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

Mrówki posługują się piaskiem jak narzędziem, by pozyskać ciekły pokarm, nie tonąc w nim

Recommended Posts

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

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
      Po 266 latach udało się pokonać zjawisko Leidenfrosta, dzięki czemu naukowcy z City University of Hong Kong mogli pochwalić się stworzeniem efektywnego systemu chłodzenia cieczą, który sprawdza się w temperaturach nawet powyżej 1000 stopni Celsjusza. System taki można będzie zastosować w silnikach lotniczych, rakietowych oraz poprawić dzięki niemu stabilność i bezpieczeństwo pracy reaktorów atomowych przyszłej generacji.
      Zjawisko Leidenfrosta od wieków fascynuje naukowców, a niedawno informowaliśmy o odkryciu jego nowej odmiany. Zjawisko to zostało odkryte w 1756 roku. Powoduje ono, że krople cieczy spadając na bardzo gorącą powierzchnię nie odparowują od razu, ale poruszają się, lewitując nad nimi. Ich odparowanie może potrwać dłuższa chwilę. Pomiędzy kroplą a powierzchnią tworzy się bowiem warstwa pary, która znacząco obniża transfer energii z powierzchni. Przez to chłodzenie cieczą bardzo gorących powierzchni jest nieefektywne. Przez ponad 200 lat nie potrafiono poradzić sobie z tym problemem.
      Naukowcy z Hongkongu stworzyli powierzchnię o zróżnicowanej teksturze, której główne elementy mają różne właściwości termiczne i geometryczne. Nowatorska struktura złożona jest z trzech zasadniczych elementów. Pierwszy z nich to wystające ponad powierzchnię miniaturowe filary służące do transferu energii. Drugi, to termiczna warstwa izolująca umieszczona pomiędzy filarami, której zadaniem jest zassanie i odparowanie cieczy. Zaś element trzeci, to znajdujące się pod warstwą izolującą mikrokanaliki w kształcie litery U, służące do odprowadzenia pary. Eksperymenty wykazały, że taka architektura zapobiega powstawaniu zjawiska Leidenfrosta nawet w temperaturach dochodzących do 1150 stopni Celsjusza i pozwala na efektywne kontrolowane chłodzenie cieczą w zakresie od 100 do ponad 1150 stopni.
      Nasze multidyscyplinarne badania to prawdziwy przełom w nauce i inżynierii. Połączyliśmy tutaj naukę o powierzchniach, hydro- i aerodynamice, chłodzeniu, nauki materiałowe, fizykę, wiedzę z dziedziny energii i inżynierii. Poszukiwanie nowych strategii w dziedzinie chłodzenia cieczami to ważny obszar badawczy inżynierii materiałowej od 1756 roku. Udało nam się pozbyć zjawiska Leidenfrosta. W ten sposób dokonaliśmy zmiany paradygmatów dotyczących możliwości chłodzenia cieczą w bardzo wysokich temperaturach. Dotychczas nikomu nie udało się tego osiągnąć, cieszy się profesor Wang Zunkai.
      Uczony wyjaśnia, że pojawianie się zjawiska Leidenfrota powoduje, że tam, gdzie mamy do czynienia z bardzo wysokimi temperaturami wykorzystujemy chłodzenie powietrzem, zamiast potencjalnie bardziej efektywnego chłodzenia cieczą. Ma to miejsce szczególnie w silnikach samolotowych, rakietowych i reaktorach jądrowych. Dodaje, że nowatorską strukturę można produkować w formie elastycznej okładziny do mocowania na elementach, które mają być chłodzone. To szczególnie ważne tam, gdzie bezpośrednie stworzenie takiej struktury na etapie produkcji urządzenia byłoby trudne.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Zjawisko Leidenfrosta znane jest ludzkości od tysiącleci. W jego wyniku krople cieczy spadając na gorącą powierzchnię, nie odparowują od razu, ale poruszają się nad nią. Ich odparowanie może trwać dłuższy czas. Spowodowane jest to tym, że w kontakcie cieczy z gorącą powierzchnią pojawia się para, która tworzy poduszkę. Krople lewitują, a para izoluje ciecz od powierzchni.
      Naukowcy z Meksyku i Francji, pracujący pod kierunkiem  Felipe Pacheco-Vázqueza z Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, zaobserwowali właśnie nowy typ zjawiska Leidenfrosta i nazwali go potrójnym zjawiskiem Leidenfrosta.
