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

(Prawie) całe życie w pęcherzyku

Recommended Posts

Istnieją setki gatunków owadów zdolnych do życia pod wodą. Naukowcy wiedzą o tym od dawna, lecz dotychczas nie wiadomo było, jaki czynnik umożliwia im pozostawanie przez długi czas pod powierzchnią bez potrzeby wynurzania się. Badanie wykonane przez naukowca z Uniwersytetu Alberta rzuca nowe światło na ten fenomen.

Studium, prowadzone przez pracującego na kanadyjskiej uczelni prof. Morrisa Flynna, doprowadziło do odkrycia nieznanych dotąd właściwości woskowatej powłoki ciała niektórych insektów. U części z nich warstwa ta, silnie ograniczająca przenikanie wody, jest wytwarzana w taki sposób, że po uwolnieniu z organizmu spoczywa na powierzchni warstwy włosków. Powstaje w ten sposób pęcherz powietrza, zwany przez entomologów (specjalistów zajmujących się badaniem owadów) plastronem, pozwalający zwierzęciu na przebywanie pod wodą przez bardzo długi czas.

Właściwości plastronu pozwalają nie tylko na przechowywanie zapasu powietrza. Jego unikalna struktura ułatwia dodatkowo wymianę gazową między wnętrzem pęcherza i otaczającą wodą, polegającą na pobieraniu rozpuszczonego w wodzie tlenu i wydzielaniu dwutlenku węgla do otoczenia. Niezwykła struktura przypomina więc nieco płuco, w którym rolę półprzepuszczalnej błony pełnią komórki nabłonka.

Co ciekawe, insekt jest w stanie przeżyć wyłącznie w wodzie o określonej głębokości. Jak tłumaczy Flynn, im ciaśniej ułożone są włoski, tym większy nacisk może wytrzymać pęcherzyk zanim się zapadnie. Nie oznacza to jednak, że w płytkiej wodzie wymiana gazowa zachodzi optymalnie. Okazuje się bowiem, że przy niższym nacisku z zewnątrz bąbel gazu nadmiernie rośnie i jego kształt przybliża się do kształtu kuli, co utrudnia przepływ gazów pomiędzy ciałem insekta i otoczeniem.

