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

Wiadomo, jak nanotekstura łusek węży pomaga w wykorzystaniu własnego ciała do chwytania deszczówki

Recommended Posts

Podczas burz w południowo-zachodnich USA niektóre grzechotniki spijają krople deszczu z łusek na swoim grzbiecie. To niezwykłe zachowanie pomaga im przetrwać w pustynnym środowisku, gdzie rzadko pada. Ostatnio biolodzy ustalili, w jaki sposób nanotekstura łusek węży pomaga w wykorzystaniu własnego ciała do chwytania deszczówki.

Autorzy artykułu z pisma ACS Omega podkreślają, że widuje się grzechotniki teksaskie (Crotalus atrox) z Arizony i innych części Amerykańskiego Południowego Zachodu, które wychodzą ze swoich kryjówek, by "łapać" deszcz, śnieg z deszczem i czysty śnieg. Wąż spłaszcza swoje ciało i często tworzy ciasno zwiniętą spiralę; prawdopodobnie, by zmaksymalizować powierzchnię do zbierania opadu. Gdy krople łączą się na grzbiecie, grzechotnik wysysa wodę z łusek.

Gordon Schuett, Konrad Rykaczewski i inni postanowili się bliżej przyjrzeć łuskom, by stwierdzić, co sprawia, że grzechotniki tak dobrze radzą sobie z pozyskiwaniem opadu.

Naukowcy porównali zwilżalność powierzchni i nanoteksturę łusek grzechotnika teksaskiego i 2 innych pustynnych węży, które nie zbierają deszczówki: Pituophis catenifer i Lampropeltis splendida. Zraszając węże wodą, zespół odkrył, że o ile na ciele grzechotnika krople zlewały się i przywierały do łusek, o tyle u pozostałych 2 gatunków tworzyły płytkie "bajorka", które często spływały z ciała zwierzęcia.

Badanie łusek za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego pokazało, że tylko u C. atrox występują nanokanały tworzące sieć przypominającą labirynt. Grzbietowe łuski grzechotnika wspomagają zbieranie wody, zapewniając lepką, hydrofobową powierzchnię, która "przytrzymuje" krople.

 


