Racjonalista - Strona głównaDo treści


Fundusz Racjonalisty

Wesprzyj nas..
Zarejestrowaliśmy
199.555.505 wizyt
Ponad 1065 autorów napisało dla nas 7364 tekstów. Zajęłyby one 29017 stron A4

Najnowsze strony..
Archiwum streszczeń..

 Czy konflikt w Gazie skończy się w 2024?
Raczej tak
Chyba tak
Nie wiem
Chyba nie
Raczej nie
  

Oddano 246 głosów.
Chcesz wiedzieć więcej?
Zamów dobrą książkę.
Propozycje Racjonalisty:

Złota myśl Racjonalisty:
"Przeszłość jest nauką dla przyszłości."
Nowinki i ciekawostki naukowe
Rok 2010
 Lipiec (23)
 Sierpień (23)
 Wrzesień (34)
 Październik (20)
 Listopad (24)
 Grudzień (17)
Rok 2011
 Styczeń (34)
 Luty (39)
 Marzec (43)
 Kwiecień (19)
 Maj (18)
 Czerwiec (17)
 Lipiec (19)
 Sierpień (30)
 Wrzesień (29)
 Październik (45)
 Listopad (35)
 Grudzień (24)
Rok 2012
 Styczeń (18)
 Luty (31)
 Marzec (34)
 Kwiecień (12)
 Maj (10)
 Czerwiec (11)
 Lipiec (12)
 Sierpień (9)
 Wrzesień (8)
 Październik (3)
 Listopad (11)
 Grudzień (4)
Rok 2013
 Styczeń (4)
 Luty (4)
 Marzec (0)
 Kwiecień (0)
 Maj (6)
 Czerwiec (0)
 Lipiec (5)
 Sierpień (4)
 Wrzesień (3)
 Październik (3)
 Listopad (3)
 Grudzień (20)
Rok 2014
 Styczeń (32)
 Luty (53)
 Marzec (38)
 Kwiecień (23)
 Maj (45)
 Czerwiec (46)
 Lipiec (36)
 Sierpień (26)
 Wrzesień (20)
 Październik (24)
 Listopad (32)
 Grudzień (13)
Rok 2015
 Styczeń (16)
 Luty (13)
 Marzec (8)
 Kwiecień (13)
 Maj (18)
 Czerwiec (11)
 Lipiec (16)
 Sierpień (13)
 Wrzesień (10)
 Październik (9)
 Listopad (12)
 Grudzień (13)
Rok 2016
 Styczeń (20)
 Luty (11)
 Marzec (3)
 Kwiecień (3)
 Maj (5)
 Czerwiec (2)
 Lipiec (1)
 Sierpień (7)
 Wrzesień (6)
 Październik (3)
 Listopad (5)
 Grudzień (8)
Rok 2017
 Styczeń (5)
 Luty (2)
 Marzec (10)
 Kwiecień (11)
 Maj (11)
 Czerwiec (1)
 Lipiec (8)
 Sierpień (5)
 Wrzesień (8)
 Październik (3)
 Listopad (3)
 Grudzień (3)
Rok 2018
 Styczeń (2)
 Luty (1)
 Marzec (7)
 Kwiecień (9)
 Maj (6)
 Czerwiec (5)
 Lipiec (4)
 Sierpień (0)
 Wrzesień (3)
 Październik (0)
 Listopad (0)
 Grudzień (11)
Rok 2019
 Styczeń (3)
 Luty (0)
 Marzec (1)
 Kwiecień (1)
 Maj (0)
 Czerwiec (0)
 Lipiec (2)
 Sierpień (8)
 Wrzesień (1)
 Październik (5)
 Listopad (3)
 Grudzień (5)
Rok 2020
 Styczeń (7)
 Luty (1)
 Marzec (1)
 Kwiecień (3)
 Maj (4)
 Czerwiec (1)
 Lipiec (3)
 Sierpień (1)
 Wrzesień (0)
 Październik (0)
 Listopad (0)
 Grudzień (3)
Rok 2021
 Styczeń (3)
 Luty (0)
 Marzec (0)
 Kwiecień (0)
 Maj (0)
 Czerwiec (0)
 Lipiec (0)
 Sierpień (0)
 Wrzesień (3)
 Październik (2)
 Listopad (0)
 Grudzień (0)
Rok 2022
 Styczeń (0)
 Luty (0)
 Marzec (0)
 Kwiecień (0)
 Maj (0)
 Czerwiec (0)
 Lipiec (0)
 Sierpień (0)
 Wrzesień (0)
 Październik (0)
 Listopad (0)
 Grudzień (0)
Rok 2023
 Styczeń (0)
 Luty (0)
 Marzec (0)
 Kwiecień (0)
 Maj (0)
 Czerwiec (0)
 Lipiec (0)
 Sierpień (0)
 Wrzesień (0)
 Październik (0)
 Listopad (0)
 Grudzień (0)
Rok 2024
 Styczeń (0)
 Luty (0)
 Marzec (0)
Archiwum nowinek naukowych
Neuronauki
Naukowcy rzucają światło na powiązanie ubytku słuchu z wrażliwością na dotyk (13-02-2012)

Europejski zespół naukowców odkrył, że osoby dotknięte swoistą postacią dziedzicznego ubytku słuchu są wrażliwsze na drgania o niższej częstotliwości. Odkrycia, zaprezentowane w czasopiśmie Nature Neuroscience, pogłębiają wiedzę na temat powiązania ubytku słuchu z wrażliwością na dotyk. Aby umożliwić "odczuwanie", muszą zostać wyregulowane wyspecjalizowane komórki skóry.

Naukowcy pracujący pod kierunkiem niemieckich instytutów Leibniz-Institut für Molekulare Pharmakologie (FMP) i Centrum Medycyny Molekularnej im. Maxa Delbrücka (MDC) Berlin-Buch zbadali osoby dotknięte dziedzicznym ubytkiem słuchu DFNA2, aby zyskać lepsze pojęcie o ich zmyśle dotyku raczej niż słuchu.

Odpowiedzialną za tego rodzaju niedosłuch jest mutacja funkcji wielu komórek włoskowatych ucha wewnętrznego. Zdaniem naukowców mutacja ta może mieć również wpływ na zmysł dotyku. Włoski w naszym uchu wewnętrznym drgają pod ciśnieniem fal dźwiękowych, a drgania powodują napływ naładowanych dodatnio jonów potasu do komórek włoskowatych. Prąd elektryczny generuje impuls nerwowy, który biegnie do mózgu. Skutek? Słyszymy. Jony potasu przepływają przez kanał w błonie komórkowej i wychodzą przez komórki włoskowate. U osób z niedosłuchem mutacja uszkadza ten kanał potasowy, który eksperci nazywają molekułą białka KCNQ4. Nadmierne ciśnienie prowadzi do zaniku komórek czuciowych.

"Niemniej odkryliśmy, że KCNQ4 występuje nie tylko w uchu, ale również w niektórych komórkach czuciowych skóry" - wskazuje profesor Thomas Jentsch z FMP. "To naprowadziło nas na trop, że mutacja może również wpływać na zmysł dotyku. Dokładnie to byliśmy w stanie wykazać dzięki naszym badaniom, które przeprowadziliśmy w ścisłej współpracy z laboratorium Gary'ego Lewina, kolegi z MDC specjalizującego się we wrażeniach dotykowych."

Ludzie są w stanie rozpoznać różnice między powierzchniami na podstawie drgań, jakie powstają w skórze po pogładzeniu takiej powierzchni. Te informacje pomagają nam zrozumieć nasze otoczenie.

Zespół, w skład którego weszli eksperci z Hiszpanii i Holandii stwierdził, że chorzy mogą odczuwać bardzo powolne drgania, których badani z grupy kontrolnej nie byli w stanie odebrać. Z powodu mutacji w genie kanału KCNQ4 nastąpiła zmiana w mechanoreceptorach normalnego odczuwania dotyku.

Profesor Jentsch wraz ze swoim kolegą profesorem Gary Lewinem z MDC stwierdzili, że osoby dotknięte DFNA2 są wyjątkowo wrażliwe na drgania: "Skóra jest wyposażona w kilka różnych typów mechanoreceptorów, które reagują na rozmaite właściwości bodźców, zwłaszcza na odmienne zakresy częstotliwości. Interakcja różnych klas receptorów ma istotne znaczenie dla odczuwania dotyku. Chociaż wrażliwość badanych przez nas receptorów wzrosła z powodu utraty kanału potasowego, może nad nią przeważać niekorzyść polegająca na nieprawidłowym dostrajaniu się do innych częstotliwości. KCNQ4 umożliwiło nam po raz pierwszy identyfikację genu człowieka, który zmienia cechy wrażenia dotykowego."

Referencje dokumentu: Heidenreich, M. et al., 'KCNQ4 K+ channels tune mechanoreceptors for normal touch sensation in mouse and man', Nature Neuroscience, 2011. doi:10.1038/nn.2985

Źródło: CORDIS, UE

Ewolucja
Ewolucja kształtu ludzkiej czaszki (12-02-2012)

Antropologowie od dawna są przekonani, że zmiany w kształcie czaszki człowieka na przestrzeni czasu zachodziły niezależnie od siebie, ale nowe wyniki badań przeprowadzonych przez międzynarodowy zespół naukowców pokazują, że jednak mogło być inaczej.

Po przeanalizowaniu unikalnej kolekcji 390 czaszek przechowywanych w słynnej kostnicy kościoła katolickiego w Hallstatt w Austrii, zespół złożony z naukowców z Hiszpanii, Szwecji, USA i Wlk. Brytanii, odkrył, że zmiany uznawane dotąd za powstałe w wyniku odrębnych zdarzeń ewolucyjnych mogą być w rzeczywistości powiązane ze sobą. To oznacza, że czaszka jest faktycznie wysoce zintegrowanym elementem, a zmiana w jednej części jest powiązana ze zmianą w kilku innych.

Wikipedia

"Odkryliśmy, że zmiany genetyczne czaszki są wysoce zintegrowane, a zatem jeżeli w toku selekcji nastąpi zmiana w jednej części, to spowoduje ona wystąpienie reakcji, polegającej na zmianach w pozostałych częściach czaszki" - stwierdza dr Chris Klingenberg, jeden z autorów raportu z badań z Uniwersytetu w Manchesterze, Wlk. Brytania.

Czaszki, które zostały udekorowane zgodnie z miejscową tradycją, stanowią część kolekcji ponad 700 egzemplarzy szczątków kostnych. Szczątki zostały pomalowane w kwiatki, liście i krzyże, a na większości czaszek na czole namalowano nazwisko zmarłego. Naukowcy powiązali krzyżowo nazwiska widniejące na czaszkach z lokalnymi księgami urodzin, zgonów i ślubów, aby zrekonstruować powiązania genealogiczne populacji Hallstatt aż od XVII w. Dzięki temu mogli szacunkowo ocenić wpływ genów na kształt czaszki.

W artykule opublikowanym w czasopiśmie Evolution zespół wyjaśnia, jak determinowana genetycznie morfologiczna integracja ukierunkowuje ewolucję kształtu czaszki człowieka.

"W tym scenariuszu ewolucyjnym czym innym byłaby zmiana jednego elementu bez jednoczesnej zmiany pozostałych" - wyjaśnia jeden z autorów raportu z badań, Miguel Hernández z Uniwersytetu w Barcelonie, Hiszpania. Dodaje: "Tradycyjnie eksperci badają, w jaki sposób selekcja wpływa na konkretną cechę. W praktyce jednak różne cechy są ze sobą wzajemnie powiązane. Kluczową koncepcją jest integracja morfologiczna: jeżeli zmieniamy jeden z elementów kształtu czaszki, cała struktura również ulega zmianie, a preferowane są jedynie te zmiany, które są zgodne ze wzorcem morfologicznym."

