Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Rekin jak morski ssak. Wstrzymuje oddech podczas nurkowania
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Megalodona – największą znaną rybę drapieżną – wyobrażamy sobie jako wielkiego żarłacza białego. Jednak najnowsze badania dowodzą, że kształt ciała tego olbrzyma bardziej przypominał żarłacza żółtego lub nawet dużego walenia. Ponadto ryba była znacznie większa, niż dotychczas uważano. Uczeni opublikowali wyniki swoich badań na łamach Palaeontologia Electronica.
Naukowcy odeszli od tradycyjnej metody szacowania rozmiarów zwierzęcia na podstawie jego zębów. Skupili się na kręgosłupie, którego budowę porównali z kręgosłupami ponad 100 obecnie żyjących oraz wymarłych gatunków rekinów. W ten sposób byli w stanie bardziej precyzyjnie określić proporcje głowy, tułowia i ogona.
Z ich badań wynika, że megalodon miał długość do 25 metrów i mógł ważyć nawet 94 tony. Jego ciało było przystosowane raczej do efektywnego pływania i zużywania jak najmniejszej ilości energii, a nie do wielokrotnie powtarzanych sprintów w pogoni za ofiarą.
To najdokładniejsza z dotychczasowych analiz kształtu i rozmiarów ciała megalodona. Nie przypominał on wielkiego żarłacza białego, a raczej olbrzymiego żarłacza żółtego, z jego smuklejszym bardziej wydłużonym kształtem. Taki kształt pomaga efektywnie poruszać się w wodzie, mówi doktor Philip Sternes, biolog specjalizujący się w badaniu rekinów.
Żarłacz biały przypomina kształtem torpedę. Jego ciało pozwala na gwałtowne przyspieszenie. Ma szeroką środkową część tułowia, która mocno zwęża się w kierunku ogona. Żarłacz żółty jest szczuplejszy, o bardziej jednorodnym kształcie i mniej widocznym zwężeniem. Fizyka pływania decyduje o tym, jak bardzo krępy czy szeroki może być wielki drapieżnik, dodaje biolog Tim Higham z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Riverside. Jest od specjalistą od badań nad poruszaniem się zwierząt w wodzie.
Autorzy badań stwierdzili, że megalodon prawdopodobnie pływał z umiarkowaną prędkością, jednak był w stanie przyspieszyć, by zaatakować ofiarę. Biorąc pod uwagę jego rozmiary i kształt ciała, ciągłe szybkie pływanie byłoby nieefektywne energetycznie. Badania pokazały też, że megalodony, zaraz po przyjściu na świat, mogły mieć do 4 metrów długości. Niewykluczone zatem, że były od razu gotowe do polowania.
Kluczowym elementem nowych badań było zauważenie, że żarłacz żółty jest najbardziej podobny do megalodona. Gdy naukowcy przeskalowali proporcje ciała żarłacza żółtego do oszacowanych przez siebie proporcji megalodona, uzyskali niemal idealną zgodność.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Niewielki wargatek sanitarnik to niezwykła ryba. Żywi się pasożytami skóry innych ryb, które przypływają do „stacji sanitarnych” wargatków na czyszczenie. Wcześniejsze badania wykazały, że wargatki potrafią zapamiętać ponad 100 „klientów”. W 2018 roku uczeni odkryli, że potrafią rozpoznać się w lustrze, co jest jednym z przejawów samoświadomości. Z kolei w ubiegłym roku dowiedzieliśmy się, że wargatki rozpoznają się też na fotografii po tym, jak obejrzały się w lustrze. Teraz japońscy uczeni donoszą, że wargatki potrafią wykorzystać lustro podczas... walki o terytorium.
Wspomniane na wstępie „stacje sanitarne” obsługiwane są przez parę dorosłych i grupę młodych lub grupę samic, którym przewodzi samiec. Jeśli samiec znika, jego rolę przejmuje jedna z samic. Część dorosłych wargatków żyje jednak samotnie i są terytorialne. Bronią swojego terenu przed intruzami. I właśnie ten aspekt ich życia postanowili wykorzystać naukowcy z Japonii. Chcieli sprawdzić, na ile dobrą reprezentację ciała mają wargatki.
Podczas pierwszej fazy eksperymentu naukowcy, których pracami kierował Taiga Kobayashi, pokazywali rybom trzymanym w akwarium zdjęcia innych wargatków. Ryby na zdjęciach były o 10% mniejsze i o 10% większe od osobnika w akwarium. W tym przypadku, bez względu na wielkość ryby, wargatki próbowały atakować intruza.
Następnie przy akwarium ustawiono lustro. Wówczas wargatki zmieniły swoje zachowanie. Atakowały mniejszych intruzów podpływania do lustra, ale gdy ryba na zdjęciu była większa, wargatki kilkukrotnie podpływały do lustra, by dobrze ocenić własne rozmiary i nie atakowały wyraźnie większych przeciwników.