« powrót do artykułu

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
      Przedstawiciele Biebrzańskiego Parku Narodowego alarmują, że wysychają tamtejsze bagna i mokradła. Brakuje milionów metrów sześciennych wody, mówią. To skutek zmian klimatycznych. Specjaliści obawiają się, że Biebrzę mogą opuścić ptaki.
      Brak opadów i coraz wyższa temperatura powodują, że w polskich rzekach jest coraz mniej wody. Grozi nam susza. Spadki poziomu wód można zaobserwować też w rzekach na nizinach.
      Mariusz Siłakowski, wicedyrektor Biebrzańskiego Parku Narodowego mówi, że problemem są nierównomierne opady. Raz są ulewne deszcze, potem bywają bardzo długie sezony bez wody, czy śniegu, co teraz widzimy, powiedział dziennikarzom TVN.
      W gruncie jest obecnie nawet o 50 cm wody mniej niż w latach poprzednich. Jeśli sytuacja się nie zmieni, to bagna mogą przestać być bagnami. Biorąc pod uwagę wielkość obszaru, brakuje nam milionów metrów sześciennych wody, które normalnie tutaj zalegały i powodowały, że mieliśmy do czynienia rzeczywiście z bagnami, wyjaśnia Siłakowski.
      Sytuacja jest coraz poważniejsza. Od 2-3 lat krajobraz Parku gwałtownie się zmienia. Nie ma już wielkich wiosennych rozlewisk. Jeśli taka sytuacja będzie się powtarzała, zmieni się szata roślinna, a za nią pójdą zmiany w świecie zwierząt. Mogą znikać torfowiska, w których miejsce pojawią się łaki. Znad Biebrzy odlecą ptaki. Przede wszystkim siewkowate, jak bataliony, rydzyki, dublety i inne, które lubią warunki wodne.
      Oprócz ptaków brodzących charakterystycznym zwierzęciem Parku jest łoś, który jedynie tutaj przetrwał II wojnę światową. Park to dom dla wilków, bielika, orła przedniego i wielu innych objętych ochroną gatunków zwierząt i roślin.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Państwa wykorzystujące elektrownie atomowe są przygotowane na długotrwałe składowanie odpadów. Jedną z najważniejszych zasad bezpiecznego składowania takich odpadów jest niedopuszczenie do kontaktu z wodą. Jednak, jak się okazuje, współczesne metody przechowywania mogą... ułatwiać skażenie, jeśli już dojdzie do kontaktu z wodą.
      Wiadomo, że odpady z elektrowni atomowych trzeba przechowywać przez setki lat. Jeśli w tym czasie dostanie się do nich woda, istnieje ryzyko skażenia wód gruntowych radioaktywnymi izotopami i rozprzestrzenienie zanieczyszczeń daleko poza miejsce składowania odpadów.
      Aby temu zapobiec odpady zatapia się w obojętnym chemicznie nierozpuszczalnym szkle, a samo szkło umieszcza się w beczkach ze stali nierdzewnej, które izolują całość od otoczenia.
      Testy wykazały, że każde z tych rozwiązań świetnie się sprawdza. Przynajmniej w teorii. Grupa naukowców z Pacific Northwest National Laboratory, Pennsylvania State University, Ohio State University, Rensselaer Polytechnic Institute oraz francuskiej Komisji Energii Atomowej i Alternatywnych Źródeł Energii, stwierdziła, że jeśli woda w jakiś sposób dostanie się do beczki, to na styk stali i szkła będzie działał jak katalizator przyspieszający degradację obu materiałów i uwalnianie odpadów do środowiska.
      Naukowcy skupili się na zbadaniu scenariusza, w którym woda przedostaje się do beczek. Takiej sytuacji nie można wykluczyć. Nie wiemy bowiem, jak w ciągu setek lat zmieni się otoczenie, w którym przechowywane są odpady. Nie potrafimy przewidzieć, jak zmiany we wzorcach odpadów wpłyną na krążenie wód gruntowych. Zatem nawet tam, gdzie obecnie jest sucho i gdzie składuje się z beczki z odpadami, w przyszłości może pojawić się woda.
      Zatem, jak stwierdzili specjaliści, należy tak przechowywać odpady z elektrowni atomowych, by pozostawały one bezpieczne nawet wówczas, gdy zostaną narażone na kontakt z wodą. Dotychczasowe testy wykazywały, że zarówno stal nierdzewna jak i szkło są długoterminowo stabilne przy kontakcie z wodą. Jednak teraz eksperci testowali, co się stanie, jeśli szkło i stal mają ze sobą kontakt, a pomiędzy nie dostanie się woda.
      Okazało się, że na styku obu materiałów zachodzą inne reakcje chemiczne niż na powierzchni każdego z nich z osobna. Przy długoterminowym kontakcie z wodą tak czy inaczej dochodzi do rozpuszczenia materiału. Na styku stali i szkła lokalna koncentracja takich rozpuszczonych materiałów może być wysoka, co tworzy nowe środowisko chemiczne, przyspieszając korozję. Materiały zaczynają ze sobą reagować w znacznie szybszym tempie niż ma to miejsce normalnie. Pojawia się zjawisko korozji szczelinowej, podczas której zwiększa się lokalna kwasowość, co sprzyja przyspieszeniu korozji stali.
