Brytyjsko-amerykańskiemu zespołowi naukowców udało się ujawnić za pomocą silnego mikroskopu strukturę chemiczną starożytnych skamielin. Odkryli, że nawet skamieliny datujące się na erę paleozoiczną, która trwała od około 542 do 251 milionów lat temu, zawierają chitynę i białko strukturalne. Substancje te są łatwo rozkładane przez mikroorganizmy. Naukowcy są przekonani, że ich odkrycia, opublikowane w czasopiśmie Geology, mogą mieć ogromne znaczenie dla poznania skamielin organicznych.

Pośród członków zespołu znaleźli się profesor George Cody z Laboratorium Geofizycznego przy Carnegie Institution for Science in Washington, USA, i profesor Andrew C. Scott w Wydziału Nauk o Ziemi Royal Holloway, Uniwersytetu w Londynie, Wlk. Brytania.

Najstarszą sygnaturę molekularną kompleksu chitynowo-białkowego odkryto wcześniej w skamielinach kenozoicznych liczących sobie 25 milionów lat, podczas gdy pozostałości białka strukturalnego odkryto w skamielinach mezozoicznych sprzed 80 milionów lat. W ramach ostatnich badań naukowcy odkryli relikty kompleksu białkowo-chitynowego w skamielinach stawonogów z ery paleozoicznej - odkrycie dotąd niewyobrażalne.

Obok innych wspólnych cech, stawonogi charakteryzują się szkieletem zewnętrznym albo kutykulą. Zewnętrzna część kutykuli jest zbudowana z kompozytu włókien chitynowych osadzonych w macierzy białkowej. Zważywszy na fakt, że chityna i białko strukturalne są łatwo rozkładane przez mikroorganizmy, naukowcy założyli, że substancje te będą występować jedynie w późniejszych skamielinach. Jednak w toku badania pozostałości skamieliny kutykuli skorpiona sprzed 310 mln lat z amerykańskiego stanu Illinois oraz eurypterida - wymarłego stawonoga w typie skorpiona, prawdopodobnie spokrewnionego ze skrzypłoczami - z Ontario w Kanadzie sprzed 417 mln lat, profesor Cody wraz z zespołem odkrył, że to nieprawda.

Naukowcy zmierzyli, za pomocą zaawansowanego przyrządu analitycznego w ośrodku Advanced Light Source w USA, absorpcję widm promieni rentgenowskich niskiej energii przez węgiel, azot i tlen w skamielinach. Pomiary wykonano w rozdzielczości rzędu 25 nanometrów. Naukowcy wykazali, że większa część węgla, azotu i tlenu odkryta w tych paleozoicznych skamielinach pochodzi z kompleksu białkowo-chitynowego.

"Wyniki badań pokazują, że skamieniała kutykula stawonoga jest nanoskalowym kompozytem wosków i rozłożonego, ale nadal bogatego w azot, kompleksu chitynowo-białkowego" - czytamy w artykule.

Zdaniem naukowców nie zaskakuje fakt, że materiał białkowo-chitynowy został nieco rozłożony w toku procesów chemicznych lub częściowego rozkładu bakteryjnego.

"Nie ma wątpliwości, że makromolekuła skamieliny znacznie się różni od początkowego kompleksu chitynowo-białkowego współczesnej kutykuli" - napisano w artykule. "Różnice te można zinterpretować jako wynik znacznego (ale nie całkowitego) rozkładu bakteryjnego oraz możliwej, późniejszej zmiany diagenetycznej" - dodają.

"Rozległa degradacja wiązań estrowych, amidowych i glikozydowych spowodowała prawdopodobnie zniszczenie znacznej części kompleksu chitynowo-białkowego i uwolnionych kwasów tłuszczowych", podczas gdy "usunięcie wody z chityny spowodowało pojawienie się nienasyconego węgla, który zwiększa intensywność absorpcji na obszarze aromatycznym i/lub etylenowym".

Profesor Scott twierdzi, że badania "pogłębią naszą wiedzę na temat procesu fosylizacji, a nowa technika umożliwia ujawnianie własności chemicznych skamielin bez ich całkowitego zniszczenia".

Szczątkowy kompleks białkowo-chitynowy może odgrywać "kluczową rolę w konserwacji skamielin organicznych poprzez zapewnienie substratu zabezpieczonego przed całkowitym rozkładem przez powłokę substancji woskowatych, która chroni stawonogi przed wysuszeniem" - twierdzi.

© Unia Europejska 2005-2011

Źródło: CORDIS

Referencje dokumentu: Cody, G.D., et al. (2011) Molecular signature of chitin-protein complex in Paleozoic arthropods. Geology, publikacja z dnia 3 lutego. DOI:10.1130/G31648.1

Wyniki brytyjsko-amerykańskich badań wskazują, że skamieniałe kości odnalezione w kamieniołomie w amerykańskim stanie Utah okazują się należeć do nieznanego gatunku zauropoda. Opis nowo odkrytego rodzaju ukazał się w czasopiśmie Acta Palaeontologica Polonica. Charakterystyczna cecha nowego dinozaura? Naprawdę zapadająca w pamięć para (tylnych) kończyn.

Naukowcy z Wlk. Brytanii i USA podjęli się klasyfikacji tego nowego przybysza z odległej przeszłości. W czasie analizy kości, które przypuszczalnie należały do osobnika dorosłego i młodocianego, naukowców zaintrygował niezwykły kształt kości biodrowej. W przypadku nowego gatunku jest ona znacznie większa od kości podobnych dinozaurów i zapewnia znacznie większy obszar dla przyczepów mięśni. Dzięki takim kościom biodrowym zwierzę dysponowało prawdopodobnie największymi mięśniami nóg w rodzinie zauropodów, grupie czworonogów o długich szyjach i ogonach, która obejmuje m.in. największe stworzenia, jakie kiedykolwiek chodziły po Ziemi.

Brontomerus mcintoshi, dla przyjaciół "grzmotoudy", został tak nazwany ze względu na swoje spektakularne kończyny i na cześć znanego paleontologa-hobbysty Johna "Jacka" McIntosha, emerytowanego profesora fizyki Uniwersytetu Wesleyan w Connecticut (USA). "Brontomerus mcintoshi to charyzmatyczny dinozaur i jednocześnie niezwykle ekscytujące dla nas odkrycie" - mówi naczelny autor Mike Taylor z University College w Londynie (Wlk. Brytania).

Co prawda już same potężne tylne kończyny zwierzęcia mogą skupić na sobie całą uwagę, lecz posiada ono jeszcze inne równie imponujące cechy. Większy z dwóch okazów mógł ważyć 6 ton i mierzyć 14 metrów od czubka łba do ogona. Mniejszy okaz z wagą szacowaną na 200 kilogramów i długością 4,5 m też nie mógłby stać się domowym pupilkiem.

Brontomerus żył 110 milionów lat temu w okresie wczesnej kredy i mógł wykorzystywać swój największy atut jako broń przeciw współczesnym mu drapieżnikom, takim jak Deinonych i Utahraptor. "Kiedy rozpoznaliśmy dziwaczny kształt biodra, to zaczęliśmy się zastanawiać, jaką może on pełnić rolę i doszliśmy do wniosku, że najbardziej prawdopodobną jest kopanie" - mówi dr Taylor. "Kopnięcie było prawdopodobnie wykorzystywane w walce samców o samicę, ale zważywszy na fakt, że sam mechanizm już istniał dziwnym byłoby, gdyby nie był on również wykorzystywany w obronie przed drapieżnikami".

"Łopatka Brontomerusa ma niespotykane guzy, które prawdopodobnie wyznaczają granice przyczepów mięśni, co sugeruje, że miał również potężne mięśnie kończyn przednich" - dodaje Matt Wedel z Western University of Health Sciences w Kalifornii (USA), jeden ze współautorów. "Możliwe, że Brontomerus mcintoshi był bardziej atletyczny niż większość pozostałych zauropodów. Ustalono z całą pewnością, że zauropodom daleko było do podobnych hipopotamom zwierząt taplających się w błocie, gdyż preferowały bardziej suche i wyżej położone tereny. Zatem Brontomerus zamieszkiwał być może wyboisty, pagórkowaty teren, a potężnie umięśnione kończyny służyły mu za rodzaj napędu na cztery koła".

