Nauka

Ostatnimi czasy zaintrygował mnie temat UFO w USA. Obama w popularnym talk show przyznał, że mają nagrania UFO i że są one autentyczne (https://www.youtube.com/watch?v=xp6Ph5iTIgc). Jedyny problem jest taki, że nie potrafią w żaden sposób wytłumaczyć zachowania tych obiektów. Przy okazji przyznali się że mają ponad 120 nagrań, z czego na jednym z nich obiekt wisiał w powietrzu koło 12 godzin! Podejrzewam że mogli wtedy zebrać dość sporo danych o tym. (https://www.nytimes.com/2021/06/03/us/politics/ufos-sighting-alien-spacecraft-pentagon.html). Są przypuszczenia że kraje typu Rosja czy Chiny mogły wynaleźć taką technologię. Są one jednak dość mało prawdopodobne, aczkolwiek nie niemożliwe. Są też opinie takie, że to USA chce zatuszować swoją technologię wypierając się tego. Te obiekty są widywane od dość dawna, i ciężko sobie wyobrazić że 20 lat temu jakiemuś krajowi udało się dokonać takiego postępu. Jak chcecie dalszych aktualizacji (a będą) to kliknijcie w piorunka

Myślenie jak ośmiornica.

___________________

Wpis jest tłumaczeniem artykułu "Thinking Like An Octopus" / LOUIS PROYECT / 04-06-2021 / https://www.counterpunch.org/2021/06/04/thinking-like-an-octopus/

foto. DaugaardDK, Flickr, CC

___________________

Nieco ponad pięć lat temu, ośmiornica Inky stała się bohaterem ludowym z powodu swojej ucieczki z nowozelandzkiego akwarium. Po przecisnięciu się przez wąską szczelinę w swoim zbiorniku, przeczołgał się przez podłogę i znalazł otwór do długiej na 164 stopy rury spustowej, która prowadziła do oceanu. Tak bardzo jak podobał mi się film oparty na "The Shawshank Redemption" Stephena Kinga, którego punktem kulminacyjnym jest brawurowa ucieczka Tima Robbina z więzienia, tak bardzo chciałbym, aby utalentowany zespół animatorów, taki jak ten, który stworzył "Jak wytresować smoka", mógł opowiedzieć historię Inky'ego.

W tym czasie, zrobiłem sobie mentalną notatkę, aby dowiedzieć się o ośmiornicach. Od czasu, kiedy przeczytałem o Inky, zainteresowanie tymi stworzeniami wzrosło dramatycznie, a tegoroczny Oscar za film dokumentalny trafił do "My Octopus Teacher". Prawie każdy, kto spędza czas na oglądaniu filmów o ośmiornicach na YouTube, lub idąc dalej i czytając książki o nich, będzie uderzony zarówno ich inteligencją, jak i nieprzejrzystością.

W tym artykule omówimy bestseller Sy Montgomery "The Soul of an Octopus: A Surprising Exploration into the Wonder of Consciousness" i Petera Godfrey-Smitha "Other Minds: The Octopus, the Sea, and the Deep Origins of Consciousness". Będzie też recenzja "My Octopus Teacher". Pomimo obecności słowa "świadomość" w obu tytułach, istnieją między nimi ogromne różnice. Montgomery skupia się na wzajemnych relacjach między ludźmi a ośmiornicami, które mają miejsce w akwariach, takich jak to, z którego uciekł Inky, podczas gdy Godfrey-Smith stosuje neuronaukę i darwinizm do stworzenia, które pozornie przeciwstawia się temu, co te dyscypliny uważają za święte. W każdej z tych książek odkryjecie, że obaj autorzy darzą ośmiornicę taką miłością, jaką inni autorzy darzyli szympansa czy wilka. Ja, oczywiście, odnoszę się do Jane Goodall i Farley Mowat odpowiednio.

