby technologii przyszłości. Idealny kondensat ekscytonowy to stan bardzo wrażliwy i wiele warunków musi być spełnionych, by zaistniał. Ale jeśli myślimy o praktycznych zastosowaniach, to nie potrzebujemy ideału. To ekscytujące obserwować zjawisko, które zwiększa wydajność transferu energii, ale zachodzi w temperaturze pokojowej, cieszy się uczony.
Naukowiec zauważa jeszcze jedną ważną rzecz. Zachodzące w procesie fotosyntezy interakcje pomiędzy atomami a molekułami są tak złożone, że z ich symulowaniem nie radzą sobie nawet najpotężniejsze superkomputery. Dlatego też podczas badania tych zjawisk dokonuje się uproszczeń. Najnowsze odkrycie pokazuje, że niektórych elementów upraszczać nie należy. Sądzimy, że lokalne korelacje elektronów muszą pozostać, byśmy mogli badać, jak działa natura.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.