      Naukowcy postanowili sprawdzić swoje przewidywania w praktyce. Zetknęli ze sobą szkło i stal nierdzewną, dodali do tego roztwór chlorku sodu. Całość była przez 30 dni trzymana w temperaturze 90 stopni Celsjusza. Później oba materiały zbadano za pomocą mikroskopu. Okazało się, że z części szkła całkowicie zostały wypłukane metale. To typowe zjawisko wymywania metali ze szkła w kwaśnym środowisku. W pobliżu miejsca prowadzenia eksperymentu zanotowano znaczące zwiększenie ilości żelaza, co pokazuje, że również stal zaczęła się rozpuszczać. Naukowcy uważają, że dodatkowo reaktywność, a co za tym idzie degradacja materiałów, jest zwiększana przez chrom, który w dużych ilościach (m.in. 11%) wchodzi w skład stali nierdzewnej.
      Badania samej stali wykazały, że w wyniku reakcji pokryła się też warstwą aluminium, sodu i innych metali. To wskazuje, że część rozpuszczonego materiału osadziła się na stali. Taka warstwa może z czasem zmniejszyć reaktywność i zmniejszyć tempo korozji stali, jednak potrzebne są dłużej trwające eksperymenty, by to potwierdzić.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Pierwszą na świecie protonową diodę LED, która działa dzięki emisji światła w środowisku wodnym stworzył kierowany przez prof. Jerzego Langera zespół naukowców z Wydziału Chemii Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu – poinformowało PAP biuro prasowe uczelni.
      Trwałe i energooszczędne diody LED znalazły powszechne zastosowanie jako źródła światła. Znane dotychczas diody świecące są zbudowane z półprzewodników i emitują promieniowanie w zakresie podczerwieni, światła widzialnego czy ultrafioletu w wyniku przepływu elektronów.
      Natomiast dioda protonowa, którą opracował zespół poznańskich naukowców świeci dzięki przepływowi protonów i działa w środowisku wodnym.
      Możliwość konstrukcji protonowej diody LED wynika z naszych wcześniejszych badań nad przewodnictwem elektrycznym układów protonowych, w tym z protonowym złączem p-n – mówi prof. Jerzy Langer.  Protonowa dioda LED jest pełnym analogiem tradycyjnej diody elektronowej ze złączem p-n, gdzie rolę elektronów pełnią protony H+, a "dziur" grupy hydroksylowe –OH. Materiałem aktywnym, w którym zachodzi proces rekombinacji nośników ładunku (H+ i –OH) oraz emisja światła jest woda - półprzewodnik protonowy - tłumaczy.
      Jak mówi, mechaniczną stabilność układu zapewniają polimery, które jednocześnie są nośnikami grup funkcyjnych (kwasowych i zasadowych), co pozwala na utworzenie protonowego złącza p-n na granicy strefy kwasowej i zasadowej. Przyłożenie napięcia w kierunku przewodzenia złącza ("plus" od strony kwasowej) powoduje przepływ prądu protonowego i emisję światła z obszaru złącza p-n. Nośniki ładunku H+ i –OH generowane są z cząsteczek wody w reakcji elektrolitycznej na elektrodach metalowych (Pt), poza obszarem złącza p-n - mówi.
      Prace prowadzone były częściowo w Centrum Zaawansowanych Technologii UAM. Działanie protonowej diody LED po raz pierwszy opisane zostało na stronie.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Od lat słyszymy, że ocieplenie klimatu czy topnienie lodowców zagrażają źródłom wody od których uzależniony jest byt miliardów ludzi. Indyjskie Narodowe Biuro Statystyki Kryminalnej (NCRB) poinformowało właśnie o znacznym wzroście liczby przestępstw związanych z konfliktami o wodę. Dochodzi do sporów, drobnych przestępstw, fizycznych starć i morderstw.
      W roku 2018 liczba takich przestępstw była niemal 2-krotnie większa niż rok wcześniej. Najwięcej sporów o wodę miało miejsce w stanach Maharashtra i Bihar, które w ostatnich latach zmagają się z ciężką suszą. Z najnowszego raportu NCRB wynika, że w 2018 roku zanotowano 838 przestępstw tego typu. Rok wcześniej były to 432 przestępstwa. W sporach o wodę życie straciły 93 osoby.
      Eksperci mówią, że spory toczą się pomiędzy społecznościami, wsiami i kastami. Gdy zmniejsza się dostępność wody, zaostrzają się konflikty, obejmują one całe społeczności, spierają się miasta z wsiami. Sytuacja w niektórych stanach była bardzo zła w 2018 roku, mówi Himanshu Thakkar, koordynator South Asia Network on Dams, Rivers and People.