Kiedy byłem młody, nie było zbyt wiele miłości do ośmiornicy, zwłaszcza w filmach hollywoodzkich. W ekranizacji "20.000 mil podmorskiej żeglugi" Juliusza Verne'a, Kirk Douglas walczy z ośmiornicą (lub może kałamarnicą), która próbuje przytłoczyć i zniszczyć "Nautilus" kapitana Nemo, łódź podwodną, która jest na misji taranowania i zatapiania statków przewożących amunicję. Tak się składa, że statek Nemo nosi imię innego głowonoga. Nautilus, który Godfrey-Smith analizuje bardzo szczegółowo, ma zarówno macki jak ośmiornica, jak i muszlę. Setki milionów lat temu podobne stworzenie uznało, że porzucenie muszli pozwoli mu lepiej przystosować się do podwodnego otoczenia, nawet jeśli straci część ochrony. Jako bezkręgowiec, ośmiornica zrekompensowała sobie tę stratę, rozwijając mózg, który może konkurować z innymi "inteligentnymi" zwierzętami, takimi jak pies czy papuga. Jednak ośmiornica osiągnęła ten poziom inteligencji 270 milionów lat temu, podczas gdy inne zwierzęta z jej ligi stały się mądrzejsze wiele milionów lat później. W rzeczywistości, ośmiornica stała się najmądrzejszym dzieckiem w bloku podczas epoki kambryjskiej, która poprzedziła dinozaury epoki mezozoicznej.

Jako ogólne wprowadzenie do ośmiornic, Sy Montgomery może być zalecane, ale naprawdę nie zasługuje na entuzjastyczne recenzje, które przekształciły go w bestseller. Pomimo imienia, Montgomery jest autorką, która napisała 26 książek, głównie o dzikiej przyrodzie, w tym 15 dla dzieci. Wspomniany wcześniej Farley Mowat złożył jej hołd: "Sy Montgomery ma wgląd w Innych, którego zazdrości jej każdy pisarz przyrodniczy na tym kontynencie. Ja nie jestem wyjątkiem. Jej relacje o innych formach życia, przejrzyste, emocjonalnie wymowne i zawsze trafiające w sedno, nie mają sobie równych."

Jej książka jest zbudowana jako spotkania z ośmiornicami w New England Aquarium i innych ośrodkach badawczych. W pierwszym rozdziale, spotykamy Athenę - czterdziesto funtową samicę ośmiornicy olbrzymiej z Oceanu Spokojnego, ich naturalnego środowiska, która zaprzyjaźnia się z Montgomery, i oferuje jej zapoznanie, jak gdyby uścisnąć rękę z osobą, którą właśnie się spotkało. Na szczęście dla niej, Athena była otwarta. Biorąc pod uwagę jej zdolność do podnoszenia 35 funtów jednym ze swoich większych ssaków, mogłaby z łatwością wciągnąć autorkę do zbiornika, gdyby sie wystraszyła.

Jak można naprawdę zrozumieć intencje ośmiornicy? Montgomery opowiada się po obu stronach tego pytania. Cytuje Ludwiga Wittgensteina, który powiedział: "Gdyby lew mógł mówić, nie zrozumielibyśmy go" i dodaje, że w przypadku ośmiornicy możliwość nieporozumienia jest znacznie zwiększona. W całej książce widać tendencję do czynienia swoich obiektów bardziej zrozumiałymi, nawet jeśli kosztem ich antropomorfizacji. Opisuje, jak Atena reaguje na karmienie przez Billa Wilsona, ośmiornicowego "zaklinacza ośmiornic" w akwarium.

Kiedy Atena skończy jeść swoją rybę, bawi się delikatnie rękami i przedramionami Wilsona. Od czasu do czasu wąsowaty czubek ramienia zawija się do łokcia, ale niemal leniwie; przeważnie jej ramiona obracają się bez ciężaru w wodzie, a jej przyssawki delikatnie całują jego skórę. Ze mną, wcześniej, jej ssanie było odkrywcze, natarczywe. Ale z Wilsonem jest całkowicie zrelaksowana. Kiedy patrzę na dotykających się nawzajem mężczyznę i ośmiornicę, przypominają mi oni szczęśliwą starszą parę, od wielu lat pozostającą w kochającym się małżeństwie, czule trzymającą się za ręce.

Takie metafory przenikają "The Soul of an Octopus: A Surprising Exploration into the Wonder of Consciousness" i sprawiają, że czyta się ją przyjemniej niż bardziej podręcznikowe podejście. Ostatecznie tytuł można by bez złych intencji zmienić na "Dusza ośmiornicy i przyrodnik, który ją pokochał". Próba wydobycia sensu z bezkręgowca, który pod względem inteligencji rywalizuje z pudlem, byłaby wyzwaniem dla każdego autora. Jeśli jesteście w stanie zaakceptować pisarską potrzebę antropomorfizacji gatunku liczącego sobie 270 milionów lat, otrzymacie również wiele solidnych informacji o stworzeniu, które może przetrwać nasze niegodziwe drogi przez kolejne 270 milionów lat od teraz.