Zespół przeanalizował kształt czaszki człowieka za pomocą geometrycznych, morfometrycznych i ilościowych metod genetycznych, wykorzystując trójwymiarowe współrzędne 29 anatomicznych "punktów orientacyjnych", aby stworzyć morfologiczne mapy i przeprowadzić symulację różnych scenariuszy, w których wybierane są rozmaite, kluczowe cechy w toku procesu ewolucyjnego współczesnego człowieka. Współautorka raportu z badań, Neus Martínez-Abadías, również z Uniwersytet w Barcelonie, zauważa: "Jednym z najbardziej innowacyjnych aspektów badań jest wykorzystanie metodologii, która umożliwia nam analizowanie budowy czaszki jako całości i ilościowe określenie wpływu integracji morfologicznej. To oznacza, że nie musimy badać każdej cechy oddzielnie, tak jakby ewolucja była procesem rozproszonym."

Autorka raportu, Mireia Esparza, również z Uniwersytetu w Barcelonie, wskazuje, że przeprowadzone badania stanowią wsparcie dla argumentów za zmianą myślenia o scenariuszach ewolucyjnych współczesnego człowieka: "Ewolucja funkcjonuje jak zintegrowany proces, a poszczególne cechy nigdy nie ewoluują niezależnie. W przypadku czaszki zmiany ewolucyjne zbiegły się w taki właśnie wzorzec morfologiczny. A zatem nie wolno nam stosować uproszczeń i badać w izolacji reakcji pojedynczej cechy na selekcję, bowiem istnieje prawdopodobieństwo, że prócz pozostawania pod wpływem danego czynnika selekcyjnego jest ona również ograniczana przez czynniki wpływające na inne części czaszki."

Referencje dokumentu: Martaínez-Abadías, N. et al. (2011) Pervasive genetic integration directs the evolution of human skull shape. Evolution DOI: 10.1111/j.1558-5646.2011.01496.x

Źródło: CORDIS, UE

Astronomia
Życie na Marsie? Zbyt sucho, mówią naukowcy (11-02-2012)

Międzynarodowy zespół naukowców doszedł do wniosku, że Mars może być od setek milionów lat suchy, co oznacza zbyt nieprzyjazne warunki dla przetrwania przez taki okres jakiejkolwiek formy życia na jego powierzchni.

Od trzech lat lata naukowcy z Danii, Holandii, Niemiec, Szwajcarii, USA i Wlk. Brytanii analizują pojedyncze drobiny gleby marsjańskiej zebrane w czasie misji NASA Phoenix na Marsa w 2008 r. Zaprezentowali swoje odkrycia w czasopiśmie Geophysical Research Letters.

Phoenix, zautomatyzowana sonda wysłana w celu badania Marsa przez międzynarodowe konsorcjum naukowców, któremu przewodzi NASA, wylądowała na Marsie w maju 2008 r. Sterując statkiem z Ziemi, z bazy misji przy Uniwersytecie Arizony w USA, naukowcy wykorzystywali instrumenty pokładowe do poszukiwania jakichkolwiek śladów życia mikrobiologicznego. Sonda Phoenix wylądowała w północnym, arktycznym regionie planety w celu poszukiwania śladów wskazujących na warunki pozwalające niegdyś na zamieszkanie oraz przeanalizowania lodu i gleby na powierzchni.

Zespół zbadał próbki gleby wykopane przez ramię robotyczne z wykorzystaniem mikroskopu optycznego do powiększania obrazów większych drobin wielkości ziarna piasku oraz mikroskopu sił atomowych do wygenerowania zdjęć 3D powierzchni drobin o przekroju zaledwie 100 mikronów.

Wyniki analizy gleby sugerują, że Mars jest wyjątkowo suchy od ponad 600 lat. Odkrycia te wpisują się we wcześniejsze badania, w ramach których odkryto lód wskazujący na to, że Mars mógł przechodzić 3 mld lat temu cieplejszy i wilgotniejszy okres.

Zespół był w stanie wyciągnąć wnioski na podstawie poszukiwania mikroskopijnych drobin gliny, które powstają w następstwie rozmywania skały przez wodę. Tego typu drobiny są ważnym markerem kontaktu między wodą w postaci płynnej a glebą, gdyż tworzą odrębną zbiorowość w glebie, ale naukowcy nie doszukali się żadnego takiego markera. Nawet jeżeli kilka drobin, które naukowcy dojrzeli w tym przedziale wielkości byłoby rzeczywiście gliną, to stanowiłaby ona mniej niż 0,1% gleby w próbkach, podczas gdy na Ziemi glina może stanowić 50% i więcej zawartości gleby.

Wyniki uzyskane przez zespół pokazały również, że gleba na Marsie była wystawiona na działanie wody w postaci płynnej przez co najwyżej 5.000 lat od jego powstania miliardy lat temu.

Główny autor raportu z badań, dr Pike z Imperial College London wypowiedział się na temat odkryć: "Odkryliśmy, że mimo obfitości lodu, na Marsie panuje wyjątkowa susza, która może się utrzymywać od setek milionów lat. Sądzimy, że Mars w znanej nam dzisiaj postaci zdecydowanie kontrastuje ze swoją wcześniejszą historią, w której były cieplejsze i wilgotniejsze okresy, być może odpowiedniejsze dla życia. Przyszłe, zaplanowane misje NASA i ESA na Marsa będą musiały kopać głębiej w poszukiwaniu śladów życia, które nadal mogą się chować pod warstwą gruntu."

Mimo iż odkrycia zespołu opierają się na analizie jednego regionu planety, wyniki wcześniejszych badań potwierdziły, że gleba na Marsie jest dosyć jednorodna na całej planecie, co oznacza, że wyniki mogą w stopniu więcej niż prawdopodobnym odzwierciedlać obraz całej planety.

© Unia Europejska 2005 - 2012

Źródło: CORDIS

Referencje dokumentu: Pike, W. T. et al., 'Quantification of the dry history of the Martian soil inferred from in situ microscopy', Geophys. Res. Lett., 38, L24201, 2011. doi:10.1029/2011GL049896.

Fot. Wikimedia Commons

Ewolucja
Od jednokomórkowca do wielokomórkowca, czyli ewolucja w laboratorium (11-02-2012)

Pojawienie się organizmów wielokomórkowych uchodzi za jeden z przełomowych momentów w ewolucji życia na Ziemi, ale ciągle dość niewiele wiadomo, jak naprawdę do tego doszło. Choć w ostatnich latach, dzięki coraz bardziej pomysłowym metodom badawczym, uzyskujemy nieco lepszy wgląd w ten etap rozwoju życia na naszej planecie, to obserwowanie przebiegu procesów ewolucyjnych na żywo w laboratorium nadal stanowi okazję, której niewielu naukowców byłoby w stanie się oprzeć.

Badania laboratoryjne dają komfort kontrolowania wielu potencjalnie istotnych zmiennych, co pozwala uzyskać bezpośredni wgląd w przebieg doniosłych procesów ewolucyjnych i umożliwia ich precyzyjny pomiar, a jako badania eksperymentalne nie posiadają tych ograniczeń metodologicznych, które są typowe dla badań paleontologicznych, studiów porównawczych i in.

Obserwowanie ewolucji w warunkach laboratoryjnych ma oczywiście swoje ograniczenia, do których należy przede wszystkim stosunkowo długi (w skali życia ludzkiego) cykl życiowy wielu organizmów żywych i "sztuczność" wykreowanych warunków. Z drugiej strony w przypadku wielu stosunkowo prostych form życia, takich jak jednokomórkowe bakterie czy grzyby, przeprowadzenie stosownych obserwacji w ciągu dziesiątek, setek a nawet tysięcy pokoleń nie musi trwać wcale długo i mieści się w rozsądnych granicach czasowych, przy jednoczesnym zaangażowaniu stosunkowo niewielkich środków organizacyjnych i finansowych.

Okazuje się ponadto, że ewolucja niektórych cech organizmów przebiega w warunkach laboratoryjnych naprawdę szybko. Udowodnili to po raz kolejny naukowcy z Uniwersytetu Minnesoty w Minneapolis (Stany Zjednoczone): William C. Ratcliff, R. Ford Denison, Mark Borrello i Michael Travisano, prowadząc w warunkach laboratoryjnych badania nad ewolucją wielokomórkowych drożdży (Saccharomyces cerevisiae). Wyniki ich prac zostały opublikowane na łamach Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS) w wydaniu internetowym z dnia 17 stycznia 2012.

"Zrozumienie, w jaki sposób przebiegała ewolucja od jednokomórkowych przodków do złożonych wielokomórkowych organizmów jest bardzo trudnym wyzwaniem, ponieważ pierwsze etapy tej drogi przypadają na głęboką prehistorię (ponad 200 mln lat temu) - zwracają uwagę naukowcy. - Z tego powodu formy przejściowe dawno wyginęły, a niewiele wiadomo na temat fizjologii, ekologii i procesów ewolucyjnych w początkowych stadiach rozwoju organizmów wielokomórkowych".

Mimo tych dotkliwych ograniczeń zazwyczaj akceptuje się stanowisko, że zmiany, które prowadziły do powstania wielokomórkowców musiały przebiegać na poziomie genotypu. Zaczątki tego procesu mogły być związane ze skłonnością genetycznie różnych komórek do tworzenia skupisk lub też z przywieraniem do siebie komórek pochodzących z podziału wspólnej macierzystej komórki. Natomiast nadal bez jednoznacznej odpowiedzi pozostaje pytanie o to, jakie czynniki środowiskowe sprzyjały rozwinięciu się form wielokomórkowych z jednokomórkowców.

"My wykorzystaliśmy siły grawitacji w celu wyhodowania prymitywnych wielokomórkowych drożdży z jednokomórkowych drożdży z gatunku Saccharomyces cerevisiae - komentują autorzy badań. Zlepki komórek opadają w płynie szybciej niż pojedyncze komórki, co pozwoliło nam na wyselekcjonowanie genotypów sprzyjających ich powstawaniu".

Jak zaznaczają badacze, wybór takiego a nie innego sposobu selekcji wynikał jedynie stąd, że w warunkach eksperymentalnych pozwala on na wyselekcjonowanie obiektów o większych rozmiarach, a nie dlatego, że przypomina czynniki działające w naturze.

Sama procedura badań nie była więc zbyt spektakularna i - jak zaznaczają niektórzy komentatorzy - można ją bez trudu powtórzyć w prostym laboratorium, a nawet (przy niezbędnej dozie wytrwałości i sumienności) w warunkach domowych.

Kilkanaście populacji jednokomórkowych drożdży umieszczono w płynnej pożywce. Po pewnym czasie drożdże, które opadły i znalazły się w dolnej części pipety (rurki), przenoszono do czystej pożywki w nowych naczyniach. Kryteria selekcji stopniowo zaostrzano.

W ten sposób już po sześćdziesięciokrotnym powtórzeniu procedury hodowla została zdominowana przez drożdżowe kolonie w kształcie śnieżynek. Jak do tego doszło?

Po pierwsze, wyniki badań wskazują, że do powstawania wielokomórkowych kolonii drożdży dochodzi poprzez zlepianie się komórek pochodzących z podziału jednej komórki macierzystej.

Po drugie, uzyskana w toku selekcji cecha prymitywnej wielokomórkowości okazała się względnie stabilna, co pośrednio wskazuje na jej genetyczne podłoże. Każda pojedyncza komórka pochodząca ze śnieżynkopodobnego szczepu dawała początek kolejnej wielokomórkowej kolonii. W toku dalszego 35-krotnego powtórzenia procedury nie zaobserwowano powrotu do form jednokomórkowych. Śnieżynkopodobny szczep różnił się również od jednokomórkowych drożdży pod względem cech fenotypowych.