Trzeba przyznać, że zdolności owadów budzą podziw. Wiele z nich jest zdolnych do zanurkowania nawet na głębokość trzydziestu metrów i pozostanie tam przez długi czas, często nawet przez znaczną część życia. Dla porównania, większość ludzi jest w stanie zejść samodzielnie zaledwie kilka metrów pod powierzchnię.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Co robią zmiennocieplne komary, by nie przegrzać się w wyniku spożycia dużych ilości gorącej krwi gatunków stałocieplnych? Ronią kilka kropli cennej cieczy. Nie tylko żywią się więc krwią, ale i urządzają sobie krwawe orzeźwiające kąpiele.
      Podczas żerowania na ciepłokrwistym gospodarzu, np. człowieku, komary połykają w krótkim czasie duże ilości gorącej krwi. Zamierzaliśmy ustalić, do jakiego stopnia owady narażają się na ryzyko przegrzania - opowiada Claudio Lazzari z Université François Rabelais. I czemu pozbywają się świeżej krwi, która jest cennym i niebezpiecznym w pozyskiwaniu pokarmem. Intuicyjnie naukowcy z Tours zakładali, że chodzi o chłodzenie, ponieważ choć ciepłota ciała owadów zależy od temperatury otoczenia, to np. pszczoły i mszyce potrafią ją kontrolować za pomocą kropli nektaru czy soku roślin.
      Lazzari i Chloé Lahondère posłużyli się termowizorem. Dzięki temu mogli zaobserwować różnice w temperaturze części ciała komara w czasie żerowania. Okazało się, że temperatura głowy była niemal taka sama jak temperatura jedzonej krwi, jednak pozostałe części owada miały właściwie temperaturę otoczenia. Gdy komary pożywiały się wodą z cukrem, nie zaobserwowano ani różnic w temperaturze (heterotermii), ani chłodzenia wyparnego.
      Blokowanie lub opóźnianie sekrecji cieczy może mieć dwojakiego rodzaju wpływ na fizjologię komarów [autorzy raportu wspominają o równowadze wodnej i termicznej]. Pośrednio oddziałuje to na mikroorganizmy [zarodźce] przenoszone przez komary; chodzi o modyfikację środowiska termicznego, z jakim się stykają. Chronione są zatem owady oraz pasożyty (pierwotniaki) i symbionty.
      Francuzi podkreślają, że owady żywiące się krwią znajdują się w wyjątkowej sytuacji, bo przeżywają stres cieplny przy każdym posiłku. Podczas gdy inne owady tylko od czasu do czasu muszą się przenieść w chłodniejsze miejsce czy dostosować utratę wody. U pożywiających się krwią komarów krople cieczy pojawiają się i są utrzymywane w tylnej części odwłoka.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W niedalekiej przyszłości będziemy mogli wykorzystywać owady w roli zwiadowców, wysyłanych w miejsca, do których z jakichś powodów nie można wysłać ludzi. Naukowcom z University of Michigan udało się stworzyć system, który pozyskuje energię elektryczną z ruchów owada.
      Dzięki pozyskaniu tej energii być może uda się zasilić miniaturowe kamery, mikrofony, czujniki i sprzęt komunikacyjny, umieszczony na grzbiecie owada. Moglibyśmy wysyłać tak wyposażone owady w miejsca niebezpieczne, w które nie chcemy posyłać ludzi - mówi profesor Khalil Najafi.
      Zespół Najafiego opracował sposób na zbieranie energii z ruch skrzydeł owadów i doładowywanie baterii. Dzięki takiemu rozwiązaniu urządzenia przyczepione do owada będą pracowały dłużej.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Roboty wzorowane na muchołówkach amerykańskich mogą być zasilanie owadami. Powstały już dwa prototypy takich maszyn, które 1) wykorzystują spełniające funkcje mięśni jonowe kompozyty polimer-metal (ang. ionic polymeric metal composite, IPMC), nanoczujniki oraz nanosiłowniki albo 2) materiały z pamięcią kształtu.
      Jak tłumaczy autor pierwszego z badań Mohsen Shahinpoor z University of Maine, muchołówka chwyta owady za pomocą dwóch liści pułapkowych. Gdy zwabiona słodkim nektarem i czerwonym kolorem ofiara potrąci 2-krotnie jeden włosek lub dwa różne włoski w odstępie mniej niż 1/2 minuty, pułapka zamknie się w zaledwie 100 milisekund.
      Pod wpływem zgięcia włoska czuciowego generowane są potencjały czynnościowe (mamy do czynienia z bramkowanymi napięciem kanałami jonowymi). Pobudliwe są wszystkie komórki budujące klapy, co prawdopodobnie służy zwiększeniu prędkości przekazywania sygnału. Shahinpoor podkreśla, że sposób, w jaki liście pułapkowe zaginają się do środka, w dużym stopniu przypomina zachowanie IPMC w polu elektrycznym. Co więcej, mechanoelektryczne właściwości czuciowe IPMC są również niezwykle podobne do cech włosków muchołówki.
      Seung-Won Kim z Seulskiego Uniwersytetu Narodowego (autor drugiego z badań) wykorzystał materiały z pamięcią kształtu, które przełączają się między dwoma stabilnymi kształtami, kiedy podziała się na nie siłą, wysoką temperaturą bądź prądem elektrycznym. Koreańczycy posłużyli się muszlą z włókna węglowego, a między jej klapami umieścili metalową sprężynę z pamięcią kształtu. Pod wpływem ciężaru owada sprężyna się nagle kurczy, a pułapka zamyka. Klapy ponownie się otwierają, gdy do sprężyny przyłoży się napięcie.