      Zespół Pacheco-Vázqueza sprawdzał, co się stanie, gdy wiele kropli zostanie umieszczonych na gorącej, nieco wklęsłej, powierzchni. Krople w naturalny sposób przesuwały się ku najniższemu punktowi powierzchni w centrum. Gdy używano wody, jej krople po spotkaniu się w centrum niemal natychmiast się łączyły w jedną dużą kroplę. Jednak gdy użyto wody i etanolu okazało się, że krople różnych cieczy wielokrotnie odbijają się od siebie, zanim się połączą.
      Naukowcy wysunęli hipotezę, że zjawisko to zachodzi, gdyż pojawiają się trzy warstwy pary. Dwie pierwsze znajdują się pod każdą z kropli, a trzecia pojawia się pomiędzy nimi w momencie, gdy się stykają. Ta trzecia warstwa tworzy się z powodu różnicy temperatury wrzenia obu płynów. Różnica ta powoduje, że cieplejsza kropla – w tym wypadku woda – działa na etanol jak gorąca powierzchnia. Pomiędzy kroplami pojawia się więc warstwa pary, która uniemożliwia ich zlanie się i krople odbijają się od siebie.
      W końcu kropla szybciej odparowującego etanolu staje się tak mała, że nie jest w stanie wytworzyć tyle pary, by zapobiec połączeniu się kropli. Wówczas się zlewają.
      Badacze przetestowali swoją hipotezę używając 10 różnych rodzajów płynów. Okazało się, że mieli rację. Krople płynów o znacząco różnych temperaturach wrzenia odbijały się od siebie, podczas gdy płynów o podobnych temperaturach wrzenia do odbijania się nie dochodziło i krople szybko się łączyły.
      Zdaniem odkrywców potrójnego zjawiska Leidenfrosta, dokładne jego zbadanie będzie pomocne w mikrofluidyce, nauce zajmującej się płynami w małej skali, gdzie siły powierzchniowe odgrywają główną rolę. Pozwoli to np. zrozumieć, jak oddziałują ze sobą krople paliwa w przegrzanych silnikach.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Im dłużej ktoś przyjmuje niskie dawki aspiryny, tym niższe ryzyko zapadnięcia na raka trzustki.
      Odkryliśmy, że stosowanie niskich dawek aspiryny wiązało się ze zmniejszeniem ryzyka raka trzustki o połowę. Pewne dowody świadczyły o tym, że im dłuższe zażywanie aspiryny, tym niższe ryzyko - wyjaśnia dr Harvey A. Risch ze Szkoły Zdrowia Publicznego Yale. Ponieważ ok. 1 dorosła osoba na 60 będzie mieć raka trzustki, a 5-letnia przeżywalność nie przekracza w przypadku tej choroby 5%, musimy znaleźć skuteczne metody prewencji.
      U kobiet i mężczyzn, którzy regularnie zażywają aspirynę, ryzyko wystąpienia raka trzustki spada o 48%. W grupie przyjmującej aspirynę 6 lat lub krócej zaobserwowano spadek ryzyka o 39%, a wśród osób zażywających ją od ponad dekady aż o 60%.
      Wyniki wcześniejszych studiów zaciemniał fakt, że aspirynę przyjmowano, by znieść ból związany z chorobami, które same w sobie mogą mieć coś wspólnego z ryzykiem raka trzustki. Dopiero ostatnio ludzie [zapobiegając chorobom sercowo-naczyniowym] stosują niskie dawki aspiryny na tyle długo, by wpłynęło to na ryzyko rozwoju raka trzustki.
      Ochotników do studium Rischa zwerbowano w latach 2005-2009 w 30 szpitalach stanu Connecticut. Zebrano 362 pacjentów z rakiem trzustki i 690-osobową grupę kontrolną. Naukowcy prowadzili wywiady, by ustalić, kiedy ktoś zaczął zażywać aspirynę, czy stosował niskie, czy wysokie dawki i kiedy ewentualnie przestał zażywać ten lek. Brano poprawkę na potencjalnie istotne czynniki, w tym wskaźnik masy ciała, palenie czy cukrzycę.
      Większość uczestników studium (57%) stanowili mężczyźni. Ok. 49% to byli lub czynni palacze, a u 19% w ciągu 3 lat przed badaniem zdiagnozowano cukrzycę.