Naukowcy zauważają, że wyniki ich badań pozostają spójne z szeregiem innych obserwacji na temat tempa i sposobu ewolucji wielokomórkowości, w tym również z doniesieniami wskazującymi, że pojawienie się organizmów wielokomórkowych wcale nie musiało być związane z nadzwyczajnym wzrostem złożoności genomu. "W ciągu rozwoju życia na Ziemi wielokomórkowce wyewoluowały wielokrotnie w niepowiązanych ze sobą grupach filogenetycznych. Potencjał związany z ewolucją wielokomórkowości może napotykać na o wiele mniej przeszkód, niż się to często postuluje".

Referencje dokumentu: William C. Ratcliff, R. Ford Denison, Mark Borrello, Michael Travisano 'Experimental evolution of multicellularity' doi: 10.1073/pnas.1115323109 PNAS January 17, 2012

Fot. Wikimedia Commons

Technika
Innowacyjne i zrównoważone opakowanie spożywcze (11-02-2012)

Stale jesteśmy w ruchu, a przedmioty ułatwiające nam życie zawsze są mile widziane. Istotne znaczenie ma także zapewnienie bezpieczeństwa produktów. Jest to szczególnie ważne w przypadku przemysłu spożywczego. Kiedy tłuszcze, oleje i inne składniki żywności ulegają utlenieniu, to traci ona substancje odżywcze i barwę. Hamowanie procesu utleniania ma kluczowe znaczenie dla opakowań spożywczych. Finansowany ze środków unijnych zespół naukowców opracował biomateriał z białka serwatkowego oraz komercyjnie rentowną metodę produkowania wielofunkcyjnych folii na skalę przemysłową. Wyprzedzają one o kilka kroków tradycyjne folie na bazie petrochemikaliów. Wyniki stanowią dorobek projektu WHEYLAYER (Plastikowe folie powlekane białkiem serwatkowym w celu zastąpienia drogich polimerów i poprawy zdatności do recyklingu), który otrzymał ponad 2,5 mln EUR z budżetu działania "Badania naukowe na rzecz MŚP (małych i średnich przedsiębiorstw)" w ramach programu prac "Możliwości" Siódmego Programu Ramowego UE.

Wyniki prac wpisują się w intensywne działania podejmowane w Europie na rzecz opracowania zrównoważonego materiału opakowaniowego, którego produkcja będzie opłacalna i zarazem przyjazna dla środowiska. Branża odniesie ogromne korzyści z tej najnowszej innowacji, ponieważ pomoże ona uchronić produkty przed tlenem, wilgocią, a także skażeniem chemicznym i biologicznym. Dzięki temu możliwie będzie jak najdłuższe utrzymywanie świeżości artykułów żywnościowych.

Bieżące metody skupiają się na wykorzystaniu drogich polimerów na bazie petrochemikaliów, takich jak kopolimery alkoholu etylo-wintylowego (EVOH), jako materiałów barierowych. Niemieckie Towarzystwo Badań nad Rynkiem Materiałów Opakowaniowych twierdzi, że ponad 640 kilometrów kwadratowych materiałów kompozytowych na bazie EVOH zostanie wyprodukowanych i wykorzystanych w 2014 r. w Niemczech jako warstwa ochronna przed tlenem.

Zdaniem naukowców pracujących nad projektem WHEYLAYER naturalne składniki serwatki wydłużają termin przydatności produktów spożywczych. A dodatkową korzyścią jest biodegradowalność warstwy białkowej.

Wypowiadając się na temat wyników badań, partner projektu WHEYLAYER, Markus Schmid z Instytutu Inżynierii Przetwórstwa i Opakowań im. Fraunhofera IVV w Niemczech, stwierdził: "Udało nam się opracować formułę białka serwatkowego, którą można wykorzystać jako surowiec w warstwie barierowej folii. Stworzyliśmy również opłacalny proces, który można wykorzystać w produkcji wielofunkcyjnych folii na skalę przemysłową."

Aby otrzymać warstwę serwatkową, niemiecki zespół najpierw oczyścił serwatkę słodką i kwaśną, wytwarzając izolaty białka serwatkowego wysokiej czystości. Przetestowane zostały rozmaite metody modyfikacji, aby uzyskać odpowiednie białka o wyższych właściwościach foliotwórczych. Białka wytrzymywały obciążenia mechaniczne, ponieważ zespół zmiksował je z rozmaitymi środkami zmiękczającymi i innymi dodatkami pochodzenia organicznego w różnych stężeniach.

"Wszystkie te dodatki są zatwierdzonymi substancjami" - wyjaśnia Schmid. "Nasze prace prowadzone w IVV na wyprodukowaniem wielowarstwowej folii tego typu za pomocą metody rolka w rolkę to światowa premiera."

Dobre wiadomości dla przedsiębiorstw są takie, że przejście na białka serwatkowe wymagać będzie jedynie drobnych modyfikacji w zakładach. Naukowcy poinformowali, że złożyli wniosek o opatentowanie swojej innowacyjnej technologii.

W skład konsorcjum WHEYLAYER, pracującego pod kierunkiem hiszpańskiej organizacji Patronal de la Petita i Mitjana Empresa de Catalunya (PIMEC), weszli eksperci z Hiszpanii, Irlandii, Niemiec, Słowenii, Węgier i Włoch.

© Unia Europejska 2005 - 2012

Źródło: CORDIS

Referencje dokumentu: Na podstawie informacji uzyskanych z Instytutu Inżynierii Przetwórstwa i Opakowań im. Fraunhofera IVV

Różności
Ewolucja czy inteligentny projekt? Kwestia psychiki (09-02-2012)

Mimo że środowiska naukowe, wobec przytłaczających dowodów prawdziwości teorii ewolucji, wyrażają niemal powszechnie przekonanie, że tzw. teoria inteligentnego projektu nie może zostać pod żadnym względem uznana za teorię naukową, to cieszy się ona niezmienną popularnością wśród sporej części opinii publicznej w wielu krajach świata.

Zwolenników inteligentnego projektu można znaleźć nie tylko w środowiskach religijnych, tradycyjnie przywiązanych do mitologicznej wizji powstania świata i życia na ziemi, ale również pośród wielu nauczycieli, wykładowców oraz wpływowych postaci życia publicznego (w tym polityków).

Spór o obecność teorii ewolucji i tzw. teorii inteligentnego projektu (przedstawianej nie tyle jako godna konkurentka, ale wręcz jako jedynie słuszna alternatywa wobec teorii ewolucji) w programach szkolnych pozostaje od dziesięcioleci jedną z najgorętszych kwestii w debacie publicznej w Stanach Zjednoczonych, a wraz z rosnącą ekspansywnością religiantów obejmuje także inne kraje zachodnie.

W wielu amerykańskich szkołach tzw. teoria inteligentnego projektu jest uwzględniana w programach nauczania z przedmiotów przyrodniczych. Wyniki badań wskazują, że w około jednej czwartej wszystkich amerykańskich szkół średnich nauczyciele biologii poświęcają omówieniu tej koncepcji jakąś część swoich zajęć. Spośród tych nauczycieli około połowa uważa teorię inteligentnego projektu za przekonującą pod względem naukowym alternatywę dla darwinizmu.

Mimo że w niektórych amerykańskich stanach na mocy wyroków sądowych wykluczono obecność tzw. teorii inteligentnego projektu w programach szkolnych (w 2005 r. stało się tak między innymi w Pensylwanii), to w innych - na przykład w Luizjanie czy Teksasie - dopuszczono obecność tzw. teorii inteligentnego projektu w programach nauczania przedmiotów przyrodniczych, obok teorii ewolucji. W innych stanach, jak zwróciła w swojej niedawnej notatce Katarzyna Kulma, zacięta debata na ten temat wciąż trwa i daleka jest od ostatecznego zakończenia.

Stany Zjednoczone nie są zresztą jedynym wysokorozwiniętym krajem zachodnim, w którym spór o obecność darwinizmu i kreacjonizmu w programach szkolnych pozostaje ciągle żywotną kwestią. W kanadyjskiej prowincji Alberta od 2009 r. obowiązuje prawo pozwalające rodzicowi wypisać dziecko z udziału w zajęciach, jeżeli ich tematyka dotyka darwinizmu. Zdarza się również, że spór między darwinizmem a inteligentnym projektem rozwiązuje się w ten sposób, że zaprzecza się, by którekolwiek z tych stanowisk miało status teorii naukowej. Na przykład Kanadyjska Rada Badań Naukowych w Naukach Społecznych i Humanistycznych w 2009 r. uzasadniła w ten sposób odmowę sfinansowania badań nad wpływem popularyzacji tzw. teorii inteligentnego projektu na kanadyjskich uczniów, nauczycieli, rodziców, przedstawicieli władz i decydentów w dziedzinie polityki oświatowej.

Co sprawia, że tzw. teoria inteligentnego projektu, mimo wszystkich przemawiających przeciw niej faktów naukowych, jest nadal tak popularna?

Odpowiedzi na to pytanie poszukiwało troje naukowców: Jessica L. Tracy i Jason P. Martens z Uniwersytetu Kolumbii Brytyjskiej w Vancouver (Kanada) oraz Joshua Hart z Union College w Schenectady w stanie Nowy Jork (Stany Zjednoczone). W tym celu postanowili wziąć pod lupę ludzką psychikę. Wyniki ich badań zostały opublikowane w PLoS ONE 30 marca 2011. Z okazji zbliżającego się Dnia Darwina nadarza się sposobność, by je przypomnieć i tym samym przybliżyć polskiemu odbiorcy.

"Wziąwszy pod uwagę obecny klimat, który na całym świecie sprzyja wzrostowi poparcia dla teorii inteligentnego projektu przy równoczesnym poddawaniu w wątpliwość teorii ewolucji (mimo braku wiarygodnych dowodów naukowych na poparcie teorii inteligentnego projektu i wielu dowodów naukowych wspierających teorię ewolucji), wydaje się, że to głównie motywy psychologiczne, działające poza domeną logiki i zdrowego rozsądku, decydują o tym, że wielu wykształconych ludzi, w tym nauczycieli i członków zarządów szkół, jest gotowych kwestionować teorię ewolucji, a jednocześnie akceptować teorię inteligentnego projektu jako jej realną alternatywę - argumentują autorzy badań we wprowadzeniu teoretycznym do artykułu. - Wiadomo doskonale, że motywy psychologiczne, często działające podświadomie, mogą kształtować przekonania społeczne, polityczne i ideologiczne".

Naukowcy przypuszczają, że zwolennicy tzw. teorii inteligentnego projektu stają się ofiarą pewnego rodzaju aberracji umysłowej - błędów w myśleniu, mechanizmów obronnych itp., które mogą być źródłem uprzedzeń wobec teorii ewolucji, powodem jej odrzucenia i opowiedzenia się po stronie idei inteligentnego projektu. Występowania jakich zależności i działania jakich mechanizmów należy się tu spodziewać?

Autorzy badań zwracają uwagę na badania z dziedziny psychologii i psychopatologii życia politycznego, które konsekwentnie wskazują, że zwolennicy politycznego konserwatyzmu często znajdują w nim zaspokojenie potrzeby redukcji uczucia zagrożenia i niepewności.

"Konserwatywne postawy społeczne i polityczne są szczególnie związane z lękiem przed śmiercią, niską tolerancją dla niejednoznaczności i niskim poczuciem własnej wartości - autorzy podsumowują dokonany przegląd literatury przedmiotu. - Inne badania wykazują, że podwyższanie poziomu lęku egzystencjalnego, poprzez zwracanie uwagi ludziom na to, że są śmiertelni, wpływa na postawy wobec hipotetycznych kandydatów politycznych, rzeczywistych postaci życia politycznego i wybór preferowanych strategii działania w polityce zagranicznej".

