Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Naukowcy z Polskiej Akademii Nauk tworzą banki nasienia ryb
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
O Bałtyku opowiada doktor Tomasz Kijewski, biolog, popularyzator i edukator. Pracuje w Instytucie Oceanologii Polskiej Akademii Nauk, w Pracowni Badania i Edukacji o Klimacie i Oceanach. Autor i współautor publikacji naukowych i popularnonaukowych, bloger (rybanapiątek.wordpress.com), jeden z animatorów projektu oceanofchanges.com
Od kiedy prowadzone są badania Bałtyku?
Ludzie gromadzą wiedzę o Bałtyku tak długo jak egzystują wokół tego akwenu. Najstarsze stanowiska archeologiczne pochodzą z epoki kamiennej, około 10 800 lat temu, gdy Bałtyk był jeszcze jeziorem polodowcowym. Wiele tych miejsc zostało przykrytych wodą podczas kolejnych etapów rozwoju tego morza, gdy zasolenie wzrastało do 15‰, spadało do 3‰, znowu wzrosło do 13‰, a od około 6 tysięcy lat powoli spada. Każdej z tych zmian towarzyszyły zmiany linii brzegowej oraz gruntowna przebudowa ekosystemów. Jedne gatunki znikały, inne pojawiały się, o czym dowiadujemy się dziś badając osady denne. Bo źródeł pisanych, rzecz jasna, nasi przodkowie nie zostawili.
W źródłach pisanych nazwa „Bałtyk” wzmiankowana była po raz pierwszy w IX w. w biografii Karola Wielkiego, autorstwa Einharda. Słowem „Balticus” określono tam „zatokę o nieznanej długości”. Oczywiście nordyccy żeglarze, zwani wikingami, wiedzieli znacznie więcej. Rozwój Hanzy w kolejnych wiekach sprzyjał poznawaniu tego morza, ale dopiero w XVI w. szwedzki biskup Olaus Magnus zrealizował projekt kartografii półwyspu Skandynawskiego wraz z Bałtykiem i jego południowymi wybrzeżami. Natomiast badania naukowe na Bałtyku zaczęły się na równi z powszechnym trendem rozwoju nauk przyrodniczych w XVII w. Z tamtych czasów pochodzą najstarsze dane oceanograficzne, na przykład o poziomie morza, bioróżnorodności Bałtyku, czy mapowanie głębokości. Później badań tych było więcej, by wspomnieć tylko takie nazwiska jak Karol Linneusz czy Alexander von Humboldt, którzy poświęcili Bałtykowi część swoich prac.
Jakie zmiany zaszły między ich rozpoczęciem a dniem dzisiejszym?
Musimy pamiętać o tym, że w naturze nie ma stałości. Bałtyk jest tego doskonałym przykładem, co wynika z historii tego akwenu. Jednak gwałtowność zmian, które obserwujemy w ciągu ostatnich dwóch wieków, a w szczególności kilku dziesięcioleci, może budzić niepokój. Zacznę tu od zmiany wielkoskalowej, jaką jest wysładzanie. Jak wspomniałem, w historii Bałtyku zdarzało się, że woda była i bardziej, i mniej zasolona niż obecnie. Było to spowodowane zmianami zarówno poziomu wód oceanicznych jak i podnoszeniem płyty tektonicznej w wyniku ruchów izostatycznych po zaniku lądolodu. Proces podnoszenia się Półwyspu Skandynawskiego i niecki Bałtyku trwa nadal, ale jest już bardzo powolny, a zmniejszenie objętości morskiej wody napływającej do Bałtyku wynika z innego procesu.