      Za niską dawkę, stosowaną zazwyczaj w ramach zapobiegania chorobom sercowo-naczyniowym, uznawano dozę 75-325 mg dziennie. Wyższe dawki, zażywane co 4-6 godz., uznawano za regularne przyjmowanie aspiryny w celach przeciwbólowych bądź przeciwzapalnych. Ustalono, że 96% osób z grupy z niskimi dawkami i 92% z wysokimi dawkami zażywało lek codziennie.
      Im wcześniej ktoś zaczął regularnie przyjmować niskie dawki aspiryny, tym większy spadek ryzyka raka trzustki (u pacjentów, którzy rozpoczęli zapobieganie 3 lata przed początkiem studium, wynosił on 48%, a u osób, które wystartowały 20 lat przed badaniem, aż 60%). W porównaniu ze stałym zażywaniem, przerwanie stosowania na przestrzeni 2 lat przed studium wiązało się z 3-krotnym wzrostem ryzyka zachorowania.
      Risch podkreśla, że zażywanie aspiryny może być ryzykowne samo w sobie, dlatego plusy i minusy każdorazowo powinno się rozważać indywidualnie.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Jedną z najtrudniejszych umiejętności językowych jest rozumienie składni zdań złożonych. W 2019 roku naukowcy zauważyli, że istnieje korelacja pomiędzy wysokimi umiejętnościami używania narzędzi, a zdolnością do rozumienia złożonej składni. Szwedzko-francuski zespół naukowy informuje, że obie te umiejętności – sprawnego posługiwania się narzędziami oraz złożoną składnią – korzystają z tych samych zasobów neurologicznych w tym samym regionie mózgu. To jednak nie wszystko. Okazało się, że rozwijanie jednej z tych umiejętności wpływa na drugą.
      Uczeni z francuskiego Narodowego Instytutu Zdrowia i Badań Medycznych (Inserm), Narodowego Centrum Badań Naukowych (CNRS), Université Claude Bernard Lyon 1, Université Lumière Lyon 2 i Karolinska Institutet zauważyli, że trening w posługiwaniu się narzędziami poprawia zdolność rozumienia złożonych zdań. I na odwrót. Jeśli ćwiczymy rozumienie złożonych zdań, poprawiają się nasze umiejętności posługiwania się narzędziami. Odkrycie to można będzie wykorzystać podczas rehabilitacji osób, które częściowo utraciły zdolności językowe.
      Przez długi czas uważano, że używanie języka to niezwykle złożona umiejętność, która wymaga wyspecjalizowanych obszarów mózgu. Jednak w ostatnich latach pogląd ten ulega zmianie. Kolejne badania wskazują, że ośrodki kontroli niektórych funkcji językowych, na przykład odpowiadające za rozumienie słów, są też zaangażowane w kontrolowanie funkcji motorycznych. Jednak badania obrazowe nie dostarczały dowodów na istnienie związku pomiędzy używaniem języka i narzędzi. Z drugiej jednak strony badania paloneurobiologiczne wykazały, że obszary mózgu odpowiedzialne za posługiwanie się językiem rozwijały się u naszych przodków w okresach większego rozwoju technologicznego, gdy wśród naszych praszczurów rozpowszechniało się użycie narzędzi.
      Naukowcy, analizujący dostępne dane, zaczęli się zastanawiać czy jest możliwe, by używanie narzędzi, operowanie którymi wymaga wykonywania złożonych ruchów, było kontrolowane przez te same obszary mózgu co używanie funkcji językowych.
      W 2019 roku Claudio Brozzoli z Inserm i Alice C. Roy z CNRS wykazali, że osoby, które szczególnie dobrze posługują się narzędziami, zwykle też lepiej posługują się złożoną składnią zdań w języku szwedzkim. Naukowcy postanowili bliżej przyjrzeć się temu zjawisku i zaplanowali serię eksperymentów, w czasie których wykorzystano m.in. rezonans magnetyczny. Badanych proszono o wykonanie testów związanych z użyciem 30-centymetrowych szczypiec oraz zdań złożonych w języku francuskim. Dzięki temu uczeni zidentyfikowali obszary mózgu odpowiedzialne za wykonywanie każdego z tych zadań oraz wspólnych dla obu zadań.