Dane na temat życia i czasów Brontomerusa pomagają również pogłębić wiedzę o zauropodach w ogóle. "Ponieważ zauropody były najliczniejszą grupą dinozaurów w okresie jurajskim i najrzadszą we wczesnej kredzie, od dawna utrzymywał się pogląd, że zauropody dobrze sobie radziły w okresie jurajskim a w okresie kredy zostały zastąpione przez dziobaki i dinozaury rogate" - zauważa dr Wedel.

"W ciągu ostatnich 20 lat znajdujemy jednak więcej zauropodów z wczesnej kredy, a zatem obraz się zmienia" - dodaje. "Obecnie wydaje się, że zauropody mogły być dokładnie tak samo zróżnicowane jak w okresie jurajskim, tylko mniej liczne, a zatem trudniejsze do odkrycia".

© Unia Europejska 2005-2011

Źródło: CORDIS

Referencje dokumentu: Taylor, M.P., et al. (2011): A new sauropod dinosaur from the Lower Cretaceous Cedar Mountain Formation, Utah, USA. Acta Palaeontologica Polonica 56 (1), publikacja z dnia 23 lutego. DOI:10.4202/app.2010.0073.

University College w Londynie (UCL)

Pytanie o to w jaki sposób formułujemy sądy i podejmujemy decyzje w różnych środowiskach zaprząta umysł wielu osób. Zespół z kierunku filozofii Wydziału Nauk Humanistycznych Uniwersytetu w Hertfordshire w Wlk. Brytanii uzyskał dofinansowanie z UE na zbadanie tego zagadnienia i znalezienie odpowiedzi na wspomniane pytanie. Badania uzyskały wsparcie w postaci grantu sieci szkolenia wstępnego Marie Curie (ITN) o wartości 524.646 EUR z budżetu Siódmego Programu Ramowego (7PR).

Naukowcy z kierunku filozofii, współpracujący z kolegami z Europy i USA, wykorzystają nowoczesne narzędzia, takie jak technologie symulacyjne i modelowanie, aby ustalić, co dokładnie powoduje naszym mózgiem w czasie nabywania wiedzy poprzez rozumowanie, percepcję i intuicję.

Według przyjętego planu zespół przeprowadzi analizę na styku filozofii i psychologii w zakresie ekspresji kulturowej i zachowań. Badania stanowią część większego projektu, który analizuje interakcje społeczne z wielu rozmaitych perspektyw, od początku życia dziecka po jego dorosłe lata.

W ramach prac, których rozpoczęcie przewidziano na 1 marca, finansowani ze środków unijnych naukowcy opracują nowe narzędzia do pomiaru interakcji społecznej w środowisku instytucjonalnym. Naukowcy są przekonani, że wykorzystanie w tym projekcie symulowanych modeli, opierających się na danych pozyskanych z prac nad procesami poznawczymi, przyczyni się do rozwoju inteligentnego projektowania struktur instytucjonalnych.

"Badania te mają istotne znaczenie, ponieważ pomogą nam zrozumieć co działa, a co nie działa w sytuacjach, w których ludzie wykorzystują praktyki kulturowe oraz technologie do komunikowania się i rozwiązywania problemów w kontekście formalnym i nieformalnym" - wyjaśnia profesor Shaun Gallagher z kierunku filozofii Uniwersytetu w Hertfordshire. "Niniejsze badania mają znaczenie dla projektowania środowisk do komunikacji i pracy, które można wykorzystać w nauce, medycynie, inżynierii, biznesie, edukacji i rozmaitych instytucjach kulturalnych".

Zapewnienie zaawansowanej technologii i podniesienie dobrobytu obywateli to jeden z najważniejszych celów UE. Spada na nas codziennie grad wyzwań, a pomagając nam łagodzić wszelkie niepożądane skutki, UE umożliwia nam wniesienie pozytywnego wkładu do społeczeństwa jako takiego.

Granty ITN Marie Curie kierowane są do tych, którzy pragną zwiększyć swoje szanse jako początkujący naukowcy na rozwój kariery zarówno w sektorze publicznym, jak i prywatnym. Kluczowym zadaniem jest przyciągnięcie młodych osób. Sukces buduje się poprzez ponadnarodowy mechanizm sieciowania, który skutecznie kanalizuje istniejący, wysokiej jakości potencjał szkolenia wstępnego w zakresie badań naukowych w państwach członkowskich UE i krajach stowarzyszonych.

Dzięki stworzeniu początkującym naukowcom szansy na doskonalenie swoich umiejętności badawczych oraz możliwości rozwoju kariery, mogą oni pomóc nie tylko w budowaniu prężniejszych sieci badawczych, ale także w rozwijaniu badań naukowych w całej UE.

W ostatecznym rozrachunku wsparcie badań naukowych takich jak te, które mają się rozpocząć na Uniwersytecie w Hertfordshire, pomaga w realizacji dążenia UE do stania się najbardziej dynamiczną i konkurencyjną na świecie gospodarką opartą na wiedzy. Kluczowe znaczenie w tych działaniach mają badania naukowe, innowacyjność i edukacja.

© Unia Europejska 2005-2011

Źródło: CORDIS

Naukowcy z Polski, USA i Wlk. Brytanii odkryli na podstawie analizy próbek organizmu morskiego zebranych w czasie słynnej wyprawy na biegun południowy w 1901 r., że polarne biotopy obniżające zawartość dwutlenku węgla w atmosferze mogą się zwiększać. Zdaniem zespołu mszywioły rozwijały się systematycznie do 1990 r., kiedy to ich liczba podwoiła się. Zaprezentowane w czasopiśmie Current Biology odkrycia dostarczają nowych informacji na temat sposobu przechowywania dwutlenku węgla (CO2) w dnie morskim i mogą ułatwić geologom i ekologom prognozowanie zmian klimatu.

Mszywioł badany przez naukowców to Cellarinella nutti (C. nutti) - odżywiający się filtracyjnie bezkręgowiec, który przypomina rozchodzące się gałązki. Zważywszy na fakt, że występuje w ogromnych ilościach w Antarktyce, naukowcy systematycznie wykorzystują to stworzenie w swoich badaniach. Zaleta badania C. nutti polega na tym, że zachowuje on wyraźne, makroskopowe dane środowiskowe w swoim szkielecie, zapisane w postaci linii wzrostu podobnych do słojów drzewa.

"To jeden z tych niewielu dowodów na to, że życie w Antarktyce uległo niedawno radykalnej zmianie" - wyjaśnia autor naczelny, David Barnes z British Antarctic Survey. "Te zwierzęta pobierają z obiegu więcej dwutlenku węgla i odkładają go na dnie morskim".

Zespół twierdzi, że szybki wzrost C. nutti wskazuje na bezpośredni wzrost regionalnej produkcji fitoplanktonu, którym żywią się mszywioły. CO2 rozpuszczony w wodzie morskiej ma istotne znaczenie dla tych alg, gdyż zapewnia im przetrwanie.

Dwutlenek węgla zawarty w algach najpierw ulega absorpcji przez C. nutti, a następnie zostaje wbudowany w ich szkielety i inne tkanki. W toku rozwoju zwierzęcia niektóre części jego ciała odrywają się i opadają na dno morza, gdzie zostają zasypane.

"W ten sposób ilość dwutlenku węgla zakopywana w dnie morskim wzrasta, podczas gdy my zyskujemy coraz większą świadomość konieczności obniżenia zawartości dwutlenku węgla w atmosferze na skalę globalną" - mówi dr Barnes.

Odpowiedzialna za tę zmianę jest prawdopodobnie utrata ozonu. Doprowadziła do zwiększenia prędkości wiatrów od 2000 r. Dr Barnes podkreśla, że plankton ogromnie korzysta na tych silniejszych wiatrach, które zwiewają lód i poprawiają cyrkulację w wodach powierzchniowych.

"Jeżeli mamy rację, to jest to rzadki przykład zwierząt reagujących na jedno zjawisko globalne - dziurę ozonową i jednocześnie wpływających na inne - efekt cieplarniany" - zauważa dr Barnes.

Badania zyskały potężny impuls dzięki wczesnym zbiorom morskim zgromadzonym przez kapitana Roberta Falcona Scotta, eksploratora i jednego z pierwszych polarników, który kierował brytyjską, narodową wyprawą antarktyczną oraz brytyjskimi wyprawami antarktycznymi na przełomie XX w. W badaniach wykorzystano także próbki przechowywane przez muzea w Nowej Zelandii, USA i Wlk. Brytanii.