Obserwowane współcześnie tempo podnoszenia Fennoskandii. Cięcie warstwicowe co 1 mm/rok (oprac. wg W. Fjeldskaar i in., 2000)]; © Państwowy Instytut Geologiczny - PIB
Woda z Morza Północnego stale przedostaje się do Bałtyku w rejonie Cieśnin Duńskich, chociażby w rytmie przypływów, ale są to małe objętości. Aby doszło do masowego wlewu o objętości co najmniej kilkudziesięciu km3, muszą zaistnieć określone warunki atmosferyczne, to znaczy sekwencja wyż -> niż nad Bałtykiem podczas gdy nad Morzem Północnym sekwencja niż -> wyż. Takie okoliczności sprawiają, że woda wpierw jest wypychana z Bałtyku, a następnie, przy udziale silnego wiatru z północy, tłoczona z Morza Północnego. Masowe wlewy rejestrowano od końca XIX w. przeciętnie co kilkanaście miesięcy. W ciągu ostatnich trzech dekad ta częstotliwość spadła. Ostatni masowy wlew o objętości 198 km3 miał miejsce w grudniu 2014 roku, po 10 latach przerwy. Warto w tym miejscu dodać, że rzeki wpadające do Bałtyku i opady nad samym morzem dostarczają rocznie ponad 650 km3 słodkiej wody.
Zmiana która doprowadziła do zmniejszenia częstotliwości masowych wlewów wynika pośrednio z ocieplania się strefy arktycznej, czyli jest skutkiem globalnego ocieplenia. Pogodą w naszym rejonie „steruje” prąd strumieniowy, który około 8-10 km nad powierzchnią Ziemi okrąża średnie szerokości geograficzne. W największym uproszczeniu, na południe od tego prądu jest ciepłe powietrze i wyże, na północ – powietrze arktyczne i niże. Wartkość tego prądu gwarantuje różnica temperatur między strefą podbiegunową a umiarkowaną. Czyli gdy Arktyka się ogrzewa, prąd słabnie i zmienia swoje położenie tworząc meandry a nawet ulegając rozpadowi. Efektem tych zmian jest zmiana pogody w strefie umiarkowanej, w tym także nad Bałtykiem. Głębokie meandry prądu strumieniowego przynoszą anomalie pogodowe, czyli fale chłodu sięgające Afryki Saharyjskiej i fale gorąca docierające za krąg polarny.
Prąd strumieniowy; © NOAA
Kolejna zmiana o której trzeba wspomnieć to stopniowe ogrzewanie się Morza Bałtyckiego, a właściwie jego powierzchni. Wyniki pomiarów ujawniają niewesołą prawdę, że ten proces zachodzi na Bałtyku z podobną intensywnością co w Arktyce, czyli dwukrotnie szybciej niż średni wzrost temperatury światowego Oceanu. To wiele zmienia w morzu, które jest półzamknięte i tak nietypowe, bo w bardzo ograniczonym zakresie dochodzi tutaj do swobodnego przemieszczania się gatunków. Zwyczajnie – nie ma dokąd uciec. Dla porównania, w Atlantyku zasięg dorsza przesunął się na północ o 1000 km w ciągu ostatnich 20 lat.
Te dwie zmiany nakładają się na siebie sprawiając, że Bałtyk jest morzem dwuwarstwowym. Ciepła i niezbyt słona woda ma znacznie mniejszą gęstość niż zalegająca na dnie zimna woda pochodząca z Morza Północnego.
Profil wody bałtyckiej; © IO PAN
Różnica gęstości tych warstw jest tak silna, że niemal nie zachodzi tam mieszanie i wymiana gazowa. To niesie za sobą konsekwencje o których za chwilę, ale chciałbym dodać coś optymistycznego. Zanieczyszczenie Bałtyku znacząco spadło w ciągu ostatnich kilku dekad. Stało się tak dzięki instalacji oczyszczalni ścieków w zlewisku morza. Młodszym czytelnikom trudno to sobie wyobrazić, ale jeszcze 50 lat temu ścieki komunalne były zrzucane do rzek po bardzo zgrubnym oczyszczeniu bądź wprost – nawet bez zastosowania sit i krat, podobnie było ze ściekami przemysłowymi. W latach 80. XX w. plaże Zatoki Gdańskiej bardzo często były zamykane z powodów sanitarnych, wobec nagromadzenia zanieczyszczeń.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Całkowita odbudowa trwale uszkodzonych mięśni nadal pozostaje wyzwaniem dla medycyny. Międzynarodowy zespół kierowany m.in. przez dr. Marco Costantiniego z IChF PAN zaprezentował rozwiązanie, które umożliwia odbudowę znacznie uszkodzonych mięśni szkieletowych z niespotykaną dotąd skutecznością.