Nasze odkrycie wskazuje, że ryby zmniejszyły swój poziom agresji nie dlatego, że przyzwyczaiły się do prezentowanego im po raz drugi zdjęcia, ale dlatego, że dzięki ustawieniu lustra były w stanie dostrzec 10-procentową różnicę w wielkości, stwierdzają badacze.
Oczywiście musimy pamiętać, że w naturze lustra nie występują. A to oznacza, że wargatki nauczyły się używać narzędzia dostarczonego przez człowieka.
Na zdjęciach, dostarczonych przez Taigę Kobayashiego, możemy zobaczyć wargatki w naturalnym środowisku oraz podczas eksperymentu.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Gdy ponad 100 lat temu z pewnej angielskiej kopalni węgla wydobyto skamieniałą rybią czaszkę, jej odkrywcy z pewnością nie zdawali sobie sprawy, jaką sensację skrywa ich znalezisko. Przeprowadzone niedawno badania tomograficzne wykazały, że w czaszce zwierzęcia sprzed 319 milionów lat zachował się mózg. To najstarszy znany nam dobrze zachowany mózg kręgowca.
Organ ma około 2,5 cm długości. Widoczne są nerwy, dzięki czemu naukowcy mają szansę na lepsze poznanie wczesnej ewolucji centralnego układu nerwowego promieniopłetwych, największej współcześnie żyjącej gromady ryb, w skład której wchodzi około 30 000 gatunków. Odkrycie rzuca też światło na możliwość zachowania się tkanek miękkich kręgowców w skamieniałościach i pokazuje, że muzealne kolekcje mogą kryć liczne niespodzianki.
Ryba, której mózg się zachował, to Coccocephalus wildi, wczesny przedstawiciel promieniopłetwych, który żył w estuariach żywiąc się niewielkimi skorupiakami, owadami i głowonogami. Tan konkretny osobnik miał 15-20 centymetrów długości. Naukowcy z Uniwersytetów w Birmingham i Michigan nie spodziewali się odkrycia. Badali czaszkę, a jako że jest to jedyna skamieniałość tego gatunku, posługiwali się wyłącznie metodami niedestrukcyjnymi. Na zdjęciach z tomografu zauważyli, że czaszka nie jest pusta.
Niespodziewane odkrycie zachowanego w trzech wymiarach mózgu kręgowca daje nam niezwykłą okazję do zbadania anatomii i ewolucji promieniopłetwych, cieszy się doktor Sam Giles. To pokazuje, że ewolucja mózgu była bardziej złożona, niż możemy wnioskować wyłącznie na podstawie obecnie żyjących gatunków i pozwala nam lepiej zdefiniować sposób i czas ewolucji współczesnych ryb, dodaje uczona. Badania zostały opublikowane na łamach Nature.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Marcel Młyńczak już w czasie studiów zaczął pracę nad urządzeniem pozwalającym na monitorowanie częstości i głębokości oddechu oraz powiązanie ich ze zmiennością rytmu serca czy aktywnością. Jako członek koła naukowego uczestniczyłem w spotkaniu z lekarzami. Rozmawialiśmy o ich potrzebach. Przygotowałem sobie wtedy notatki, do których wróciłem na etapie wyboru pracy inżynierskiej, mówi naukowiec. Teraz, po latach prac, doktor Młyńczak zaprezentował Pneumonitor.
Olbrzymią zaletą Pneumonitora jest nieinwazyjność. Pomiaru dokonuje się za pomocą elektrod przyczepianych do ciała, które w żaden sposób nie krępują ruchów. Nie wykonujemy pomiaru punktowego, czyli oceny jednego wydechu (jak w spirometrii), możemy rejestrować sygnały fizjologiczne 24 godziny na dobę, także poza środowiskiem szpitalnym, mówi Młyńczak. Nie ma konieczności stosowania specjalnej maski, więc sam pomiar nie zaburza przestrzeni oddechowej. Pneumonitor pozwala też na powiązanie czynności oddechowych z aktywnością badanego i pozycją jego ciała. Poza tym kiedy lekarz wykonuje spirometrię, nie przeprowadza badania EKG i odwrotnie. Urządzenie umożliwia wykonanie obu badań jednocześnie. To jest innowacja procesów, dodaje twórca innowacyjnego urządzenia.
Wykorzystywane przez Pneumonitor elektrody są przyklejane pod pachami i na rękach. Mogą być też umieszczone na klatce piersiowej. Urządzenie wykorzystuje technikę pneumografii impedancyjnej. To pomiar zmian oporu elektrycznego (impedancji) tkanek w obrębie klatki piersiowej. Gdy w płucach mamy więcej powietrza, a więc jesteśmy po wdechu, impedancja jest większa, gdy wypuszczamy powietrze, impedancja spada. Pneumonitor rejestruje te zmiany, dając lekarzowi wgląd w proces oddychania.
Pneumonitor może znaleźć wiele zastosowań. Skorzystają z niego pacjenci, dla których lekarze chcą przygotować profil krążeniowo-oddechowy. Myślimy przede wszystkim o osobach starszych, osobach z problemami kardiologicznymi czy alergiami oddechowymi, ale i sportowcach, przygotowujących się do startu w zawodach, wyjaśnia doktor Młyńczak.