"Celem najsłynniejszej wyprawy Scotta było dotarcie na biegun południowy, ale zespół kierowany przez norweskiego podróżnika [Roalda] Amundsena okazał się lepszy" - przypomina dr Barnes. "Członkowie zespołu Scotta zginęli w 1912 r. w drodze powrotnej do magazynu żywności i przez to jego dokonania nie są często kojarzone z sukcesem. Nie jest powszechnie wiadomo, że jego wyprawy były przede wszystkim ekspedycjami naukowymi, a zgromadzone w ich trakcie materiały i informacje są imponujące nawet wedle dzisiejszych standardów".

Badania pomagają rzucić światło na wyzwania, jakie wiążą się ze zrozumieniem oddziaływania wielkoskalowych procesów, takich jak zmiany klimatu czy dziura ozonowa, na naszą planetę. Chociaż potrzebne są dalsze badania, by zrozumieć jaką rolę odgrywa C. nutti w środowisku, naukowcy są przekonani, że prawdopodobnie niewielką.

"Jednak sądzimy, że połączenie utraty szelfu lodowego i lodu morskiego z powodu zmian klimatu oraz skutków prędkości wiatrów wzbudzanych w następstwie utraty ozonu dają pewną nadzieję na tak potrzebną sekwestrację dwutlenku węgla w dnie Oceanu Południowego" - wyjaśnia dr Barnes. "Istnieje niewiele innych miejsc na świecie, gdzie globalne i regionalne zmiany mogą tak naprawdę doprowadzić do nasilenia usuwania dwutlenku węgla z systemu".

Wkład w badania wnieśli eksperci z Instytutu Oceanologii Polskiej Akademii Nauki, Muzeum Historii Naturalnej z Wlk. Brytanii, Smithsonian National Museum of Natural History w Waszyngtonie i Muzeum Historii Naturalnej stanu Wirginia w USA.

© Unia Europejska 2005-2011

Źródło: CORDIS

Referencje dokumentu: Barnes, D.K.A., et al. (2011) Scott's collections help reveal accelerating marine life growth in Antarctica. Current Biology 21. DOI:10.1016/j.cub.2011.01.033

Od dość dawna już uczeni sugerują, że rozmaite wirusy mogą pełnić istotną rolę w patogenezie cukrzycy typu 1 pojawiającej się najczęściej wśród dzieci i młodzieży. Jest to podtyp cukrzycy związany z autoimmunologicznym uszkodzeniem komórek β wysepek trzustkowych produkujących insulinę - hormon niezbędny do kontrolowania metabolizmu glukozy w organizmie. O ile genetyczne predyspozycje są podczas rozwoju tej choroby kluczowe, czynniki środowiskowe zdają się być niezbędne do pełnego ujawnienia się schorzenia i wśród tych właśnie czynników środowiskowych mieściła się teoria wirusowa, bazująca na silnych przesłankach, jakkolwiek nie do końca dotąd udokumentowana.

Pierwsze sugestie możliwych powiązań pomiędzy wirusami z grupy Enterowirusów a rozwojem cukrzycy typu 1 pojawiły się pod koniec lat sześćdziesiątych wraz z wykryciem przeciwciał przeciw Enterowirusom u cukrzyków, postępy w metodach badawczych umożliwiły bardziej szczegółowe testowanie tej hipotezy w latach późniejszych, co zaowocowało licznymi doniesieniami wykazującymi obecność nie tylko przeciwciał, ale i białek wirusowych w organizmach chorych oraz pracami oceniającymi prawdopodobieństwo koncepcji in vitro i na modelach zwierzęcych, część badań serologicznych jednak nie dawała jednoznacznych rezultatów, niektóre zaś wręcz przeczyły obecności zakładanych powiązań. Obecnie, w najnowszym numerze British Medical Journal, opublikowano metaanalizę podsumowującą dotychczasowe badania molekularne na polu powiązań między Enterowirusami a cukrzycą.

Naukowcy z Sydney wzięli pod uwagę 24 prace (i 2 abstrakty) oceniające obecność wirusowego RNA lub białek we krwi, stolcu bądź próbkach tkanek pacjentów cukrzycowych lub tzw. prediabetyków (stan przedcukrzycowy) w zestawieniu z kontrolnymi próbkami od osobników zdrowych i obejmujące łącznie 4448 uczestników, celem badania zaś była próba skorelowania śladów infekcji wirusowej z rozwojem odpowiedzi autoimmunologicznej (typowe dla cukrzycy typu 1 autoprzeciwciała) oraz klinicznych objawów cukrzycy. Uwzględniono jedynie badania kohortowe i kliniczno-kontrolne prowadzone na ludziach i wykorzystujące techniki biologii molekularnej (RT-PCR, hybrydyzacja in situ) lub barwienia immunohistochemiczne (białko kapsydowe wirusa wykrywane w sekcyjnych preparatach trzustki). Analiza statystyczna danych wykazała istotny związek pomiędzy trwającą bądź niedawno przebytą infekcją enterowirusową a obecnością autoprzeciwciał uszkadzających komórki wysepek trzustkowych oraz rozwojem objawów klinicznych cukrzycy (dziewięciokrotnie częstsza obecność infekcji w porównaniu z grupą bez cukrzycy). Jakkolwiek badanie nie umożliwia jednoznacznego stwierdzenia związku przyczynowo-skutkowego pomiędzy wirusem i chorobą, podkreśla jednak obecność enterowirusowej infekcji wysepek trzustkowych o chorych na cukrzycę i prediabetyków.

Wyniki opublikowanej analizy zdają się być szczególnie istotne w obliczu rosnącej na przestrzeni ostatnich dekad zapadalności na badany typ cukrzycy, zwłaszcza w populacji dzieci w wieku poniżej lat 5. Notowany od 1989 roku wzrost sięga poziomu około 3-4% rocznie, co trudno tłumaczyć jedynie zmiennością genetyczną populacji, przy czym - w przeciwieństwie do czynników genetycznych - czynniki środowiskowe narażenia na cukrzycę typu 1 mogą się okazać modyfikowalne. Być może zatem otwiera się ścieżka dla środków jeśli nawet nie terapii lub prewencji, to przynajmniej  wcześniejszego wykrywania tej niezwykle obciążającej choroby.

[Paulina Łopatniuk]

Źródła:

• Źródło podstawowe: Wing-Chi G Yeung, William D Rawlinson, Maria E Craig: Enterovirus infection and type 1 diabetes mellitus: systematic review and meta-analysis of observational molecular studies. BMJ 2011;342:doi:10.1136/bmj.d35
  
• Omówienia: Diabetes; Enteroviruses and type 1 diabetes

Spory odsetek ludzi w krajach rozwiniętych podejmuje w pewnym momencie życia wysiłek przejścia na dietę odchudzającą. Niestety, patrząc dalekosiężnie, w ponad 80% przypadków wysiłki owe nie przynoszą pożądanych efektów. Obecnie uwaga naukowców skupiona jest na opracowaniu farmaceutyków ograniczających apetyt i wpływających na metabolizm. Tymczasem zrozumienie reakcji organizmu podczas ograniczenia podaży kalorii pozostaje niewystarczające.

Pankevich z zespołem (2010) zainteresowali się fizjologicznymi i behawioralnymi zmianami zachodzącymi u myszy poddanych 25-procentowej restrykcji kalorycznej (caloric restriction - CR), prowadzącej do spadku wagi w granicach 10-15%. Po 3 tygodniach CR, u gryzoni zaobserwowano wzrost ekspresji kortykoliberyny w niektórych rejonach mózgu oraz zwiększony wyrzut kortykosteronu w odpowiedzi na stres. Zmiany nie ustąpiły po powrocie do normalnej diety. Oba wymienione hormony są ściśle związane z reakcją stresową. Wygląda na to, że restrykcja kaloryczna sama w sobie stanowi bodziec stresujący, ale także utrwala ona podwyższoną wrażliwość na inne sytuacje stresujące.

To nie wszystko... Naukowcy zaobserwowali, że myszy uprzednio poddane CR, po powrocie do normalnego jedzenia, przejawiały większą skłonność do wybierania pokarmu bogatego w tłuszcze. Co więcej, kiedy gryzonie poddano sytuacji stresującej, myszy po CR częściej niż grupa kontrolna, zdradzały objawy jedzenia napadowego (binge-eating). Autorzy argumentują, że za te zachowania odpowiedzialne są zmiany w ekspresji genów związanych z hormonami orexygenicznymi (czyli takimi, które zwiększają apetyt). Szlak ich działania wiedzie prawdopodobnie przez tzw. układ nagrody (sieć jąder podkorowych określających siłę motywacji do zdobycia bodźców nagradzających).