      Jako pierwsi stwierdzili, że używanie narzędzi i złożonej składni aktywuje ten sam obszar w jądrze podstawnym w mózgu. Wówczas zaczęli zastanawiać się, czy ćwicząc jedną z tych umiejętności, można by wpływać na drugą.
      Uczestników badań poproszono więc o wypełnienie testów rozumienia złożonych zdań. Testy takie wypełniali 30 minut przed i 30 minut po ćwiczeniu ze szczypcami. Ćwiczenie to polegało na użyciu dużych szczypiec do umieszczenia niewielkich kołków w otworach odpowiadających im kształtem, ale o różnej orientacji. Przed i po takim ćwiczeniu porównywano, jak uczestnicy badań radzą sobie z rozumieniem prostszego i bardziej złożonego zdania. Okazało się, że po ćwiczeniu ze szczypcami badani lepiej radzili sobie ze zrozumieniem trudniejszych zdań. Z kolei w grupie kontrolnej, która używała dłoni do wkładania kołków w otworach, nie zauważono tego typu poprawy rozumienia zdań.
      Teraz naukowcy opracowują protokoły rehabilitacji osób, które utraciły część umiejętności językowych, ale zachowały zdolności motoryczne. Jednocześnie zauważają, że ich badania lepiej pomagają nam zrozumieć ewolucję H. sapiens. Gdy nasi przodkowie zaczęli wytwarzać i używać narzędzi, znacznie zmieniło ich to mózg i wpłynęło na zdolności poznawcze, co mogło doprowadzić do pojawienia się innych funkcji, jak zdolności językowe, stwierdzają naukowcy.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Niewielka dolina Oued Boucherit, położona w basenie Beni Fouda w północno-wschodniej Algierii, jest od ponad 100 lat znana z bogactwa skamieniałości oraz kamiennych narzędzi. Teraz algiersko-hiszpański zespół naukowy prowadzony przez specjalistów z CENIEH (Narodowe Centrum Badań nad Ewolucją Człowieka – Centro Nacional de Investigación Sobre la Evolución Humana) doniósł o odkryciu tam najstarszych w północnej Afryce narzędzi kultury aszelskiej.
      Przed nieco ponad 2 miesiącami informowaliśmy o odkryciu w Maroku najstarszego w północnej Afryce miejsca produkcji pięściaków. Narzędzia pochodziły sprzed 1,3 miliona lat, a ich odkrycie nazwano archeologicznym przełomem, gdyż wskazywało ono, że początki kultury aszelskiej na północnych krańcach Afryki są bliskie jej początkom z południa (1,6 miliona lat) i wschodu (1,8 miliona lat) Czarnego Lądu.
      Teraz w Algierii znaleziono narzędzia kultury aszelskiej pochodzące sprzed 1,7 miliona lat. To wyjątkowe odkrycie, gdyż znacząco zmienia nasz pogląd na początki ludzkiej kultury i migracje na terenie Afryki, mówi główny autor najnowszych badań, dr Mathieu Duval.
      Przypomnimy, że w 2018 roku na tym samym obszarze znaleziono pochodzące sprzed 2,4 miliona lat narzędzia kultury olduwajskiej. To najstarsze narzędzia Afryki Północnej. Teraz wiemy, że w Oued Boucherit znajdują się najstarsze w Afryce Północnej narzędzia kultury olduwajskiej i aszelskiej, dodaje współautor badań profesor Mohamed Sahnouni. Zdaniem naukowców, Oued Boucherit jest jednym z niewielu miejsc, gdzie możemy dokładnie badać i datować pojawienie się najstarszych ludzkich kultur – olduwajskiej i aszelskiej.
      Ostatnie odkrycie znacząco zmienia nasz pogląd na migracje człowieka w Afryce. Dotychczas najstarsze artefakty kultury olduwajskiej i aszelskiej pochodziły z Afryki Wschodniej i liczyły one sobie ok. 2,6 i ok. 1,8 miliona lat. Teraz okazuje się, że na północy Afryki przedstawiciele tych kultur pojawili się niedługo później. Chociaż może to oznaczać, że rozprzestrzenianie się technologii wytwarzania kamiennych narzędzi przebiegało znacznie szybciej niż zakładano, to nie można też wykluczyć, iż umiejętności technologie takie pojawiły się niezależnie w kilku miejscach.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...