      Shahinpoor oparł się na sztucznych mięśniach z pokrytej złotymi elektrodami polimerowej membrany. Prąd płynący przez błonę powoduje, że wygina się ona w jedną stronę. Gdy zmieni się bieguny, a zatem kierunek przepływu prądu, membrana wygina się w odwrotną stronę. Samo wyginanie materiału także wytwarza napięcie, co Shahinpoor wykorzystał w czujnikach. Niewielkie napięcie powstałe po wylądowaniu owada uruchamia większe źródło prądowe. Dochodzi do sytuacji, że jeden z liści jest naelektryzowany ujemnie, a drugi dodatnio, a ponieważ przeciwne ładunki się przyciągają, klapy się zamykają.
      Warto przypomnieć, że w przeszłości skonstruowano już robota na owady i resztki organiczne. Jest to Ecorobot naukowców z Bristol Robotics Lab. Prace specjalistów z USA i Korei Południowej na pewno przydadzą się przy jego dalszym rozwijaniu.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Mając uzasadnione podejrzenia co do tego, że liczba owadów spada, holenderscy naukowcy poprosili o pomoc kierowców, którzy mieli umyć przednią tablicę rejestracyjną, a po jeździe zliczyć rozgniecione na niej owady. Później wystarczyło się zalogować na witrynie internetowej SplashTeller i tam podać wynik oraz zaznaczyć typ auta, jakim odbyło się jazdę.
      Wszystkie tablice są tej samej wielkości, dlatego zasadniczo dysponujemy ok. 7 mln idealnych czujników poruszających się po całym kraju o różnych porach dnia” – wyjaśnia dr Arnold van Vliet z Wageningen University, dodając, że rozumie, że klękanie przed samochodem, by dokonać "obdukcji", nie musi być dla kierowcy miłe ani łatwe.
      W ciągu ostatnich 6 tygodni analiza informacji, które spłynęły od 250 kierowców, pozwoliła określić przybliżoną liczbę owadów zabijanych przez ponad 7 mln holenderskich samochodów, przejeżdżających rocznie 200,3 mld km.
      Tylko na tablicach ginie 3,3 mld owadów. Przód samochodu jest co najmniej 40-krotnie większy od rejestracji, co oznacza, że przez miesiąc samochody uderzają w 133 mld owadów. W pół roku daje nam to 800 mld istnień.
      Biolodzy podkreślają, że owady stanowią istotną część łańcucha pokarmowego. Wiele ptaków, np. jaskółkowate, polega na gęstości ich występowania. Jeśli liczba owadów jest niska, nieuchronnie będą mieć problem z wykarmieniem młodych. Poza tym owady są ważnymi zapylaczami.
      Studium wykazało, że najniebezpieczniejszymi dla owadów rejonami są leżąca na południowym zachodzie Holandii przy granicy z Belgią Zelandia, a także Fryzja i Groningen. Van Vliet dywaguje, że może się to wiązać z tutejszą niższą gęstością zaludnienia (oznacza to, że ktoś stąd musi pokonywać autem większe odległości).
      Sądząc po tym, co dzieje się na witrynie SplashTeller, badanie nadal trwa. Odwiedzający mogą się bowiem zapoznać z aktualnymi statystykami, a dane są dzielone na poszczególne pory dnia: ranek, południe, popołudnie i wieczór/noc.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Coca-Cola Filipiny i WWF Filipiny odsłoniły w ubiegły czwartek (23 czerwca) pierwszy w kraju, a może i na świecie roślinny billboard. Jak głosi widoczne z daleka hasło, pochłania on zanieczyszczenia powietrza. Tablica znajduje się na Adriano Building w Makati.
      Billboard mierzy 18,3 na 18,3 m. Wykorzystano w nim sadzonki Carmona retusa (syn. Ehretia microphylla), rośliny należącej do ogórecznikowatych. Botanik Anthony Gao wylicza, że pojedyncza roślina może rocznie zaabsorbować średnio prawie 6 kg dwutlenku węgla. Billboard pomaga wyeliminować zanieczyszczenie powietrza w swoim najbliższym otoczeniu, ponieważ zgodnie z szacunkami, pochłonie ogółem ponad 21 ton CO2 z atmosfery - tłumaczy naukowiec.
      Reszta konstrukcji także jest ekologiczna. Projektanci posłużyli się m.in. 3600 puszkami i starymi butelkami po różnych produktach Coca-Coli. W każdej butelce znajduje się podłoże ogrodnicze, przygotowane z rozmaitych przemysłowych produktów ubocznych oraz nawozów organicznych. Specjalna formuła sprawia, że jest ono lekkie i stabilne. Butelki bezpiecznie utrzymują rośliny i pozwalają im się rozrastać na boki. Projektanci pomyśleli również o dodatkowych otworach, które zapewniają drenaż i stanowią zarazem miejsce przyczepu linii kroplującej. Zastosowanie mikroirygacji umożliwia oszczędzanie wody i nawozu.
      Szef filipińskiego oddziału Coca-Coli uważa, że przedsięwzięcie stanowi ucieleśnienie hasła Live Positively (żyj pozytywnie) i przykład pamiętania o zrównoważonym rozwoju w każdej dziedzinie życia.
×
×
  • Create New...