Świadomość nieuchronnej przemijalności życia ludzkiego i wiedza o własnej śmiertelności jest potencjalnie źródłem silnego lęku, stąd ludzie rozwijają i stosują psychologiczne mechanizmy, które hamują myślenie o śmierci. Do tych mechanizmów należy również identyfikacja z określonym światopoglądem (akcentującym na przykład przekonanie o uporządkowaniu i przewidywalności świata), systemem wierzeń religijnych (obiecującym rzeczywistą lub choćby symboliczną nieśmiertelność) czy ideologią (pozwalającą pokonać lęk egzystencjalny na przykład na drodze identyfikacji jednostki z większą zbiorowością).

Zgodnie z tzw. teorią inteligentnego projektu czysto naturalistyczne podejście nie jest wystarczające, by wyjaśnić ogromną złożoność zjawisk życiowych. Z tego powodu należy przyjąć, że za pochodzenie całego życia na Ziemi odpowiada rozumny i z założenia nadprzyrodzony "projektant". Tzw. teoria inteligentnego projektu wycisza więc egzystencjalny lęk poprzez podkreślenie, że ludzkie życie jest efektem intencjonalnego działania, a nie tylko efektem zupełnie przypadkowych, naturalnych zjawisk czy procesów (między innymi doboru naturalnego), jak przyjmuje teoria ewolucji.

Naukowcy chcą w ten sposób zwrócić uwagę, że nie tylko czynniki kulturowe - religijne, ideologiczne i polityczne, czy w końcu - przebieg edukacji, mogą mieć wpływ na opowiedzenie się po stronie darwinizmu lub kreacjonizmu. Można przypuszczać, że czynniki psychologiczne (takie jak potrzeba bezpieczeństwa) odgrywają tu równie ważną rolę, i nie chodzi tu tylko o emocje i motywacje.

"Procesy poznawcze również odgrywają pewną rolę w kształtowaniu poglądów; wyniki badań wskazują, że małe dzieci czy osoby dorosłe z chorobą Alzheimera, które mają trudności z przypominaniem sobie nabytej wiedzy o pochodzeniu pewnych przedmiotów, cechują się tendencją do preferowania teologicznych lub esencjalistycznych wyjaśnień dla pochodzenia przedmiotów i zjawisk biologicznych".

Czy w związku z tym przywiązanie do tzw. teorii inteligentnego projektu może być po prostu jednym z psychologicznych mechanizmów obronnych, stosowanych w celu radzenia sobie z poczuciem zagrożenia i świadomością własnej śmiertelności?

W celu zweryfikowania tej hipotezy naukowcy przeprowadzili pięć badań, w których zmienną niezależną była świadomość własnej śmiertelności, a zmienną zależną wyrażane postawy względem teorii ewolucji lub tzw. teorii inteligentnego projektu. W każdym badaniu brało udział od 99 do 832 osób.

Na przykład w pierwszym eksperymencie wzięło udział 122 studentów psychologii. Studenci z grupy eksperymentalnej mieli za zadanie napisać tekst na temat własnych przemyśleń i uczuć, związanych z wyobrażeniem sobie własnej śmierci. Zadaniem studentów z grupy kontrolnej było napisanie podobnego tekstu, ale na temat bólu zębów. Następnie osoby badane z obu grup wypełniały kwestionariusz służący ocenie stanu emocjonalnego, po czym odczytywały dwa fragmenty tekstów: jeden autorstwa Richarda Dawkinsa, a drugi - autorstwa Michaela Behego, zwolennika idei inteligentnego projektu.

W dalszej części eksperymentu odpowiadali na kolejne pytania, dotyczące między innymi przekonań o poziomie fachowości obu wspomnianych autorów, postaw wobec idei inteligentnego projektu i teorii ewolucji, własnego wyznania, poziomu i typu religijności (motywowana wewnętrznie/zewnętrznie).

Podobną procedurę powtórzono, z niewielkimi modyfikacjami, w czterech kolejnych grupach osób badanych, w tym wśród studentów nauk przyrodniczych na Uniwersytecie Kolumbii Brytyjskiej.

Wyniki badań nie okazały się na tyle jednoznaczne, by pozwolić na zdecydowaną odpowiedź na postawiony przez naukowców problem badawczy, i trzeba je interpretować (jak zwykle w naukach społecznych) z dużą ostrożnością. Przyniosły jednak garść interesujących spostrzeżeń, pozwalających na przedstawienie w zarysie charakterystyki psychologicznej zarówno zwolenników teorii ewolucji, jak zwolenników idei inteligentnego projektu.

Po pierwsze okazało się, że świadomość nieuchronnej śmierci nie ma istotnego wpływu na zdecydowaną zmianę czyichś poglądów. Szanse, że fan Richard Dawkinsa, próbując opanować trwogę wynikającą ze świadomości nieuniknionej śmierci, da się przeciągnąć na stronę zwolenników nieredukowalnej złożoności Michaela Behego są więc teoretycznie bliskie zeru. Jednakże osoby badane z grupy eksperymentalnej, to jest te, które wcześniej sprowokowano do refleksji nad własną śmiertelnością, wydawały się jednak darzyć nieco większą sympatią teorię inteligentnego projektu i jej przedstawicieli. Z drugiej jednak strony - świadomość własnej śmiertelności nie spowodowała znaczącego spadku poparcia dla teorii ewolucji.

Co nie powinno szczególnie dziwić, ogólny poziom religijności był istotnie pozytywnie związany z przywiązaniem do idei inteligentnego projektu, a negatywnie - z popieraniem teorii ewolucji. Wraz ze wzrostem religijności rośnie więc dezaprobata dla teorii ewolucji i przywiązanie do idei inteligentnego projektu.

Okazało się jednocześnie, że wzmożona świadomość własnej śmiertelności nie miała w warunkach badań istotnego wpływu na poziom czy typ religijności osób badanych, a także na poziom ich nastroju.

Chrześcijanie przejawiali istotnie większą sympatię dla tzw. teorii inteligentnego projektu i znacznie niższy poziom sympatii dla teorii ewolucji niż przedstawiciele innych wyznań i osoby badane nie identyfikujące się z żadną religią.

Dotychczas omawiane wyniki badań dotyczą zdecydowanej większości osób badanych i sugerują, że czynniki psychologiczne, takie jak świadomość śmierci czy poziom lęku egzystencjalnego mają dość ograniczony wpływ na postawy wobec teorii ewolucji i inteligentnego projektu. Wydaje się, że wyraźniejsze zależności stwierdzono między postawami wobec teorii ewolucji i idei inteligentnego projektu a składnikami tożsamości kulturowej (poziom religijności czy wręcz wyznanie) niż zmiennymi typowo psychologicznymi.

Najbardziej uderzające wyniki uzyskano jednak po przeprowadzeiu badań w grupie 99 studentów kierunków przyrodniczych z Uniwersytetu Columbii Brytyjskiej w Vancouver. Zależności stwierdzone w tej grupie miały bowiem pod pewnymi względami zupełnie odwrotny kierunek niż w przypadku kilkuset innych osób badanych.

Podobnie jak w przypadku innych osób badanych, w przypadku studentów kierunków przyrodniczych większej religijności towarzyszyło większe poparcie dla inteligentnego projektu i mniejsze dla teorii ewolucji. Świadomość nieuniknionej śmierci nie wpływała ani na ogólny poziom religijności, ani na deklarowany rodzaj religijności.

Wpływ podwyższonej świadomości nieuniknionej śmierci (MS) na postawy wobec Behego i tzw. teorii inteligentnego projektu oraz postawy wobec Dawkinsa i teorii ewolucji w grupie studentów nauk przyrodniczych na Uniwersytecie Kolumbii Brytyjskiej.

Okazało się jednak, że w przypadku studentów nauk przyrodniczych podwyższony poziom świadomości nieuniknionej śmierci spowodował istotny wzrost sympatii do teorii ewolucji! W dodatku, świadomość przemijalności życia ludzkiego istotnie nasiliła w tej grupie negatywne postawy wobec tzw. teorii inteligentnego projektu.

Wygląda więc na to, że w pewnych warunkach - na przykład w środowisku osób, które są głęboko przywiązane do naturalistycznej wizji świata - świadomość własnej śmiertelności i przemijalności życia ludzkiego może się stać impulsem do silniejszej identyfikacji z wyznawanym naukowym światopoglądem.

Podobny efekt wystąpił w innej grupie 269 studentów (tym razem psychologii), którzy obok fragmentu tekstu autorstwa Behego dostali do czytania - zamiast Dawkinsa - wyjątek z tekstu autorstwa Carla Sagana (1934-1996) , słynnego kosmologa i popularyzatora nauki, w którym wyraża on pogląd, że ludzie sami powinni nadawać sens i znaczenie swojemu istnieniu, co jest możliwe przede wszystkim na drodze poznania czysto naukowego, między innymi poprzez próbę zrozumienia naturalnego pochodzenia życia na Ziemi.

I jak tu nie wierzyć nauce?

Referencje dokumentu: Tracy JL, Hart J, Martens JP (2011) Death and Science: The Existential Underpinnings of Belief in Intelligent Design and Discomfort with Evolution. PLoS ONE 6(3): e17349. doi:10.1371/journal.pone.0017349

Technika
Samoorganizacja i zasolenie pomagają wytwarzać bardzo cienkie warstwy nanocząstek (08-02-2012)

Szkło i półprzewodniki pokryte jednorodną, cienką warstwą nanocząstek znajdują coraz więcej zastosowań. W Instytucie Chemii Fizycznej PAN w Warszawie opracowano dwie metody wytwarzania monowarstw złota - pokryć grubości pojedynczej nanocząstki. W jednej wykorzystano zaskakujące własności roztworów z dużymi stężeniami soli, w drugiej podstawową rolę odgrywa samoorganizacja. Obie metody po raz pierwszy pozwalają wytwarzać jednorodne monowarstwy z dodatnim ładunkiem elektrycznym.

Powierzchnie szklane i krzemowe w kontakcie z wodą mogą spontanicznie generować ujemny ładunek elektryczny. Osadzenie na nich z roztworu bardzo cienkich, a przy tym jednorodnych warstw z dodatnio naładowanych nanocząstek złota wydawało się dotychczas niemożliwe. Nanocząstki grupowały się i zamiast tworzyć jednorodną warstwę, formowały na podłożu liczne skupiska. Aby zmniejszyć zasięg oddziaływań elektrostatycznych między nanocząstkami, chemicy zwykle dodawali do roztworu roboczego soli. Jej ujemne jony częściowo ekranowały nanocząstki i te mogły osadzać się gęściej.

"Rozwiązanie było dalekie od idealnego, bo im więcej dodajemy soli, tym bardziej destabilizujemy cały układ. W rezultacie od pewnego jej stężenia nanocząstki zaczynają wytrącać się z roztworu w postaci agregatów", zauważa doktorantka Katarzyna Winkler z Instytutu Chemii Fizycznej PAN (IChF PAN) w Warszawie. Powszechnie sądzono, że zjawisko to jest przeszkodą nie do pokonania. "My postanowiliśmy sprawdzić, jak zareagują nanocząstki, gdy mimo wszystko będziemy zwiększali zasolenie. I tu spotkała nas niespodzianka", mówi Winkler.

Naukowcy z IChF PAN zauważyli, że w pewnym przedziale dużych stężeń soli roztwór roboczy odzyskuje stabilność i znajdujące się w nim nanocząstki przestają agregować, a jednocześnie wciąż zachowują zdolność oddziaływania z podłożem. "Najprawdopodobniej mamy do czynienia z jakimś efektem elektrostatycznym. Odkrycie jest jednak tak świeże, że dokładna natura zjawiska jeszcze nie została przez nas poznana", komentuje dr hab. Marcin Fiałkowski, prof. IChF PAN.