Podsumowując, stres spowodowany przez umiarkowane ograniczenie zjadanych kalorii prowadzi do długotrwałych (trwających dłużej niż wywołujący bodziec) zmian w ekspresji genów krytycznych dla reakcji stresowych, tych odpowiedzialnych za regulację apetytu oraz związanych z przetwarzaniem bodźców nagradzających. W rezultacie, wzrasta wrażliwość na stres, apetyt na pokarmy bogate w tłuszcz oraz skłonność do napadów obżarstwa. Z ewolucyjnego punktu widzenia, takie mechanizmy stanowią zapewne adaptacje do środowiska, w którym dostępność pokarmu jest niewysoka.

Z badania wynika intrygująca hipoteza, mówiącą, że podobne reakcje w odpowiedzi na ograniczenie kalorii u ludzi mogą wyjaśnić zadziwiająco wysoki odsetek nieudanych diet odchudzających. Czy kuracje odchudzające, których organizm nie traktowałby w kategoriach stresowych miałyby wyższą skuteczność?

Inne badanie, tym razem na ludziach, wykazało, że ograniczenie podaży kalorii wiąże się ze zwiększonym wydzielaniem kortyzolu, a sam fakt liczenia i monitorowania spożywanych kalorii (niezależnie od ich ograniczenia), w istocie, postrzegany jest jako sytuacja stresogenna (Tomiyama i inni, 2010).

[Marek Brandys]

Źródła:

• Pankevich DE, Teegarden SL, Hedin AD, Jensen CL, Bale TL. Caloric restriction experience reprograms stress and orexigenic pathways and promotes binge eating. Journal of Neuroscience 30(48), 2010.
• Tomiyama AJ, Mann T, Vinas D, Hunger JM, Dejager J, Taylor SE. Low calorie dieting increases cortisol. Psychosomatic Medicine 72(4), 2010.

Zespołowi Laboratorium Zapłodnienia Pozaustrojowego w Katedrze Rozrodu z Kliniką Zwierząt Gospodarskich Wydziału Medycyny Weterynaryjnej Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu udało się przeprowadzić udane zapłodnienie pozaustrojowe kota domowego.

W grudniu 2010 roku w Katedrze Rozrodu z Kliniką Zwierząt Gospodarskich Wydziału Medycyny Weterynaryjnej Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu otwarte zostało Laboratorium Zapłodnienia Pozaustrojowego kierowane przez dr. hab. Wojciecha Niżańskiego. Już w pierwszych dniach działalności jednostki przeprowadzone zostało pierwsze udane zapłodnienie pozaustrojowe kota domowego, które udało się właśnie potwierdzić. W skład zespołu pracującego w laboratorium pod kierunkiem dr hab. Wojciecha Niżańskiego i prof. Jana Twardonia wchodzą: dr Agnieszka Partyka, dr Małgorzata Ochota, lek. wet. Natalia Mikołajewska i lek. wet. Anna Pinkowska.

Techniki wspomaganego rozrodu (ART - Assisted Reproductive Techniques), w tym zapłodnienie pozaustrojowe, stosowane są u zwierząt domowych w celu przyspieszenia postępu hodowlanego poprzez możliwość uzyskiwania w krótkim czasie dużej liczby potomstwa pochodzącego od cennych pod względem genetycznym osobników. W odniesieniu do zwierząt dzikich, w szczególności gatunków ginących, techniki in vitro służą wykorzystaniu gamet pozyskiwanych od żyjących osobników w celu dokonywania zapłodnienia pozaustrojowego i transferu uzyskanych zarodków do narządu płciowego samic biorczyń, które rodzą potomstwo. Wedle dzisiejszej wiedzy jest to jedyna dostępna technika podtrzymania lub zwiększania populacji zwierząt, których istnienie jest współcześnie zagrożone. Praca w ośrodku wrocławskim skupi się w przyszłości na biotechnikach rozrodu u zwierząt kotowatych od kota domowego poprzez rysia aż do żbika. Planuje się również przeprowadzenie podobnych zabiegów u koni, żubrów oraz jeleniowatych. Ze względu na duże zainteresowanie ze strony środowiska zaangażowanego w profesjonalną hodowlę psów przygotowywane są również projekty dotyczące technik wspomaganego rozrodu u zwierząt psowatych.

 W chwili obecnej w laboratorium realizowanych jest kilka projektów badawczych związanych z zapłodnieniem pozaustrojowym kota domowego, witryfikacją niedojrzałych komórek jajowych kota domowego, oceną przydatności do technik in vitro końskich gamet żeńskich przy użyciu barwników fluorescencyjnych. Prowadzone w laboratorium badania mają na celu opracowanie technik zapłodnienia pozaustrojowego zagrożonych wyginięciem dzikich kotowatych, dla których kot domowy jest bardzo dobrym modelem biologicznym.

Źródło: Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu

Obrazy Vincenta van Gogha ciemnieją i nikt nie był w stanie znaleźć przyczyny tego zjawiska - do tej pory. Międzynarodowy zespół naukowców odkrył, że to prawdopodobnie światło słoneczne jest odpowiedzialne za uruchamianie reakcji chemicznej w żółcieni chromowej, farbie wykorzystywanej przez holenderskiego mistrza postimpresjonizmu, zmieniając ją na ciemny brąz. Odkrycia zostały zaprezentowane w czasopiśmie Analytical Chemistry.

Naukowcy, pracujący pod kierunkiem ekspertów z Belgii, Holandii i Włoch, wykorzystali superczułe, promienie rentgenowskie o mikroskopijnych wymiarach w Europejskim Ośrodku Synchrotronu Atomowego (ESRF) we Francji i w ośrodku Synchrotronu Elektronowego (DESY) w Niemczech oraz promieniowanie podczerwone, elektrony i promieniowanie rentgenowskie na Uniwersytecie w Antwerpii (Belgia) i na Uniwersytecie w Perugii (Włochy), aby wykazać, w jaki sposób jasnożółte kolory na najbardziej znanych obrazach van Gogha oraz innych artystów z XIX w. z czasem tracą blask i płowieją. Wyniki ich badań sugerują, że obrazy te należy maksymalnie chronić przed promieniowaniem ultrafioletowym (UV) i słonecznym.

"Dla każdego Włocha konserwacja arcydzieł zawsze miała znaczenie" - wyjaśnia naczelna autorka artykułu, Letizia Monico z Uniwersytetu w Perugii. "Cieszę się, że teraz nauka uzupełniła o kolejny element łamigłówkę, która jest ogromnym utrapieniem dla tak wielu muzeów" - dodaje Monico, doktorantka i włoska chemiczka, współpracująca przez rok z Koenem Janssensem z Uniwersytetu w Antwerpii, Belgia, który był kierownikiem naukowym tego projektu badawczego.

Wykorzystanie innowacyjnych narzędzi umożliwiło zespołowi rozwikłanie tej fascynującej zagadki. Za pomocą wiązki promieni rentgenowskich o mikroskopijnych wymiarach naukowcy wykazali złożoną reakcję chemiczną, która zachodziła w cieniutkiej warstwie na styku farby z werniksem. Eksperci twierdzą, że światło słoneczne może przeniknąć do farby na grubość zaledwie kilku mikrometrów, ale na tym krótkim odcinku wywołuję nieznaną wcześniej reakcję chemiczną, zmieniając żółcień chromową w brąz. W jej wyniku oryginalna kompozycja zmienia się.

Vincent van Gogh (1853-1890) wyprzedzał swoje czasy, decydując się wyrażanie nastrojów i emocji kolorami, miast stosować je realistycznie. Żółcień chromowa na przykład umożliwiała mu uzyskanie intensywności w serii obrazów z motywem słoneczników - zdaniem naukowców.

O tym, że żółcień chromowa ciemnieje pod wpływem światła słonecznego wiadomo już od dawna. Jednakże nie sprawdza się to w przypadku wszystkich obrazów, a i tempo zmian jest różne. Artyści z połowy XX w. znaleźli alternatywne rozwiązania, bowiem żółcień chromowa jest toksyczna. Ale van Gogh musiał pracować z tym co miał.