Mięśnie stanowią największą tkankę w naszym ciele. Są niezbędne do wykonania jakiegokolwiek ruchu, a bez nich nie bylibyśmy w stanie wykonać nawet najprostszych czynności. Każdego dnia nasz układ mięśniowy wykonuje nieprawdopodobną ilość ruchów, a każdy z nich wymaga zaangażowania milionów włókien tkanki mięśniowej począwszy od kurczenia się, skracania, powrotu do pierwotnego kształtu – czytamy w komunikacie Instytutu Chemii Fizycznej PAN (IChF PAN).
Każdy mięsień ma jednak swoje ograniczenia i wytrzymałość, a więc podobnie do innych tkanek w ciele, może zostać uszkodzony. Nagłe szarpnięcie lub skręcenie może je nadwyrężyć prowadząc do krótkotrwałego dyskomfortu. Z kolei w skrajnych przypadkach niektórych chorób, takich jak nowotwory, dystrofia mięśni lub wskutek uszkodzenia mechanicznego np. w wyniku wypadku lub operacji, całkowity powrót mięśnia do stanu pierwotnego może być niemożliwy. Pomimo imponującej zdolności naszego organizmu do codziennej regeneracji, w niektórych przypadkach mięśnie szkieletowe nie mogą zostać w pełni obudowane.
Tuż po uszkodzeniu pojawia się zapalenie i obrzęk, a wraz z nimi organizm zaczyna produkować maleńkie włókna będące prekursorami mięśnia. Powstają one w procesie miogenezy, a ich rolą jest stworzenie nowej, odbudowanej, w pełni sprawnej tkanki mięśniowej - przypomina IChF PAN. Przy niewielkich uszkodzeniach, mięsień może całkowicie wyzdrowieć, lecz gdy uszkodzenie jest znaczące, naprawa dużych ubytków masy mięśniowej bywa niemożliwa, a szkody są nieodwracalne. To sprawia, że odbudowa i poprawa funkcjonalności mięśni jest jednym z największych wyzwań biomedycznych naszych czasów.
Niedawno międzynarodowy zespół naukowców kierowany przez dr. Marco Costantiniego z IChF PAN oraz dr. Cesare’a Gargioliego z Uniwersytetu Tor Vergata w Rzymie zaprezentował rozwiązanie wytwarzania substytutu mięśnia na bazie biokompatybilnego żelu, które strukturą przypomina makaron typu spaghetti. Żel ten produkowany jest z polimerów naturalnych innowacyjną metodą biodruku 3D za pomocą urządzenia mikroprzepływowego umożliwiając wydruk obiektu o dowolnym rozmiarze. Co najważniejsze, żel zawiera komórki mięśniowe, będące prekursorami włókien mięśniowych, które stopniowo narastają w polimerowej matrycy. Wszczepienie do uszkodzonego mięśnia takiego żelu biomimetycznego z komórkami umożliwia regenerację uszkodzonych tkanek.
Nasz system biodruku został zaprojektowany tak, aby dokładnie naśladować wysoce anizotropową architekturę mięśni szkieletowych, co skutkuje skutecznym wytworzeniem prekursorów mięśni w dowolnej formie – opisuje dr Costantini, cytowany w komunikacie.
Wydrukowany żel wraz z komórkami poddawany jest hodowli in vitro przez tydzień w celu stymulacji wzrostu komórek, a następnie wszczepia się go do uszkodzonych tkanek pacjenta.
Naukowcy przedstawili skuteczną regenerację mięśni u myszy, u której uraz był na tyle duży, że pełne wyleczenie skutkujące przywróceniem pierwotnych funkcji mięśnia nie byłoby możliwe nawet po kilku miesiącach. Na dodatek, częściowa regeneracja trwałaby pięć razy dłużej, osiągając nie więcej niż 20 proc. regeneracji. Zaprezentowany przez badaczy biodrukowany żel zawierający komórki mięśniowe umożliwił przywrócenie o 90 proc. rzeczywistych funkcji. Ponadto, mięśnie zostały odbudowane w zaledwie 20 dni, sprawiając, że zaprezentowany żel jest obiecującym materiałem do zastosowań biomedycznych wspomagających regenerację tkanek – informuje IChF PAN.