Peter Godfrey-Smith "Other Minds: The Octopus, the Sea, and the Deep Origins of Consciousness" to próba wyjścia poza ostrzeżenie Wittgensteina o gadających lwach. Nie chodzi o to, że próbuje opisać, co sprawia, że ośmiornica jest jak pudel, ale co oznacza inteligencja dla stworzenia, które podążało wyraźnie inną ścieżką ewolucyjną.

Znaczna część książki jest próbą przemyślenia darwinowskiej ewolucji poprzez metaforę odwróconego drzewa. Jeśli życie zaczęło się w oceanie od ślepych i bezmózgich organizmów jednokomórkowych, które dryfowały miliard lat temu, to istniały dwie odrębne gałęzie, które ostatecznie stworzyły podwaliny pod dzisiejsze życie na Ziemi.

W jego drzewie genealogicznym można znaleźć ośmiornice zgrupowane z bardziej prymitywnymi formami życia, takimi jak meduza, mimo że ich mózg dorównuje wielkością i inteligencją wielu ssakom, które należą do znacznie bardziej zaawansowanej gałęzi ewolucji. Godfrey-Smith wyjaśnia, jak to się stało, że coś zbliżonego do robaka historycznie na drzewie ewolucyjnym skończyło z inteligencją znacznie bardziej zbliżoną do delfinów. Niektóre owady i pająki angażują się w bardzo złożone zachowania, zwłaszcza społeczne, ale wciąż mają małe systemy nerwowe. Tak właśnie jest w tej gałęzi - z wyjątkiem głowonogów. Stanowią one podgrupę w obrębie mięczaków, są więc spokrewnione z małżami i ślimakami, ale wykształciły duże układy nerwowe i zdolność do zachowywania się w sposób bardzo odmienny od innych bezkręgowców. Dokonały tego na zupełnie odrębnej ścieżce ewolucyjnej niż nasza.

Głowonogi są wyspą złożoności umysłowej w morzu zwierząt bezkręgowych. Ponieważ nasz najnowszy wspólny przodek był tak prosty i znajdował się tak daleko wstecz, głowonogi są niezależnym eksperymentem w ewolucji dużych mózgów i złożonych zachowań. Jeśli uda nam się nawiązać kontakt z głowonogami jako istotami czującymi, to nie z powodu wspólnej historii, nie z powodu pokrewieństwa, ale dlatego, że ewolucja zbudowała umysły dwukrotnie. Jest to prawdopodobnie najbliższe spotkanie z inteligentnym obcym.

Ponadto, jeśli inteligencja jest związana z ilością neuronów w mózgach stworzeń, należy zwrócić uwagę na to, jak są one rozmieszczone w ciele ośmiornicy. Większość z nich znajduje się nie w jej głowie, lecz w ramionach. Każda macka ma ich miliony, których używa do pomocy w znalezieniu pożywienia, ale bez bezpośrednich wskazówek wizualnych, które towarzyszą ścieżce oko-mózg. Dla ośmiornicy istnieją zwykłe eksperymenty, które mierzą IQ okazu laboratoryjnego, takie jak znalezienie przez szczury najkrótszej drogi do jedzenia w labiryncie lub wyzwanie szympansa, by umieścić okrągły kołek w okrągłej dziurze, itp. Godfrey-Smith argumentuje, że o wiele lepiej jest postrzegać inteligencję ośmiornicy w kategoriach jej zdolności do reprodukcji w oceanie. Jednym z przykładów jest to, jak ta ośmiornica nosi przy sobie łupiny orzecha kokosowego, które mogą się przydać w odpieraniu ukąszenia rekina.

Biorąc pod uwagę fakt, że ośmiornica radziła sobie całkiem nieźle w swoim rodzimym środowisku przez ponad 270 milionów lat, nie ma wątpliwości, że ma przynajmniej bardzo duży spryt uliczny.