Żółcień chromowa sprawdza się w konserwacji i jej popularność znowu wzrasta. Zespół przyjął dwuetapowe podejście do rozwiązania zagadki. Naukowcy zaczęli od zebrania próbek z 3 historycznych tubek farby, postarzając je sztucznie przez 500 godzin z pomocą lampy UV. Skupili się na jednej próbce pochodzącej z tubki farby należącej do flamandzkiego fowisty Rika Woutersa (1882-1913). Nowoczesna analiza wykazała, że ciemnienie górnej warstwy jest powiązane z utratą chromu z żółcieni chromowej, który ulega redukcji z Cr(VI) do Cr(III). Zespół odtworzył również żółcień chromową Woutersa i odkrył, że światło UV może wywołać ciemnienie.

Etap drugi polegał na zastosowaniu tych samych metod do oceny próbek pochodzących z ciemniejących obszarów na obrazach van Gogha: "Widok na Arles z irysami" (1888) i "Brzeg Sekwany" (1887), które obecnie stanowią część ekspozycji Muzeum van Gogha w Amsterdamie. Wyniki badań wskazują, że reakcja redukcji z chromu Cr(VI) do Cr(III) zaszła na obydwu obrazach van Gogha. Wiązka promieni rentgenowskich o mikroskopijnych wymiarach również wskazuje na to, że Cr(III) jest szczególnie widoczny w obecności związków chemicznych zawierających bar i siarkę. Zespół jest przekonany, że za ciemnienie żółci może być odpowiedzialna technika van Gogha łączenia białej i żółtej farby.

"Tego rodzaju nowatorskie badania są kluczowe dla pogłębienia naszej wiedzy na temat sposobu, w jaki obrazy starzeją się i powinny być konserwowane dla przyszłych pokoleń"- stwierdza Ella Hendriks z Muzeum van Gogha w Amsterdamie.

Jeżeli chodzi o następne prace naukowców, dr Janssens wskazuje: "Kolejne doświadczenia już są w przygotowaniu. Oczywiście chcemy poznać, jakie warunki sprzyjają redukcji chromu oraz czy istnieje jakaś nadzieja na przywrócenie barwnikom ich pierwotnego stanu na obrazach, tam gdzie proces już zachodzi".

© Unia Europejska 2005-2011

Źródło: CORDIS

Referencje dokumentu: Monico, L., et al. (2011) Degradation process of lead chromate in paintings by Vincent van Gogh studied by means of synchrotron X-ray spectromicroscopy and related methods. Analytical Chemistry, publikacja z dnia 15 lutego.

Para bliźniaczych sond misji kosmicznej STEREO (Obserwatorium relacji słoneczno-ziemskich), wystrzelonych w październiku 2006 r., dotarła szczęśliwie do miejsca swojego przeznaczenia. Po raz pierwszy sondy uchwyciły 360° obraz sąsiadującej z nami gwiazdy. Przez cztery lata sondy poruszały się w przeciwnych kierunkach wzdłuż orbity Ziemi, aby dotrzeć do położenia po dwóch przeciwległych stronach Słońca.

Eksperci z CNRS (Centre National de la Recherche Scientifique), Obserwatorium Paryskiego oraz Uniwersytetów Paris-Sud 11, Pierre et Marie Curie, Paris Diderot i Toulouse 3, przy wsparciu francuskiej, rządowej agencji kosmicznej CNES (Centre National d'Études Spatiales), uczestniczą w sterowaniu trzema z czterech instrumentów znajdujących się na pokładzie sond.

Obydwie sondy STEREO są wyposażone w teleskopy ustawione na wychwytywanie czterech długości fal promieniowania skrajnego nadfioletu powiązanych z aktywnością powierzchni Słońca. NASA (Narodowa Agencja Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej) z siedzibą w USA informuje o bezprecedensowych, 360° panoramach całej powierzchni Słońca i jego atmosfery, które pogłębią naszą wiedzę na temat dynamiki gwiazdy i przyczynią się do udoskonalenia prognoz pogody kosmicznej.

Słońce nie świeci ze stałą siłą, lecz zmienia się cyklicznie, przechodząc fazy intensywnej aktywności i relatywnego uspokojenia. Misja STEREO sprzyja lepszemu monitorowaniu tych faz, które średnio trwają 11 lat. Obecny cykl rozpoczął się w 2008 r., ale dopiero niedawno naukowcy specjalizujący się w tej dziedzinie ogłosili, że Słońce zmierza ku okresowi niezwykle burzliwej aktywności. Dnia 14 lutego zaobserwowano pierwszy ogromny wybuch, który wyrzucił na Ziemię miliardy ton naładowanych cząstek.

Do tej pory część Słońca pozostawała zawsze ukryta. Chociaż niewidoczna część obróciła się do widocznego położenia w ciągu jednego - dwóch tygodni, czasami aktywność Słońca może nabrać skali globalnej, z wybuchami po przeciwległych stronach Słońca, które pobudzają i nasilają się nawzajem. Dzięki nowemu, 360° obrazowi Słońca naukowcy znacznie lepiej poznają te zjawiska, co umożliwi zdecydowanie wcześniejsze formułowanie ostrzeżeń o nadciągających burzach słonecznych, które zagrażają satelitom i astronautom.

"Słońce jest naprawdę złożonym obiektem, który oddziałuje na wiele aspektów naszego życia" - zauważa Richard Harrison z Laboratorium im. Rutherforda Appletona, kierownik naukowy zajmujący się brytyjskimi instrumentami na pokładzie sond STEREO. "Podobnie jak na podstawie badania niewielkiego fragmentu mózgu nie należy się spodziewać, że zdobędziemy wiedzę na temat funkcjonowania całego organu, zakrojone na globalną skalę badania natury naszej gwiazdy jako całości mają zasadnicze znaczenie dla poznania sposobu jej funkcjonowania".

Dwie sondy będą dalej się poruszać, kierując się ku sobie po przeciwległej stronie Słońca w stosunku do Ziemi. To oznacza, że pełny obraz dostarczany teraz przez urządzenia będzie niknąć i sondy będą pozostawiać coraz większy obszar Słońca - ten od strony Ziemi - za sobą i poza polem swojego widzenia. Niemniej dzięki uruchomionemu rok temu Obserwatorium Dynamiki Słońca (SDO) NASA, które pozostanie skierowane na Słońce, będziemy otrzymywać brakujące elementy układanki.

© Unia Europejska 2005-2011

Źródło: CORDIS

Misja STEREO (NASA)

Z prac uczonych z Politechniki Wrocławskiej skopiowano obszerne fragmenty tekstu i algorytm symulacji, które opublikowano w znanym brytyjskim czasopiśmie "Journal of Physics A: Mathematical And Theoretical". Plagiatu dopuścili się autorzy z Chin.

IOP Publishing - wydawca periodyku, który znajduje się na tzw. liście filadelfijskiej*, przyznał, że plagiat jest ewidentny i zmusił autorów do wydrukowania sprostowania. Ukazało się ono w "Journal of Physics" w lutym 2011. Doprowadzenie do opublikowania sprostowania trwało blisko 1,5 roku.

W swojej publikacji z 2009 r. Lei Hang, Aigo Song i Jun He nie podali jako tekstu źródłowego dwóch prac, napisanych przez dr. inż. Marcina Magdziarza i prof. Aleksandra Werona z Instytutu Matematyki i Informatyki oraz prof. Karinę Weron z Instytutu Fizyki. Ich opracowania ukazały się w amerykańskim czasopiśmie naukowym "Physical Review E" w 2007 i 2008 r.

Pracownicy Wydziału Podstawowych Problemów Techniki Politechniki Wrocławskiej są uczonymi cenionymi w Polsce i na świecie.

Dr inż. Marin Magdziarz jest stypendystą Fundacji na rzecz Nauki Polskiej (2008) oraz Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego dla wybitnych młodych naukowców (2010-2012). W 2009 r. otrzymał Nagrodę Prezesa Rady Ministrów za rozprawę doktorską. Jest również laureatem akcji "Zostańcie z nami", organizowanej przez tygodnik "Polityka".

Prof. Aleksander Weron kieruje Centrum im. Hugona Steinhausa na Politechnice Wrocławskiej. Wykładał na wielu uczelniach zagranicznych, m.in. w USA, we Francji, Szwajcarii, Japonii. Jako stypendysta Fundacji Fulbrighta pracował przez rok w University of California. Od ponad 20 lat na Politechnice działa z powodzeniem, powołane z jego inicjatywy, Studium Talent, przeznaczone dla uzdolnionej młodzieży szkół ponadgimnazjalnych.