W drugiej metodzie jednorodnego pokrywania podłoży nanocząstkami podstawową rolę odgrywa samoorganizacja. Nanocząstki złota były najpierw pokrywane tiolami, czyli cząsteczkami typu RSH - zawierającymi podstawnik R oraz grupę zbudowaną z atomu siarki S i wodoru H. W doświadczeniach stosowano tiole hydrofilowe z ładunkiem elektrycznym oraz hydrofobowe bez ładunku. Otoczone tiolami nanocząstki trafiały następnie na powierzchnię wody. "Jeśli odpowiednio dobierzemy proporcje między tiolami z ładunkiem i bez, to nanocząstki znajdujące się na powierzchni wody zaczną zachowywać się jak spławiki. Nie utoną, ale samoczynnie uformują monowarstwę", opisuje dr Volodymyr Sashuk z IChF PAN.

Dr Volodymyr Sashuk z Instytutu Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk
w Warszawie osadza uporządkowaną warstwę nanocząstek złota na płytce
szklanej. (Źródło: IChF PAN, Grzegorz Krzyżewski)
1. Dr Volodymyr Sashuk z Instytutu Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk w Warszawie osadza uporządkowaną warstwę nanocząstek złota na płytce szklanej. (Źródło: IChF PAN, Grzegorz Krzyżewski)

Otrzymaną dzięki samoorganizacji warstwę nanocząstek na powierzchni wody można ścisnąć mechanicznie za pomocą przyrządu nazywanego wagą Langmuira. Ściskanie powoduje, że nanocząstki, nawet gdy są pokryte tiolami o tym samym ładunku, znacznie się do siebie zbliżają. "Teraz aby przenieść tak otrzymaną monowarstwę na podłoże szklane wystarczy skorzystać z metody Langmuira-Blodgett. W tym celu na sterowanym komputerowo wysięgniku umieszczamy płytkę szklaną i powoli zanurzamy ją w wodzie lub wynurzamy z niej. Nanocząstki z warstwy powierzchniowej przyłączają się wtedy do płytki", mówi dr Sashuk.

Ponieważ kierunek przesuwania płytki przez monowarstwę decyduje, którą stroną nanocząstki przyłączą się do szkła, metoda pozwala na wytwarzanie powierzchni hydrofobowych lub hydrofilowych. Co więcej, możliwe jest pokrycie powierzchni szklanych monowarstwami nanocząstek albo o ładunku ujemnym, albo dodatnim - zależnie od potrzeb.

Pierwsza z opisanych metod charakteryzuje się dużą prostotą, jest również bardzo tania. Można ją stosować wtedy, gdy ładunek i uporządkowanie nanocząstek w warstwie nie są istotne. Przepis pozwala na formowanie warstw nie tylko na szkle, ale również na podłożach półprzewodnikowych. W ten sposób można otrzymać np. powierzchnie krzemowe pokryte nanocząstkami złota, które w dalszej obróbce inicjowałyby wzrost nanodrutów. Produkcja warstw nanocząstek poprzez samoorganizację jest bardziej skomplikowana. Otrzymane warstwy charakteryzują się jednak wysokim uporządkowaniem, a ich ładunek elektryczny można precyzyjnie kontrolować.

Medycyna
A jednak sekcja zwłok? (07-02-2012)

Opinia publiczna bywa niechętnie nastawiona do idei sekcji zwłok - perspektywa konieczności poddania badaniu autopsyjnemu zmarłego bliskiego niejednokrotnie spotyka się z gorącymi protestami członków rodziny, zwłaszcza w przypadku ortodoksyjnych grup religijnych, np. muzułmańskich i żydowskich. Jednocześnie brytyjska opinia publiczna jest szczególnie wyczulona na kwestię badań pośmiertnych po głośnym skandalu z końca lat dziewięćdziesiątych, gdy dziennikarze zwrócili uwagę na praktyki nazbyt swobodnego dysponowania przez szpitale pobieranymi ze zwłok podczas sekcji tkankami ("organ retention scandal"). Między innymi zatem to właśnie głosy społeczne przyczyniły się do rozwoju specyficznego pola radiologii - pośmiertnych badań obrazowych, wedle idei których badanie zwłok przy pomocy tomografii komputerowej (TK) czy obrazowanie za pomocą rezonansu magnetycznego (MRI) miałoby zastąpić bezdyskusyjnie inwazyjną klasyczną sekcję zwłok.

WikipediaJakkolwiek część brytyjskich koronerów uznaje dokumentację radiologiczną za wystarczającą w przypadkach nagłych zgonów, pośmiertne badania radiologiczne dotąd nie doczekały się dużych prób oceniających ich rzeczywistą skuteczność diagnostyczną w porównaniu z tradycyjnymi badaniami autopsyjnymi. Problem ten postanowili "wziąć pod lupę" Ian Roberts z całym zespołem brytyjskich naukowców wspierani finansowo przez Policy Research Programme Departamentu Zdrowia. Łącznie przebadano 182 losowe przypadki nagłych zgonów zgłoszonych do urzędów koronera w Oxford i Manchester. W każdym przypadku pełną sekcję zwłok poprzedzono badaniami TK i MRI, każde z badań konsultowało kolejno 2 niezależnych radiologów, przeprowadzono też dodatkowe konsultacje z radiologiami specjalizującymi się w obrazowaniu kardiologicznym i neuroradiologicznym. Poza osobnymi raportami każdego specjalisty, powstawały konsultowane przez nich wspólnie raporty zbiorcze ("consensus reports") osobne dla TK i MRI, w końcu zaś poszczególne opisy były wspólnie oceniane przez wszystkich zaangażowanych specjalistów, co generowało ostateczne podsumowanie radiologiczne (razem w sumie po 11 raportów sporządzanych przez 4 radiologów ogólnych i 4 dodatkowo konsultujących ich radiologów specjalistycznych dla każdych zwłok). Rozpoznanie postawione w ostatecznym podsumowaniu radiologicznym opatrywano następnie odpowiednim, ustalonym wspólnie przez radiologów, "statusem diagnostycznym" - rozpoznanie przyczyny zgonu uznawano za pewne (48%), prawdopodobne (29%), możliwe (16%), niepewne (13%). Raporty pewne uzyskiwały status "sekcja zwłok zbędna". Następnie każde zwłoki poddano badaniu sekcyjnemu. Wyniki badań radiologicznych i patologicznych porównano, oceniając współczynniki rozbieżności pomiędzy przyczyną śmierci postulowaną przez radiologów i tą wykrytą przez patomorfologa (oceniano duże rozbieżności bezpośrednio zmieniające kwalifikację przyczyny zgonu - np. zawał serca versus zatorowość płucna).

Współczynnik rozbieżności pomiędzy ogółem zbiorczych raportów radiologicznych a wynikami sekcji wyniósł 30%, przy czym znacznie wyższy był, gdy rozpatrywano jedynie zbiorcze raporty z badań MRI (43%) niż gdy brano pod uwagę tylko badania TK (32%) - porównanie z raportem patologicznym wypadało zdecydowanie korzystniej dla wyników pozyskanych przy pomocy tomografii komputerowej. Ocena przypadków, które zostały przez radiologów ocenione jako pewne dało nieco korzystniejsze dla badań obrazowych rezultaty - jedynie w 16% diagnoza radiologiczna była nieprawidłowa (w 21% dla samego MRI). Największe różnice notowano dla zgonów z przyczyn sercowo-naczyniowych (uważanych za wiodącą obecnie przyczynę śmierci) - w przypadkach choroby niedokrwiennej serca (wykrytej przez radiologów zaledwie w 14% przypadków), zatorowości płucnej (radiolodzy ogólni nie wychwycili żadnego przypadku spośród 10 zdiagnozowanych ostatecznie, konsultacja z radiologami kardiologicznymi nieco podniosła wykrywalność, dała jednak także wyniki fałszywie dodatnie), zawału jelita. Problemami dla radiologów okazały się też m.in. - paradoksalnie - zapalenie płuc i część nowotworów.

Teoretycznie można by uznać pośmiertne radiologiczne badania obrazowe za dobre badania wstępne, które (gdyby rezygnować z autopsji w przypadkach, gdy radiolodzy uznają interwencję patologów za zbędną, czyli w niemal 50%) mogłyby pomóc zredukować ilość badań autopsyjnych w przypadku diagnoz radiologicznie pewnych. O ile rozbieżności rzędu 16% (zbiorcze raporty z badań TK i MRI powstałe przy współpracy kilku specjalistów) mogą być właściwie uznane za wystarczające ze względów sądowo-lekarskich/urzędowych, tym bardziej że podobne częstości błędów podaje się dla klinicznych świadectw zgonów, trzeba jednak także pamiętać o poważnych zakłóceniach w statystykach przyczyn zgonów utrudniających rzeczywiste szacunki statystyczne i naukowe. Jednocześnie - wziąwszy pod uwagę koszt tak samych procedur radiologicznych, jak i pracy specjalistów zatrudnianych przy ich ocenie (wyniki wypadały gorzej, gdy oceniano raporty jednostkowe, nie zbiorcze - rozbieżności pomiędzy specjalistami sięgały niekiedy powyżej 20%), warto by w przyszłości ktoś pokusił się o przeprowadzenie analizy kosztów ewentualnej redukcji liczby badań inwazyjnych.

Ostateczne wyniki pracy przemawiają na korzyść badań autopsyjnych, choć autorzy przypominają, że istotna jest rzetelność ich przeprowadzenia - w części ośrodków niestety nie zawsze pobiera się i przechowuje materiał tkankowy do ewentualnych późniejszych konsultacji, nie zawsze przeprowadza się też pełną sekcję zwłok (z otwieraniem jamy czaszki chociażby), a to właśnie może niejednokrotnie przesądzać o ostatecznej przewadze tej procedury.

Raport brytyjskich naukowców przedstawia istotne fakty dotyczące diagnostyki pośmiertnej. Pozostaje jednak pytanie - czy fakty wygrają z oczekiwaniami społecznymi i religijnymi.

Źródło: Post-mortem imaging as an alternative to autopsy in the diagnosis of adult deaths: a validation study, Ian S D Roberts, Rachel E Benamore, Emyr W Benbow, Stephen H Lee, Jonathan N Harris, Alan Jackson, Susan Mallett, Tufail Patankar, Charles Peebles, Carl Roobottom, Zoe C Traill, The Lancet, Volume 379, Issue 9811, Pages 136 - 142, 14 January 2012, Lancet2011; doi:10.1016/S0140-6736(11)61483-9

Ewolucja
Zdolność do współpracy wyewoluowała dzięki sieciom społecznym? (06-02-2012)

Sieci powiązań społecznych, z jakimi mamy do czynienia we współczesnych rozwiniętych społeczeństwach, począwszy od małych sieci powiązań rodzinnych i przyjaźni, a skończywszy na całych państwach, oparte są na zdolności ludzi do współpracy: jednostki wspomagają grupę, aby w zamian otrzymać z jej strony potrzebną im pomoc. Najnowsze badania wskazują, że nasi wcześni przodkowie tworzyli sieci powiązań społecznych, które były uderzająco podobne do tych, z jakimi współcześnie spotykamy się w rozwiniętych społeczeństwach.

Ludzie są zdolni do podejmowania współpracy na wielu płaszczyznach. Dzielimy się żywnością i innymi zasobami z naszymi przyjaciółmi i rodziną, płacimy podatki, powołujemy siły zbrojne do ochrony naszych współobywateli. W związku z tym naukowcy chcieli ustalić, jak możliwe było osiągnięcie podobnego poziomu współpracy w toku ewolucji, ponieważ - jak się wydaje - udostępnianie swoich zasobów innym może przecież prowadzić do obniżenia własnych szans na przetrwanie.

W celu przyjrzenia się bliżej temu zagadnieniu zespół kierowany przez dr Nicholasa Christakisa z Uniwersytetu Harvarda podjął badania nad współpracą społeczną w pierwotnych społeczeństwach myśliwych i zbieraczy, których styl życia jest uważany za zbliżony do stylu życia dawnych przodków człowieka. Badania zostały przeprowadzone wśród afrykańskiego ludu Hadza, w tradycyjnym społeczeństwie łowców-zbieraczy, bytujących w oddalonych od cywilizacji regionach Tanzanii. Naukowcy przebadali sieci powiązań społecznych, wiążące 205 dorosłych Hadza przebywających w 17 różnych obozowiskach. Wyniki badań, współfinansowanych przez amerykańskie Narodowe Instytuty Zdrowia, zostały opublikowane na łamach "Nature" w dniu 26 stycznia 2012.