      Częścią problemu jest złe zarządzanie zasobami. Indie maksymalnie eksploatują zasoby wód podziemnych. W kraju tym spod ziemi pobiera się tyle wody, co łącznie w USA i Chinach. Złe zarządzanie powoduje, że poziom wód gruntowych błyskawicznie spada. W 2018 roku opublikowano raport, z którego wynika, że jeśli nic się nie zmieni, to 21 miast, w tym Delhi, Bengaluru, Chennai i Hyderabad już w 2020 roku wyczerpie całe zapasy wód podziemnych, co bezpośrednio dotknie 100 milionów ludzi.
      W tym samym raporcie czytamy, że do roku 2030 zapotrzebowanie Indii na wodę będzie 2-krotnie większe niż zapewniają jej dostępne źródła. Setki milionów ludzi będą miały problem z dostępem do wody, a jej brak może przełożyć się na stratę 6% PKB.
      Z danych Banku Światowego dowiadujemy się, że dochodzi do szybkiego spadku odnawialnych zasobów wody pitnej w przeliczeniu na mieszkańca Ziemi. Jeszcze w 1960 roku na każdego człowieka przypadało 13 364 metry sześcienne odnawialnych zasobów wody pitnej. W roku 2014 było to już 5 932 m3. UNESCO szacuje, że w rozwijających się krajach Azji, Afryki i Ameryki Południowej przeciętne zużycie wody na głowę mieszkańca wynosi 50–100 litrów dziennie. W krajach rozwiniętych jest to około 10-krotnie więcej.
      Krajami o największych odnawialnych zasobach wody pitnej w przeliczeniu na mieszkańca są (dane dla roku 2017): Islandia (507 463 m3), Gujana (348 374 m3), Surinam (175 719 m3), Kongo (157 148 m3), Papua Nowa Gwinea (97 079 m3), Bhutan (96 582 m3), Gabon (81 975 m3), Kanada (79 238 m3), Norwegia (74 081 m3) oraz Wyspy Salomona (79 123 m3). W Indiach jest to 1427 m3.
      Polska znajduje się dopiero na 133. pozycji na świecie, a nasze zasoby na mieszkańca wynoszą 1585 m3. Pocieszający jest fakt, że wzrosły one z 1579 m3 w roku 2012 i jesteśmy jednym z niewielu krajów, gdzie zanotowano wzrost tych zasobów. Jednak w Europie mniej wody do dyspozycji mają tylko mieszkańcy Czech, Danii i Cypru.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Pomiędzy latem 2015 a wiosną 2016 roku między Alaską a Kalifornią ocean wyrzucił na brzeg około 62 000 martwych nurzyków zwyczajnych. Większość z nich wykazywała oznaki śmierci głodowej. Gdy naukowcy zaczęli temu przyglądać i ekstrapolowali liczbę martwych ptaków na cały obszar, stwierdzili, że we wspomnianym okresie musiało zginąć około miliona ptaków.
      Rodziło się więc pytanie, w jaki sposób milion ptaków mogło zginąć mniej więcej w tym samym czasie na przestrzeni 6000 kilometrów. I co było przyczyną ich śmierci, mówi John Piatt z US Geological Survey.
      Nurzyki ginęły już masowo w przeszłości, ale zjawisko to obserwowano tylko lokalnie i na mniejszą skalę. Tymczasem to, co zauważono w latach 2015-2016 było tym bardziej niezwykłe, że ptaki te są dobrze przystosowane do swojego środowiska. Potrafią głęboko nurkować by zdobywać ryby, będące głównym źródłem ich pożywienia.
      Po kilku latach badań ptaków, temperatury wody i danych z połowów Piatt i jego zespół doszli do wniosku, że nurzyki zabiła... wysoka temperatura wody i wywołana nią konkurencja ze strony innych drapieżników.
      Pomiędzy końcem roku 2013 a rokiem 2016 u zachodnich wybrzeży Ameryki Północnej woda miała rekordowo wysoką temperaturę. W takiej wodzie wiele zmiennocieplnych drapieżników, jak na przykład dorsz, muszą jeść więcej, by utrzymać prawidłową temperaturę ciała. Dorsze mają jednak nad nurzykami przewagę. Ptaki muszą bowiem zjeść każdego dnia pokarm o wadze odpowiadającej połowy masy ich ciała i giną po 3–5 dniach bez pożywienia. Tymczasem dorszowi wystarczy, że w ciągu dnia zje pożywienie o masie 1% masy jego ciała. Dorszom więc łatwiej się pożywić, ale gdy zjadają więcej ryb, mniej i pozostaje dla nurzyków, które są bardziej wrażliwe na niedostatki pokarmu.
      To jedyne logiczne wyjaśnienie śmierci tak wielu nurzyków na tak dużym obszarze w tak krótkim okresie. Tym bardziej, że Piatt wykluczył, iż śmierć ptaków spowodowały zakwity toksycznych glonów. Badania padłych ptaków wykazały bowiem, że ilość toksyn w ich organizmach jest niższa niż podczas wcześniejszych pomorów wywoływanych właśnie przez glony.
      Problem może stanowić to, że fale upałów i obszary gorącej wody mają pojawiać się coraz częściej. Już zresztą pojawiły się informacje wskazujące, na ponowne formowanie się gorącego bloba u zachodnich wybrzeży Ameryki Północnej. Ma on jednak znacznie mniejszy rozmiar, więc jego wpływ będzie też mniejszy.
      Piatt mówi, że nurzyki nie są zagrożone wyginięciem, ale populacja będzie odradzała się przez dziesięciolecia, gdyż proces ten będą spowalniały kolejne wydarzenia tego typu.

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