Prof. Karina Weron jest kierownikiem studiów doktoranckich na Wydziale Podstawowych Problemów Techniki. Prowadziła zajęcia dydaktyczne z różnych działów fizyki teoretycznej oraz doświadczalnej w kraju i za granicą. Pracowała jako visiting professor na Louisiana State University w USA. Odbyła liczne zagraniczne staże naukowe,m.in. w Wielkiej Brytanii, USA, Belgii czy we Włoszech.

* lista filadelfijska - lista czasopism naukowych, którą opracowuje i aktualizuje Institute for Scientific Information. Zawiera tytuły czasopism, które przeszły proces oceny i są uwzględniane przez bazy ISI. Nazwę lista filadelfijska wprowadził w Polsce Andrzej Kajetan Wróblewski, w innych krajach oficjalnie używaną nazwą jest ISI Master Journal List.

Źródło: Biuro Prasowe Politechniki Wrocławskiej

13 lutego 2011 roku na łamach prestiżowego czasopisma "Nature Nanotechnology" ukazał się artykuł prezentujący pierwszy na świecie model ilościowych zależności pomiędzy strukturą chemiczną a toksycznością nanocząstek tlenków metali. Praca podsumowuje badania prowadzone na przestrzeni ostatnich trzech lat w ramach współpracy pomiędzy naukowcami z Pracowni Chemometrii Środowiska (Wydział Chemii Uniwersytetu Gdańskiego): doktorem Tomaszem Puzynem i mgr Agnieszką Gajewicz oraz Interdisciplinary Center for Nanotoxicity (Jackson State University) kierowanym przez profesora Jerzego Leszczyńskiego. W artykule zaprezentowano pierwszy na świecie komputerowy model Nano-QSAR.

W związku z dynamicznym rozwojem nanotechnologii oraz doniesieniami o potencjalnej toksyczności niektórych nanocząstek pojawiła się pilna konieczność opracowania efektywnych metod oceny ryzyka dla tej grupy indywiduów chemicznych. Naukowcy z Uniwersytetu Gdańskiego i Interdisciplinary Center for Nanotoxicity zademonstrowali, że metody komputerowe, a wśród nich modelowanie w oparciu o ilościowe zależności pomiędzy strukturą chemiczną a aktywnością nanocząstek (Nano-QSAR) mogą stanowić poważną alternatywę dla drogich, czasochłonnych i często wymagających wykorzystania dużej liczby zwierząt laboratoryjnych badań eksperymentalnych.

Opublikowany w "Nature Nanotechnology" model, definiujący zależności pomiędzy budową chemiczną a toksycznością nanocząstek tlenków metali względem bakterii E. coli, to pierwszy krok w kierunku opracowania zestawu narzędzi komputerowych służących do oceny ryzyka nanomateriałów dla zdrowia człowieka i środowiska przyrodniczego.

Badania przeprowadzone zostały dzięki subsydiom Fundacji na rzecz Nauki Polskiej przyznanym doktorowi Tomaszowi Puzynowi w ramach programów HOMING 2008 oraz FOCUS 2010.

Źródło: UG

Dalsze informacje: Puzyn i in. (2011), Using nano-QSAR to predict the cytotoxicity of metal oxide nanoparticles. Nature Nanotechnology doi:10.1038/nnano.2011.10

Od 2008 roku polscy fizycy pracują nad skonstruowaniem optycznego zegara atomowego, urządzenia o wyjątkowej dokładności, mylącego się zaledwie sekundę na kilkadziesiąt miliardów lat. W Zakładzie Fotoniki Instytutu Fizyki Uniwersytetu Jagiellońskiego właśnie uruchomiono ostatni z trzech kluczowych podzespołów zegara: atomowy wzorzec czasu, zbudowany z użyciem zimnych atomów strontu.Sam zegar ruszy jeszcze w tym roku.

Budowa polskiego optycznego zegara atomowego, urządzenia o precyzji wyjątkowej w skali świata, wkrótce wejdzie w końcową fazę. W Zakładzie Fotoniki Instytutu Fizyki Uniwersytetu Jagiellońskiego grupa prof. dr. hab. Wojciecha Gawlika właśnie uruchomiła ostatni z kluczowych podzespołów potrzebnych do skonstruowania zegara: wzorzec atomowy wykorzystujący zimne atomy strontu. Po zakończeniu testów urządzenie zostanie przetransportowane do Krajowego Laboratorium Fizyki Atomowej, Molekularnej i Optycznej (KL FAMO) w Toruniu, gdzie fizycy połączą je z dwoma pozostałymi podzespołami: grzebieniem optycznym przygotowanym przez grupę prof. dr. hab. Czesława Radzewicza z Uniwersytetu Warszawskiego (UW) oraz ultraprecyzyjnym laserem skonstruowanym pod kierownictwem dr. hab. Romana Ciuryłły na Uniwersytecie Mikołaja Kopernika (UMK).

Precyzyjne pomiary czasu mają kluczowe znaczenie dla efektywnego funkcjonowania naszej cywilizacji. Bez nich przestałyby działać współczesne systemy telekomunikacyjne i nawigacyjne, zwłaszcza satelitarne. Superdokładne zegary są również niezbędne naukowcom podczas badań nad fundamentalnymi cechami rzeczywistości, m.in. przy sprawdzaniu, czy stałe fizyczne rzeczywiście nie zmieniają swych wartości, oraz do testowania, w jakim zakresie ogólna teoria względności poprawnie opisuje Wszechświat.

Projekt budowy polskiego optycznego zegara atomowego, finansowany wyłącznie przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego, rozpoczął się dwa lata temu i jest realizowany przez grupy fizyków z całego kraju, współdziałające obecnie w ramach Narodowego Laboratorium Technologii Kwantowych. Teoretyczna dokładność pomiarów czasu powstającego zegara będzie dwa rzędy wielkości większa od najdokładniejszych zegarów cezowych, używanych teraz m.in. do wyznaczania standardu światowej sekundy. "Polski zegar będzie się mylił zaledwie sekundę na kilkadziesiąt miliardów lat, co jest okresem kilkukrotnie dłuższym od tego, jaki upłynął od Wielkiego Wybuchu. Tak precyzyjne urządzenia do pomiaru czasu można dziś znaleźć zaledwie w paru ośrodkach badawczych na świecie" - mówi prof. dr hab. Wojciech Gawlik, kierujący zespołem fizyków z Krakowa.

Wszystkie zegary wykorzystują pewien wzorzec czasu, zjawisko fizyczne o charakterze periodycznym. W zegarku na rękę wzorcem jest rezonator kwarcowy, w którym oscyluje kryształ kwarcu. W powszechnie stosowanych zegarach atomowych wykorzystuje się jedno z przejść elektronu między poziomami energetycznymi w atomach cezu. Krakowscy fizycy skonstruowali natomiast wzorzec działający na atomach strontu, w których przejścia elektronu między pewnymi poziomami energetycznymi wymagają pochłaniania i emitowania światła o częstotliwości znacznie większej niż w cezie, leżącej w zakresie optycznym (stąd przymiotnik "optyczny" w nazwie zegara). Schwytane w pułapce laserowej atomy strontu są izolowane od otoczenia i chłodzone laserowo do ekstremalnie niskiej temperatury, rzędu mikrokelwinów. W tych warunkach prawdopodobieństwo zderzeń między atomami jest niskie, co znacząco redukuje możliwość występowania zakłóceń. Nowy wzorzec właśnie przechodzi pierwsze testy.

Wzorzec czasu na atomach strontu jest jednym z podzespołów optycznego zegara atomowego. Zostanie użyty do stabilizowania częstotliwości zbudowanego w Toruniu ultraprecyzyjnego lasera. To właśnie drgania pola elektrycznego emitowanej przez laser fali świetlnej będą zliczane jako elementarne, powtarzające się z ogromną precyzją odcinki czasu. Jednak laser pracuje z tak wielką częstotliwością, że zliczanie pojedynczych oscylacji wykracza poza możliwości układów elektronicznych. Potrzebne jest więc narzędzie pełniące rolę przekładni zębatej. Jest nim grzebień częstotliwości - zbiór bardzo wielu fal świetlnych o wąskich, równoodległych częstotliwościach. Grzebień, wytwarzany przez laser generujący ultrakrótkie impulsy światła, pozwala w sposób synchroniczny i bez błędów przenosić oscylacje wzorca atomowego w obszar częstotliwości radiowych, dających się zliczać elektronicznie. Grzebień częstotliwości został już zbudowany przez naukowców z Laboratorium Procesów Ultraszybkich Instytutu Fizyki Doświadczalnej Uniwersytetu Warszawskiego i wstępnie sprzężony z komercyjnym referencyjnym laserem o stabilizowanej częstotliwości światła. Trwają prace nad sprzężeniem go z ultraprecyzjnym laserem, zbudowanym w Krajowym Laboratorium FAMO w Toruniu.