Obozowiska ludu Hadza często ulegają reorganizacji, a Hadza często przemieszczają się między nimi. Naukowcy poprosili uczestników badań o wymienienie osób, które chcieliby spotkać w swoim kolejnym obozowisku. W ten sposób zidentyfikowano sieć obozowych znajomości. Naukowcy następnie dali każdej osobie badanej 3 porcje miodu (naturalny miód zamknięty w plastikowej lub foliowej słomce) i poprosili, aby podarowała ona miód 2 lub 3 kolejnym osobom. W ten sposób powstała sieć prezentów.

Analizując te 2 sieci, naukowcy odkryli, że sieci powiązań społecznych występujące u ludu Hadza pod wieloma względami przypominają sieci powiązań społecznych, z jakimi mamy do czynienia we współczesnych rozwiniętych społeczeństwach. Na przykład, przyjaźnie wyraźnie słabną wraz ze wzrostem odległości geograficznej, ludzie pozostają blisko związani ze swoimi genetycznymi krewnymi, a przyjaciele mają skłonność do wzajemnego nazywania siebie przyjaciółmi. Podobnie jak w nowoczesnych społeczeństwach, członkowie ludu Hadza tworzą grupy przyjaciół i znajomych, których członkowie są do siebie podobni pod względem cech fizycznych, takich jak wiek, waga i wzrost.

W celu zbadania współpracy wśród ludu Hadza, naukowcy stworzyli specjalną grę o dobro wspólne. Każdy uczestnik gry otrzymał 4 porcje miodu - uczestnicy mogli je zatrzymać dla siebie lub przekazać grupie. Każda porcja miodu, która trafiała do wspólnej puli, była premiowana trzema dodatkowymi porcjami. Na koniec gry powstała w ten sposób pula zostawała rozdzielona po równo między wszystkich członków grupy.

Wyniki gry o dobro wspólne okazały się uderzające. Chociaż wzorce współpracy znacznie różniły się między poszczególnymi grupami, funkcjonującymi w granicach obozowiska, to cechowały się jednocześnie stosunkowo małym zróżnicowaniem w obrębie grup. Ogólnie rzecz biorąc, Hadza preferujący współpracę chętniej utrzymywali znajomości z innymi Hadza o podobnych cechach, a Hadza, którzy wykazywali niechęć do współpracy, byli bardziej skłonni przyjaźnić się z innymi Hadza równie niechętnymi do współpracy.

Naukowcy wskazują na dwa możliwe sposoby, dzięki którym grupy mogą osiągnąć pewien określony poziom współpracy: jednostki skłonne do współpracy wybierają na towarzyszy inne jednostki gotowe do współpracy lub też presja społeczna wymusza podporządkowanie się jednostek interesowi grupowemu. Niezależnie od mechanizmu, wyniki badań wskazują, że ewolucja zdolności do współpracy w przypadku wczesnych przodków człowieka pozostaje związana z funkcjonowaniem sieci powiązań społecznych.

"Zaskakujące jest to, że pradawne ludzkie sieci społeczne tak bardzo przypominają to, co obserwujemy współcześnie - zaznacza Christakis. - "Od chwili gdy obozowaliśmy przy ogniskach i nauczyliśmy się używać słów unoszących się w powietrzu, do dnia dzisiejszego, gdy przez eter płyną cyfrowe pakiety danych, zawsze tworzyliśmy sieci o zasadniczo takim samym charakterze".

[tłum. /oprac. C. O. Reless na podstawie: NIH RESEARCH MATTERS]

Referencje dokumentu: Coren L. Apicella, Frank W. Marlowe, James H. Fowler & Nicholas A. Christakis, 'Social networks and cooperation in hunter-gatherers', Nature 481, 497-501 (26 January 2012), doi:10.1038/nature10736

Por. także.: Jerry Coyne, 'Czy potrzebujemy doboru grupowego do wyjaśnienia ludzkiej współpracy?'

Zdrowie
Roślinne suplementy diety w centrum uwagi (06-02-2012)

Naturalna żywność to nie zawsze to samo co bezpieczna żywność. Finansowani ze środków unijnych naukowcy odkryli, że związki chemiczne występujące w niektórych substancjach i preparatach pochodzenia roślinnego, takich jak suplementy diety, mogą mieć szkodliwy wpływ na zdrowie. Badania, których wyniki zostały zaprezentowane w czasopiśmie Food and Nutrition Sciences, zostały dofinansowane z projektu PLANTLIBRA (Roślinne suplementy diety - ocena poziomu spożycia, korzyści i zagrożeń), który uzyskał wsparcie w wysokości 6 mln EUR z tematu "Żywność, rolnictwo, rybołówstwo i biotechnologia" (KBBE) Siódmego Programu Ramowego (7PR).

W toku wcześniejszych badań odkryto, że alkenylobenzeny przyczyniają się do wyższej zapadalności zwierząt na raka wątroby. W ramach najnowszych badań naukowcy z Uniwersytetu w Wageningen w Holandii i Università degli Studi di Milano we Włoszech stwierdzili, że zawartość tych związków chemicznych w wielu roślinnych suplementach diety jest tak niska, że nie stwarza powodów do obaw. Aczkolwiek w sprzedaży są obecnie pewne roślinne suplementy diety, które zawierają alkenylobenzeny w stężeniu porównywalnym do tego, które zwiększa liczbę przypadków nowotworów w testach eksperymentalnych. Naukowcy sugerują, że należy poprawić nadzór i kontrolę jakości w związku z roślinnymi suplementami diety zawierającymi alkenylobenzeny.

Wielu Europejczyków stosuje substancje i preparaty pochodzenia roślinnego, takie jak suplementy diety. Naukowcy stwierdzili, że rynek tego typu produktów rośnie. Aby lepiej poznać problem bezpieczeństwa roślinnych suplementów diety wykorzystywanych w UE, naukowcy wyselekcjonowali i przeanalizowali 30 związków chemicznych pochodzenia roślinnego w roślinnych suplementach diety, które potencjalnie mogą zrujnować zdrowie człowieka. Główny nacisk położono na ustalenie, jak te związki chemiczne wpływają na materiał genetyczny i czy są kancerogenne.

Większość z nich należy do grupy alkenylobenzenów lub alkaloidów pirolizydynowych. Przedstawiciele instytucji nadzorczych dostrzegają wpływ tych związków chemicznych na zdrowie człowieka. W związku z tym zastosowanie substancji pochodzenia roślinnego zawierających alkaloidy pirolizydynowe jest zakazane w większości państw członkowskich UE, aby chronić zdrowie obywateli. Estragole alkenylobenzenów, metyloeugenol, safrol czy beta-azaron jako aromaty w żywności są również zakazane w UE, ale nie wprowadzono jeszcze ograniczeń, co do obecności alkenylobenzenów w roślinnych suplementach diety.

Zespół przeanalizował rozmaite roślinne suplementy diety z zawartością bazylii, kopru włoskiego, gałki muszkatołowej, sasafrasa, cynamonu czy kłącza tataraku lub ich olejków eterycznych, jako głównego składnika. Zdaniem naukowców niektóre z tych produktów zwierają stosunkowo wysokie stężenia alkenylobenzenów. Sugerują, że zastosowanie tego typu roślinnych suplementów diety może wpływać na zdrowie człowieka, dodając, że istotne znaczenie ma wdrożenie działań z zakresu zarządzania ryzykiem.

Naukowcy wskazują, że podczas gdy nieodzowne są dalsze badania, potrzebny jest lepszy nadzór i kontrola jakości roślinnych suplementów diety zawierających alkenylobenzeny.

© Unia Europejska 2005 - 2012

Źródło: CORDIS

Referencje dokumentu: Van den Berg, S. et al., 'Levels of Genotoxic and Carcinogenic Compounds in Plant Food Supplements and Associated Risk Assessment', Food and Nutrition Sciences, Vol. 2, No 9, 2011, pp. 989-1010.

Psychologia
Ziewanie? Rodzinnie zaraźliwe (06-02-2012)

Choroby to nie jedyna rzecz, która może być zaraźliwa - jest jeszcze ziewanie. Podczas gdy większość z nas od dawna dostrzegała to zjawisko, po części z powodu padania jego "ofiarą", to nikomu nie udało się wyjaśnić naukowo tej zagadki... do tej pory. Naukowcy z Włoch przedstawili pierwszy dowód behawioralny na to, że ziewanie to szybko i często pojawiające się zjawisko wśród osób bliskich sobie emocjonalnie, takich jak przyjaciele czy członkowie rodziny. Wyniki ich badań zostały opublikowane w czasopiśmie PLoS ONE.

Naukowcy z Muzeum Historii Naturalnej przy Uniwersytecie w Pizie i z Instytutu Nauk i Technologii Kognitywnych Włoskiej Rady Krajowej ds. Badań Naukowych (ISTC-CNR) we Włoszech twierdzą, że zaraźliwość ziewania jest objawem emocjonalnego "zarażenia". Ich zdaniem spontaniczne ziewanie, nie wywoływane przez inne ziewnięcia, wyewoluowało już w tym samym czasie co ryby ościste, które liczą sobie ponad 200 mln lat.

"W zależności od danej grupy zwierząt, ziewnięcie może oznaczać stres, znudzenie lub oznakę zmiany aktywności, na przykład po przebudzeniu się lub przed położeniem się spać" - wyjaśnia Elisabetta Palagi z CNR-ISTC, współautorka raportu z badań. "Zaraźliwe ziewanie to całkowicie odmienne i bardziej 'współczesne' zjawisko, pojawiające się jak dotąd jedynie wśród pawianów dżelada, szympansów i ludzi. Postawiono również hipotezę, że dotyczy zwierząt o wysokich zdolnościach kognitywnych i afektywnych, takich jak psy. W przypadku ludzi, ziewanie często może być wywołane przez inne ziewnięcie mające miejsce w ciągu ostatnich pięciu minut."

Na potrzeby badań naukowcy pozyskali informacje od ponad 100 osób dorosłych z Włoch i Madagaskaru, obejmujące okres ponad 12 miesięcy. Dane obejmowały ponad 400 "ziewających par" różnej narodowości i o różnym stopniu zażyłości: obcy, znajomi, przyjaciele i krewni. Zespół obserwował ludzi w rozmaitych, naturalnych sytuacjach, w tym w pociągu, w pracy i w czasie posiłków.

"Energiczna analiza statystyczna oparta na linearnych modelach mieszanych... wykazała, że na występowanie zaraźliwości i jej częstotliwość (czy i jak często występuje) nie mają wpływu różnice w kontekście społecznym czy trybie postrzegania" - stwierdził autor naczelny dr Ivan Norscia z Uniwersytetu w Pizie. "To, co wydaje się mieć największy wpływ na zaraźliwość, to jakość relacji, która łączy ziewającego i 'ziewanego'. Tak naprawdę bardziej prawdopodobne jest, że dana osoba 'odziewnie', jeżeli ziewający jest bliską osobą. Badania ujawniły szczególną tendencję: wskaźnik zaraźliwości jest najwyższy w reakcji na krewnego, następnie na przyjaciół, po czym na znajomych i na końcu na obcych. Podobnie opóźnienie reakcji (utajnienie) - ile upływa czasu do reakcji na czyjeś ziewnięcie - jest krótsze w przypadku przyjaciół, krewnych i znajomych niż obcych osób."

Wypowiadając się na temat odkryć, Elisabetta Visalberghi z CNR-ISTC stwierdziła: "Wyniki badań znajdują potwierdzenie w kilku wskazówkach neurobiologicznych z wcześniejszych raportów. Raporty te wykazały, że niektóre obszary mózgu aktywowane w czasie postrzegania ziewania nakładają się z obszarami zaangażowanymi w przetwarzanie emocjonalne."