Obecna wersja Pneumonitora to prototyp stworzony z ogólnodostępnych części. Doktor Młyńczak planuje zdobycie dofinansowania z Narodowego Centrum Nauki i przygotowanie wygodniejszej zminiaturyzowanej wersji. Chce również stworzyć aplikację, która pozwoli na łatwą obsługę danych zbieranych przez Pneumonitor.
Takie wygodne i proste w obsłudze miniaturowe urządzenie z pewnością zainteresuje sportowców. Od kilku lat współpracuję z Centralnym Ośrodkiem Medycyny Sportowej, który bada znaczną grupę olimpijczyków, zwłaszcza uczestników letnich igrzysk. Na testy przyjeżdżają specjalnie do Warszawy, co często jest kłopotliwe. Badania są punktowe, a po nich sportowcy wracają do domu. Nie ma tu żadnej wartości dodanej, mówi Młyńczak. Dzięki Pneumonitorowi sportowcy mogliby sami przeprowadzać tego typu testy, powiązać je ze swoim programem treningowym i wynikami sportowymi.
Marcel Młyńczak mówi, że wszystko jest gotowe. Urządzenie działa, jak powinno. Teraz potrzebne są pieniądze, by zrobić kolejny krok, dzięki któremu Pneumonitor trafi do użytkowników.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z Uniwersytetu Harvarda i Emory University stworzyli pierwszą w pełni autonomiczną biohybrydową „rybę” zbudowaną z komórek ludzkiego mięśnia sercowego. Urządzenie pływa naśladując kurczenie się mięśni pracującego serca. To krok w kierunku zbudowania sztucznego serca z mięśni i stworzenia platformy do badania takich chorób, jak arytmia.
Naszym ostatecznym celem jest zbudowanie sztucznego serca, które mogłoby zastąpić nieprawidłowo rozwinięte serce u dzieci, mówi profesor Kit Parker z Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS). Większość prac związanych ze stworzeniem tkanki mięśniowej lub serca, w tym część prac prowadzonych przez nas, skupia się na skopiowaniu pewnych funkcji anatomicznych lub uzyskaniu prostego rytmu serca w sztucznej tkance. Tutaj zaś zaczynamy inspirować się biofizyką serca, co jest znacznie trudniejsze. Za wzór nie bierzemy samej budowy serca, a biofizyczne podstawy jego funkcjonowania. To je wykorzystaliśmy jako punkt wyjścia naszej pracy.
Naukowcy wykorzystali kardiomiocyty – komórki mięśnia sercowego odpowiadające za kurczenie się – i inspirowali się kształtem danio pręgowanego oraz ruchami, jakie wykonuje podczas pływania.
W przeciwieństwie do innych urządzeń, ogon biohybrydy składa się z dwóch warstw komórek. Gdy te po jednej stronie się kurczą, po drugiej stronie rozciągają się. Rozciągnięci prowadzi do otwarcia kanału białkowego, który z kolei prowadzi do kurczenia się i proces się powtarza. W ten sposób powstał system napędzający „rybę” przez ponad 100 dni.
Wykorzystując mechaniczno-elektryczne sygnały pomiędzy dwoma warstwami komórek, odtworzyliśmy cykl, w którym każdy skurcz automatycznie wywołuje reakcję w postaci rozciągania się strony przeciwnej. To pokazuje, jak ważne jest sprzężenie zwrotne w mechanizmie działania pomp mięśniowych, takich jak serce, stwierdza główny autor badań, doktor Keel Yong Lee z SEAS.
Naukowcy zaprojektowali też autonomiczny moduł kontrolny, który na podobieństwo rozrusznika serca kontroluje częstotliwość i rytm spontanicznych ruchów komórek. Dzięki współpracy dwóch warstw komórek oraz modułu kontrolnego uzyskano ciągły, spontaniczny i skoordynowany ruch płetwy ogonowej w przód i w tył.
Co więcej, działanie sztucznej ryby poprawia się z czasem. W ciągu pierwszego miesiąca, w miarę dojrzewania kardiomiocytów, poprawiła się amplituda ruchów, maksymalne tempo pływania oraz koordynacja mięśni. W końcu biohybryda pływała równie szybko i efektywnie jak prawdziwy danio pręgowany.
Teraz naukowcy przymierzają się do zbudowania bardziej złożonych biohybryd z komórek ludzkiego serca. To, że potrafię zbudować z klocków model serca, nie oznacza, że potrafię zbudować serce. Można na szalce Petriego wyhodować komórki komórki nowotworowe aż utworzą tętniącą grudkę i nazwać to organoidem. Jednak nic z tego nie oddaje fizyki systemu, który w czasie naszego życia kurczy się ponad miliard razy, a jednocześnie w locie odbudowuje swoje komórki. To jest prawdziwe wyzwanie. I tam właśnie chcemy dojść, mówią uczeni.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.