"Nasz wzorzec atomowy na atomach strontu jest trzecim, ostatnim elementem układanki. Za kilka miesięcy, po testach i przetransportowaniu go do Torunia, będziemy mogli zacząć składać zegar w całość" - podkreśla prof. Gawlik.

Źródło: Narodowe Laboratorium Technologii Kwantowych

Czy wielkość stada ma wpływ na szybkość i trafność podejmowania decyzji, na przykład w sytuacji zagrożenia, przez zwierzęta bytujące w większych zbiorowościach? Naukowcy od dawna podejrzewali, że mogą tu zachodzić pewne powiązania, ale nadal brakuje wystarczająco rzetelnych dowodów naukowych na poparcie tej tezy. Ponadto, pozostawało kwestią nierozstrzygniętą, jaki jest mechanizm stadnego podejmowania decyzji - na przykład, czy podejmowanie decyzji w stadzie należy raczej do wąskiej grupy liderów, za którą podąża reszta osobników, czy też decyzje podejmowane są w jakiś inny sposób, a jeśli tak, to w jaki?

Uzyskaniem odpowiedzi na te pytania zajął się międzynarodowy zespół badaczy afiliowanych w uniwersytetach w Australii, Szwecji i Niemczech, a wyniki ich badań zostały opublikowane na łamach Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS February 8, 2011 vol. 108 no. 6 2312-2315).

Badania polegały na prowadzeniu obserwacji szybkości i trafności reakcji pojedynczych osobników i ławic niewielkich rybek z gatunku Gambusia holbrooki (Gambuzja kropkowana) w odpowiedzi na obecność atrapy drapieżnika w jednym z ramion specjalnie skonstruowanego akwarium testowego. Zbiornik miał kształt litery Y z wodą o niewielkiej głębokości u podstawy i większej przy końcach ramion. W jednym z tych ramion umieszczano losowo atrapę drapieżnika w toni wody i obserwowano zachowanie pojedynczych rybek i ich niewielkich stadek (2, 4, 8 i 16 osobników) wpuszczanych do akwarium u jego podstawy. Jako trafną traktowano taką decyzję, dzięki której pojedynczemu osobnikowi lub ławicy udawało się uniknąć wpłynięcia do ramienia akwarium kryjącego atrapę drapieżnika. Do określenia innych wskaźników związanych z procesem decyzyjnym wykorzystano kamery i oprogramowanie komputerowe, szczegółowo rejestrujące i analizujące prędkość poruszania się rybek, tor i kierunek ruchu oraz ich zmiany.

Wyniki badań wykazały, że gambuzje - ogólnie rzecz biorąc - wypadają dość słabo w indywidualnym podejmowaniu decyzji w konfrontacji z zagrożeniem. Na 108 przeprowadzonych prób samotny osobnik uniknął niebezpieczeństwa zaledwie w 60 przypadkach, co stanowi około 56 procent trafień. Trafność podejmowania decyzji wzrastała jednak skokowo wraz ze wzrostem wielkości ławicy, a ławice złożone z 8 i 16 osobników radziły sobie pod tym względem istotnie lepiej niż pojedyncze osobniki.

Wyniki badań wskazują, że szybkość i trafność podejmowania decyzji związanej z unikaniem zagrożenia rzeczywiście wzrastają wraz z wielkością ławicy. Czynnikiem decydującym o sukcesie grupy jest większe prawdopodobieństwo wykrycia drapieżnika w przypadku większej ilości osobników, a więc i większej ilości oczu śledzących zmiany w otoczeniu, przy czym wykrycie zagrożenia przez pojedynczego osobnika oznacza wykrycie go przez całą ławicę.

Zauważono również inne interesujące zależności. Na przykład, choć decyzje podejmowane przez samotne osobniki i małe ławice (2-4 osobniki) częściej okazywały się błędne, to jedynie te rybki reagowały większą ostrożnością na nowe otoczenie, na co wskazywała większa krętość toru ruchu i częstsza zmiana kierunku poruszania się. Autorzy badań przypuszczają, że powodem takiego zachowania jest konieczność samodzielnego uzyskiwania większej ilości informacji o otoczeniu przez pojedynczą rybkę, co naraża ją na wyższe ryzyko popełnienia błędu, podczas gdy w ławicy wysiłek ten rozkłada się na większą ilość osobników, tworzących tzw. "oko doskonałe".

Nic nie wskazuje na to, by ławicą kierowały pojedyncze rybki-liderzy. Wyniki badań nie wykazały, by między osobnikami istniały istotne różnice indywidualne pod względem szybkości i trafności reagowania na zagrożenia, a rybki z czoła ławicy nie różniły się pod tym względem od innych. Bardziej prawdopodobne jest istnienie w ławicy stref lokalnej interakcji, w których informacja o kierunku poruszania się jest szybko przekazywana między poszczególnymi osobnikami. Ponieważ rybki w ławicy mogą korzystać z informacji społecznej uzyskiwanej od innych osobników, pozostają bardziej czułe na zmiany rejestrowane jedynie w najbliższym otoczeniu, co sprawia, że ich decyzje są bardziej trafne i podejmowane natychmiastowo.

[Oprac. C. O. Reless]

Odniesienia: Ward i in., Fast and accurate decisions through collective vigilance in fish shoals. PNAS February 8, 2011 vol. 108 no. 6 2312-2315

Zdjęcie: Ławica ryb z gatunku Polydactylus sexfilis, źródło: NOAA Photo Library

Europejska Rada ds. Badań Naukowych (European Research Council - ERC) zdecydowała się na SciVerse Scopus. Scopus to największa baza abstraktowo-indeksowa literatury recenzowanej, która jako jedyna zawiera informacje na temat sztuki i nauk humanistycznych. SciVerse Scopus pomoże ERC monitorować i nagradzać pracę naukowców na całym świecie. ERC działa w ramach 7 Programu Ramowego Badań i Rozwoju Technologicznego (Seventh Framework Programme) w dziedzinie badań naukowych.

Przez najbliższe 4 lata konsultanci ERC będą korzystać z danych dostarczanych przez SciVerse Scopus, które w połączeniu z systemem informacji badawczej umożliwiają monitorowanie projektów badawczych fundowanych przez organizację. Informacje generowane przez SciVerse Scopus wspomogą również instytucję w doborze najlepszych prac, które w dłuższej perspektywie nadadzą i wzmocnią kształt systemu badań naukowych w Europie.

"Europejska Rada ds. Badań Naukowych, wdrażając programy badań naukowych, stara się odchodzić od korzystania z metod konwencjonalnych" - mówi dr Alexis-Michel Mugabushaka,  analityk ds. strategii programowej Europejskiej Rady. "Aby zapewnić właściwe i najbardziej efektywne wykorzystanie struktur i mechanizmów, powołano  niezależny zespół wysoko wyspecjalizowanych ekspertów, ściśle współpracujący z Radą.  Dzięki SciVerse Scopus nasze recenzje będą kompletne i oparte na niekwestionowanych faktach".

Martin O'Malley, dyrektor zarządzający departamentu Science & Technology Sales w wydawnictwie Elsevier powiedział: "Europejska Rada ds. Badań naukowych wspiera nowe  pomysły kreatywnych naukowców. Aby to urzeczywistnić umożliwić, należy oszacować wizje naukowców jeszcze przed podjęciem decyzji o ich finansowaniu, zarówno pod względem wykonywalności oraz efektywności projektów. Jesteśmy dumni z tego, że Europejska Rada ds. Badań Naukowych wybrała naszą bazę, która pomoże wspierać idee naukowe".