© Unia Europejska 2005 - 2012

Źródło: CORDIS

Referencje dokumentu: Norscia, I. and Palagi, E., 'Yawn Contagion and Empathy in Homo sapiens', PLoS ONE, 2011; 6 (12): e28472. DOI: 10.1371/journal.pone.0028472

Różności
Kreacjonizm dopuszczony do szkół w stanie Indiana? (05-02-2012)

W Ameryce znowu głośno na temat kreacjonizmu, tym razem za sprawą głosowania w Senacie Stanowym Indiany, w którym większość senatorów opowiedziała się za zezwoleniem szkołom nauczania "różych teorii powstawania życia", włączając tych głoszonych przez chrześcijaństwo, judaizm czy scjentologię (The Scientist). Była to i tak zmodyfikowana wersja ustawy, która w swej oryginalnej wersji zakładała nauczania tylko "nauk kreacjonistycznych" - teraz uwzględniono również zapatrywania innych religii (The Scientist).

Wszystko to miało miejsce pomimo apeli zarówno naukowców, jak i duchownych, aby oddzielać pole nauki od religii (NWI Times). Jeden z senatorów głosujących za przyjęciem ustawy, Scott Schneider, argumentował w The Republic: "Czego się obawiamy? Zezwolenia na posiadanie przez studentów dodatkowej opcji w przeciwieństwie do ograniczania ich horyzontów?". Wydaje się, że niewiele przejmowano się faktem, że żadna z hipotez kreacjonistycznych nie jest naukowa, a nawet jeśli wysuwa jakkolwiek testowalne twierdzenia (jak w przypadku "nieredukowalnej złożoności" Behego, Wikipedia), to są one błędne.

Niemniej, nim ustawa zostanie ostatecznie przyjęta, musi być jeszcze zatwierdzona przez Izbę Reprezentantów oraz przez gubernatora Mitcha Danielsa. Jeśli nawet do tego dojdzie, szkoły nie bedą miały nakazu nauczania teorii kreacjonistycznych, ale jeśli się na to zdecydują, to będą miały takie prawo. Tak więc stan Indiana nie wystosuje oficjalnych programów nauczania uwzględniających kreacjonizm, ale pozostanie to w gestii samych szkół.

Różności
Koniec z brytyjskimi studiami z medycyny alternatywnej (05-02-2012)

Nie wszystkim wiadomo, że w 1992 roku istniało w Wielkiej Brytani 66 uniwersytetów oferujacych studia uzupełniające w medycynie alternatywnej (homeopatia, refleksjologia, aromaterapia, akupunktura, etc.). Miało to miejsce między innymi za sprawą księcia Walii, który slynął ze swojego wsparcia dla niekonwencjonalnych sposobów leczenia. Jednak już w 2007 roku liczba ta spadła do niewiele ponad 40 kierunków związanych z medycyną alternatywną kończących się licencjatem, a od tamtego czasu liczba dostępnych kierunków tego typu zmalała do raptem 20 i ciągle spada. Obecnie większość z pozostałych kursów podlega ewaluacji i jest prawdopodobne, że również zostanie wkrótce zamknięta, jak donosi The Telegraph.

sxc.huJest to skutek dwojakiego rodzaju działań - z jednej strony przez niedawną podwyżkę czesnego na uczelniach angielskich, studenci, którzy już decydują się na studia, najczęściej wybierają tradycyjne kierunki, takie jak fizyka czy biologia. Z drugiej strony, od 2007 roku nasiliły się naciski ze strony naukowców i lekarzy, by zaprzestać finansowania kierunków medycznych nie mających żadnego poparcia empirycznego (non-evidence-based forms of medicine) z pieniędzy podatników. Jednym z głównych prowodyrów tych akcji jest David Colquhoun, professor farmakologii przy UCL (University College of London), który podsumowuje: "Uniwersytety prowadzą szokujące zajęcia, które sugerują, że ametyst emituje dużo 'energii yin' (The Telegraph).

Można więc narzekać, że takie kierunki były w ogóle nauczane na brytyjskich uniwersytetach, ale wiele wskazuje na to, że Brytyjczycy umieją sobie wziąć taką lekcję do serca i zmienić coś na lepsze.

[Źródło: http://www.telegraph.co.uk/education/universityeducation/degree-courses/8989183/Lie-back-and-relax-reflexology-and-aromatherapy-degrees-are-dropped.ht] Dodał(a): Katarzyna Kulma

 

Ekologia
Badania unijne wskazują na poważne zagrożenie genetyki roślin arktycznych przez zmiany klimatu (02-02-2012)

Zespół austriackich, francuskich i norweskich naukowców odkrył w toku nowych, finansowanych ze środków unijnych badań, że temperatury rosnące w następstwie zmian klimatu będą mieć różnicujące konsekwencje genetyczne w ramach jednego, arktycznego gatunku roślin. Istnieje nadzieja, że te nowe wyniki przyczynią się do ukierunkowania przyszłych działań podejmowanych na rzecz ochrony przyrody w regionie i pomogą naukowcom wskazać gatunki, które priorytetowo należy objąć ochroną.

Podczas gdy naukowcy spodziewają się, że większość gatunków roślinnych utraci część swojego obecnego siedliska na skutek zmian klimatu, wyniki nowych badań pokazują, że w ramach danego gatunku nie wszystkie rośliny doświadczą tych samych konsekwencji genetycznych.

Badania, których wyniki zostały opublikowane w czasopiśmie Proceedings of the Royal Society B, uzyskały dofinansowanie z projektu ECOCHANGE (Wyzwania w ocenie i prognozowaniu bioróżnorodności oraz zmian ekosystemów w Europie), który otrzymał 6.999.998 EUR z budżetu Szóstego Programu Ramowego (6PR) UE.

Wraz z upływem czasu, zmiany klimatu będą coraz silniej oddziaływać na różnorodność biologiczną, a najmocniej w Arktyce i środowiskach alpejskich, które są narażone na najbardziej ekstremalną postać tych zmian. Dlatego tak istotne znaczenie ma badanie skutków genetycznych, jakie wywiera ocieplanie się klimatu na bioróżnorodność. Zespół przeanalizował 10.000 próbek 27 gatunków roślin z Arktyki i niektórych środowisk alpejskich w Europie Środkowej.

Chociaż istnieje mnóstwo wcześniejszych badań, które skupiały się na poznawaniu wpływu zmian klimatu na różnorodność biologiczną, niewiele z nich uwzględniało zmienność genetyczną w ramach konkretnych gatunków, koncentrując się raczej na gatunku jako całości. Wyniki wskazują, że gatunek, który wykorzystuje wiatr i ptaki do rozsiewania swoich nasion utraci mniej różnorodności genetycznej w cieplejszym klimacie niż taki, który ma bardzo ograniczone rozsiewanie nasion.

Autorka naczelna raportu z badań, Inger Greve Alsos z Centrum Uniwersyteckiego na Svalbardzie w Norwegii, mówi: "W ramach tych badań po raz pierwszy użyto danych empirycznych do oszacowania utraty różnorodności genetycznej z powodu utraty siedliska przez kilka gatunków roślin w różnych scenariuszach klimatycznych. Zmienność genetyczna ma kluczowe znaczenie w adaptowaniu się gatunku do zmieniającego się klimatu. Jeżeli gatunek o ograniczonym rozsiewaniu nasion wyginie na danym obszarze, oznacza to, że doświadczy jako całość nieodwracalnej utraty różnorodności genetycznej."

Jednym z przykładów jest jaskier lodnikowy (Ranunculus glacialis). Gatunek ten rośnie wyłącznie na szczytach gór i ma mały przepływ genów między populacjami, stąd realna obawa, że utraci dużą część swojej różnorodności genetycznej w cieplejszym klimacie. Z drugiej strony brzoza karłowata (Betula nana) lepiej przystosuje się do cieplejszego klimatu, gdyż ten gatunek rozsiewa swoje nasiona za pomocą wiatru i ma długi cykl życia, który może wynieść nawet ponad 100 lat. Brzoza karłowata nie musi się zbytnio martwić, gdyż zachodzi wystarczający przepływ genów między populacjami.

Postać rozwojowa gatunku ma również istotne znaczenie. Drzewa i krzewy są zwykle wyższe i żyją dłużej niż trawy, a także sprawniej rozsiewają i zachowują swoje geny niż większość gatunków traw. Niektóre gatunki, których siedliska mogą skurczyć się o 80%, nadal zachowają jednak ponad 90% swojej różnorodności genetycznej. Inne gatunki mogą utracić tylko połowę swojej różnorodności genetycznej, jeżeli ich siedlisko zmniejszy się o 65%.

Wiele zaawansowanych podejść opartych na modelowaniu wykorzystano do tej pory do oceny wpływu zmian klimatu na bioróżnorodność i ekosystemy. Pośród tych ocen znajdują się zaawansowane scenariusze społeczno-ekonomiczne i projekcje wydajności rozmieszczenia gatunków, zbiorowisk i biomów oraz funkcjonowania ekosystemów.

Aczkolwiek podejścia te mają swoje ograniczenia. Po pierwsze, wiedza i dane na temat rozmieszczenia gatunków w przeszłości nadal jest cząstkowa, niemniej niezbędna do testowania ich w przeszłości przed prognozowaniem w przyszłości. Potrzebujemy wiarygodnych szacunków tempa migracji gatunków na duże odległości, aby ocenić, czy będą w stanie dotrzymać kroku szybkim zmianom globalnym. Ponadto niektóre kluczowe założenia modeli, takie jak stabilność niszowa w czasie i/lub przestrzeni, nie zostały poddane gruntownym testom. Naukowcy są również przekonani, że potrzebujemy wiarygodniejszych szacunków niewiadomych w przewidywaniach modeli.

Nadrzędnym celem projektu ECOCHANGE, który rozpoczął się w 2007 r. i ma być realizowany do marca 2012 r., jest usunięcie tych ograniczeń poprzez włączenie różnych podejść opartych na modelowaniu, które są obecnie wykorzystywane (oparte na niszy, dynamice, rozsiewaniu itd.) oraz opracowanie wydajnych metodologii do oceny niewiadomych związanych z tymi przewidywaniami.

Referencje dokumentu: Alsos, I.G., et al. (2012) 'Genetic consequences of climate change for northern plants', Proceedings of the Royal Society B. DOI: 10.1098/rspb.2011:2363.

Źródło: Cordis, UE

Astronomia
Rewolucja w heliosferze (31-01-2012)

Amerykańska sonda kosmiczna IBEX mierzy strumienie neutralnych atomów napływające w okolice Ziemi z przestrzeni międzygwiazdowej. W analizie danych uczestniczy zespół z Centrum Badań Kosmicznych PAN w Warszawie. Wyniki otrzymane przez polskich naukowców sugerują, że bliskie otoczenie Układu Słonecznego wygląda inaczej niż przypuszczano.

Wizualizacja komputerowa przedstawiająca sondę IBEX na orbicie wokółziemskiej. (Źródło: NASA, The IBEX Team)
1. Wizualizacja komputerowa przedstawiająca sondę IBEX na orbicie wokółziemskiej. (Źródło: NASA, The IBEX Team)

Słońce w swej podróży przez Galaktykę przechodzi od czasu do czasu przez obłoki materii międzygwiazdowej. Wiatr słoneczny tworzy wtedy w lokalnym obłoku wielki, wydłużony bąbel - heliosferę. Należąca do NASA sonda IBEX od trzech lat rejestruje atomy z obłoku międzygwiazdowego napływające do wnętrza heliosfery. "Najnowsze obserwacje strumienia helu zmuszają nas do istotnej zmiany wyobrażeń o kształcie heliosfery, procesach zachodzących na jej styku z lokalnym obłokiem międzygwiazdowym, jak i o samym obłoku", mówi dr hab. Maciej Bzowski, kierownik grupy z Centrum Badań Kosmicznych PAN (CBK PAN), która uczestniczy w pracach zespołu sondy IBEX.