Przywrócenie masy i funkcjonalności o 90 proc. usuniętego mięśnia w zaledwie 20 dni to absolutny rekord, który motywuje nas do dalszego zgłębiania tego podejścia w najbliższej przyszłości. Teraz musimy rozszerzyć naszą platformę na wytwarzanie żelu na większą skalę, aby wspierać regenerację mięśni u dużych zwierząt. Mamy nadzieję, że ta technologia niebawem będzie gotowa do zastosowania klinicznego u ludzi – twierdzi dr Marco Costantini.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Polski Kret HP3 znalazł się pod powierzchnią Marsa. Urządzenie wykonane przez firmę Astronika, Polską Akademię Nauk, Centrum Badań Kosmicznych PAN, Instytut Lotnictwa, Instytut Spawalnictwa i inne to jeden z najważniejszych, a może nawet najważniejszy element misji InSigh. Zadaniem Kreta HP3 (Heat Flow and Physical Properties Package) jest wwiercenie się na głębokość 5 metrów i wykonywanie pomiarów przepływu ciepła z wnętrza planety.
Przygotowana przez NASA misja InSight ma za zadanie zbadanie wnętrza Czerwonej Planety. Wylądowała ona na Marsie pod koniec listopada 2018 roku.
NASA poinformowała, że robotyczne ramię właśnie pomogło Kretowi wniknąć w marsjańską glebę. Operacja byla poważnym wyzwaniem. Ramię potrzebowało asysty z Ziemi, a jako że obie planety dzieli spora odległość, sygnał w jedną stronę wędrował przez kilka minut. "Wciąż musimy przekonać się, czy kret będzie w stanie samodzielnie wiercić dalej", czytamy na oficjalnym koncie misji na Twitterze.
Po wwierceniu się na głębokość 5 metrów czujniki Kreta zaczną rejestrować przepływ ciepła z wnętrza planety. Pozwoli to naukowcom na zbadanie, w jaki sposób przemieszcza się ono od jądra Marsa.
Kret to całkowicie nowy typ instrumentu naukowego, jaki znalazł się na Marsie. Wciąż nie ma pewności, czy będzie działał tak, jak zaplanowano. Co prawda był wielokrotnie testowy na Ziemi, jednak nie możemy całkowicie przewidzieć tego, jak będzie się sprawował. Już zresztą pojawiły się pierwsze problemy. Kret miał kłopoty ze wstępnym wierceniem się w powierzchnię. Utykał lub wycofywał się. Właśnie dlatego zdecydowano o użyciu robotycznego ramienia. Nie była to łatwa decyzja, gdyż ramieniem trzeba było operować tak delikatnie, by nie uszkodzić kabla łączącego Kreta z lądownikiem InSight. Kablem tym popłyną dane zarejestrowane przez Kreta.
Okazało się, że użycie ramienia było dobrym pomysłem. Kret znalazł się pod powierzchnią. Oznacza to, że pomiędzy 11 a 30 maja Kret wcisnął się w marsjańskie skały na głębokość 7 centymetrów. Oczywiście przez te 20 dni nie zajmowano się wyłącznie Kretem. Wszystkie instrumenty misji powinny być już gotowe do pracy więc Kretem zajmowano się raz w tygodniu.
Teraz przed polskim urządzeniem najważniejsze. Najpierw zostanie przeprowadzony test „wolnego kreta”. Ma on wykazać, jak instrument radzi sobie bez asysty ramienia.
Wszystko wskazuje na to, że musimy uzbroić się w cierpliwość. Na północnej półkuli Marsa zbliża się zima. Wkrótce rozpocznie się sezon burz piaskowych. W atmosferze już jest coraz więcej pyłu, spada ilość promieniowania słonecznego docierającego do lądownika InSight. Nie wiadomo zatem, czy w najbliższym czasie nie trzeba będzie ograniczyć operacji wymagających największych ilości energii.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.