ERC zostało utworzone przez Unię Europejską w 2007 r. Jest to pierwsza europejska instytucja wspierająca projekty na pograniczu wiedzy. Jedynym kryterium wyboru projektów jest naukowa doskonałość badacza oraz innowacyjny potencjał przedstawionego pomysłu, niezależnie od narodowości i wieku naukowca. Europejska Rada ds. Badań Naukowych dąży również do przyciągnięcia najlepszych naukowców zewsząd z całego świata do Europy. ERC przyznaje znaczące granty naukowe badaczom znajdującym się na początkowym etapie kariery ("ERC dla początkujących naukowców") oraz wybitnym naukowcom, którzy są już liderami w swojej dziedzinie ("ERC dla doświadczonych naukowców"). ERC  działa zgodnie z zachowaniem "podejścia oddolnego" (jedna z zasad polityki Unii Europejskiej tj. partnerstwa, konsultowania działań z osobami zainteresowanymi) oraz zgodnie z zasadą  wspierania finansowego badań, o których kierunku decydują sami naukowcy (decydującym kryterium jest jakość naukowa). Europejska Rada ds. Badań Naukowych, która stanowi najnowszy, pionierski element  siódmego programu ramowego UE w dziedzinie badań naukowych (7. PR) posiada na lata 2007 - 2013 budżet w wysokości 7,5 miliardów euro. ERC jest prowadzone przez Radę Naukową składająca się z 22 najlepszych naukowców i uczonych.

Scopus to naukowa baza danych, prowadzona przez wydawnictwo Elsevier, zawierająca abstrakty (streszczenia) artykułów z 18000 czasopism naukowych z dziedziny nauk przyrodniczych, inżynieryjnych, medycznych oraz społecznych. Została ona utworzona na bazie wirtualnej biblioteki o nazwie ScienceDirect. Scopus powstał w 2002 r. jako odpowiedź wydawnictwa Elsevier na wzrastającą popularność i oddziaływanie analogicznego serwisu Instytutu Filadelefijskiego (ISI Web of Science). Według twórców, baza Scopus obejmuje 18 000 czasopism, łatwiejsza i przyjemniejsza w obsłudze i lepiej zintegrowana z elektronicznymi bazami danych wydawców poszczególnych czasopism. Posiada ona podobny system indeksowania cytowań jak baza ISI, który obejmuje także cytowania patentowe, podobnie jak w bazie ISI. ISI posiada jednak indeks cytowań od 1900 r., podczas gdy Scopus dopiero od 1996. Baza Scopus reklamuje się także jako mniej "amerykocentryczna". W bazie ISI ponad 70% indeksowanych czasopism jest wydawana w USA, podczas gdy w Scopus jest to 60%. Baza ta jest, podobnie jak ISI Web of Science, dostępna przez swoją stronę WWW po opłaceniu rocznej subskrypcji.

Elsevier to międzynarodowe wydawnictwo będące światowym liderem w publikacjach czasopism i książek naukowych. Firma współpracuje ze światowymi organizacjami naukowymi i wydaje rocznie ponad 2 tys. czasopism, włącznie z prestiżowymi Lancet i Cell  oraz 20 tys. tytułów książek naukowych, włączając w to główne recenzje prac z Mosbiego i Saunders.  Elektroniczne bazy wydawnictwa takie jak SciVerse Science Direct,  SciVerse Scopus, Reaxys, MD Consult i Nursing Consult, poprawiają wydajność pracy naukowców oraz  lekarzy, a SciVal suite i MEDai's Pinpoint Review pomagają  instytutom naukowym i badawczym w dostarczaniu najlepszych rozwiązań z zachowaniem optymalnych kosztów. Wydawnictwo Elsevier z siedzibą w Amsterdamie, zatrudnia 7 000 pracowników na całym świecie. Firma jest częścią Reed Elsevier Group PLC, światowego lidera w dostarczaniu informacji. Współwłaścicielami wydawnictwa są firmy Reed Elsevier PLC oraz Reed Elsevier NV, notowane na giełdach w Amsterdamie, Londynie i Nowym Jorku.

[Elsevier, Wikipedia]

Finansowany ze środków unijnych zespół naukowców postanowił wyposażyć matematyków w ich własny układ okresowy... kształtów. Naukowcy z Imperial College w Londynie (ICL), Wlk. Brytania, współpracują z kolegami z Australii, Federacji Rosyjskiej i Japonii nad identyfikacją podstawowych elementów składowych wszystkich możliwych kształtów we wszechświecie w trój-, cztero- i pięciowymiarze oraz nad analizą wzajemnych powiązań tych komponentów.

Trzyletni projekt jest częściowo finansowany przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych (ERBN), której granty są przyznawane za pośrednictwem programu "Pomysły" Siódmego Programu Ramowego (7PR) UE.

Kierownik projektu, Alessio Corti z Wydziału Matematyki ICL, wyjaśnia cele: "Układ okresowy jest jednym z najważniejszych narzędzi w chemii. Stanowi wykaz atomów, z których wszystko jest zbudowane i objaśnia ich właściwości chemiczne. Naszym pracom przyświeca ten sam cel w zakresie trój-, cztero- i pięciowymiarowych kształtów - stworzyć katalog obejmujący wszystkie geometryczne elementy składowe i przeanalizować ich właściwości za pomocą stosunkowo prostych równań".

Zespół jest przekonany, że około 500 mln kształtów można zdefiniować algebraicznie w 4 wymiarach. Pośród tych kształtów naukowcy spodziewają się zidentyfikować kilka tysięcy, których nie można dalej podzielić: podstawowe elementy składowe, które tworzą wszystkie pozostałe kształty. Tom Coates, członek zespołu i kolega profesora Corti z Wydziału Matematyki, opracował program do modelowania komputerowego, który posłuży naukowcom jako pomoc w realizacji tego gigantycznego zadania.

Jakkolwiek nie wydawałoby się ono ambitne, identyfikacja kształtów i ułożenie równań, które je opisują są tylko jednym z celów zespołu. Naukowcy planują również przeanalizować sposób, w jaki te komponenty wpływają na kształty, w które się układają. "O tych podstawowych elementach składowych można myśleć jak o atomach, podczas gdy większe kształty byłyby molekułami. Kolejnym wyzwaniem jest poznanie, w jaki sposób właściwości większych kształtów są uzależnione od atomów, z których się składają. Inaczej mówiąc, chcemy zbudować teorię chemii kształtów" - mówi dr Coates.

Jeden z najbardziej intrygujących aspektów tych badań polega na tym, że wiele z tych kształtów nie jest widocznych w swojej pełnej, wielowymiarowej złożoności. Obok trójwymiarowości, która kształtuje nasze codzienne życie, nawet włączenie czasu jako koncepcji czwartego wymiaru może okazać się trudne. Projekt obejmie pięć wymiarów, choć wedle teorii strun może być ich znacznie więcej.

"Większość ludzi jest zaznajomiona z koncepcją trójwymiarowości - stwierdza dr Coates - ale dla tych, którzy nie specjalizują się w naszej dziedzinie trudnym może okazać się zrozumienie pojęcia kształtów w cztero- i pięciowymiarze. Jednakże poznanie tego typu kształtów ma ogromne znaczenie dla wielu aspektów nauki".

Na przykład dla teorii liczb, fizyki teoretycznej i komputerowych systemów wizyjnych. "W robotyce może zaistnieć konieczność ułożenia równania pięciowymiarowego kształtu, aby dojść do tego, w jaki sposób poinstruować robota, by spojrzał na obiekt, następnie poruszył ramieniem i chwycił ten obiekt" - mówi dr Coates. "W fizyce może zaistnieć konieczność przeanalizowania kształtów ukrytych wymiarów we wszechświecie, aby zrozumieć sposób, w jaki funkcjonują cząstki subatomowe".

Zatem wyniki prac zespołu mogą stanowić kluczowy materiał referencyjny do badań w wielu dziedzinach, aczkolwiek mało prawdopodobnym jest, by układ zawisł w salach lekcyjnych przyszłych pokoleń. "Jesteśmy przekonani, że możemy odkryć ogromną liczbę tych kształtów - mówi profesor Corti - przez co trudno będzie zmieścić układ na ścianie, niemniej spodziewamy się, że będzie bardzo przydatnym narzędziem".

Wsparcia dla projektu pochodziło również od brytyjskiej Rady Badań Naukowych w Inżynierii i Fizyce, Leverhulme Trust i Royal Society.

© Unia Europejska 2005-2011

Źródło: CORDIS

Dalsze informacje na stronach Imperial College London: Periodic table of shapes to give a new dimension to maths

Źródło ilustracji: Imperial College London