Gdy obojętne atomy z obłoku międzygwiazdowego trafiają w okolice Słońca, mogą ulec jonizacji poprzez oddziaływanie z fotonami emitowanymi przez naszą gwiazdę. Jako jony zaczynają odczuwać obecność pola magnetycznego w wietrze słonecznym i są przezeń wynoszone z powrotem do obłoku lokalnego. "Fotojonizacja powoduje, że mierzony przez nas strumień atomów jest słabszy od pierwotnego. Wiemy także, że wolne atomy mają większą szansę na jonizację. Zatem w okolicach Ziemi proporcje między atomami wolnymi a szybkimi także będą zaburzone", wyjaśnia Bzowski.

Rozkład wysokoenergetycznych atomów neutralnych na niebie wskazuje na istnienie na granicy heliosfery struktury przypominającej pierścień. Obraz we współrzędnych galaktycznych. (Źródło: NASA, The IBEX Team)
2. Rozkład wysokoenergetycznych atomów neutralnych na niebie wskazuje na istnienie na granicy heliosfery struktury przypominającej pierścień. Obraz we współrzędnych galaktycznych. (Źródło: NASA, The IBEX Team)

Aby oszacować wielkość zaburzeń w pierwotnym strumieniu atomów, w CBK PAN starannie przebadano zmiany tempa fotojonizacji w ostatnich kilkudziesięciu latach. "Modele fotojonizacji zbudowaliśmy dzięki pomiarom promieniowania ultrafioletowego Słońca zgromadzonym przez wiele sond kosmicznych. Najwcześniejsze dane pochodzą z lat 60. ubiegłego wieku", mówi doktorantka Justyna Sokół z CBK PAN. Obróbka danych wymagała precyzyjnego uwzględnienia różnych charakterystyk i metod kalibracji wielu instrumentów.

Sporej uwagi wymagało uwzględnienie efektów związanych z orientacją w przestrzeni samej sondy. Konstruktorzy sondy wskutek ograniczeń finansowych musieli zrezygnować z urządzeń zapewniających precyzyjny pomiar orientacji osi wirowania satelity. "Dla nas wszystkich to poważny problem. Instrumenty pokładowe rejestrują atomy nadlatujące z przestrzeni międzygwiazdowej, ale musimy przecież dokładnie wiedzieć, w którą stronę przyrządy patrzyły w chwili dokonania pomiaru", opisuje dr inż. Marek Hłond z CBK PAN.

W CBK PAN powstał program symulacyjny do analizy czasów przechodzenia jasnych gwiazd przez nierównoległe szczeliny jednego z urządzeń nawigacyjnych. "Dzięki zestawieniu z pozycjami gwiazd w katalogach astronomicznych, dane z przyrządu nawigacyjnego pozwalają nam wyznaczać kierunek osi obrotu sondy z dokładnością lepszą niż dwie dziesiąte stopnia", mówi dr Hłond.

Po ustaleniu pola widzenia detektorów, naukowcy z CBK PAN skupili się na danych z instrumentu IBEX-Lo dotyczących atomów helu o niskiej energii (poruszających się z prędkościami około 50 km/s). Pojawienie się sygnału pochodzącego od helu przewidywano na określony dzień w roku. W rzeczywistości sygnał wystąpił wyraźnie wcześniej niż wynikało z dotychczasowych modeli. "Odkryliśmy, że odpowiedzialność za inny rozkład neutralnego helu na orbicie Ziemi ponoszą międzygwiazdowe jony helu. Gdy na granicy heliosfery atom helu spotyka się z jonem helu, może mu przekazać elektron. Zjonizowany hel staje się wtedy znów neutralny, ale jego ruch jest inny i dlatego przylatuje do nas w innym miejscu ziemskiej orbity", opisuje Bzowski.

W kolejnym kroku za pomocą symulacji numerycznych wyznaczono kierunek i szybkość napływu atomów helu międzygwiazdowego do Układu Słonecznego. Wyniki okazały się różne od dotychczas przyjmowanych o cztery stopnie i cztery kilometry na sekundę. "Zmiana nie wydaje się duża, niesie jednak istotne implikacje", mówi doktorantka Marzena Kubiak z CBK PAN, która wyznaczyła nowy kierunek i szybkość napływu helu. Dowiedzieliśmy się dzięki temu, w którym z dwóch najbliższych obłoków materii międzygwiazdowej Słońce naprawdę jest zanurzone.

Co więcej, dzięki różnicy w kierunkach napływu atomów helu i wodoru można ocenić kierunek pola magnetycznego w przestrzeni międzygwiazdowej wokół Układu Słonecznego. Po uwzględnieniu nowych danych kierunek zewnętrznego pola magnetycznego powinien zmienić się aż o 20 stopni. Ale czy na pewno? "Będziemy to wiedzieli, gdy dokładnie przeanalizujemy wcześniejszy, niespodziewany fragment sygnału, tzw. wtórną populację helową", mówi Bzowski. "Gdy ustalimy, skąd ona płynie, będziemy mieli niezależny pomiar asymetrii heliosfery, zapewne wywołanej polem magnetycznym".

W 2009 roku dane z instrumentu IBEX-Hi ujawniły obecność na niebie Wstęgi - gigantycznej struktury w kształcie łuku utworzonego przez strumienie atomów neutralnych. Hipotezy tłumaczące istnienie Wstęgi odwoływały się dotychczas do zjawisk związanych z polem magnetycznym na granicy heliosfery lub w jej pobliżu. Uwiarygodniał je fakt, że kierunek zewnętrznego pola magnetycznego zdawał się wskazywać na środek Wstęgi.

Słońce w swej wędrówce wokół galaktycznego centrum znajduje się obecnie wewnątrz Lokalnego Obłoku Międzygwiazdowego o temperaturze 6-7 tys. kelwinów. Lokalny Obłok jest zanurzony w dużym Lokalnym Bąblu o temperaturze ok. miliona kelwinów. Energetyczne atomy neutralne (ENA) powstają na granicy Lokalnego Obłoku. Jeśli Słońce znajduje się bardzo blisko granicy Obłoku, a jej powierzchnia jest płaska lub wygięta w stronę naszej gwiazdy, wówczas obserwowana przez satelitę IBEX Wstęga jest efektem o naturze geometrycznej - patrząc stycznie do wypukłej granicy obserwujemy więcej atomów ENA niż w przypadku obserwacji w kierunku prostopadłym. (Źródło: CBK PAN/Tentaris/Maciej Frołow)
3. Słońce w swej wędrówce wokół galaktycznego centrum znajduje się obecnie wewnątrz Lokalnego Obłoku Międzygwiazdowego o temperaturze 6-7 tys. kelwinów. Lokalny Obłok jest zanurzony w dużym Lokalnym Bąblu o temperaturze ok. miliona kelwinów. Energetyczne atomy neutralne (ENA) powstają na granicy Lokalnego Obłoku. Jeśli Słońce znajduje się bardzo blisko granicy Obłoku, a jej powierzchnia jest płaska lub wygięta w stronę naszej gwiazdy, wówczas obserwowana przez satelitę IBEX Wstęga jest efektem o naturze geometrycznej - patrząc stycznie do wypukłej granicy obserwujemy więcej atomów ENA niż w przypadku obserwacji w kierunku prostopadłym. (Źródło: CBK PAN/Tentaris/Maciej Frołow)

Obecne wyniki wzmacniają inną hipotezę, zaproponowaną przez prof. dr. hab. Stanisława Grzędzielskiego z CBK PAN. Zgodnie z nią, energetyczne atomy neutralne tworzące Wstęgę powstają poza heliosferą, a Wstęga jest efektem geometrycznym wynikającym z położenia Układu Słonecznego w pobliżu granicy obłoku lokalnego i hipotetycznego gorącego obłoku międzygwiazdowego.

"Wygląda na to, że teoretykom zajmującym się globalnymi modelami heliosfery dostarczyliśmy zajęcia na długie lata", podsumowuje z satysfakcją Bzowski.

Badania naukowców z CBK PAN sfinansowano dzięki grantom Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego. Najnowsze wyniki prac całego zespołu sondy IBEX, w tym grupy polskiej, właśnie opublikowano w serii sześciu artykułów w prestiżowym czasopiśmie naukowym "Astrophysical Journal Supplement Series".

Centrum Badań Kosmicznych (CBK) to interdyscyplinarny instytut naukowy Polskiej Akademii Nauk. Utworzony w 1976 roku, prowadzi za pomocą eksperymentów kosmicznych badania w zakresie fizyki bliskiej przestrzeni kosmicznej, w tym badania Słońca, planet i małych ciał Układu Słonecznego oraz geodynamiki i geodezji planetarnej, a także prace badawczo-rozwojowe w zakresie technologii satelitarnych i technik kosmicznych dla badań Ziemi. CBK brało udział w najbardziej prestiżowych międzynarodowych misjach kosmicznych: CASSINI (badania Saturna i jego księżyca, Tytana), INTEGRAL (kosmiczne laboratorium wysokich energii), MARS EXPRESS (orbiter marsjański) czy ROSETTA (misja do komety). W Centrum zbudowano ok. 50 przyrządów, które zostały wyniesione w przestrzeń kosmiczną na pokładach satelitów i sond międzyplanetarnych.

Badania prowadzone przez CBK pozwoliły zbudować lokalny model jonosfery nad Europą, zapewniający dokładne prognozy heliogeofizyczne dla krajowych służb telekomunikacyjnych oraz międzynarodowego systemu ISES. Dzięki wykorzystaniu nawigacji satelitarnej GPS, w CBK opracowano jednorodną sieć powierzchniową Polski i związano ją z europejskim fundamentalnym układem geodezyjnym EUREF, stworzono Polską Atomową Skalę Czasu o wysokim stopniu stabilności i uruchomiono stację monitorującą systemu nawigacji satelitarnej EGNOS. Prace w innych dziedzinach pozwoliły poznać m.in. mechanizmy: wydzielania energii w koronie Słońca; oddziaływania wiatru słonecznego z plazmą lokalnego ośrodka międzygwiazdowego i składową neutralną materii międzygwiazdowej w heliosferze; wzbudzania i propagacji fal plazmowych; kształtowania środowiska plazmowego komety Halleya. Skonstruowany w CBK globalny obraz elektromagnetycznego otoczenia Ziemi pozwolił odkryć jego antropogenne uwarunkowania. W Centrum powstał również jeden z najbardziej wszechstronnych systemów obliczeń orbitalnych małych ciał Układu Słonecznego, umożliwiający m.in. badanie stopnia zagrożenia Ziemi przez te obiekty.

IBEX to niskobudżetowa sonda zbudowana w ramach programu Small Explorers prowadzonego przez należący do NASA ośrodek Goddard Space Flight Center w Greenbelt. Przyrząd powstał w Southwest Research Institute w San Antonio w Teksasie. W zespole zarządzającym misją znajdują się naukowcy amerykańscy i zagraniczni.


Archiwum (starsze -> nowsze) [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10]
[11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20]
[21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30]
[31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40]
[41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50]
[51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60]
[61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70]
[71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80]
[81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90]
[91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100]
:
 
 :
 
  OpenID
 Załóż sobie konto..
Wyszukaj

Wprowadzenie
Indeks artykułów
Książka: Racjonalista
Napisz do nas
Newsletter
Promocja Racjonalisty

Racjonalista w Facebooku
[ Regulamin publikacji ] [ Bannery ] [ Mapa portalu ] [ Reklama ] [ Sklep ] [ Zarejestruj się ] [ Kontakt ]
Racjonalista © Copyright 2000-2018 (e-mail: redakcja | administrator)
Fundacja Wolnej Myśli, konto bankowe 101140 2017 0000 4002 1048 6365