Aby naprawdę zrozumieć inteligencję ośmiornicy, najlepiej obejrzeć film "My Octopus Teacher" na Netflixie. Pokazuje on, jak mogą one wchodzić w interakcje z ludźmi bez potrzeby antropomorfizowania ich. Pokazuje też, jak potrafią "wymyślać" rozwiązania problemów, które napotykają na dnie oceanu.

Film opowiada o "związku", jaki zawiązał się między południowoafrykańskim dokumentalistą a ośmiornicą, na którą natknął się w podwodnym lesie kelp niedaleko swojego domu nad oceanem. W przeciwieństwie do większości filmów o interakcji człowiek-zwierzę, ten jest wolny od Disneyowskich kalek i będzie bardzo interesujący zarówno dla dzieci i maniaków. To jest przypomnienie, że aby ci mackowaci obcy przetrwali, muszą mieć optymalne wsparcie środowiskowe, takie jak las kelp, które Craig Foster ma nadzieję chronić poprzez jego fundację Sea Change Project.

Podczas jednej z jego wycieczek nurkowych (bez zbiornika, który jak się okazało utrudniał mu filmowanie) w lesie kelp, zauważył dziwny obiekt, który zdawał się nawet zastanawiać pływające w pobliżu ryby. Okazało się, że jest to stos muszli, które w jakiś sposób zostały zcementowane, jak gdyby były namagnesowane. Następnie widzimy, jak muszle zapadają się, tylko po to, aby ujawnić ośmiornicę, która zebrała je wokół swojego ciała, jak łupiny orzecha kokosowego, o którym mowa powyżej. To właśnie ta ośmiornica stała się jego nauczycielem, co oznaczało uwrażliwienie go na Innego.

Od tej pory Foster codziennie szukał ośmiornicy (samicy należącej do gatunku octopus vulgaris). Przyzwyczaiwszy się do jego obecności, stworzenie w końcu zdecydowało się wyciągnąć do niego mackę, jakby chciało powiedzieć "miło cię poznać". Jego zażyłość ze stworzeniem pozwoliła mu uzyskać uderzające zbliżenia, na których zmienia kolory, chodzi na dwóch mackach jak człowiek na spacerze i wyrastają jej rogi. Stale zmienia kształty, w pewnym momencie przypominając skałę poruszającą się samodzielnie po dnie oceanu. Znajomość z Fosterem pozwala jej w końcu podczepić się do jego ręki, gdy ten wypływa na powierzchnię.

W pierwszej godzinie filmu dokumentalnego, widzimy spryt ośmiornicy. Aby uniknąć lokalnego rekina - porodermy, ośmiornica owija się w kelp, ale utrzymuje otwartą szczelinę, aby mieć oko na rekina. Gdy rekin zbliża się do niej, szybko wypływa na powierzchnię i znajduje schronienie na brzegu. Oczywiście, w pewnym momencie musi wrócić do wody i rozprawić się z drapieżnikiem. Kiedy to robi, zbiera kilkanaście pustych muszli i owija je wokół ciała, tak jak zrobiła to z kelpem. Wygląda tak samo, jak podczas pierwszego spotkania z Fosterem. W materiale filmowym, który praktycznie definiuje inteligencję ośmiornicy, widać ją wciąż zamkniętą w muszlach, jadącą na grzbiecie rekina jak na koniu.

Choć polecam książki Montgomery'ego i Godfrey-Smitha, nie mogą one zbliżyć się do zapierających dech w piersiach ujęć z filmu dokumentalnego, w których rekin zostaje przechytrzony. Ryby mają średnio około 50 000 neuronów, podczas gdy ośmiornica ma ich około 250 milionów. Tymczasem homo sapiens ma ich ponad 80 miliardów. Oczywiście, jesteśmy "mądrzejsi" od ośmiornicy, mimo że to, co robimy z planetą, jest równie głupie jak meduza.

W 2002 roku BBC wyprodukowało spekulacyjny film dokumentalny oparty na założeniu, że planeta Ziemia stała się niezdatna do zamieszkania, a homo sapiens wyginął. Seria przedstawia naszą planetę od pięciu do dwustu milionów lat w przyszłości, kiedy nowe gatunki ewoluują, by rządzić światem. Jednym z nich jest squibbon, który jest arborealnym, wysoce inteligentnym, ośmiornicopodobnym stworzeniem, które ma społeczeństwo znacznie bardziej inteligentne niż nasze własne. Fandomowy artykuł o tej wyimaginowanej bestii opisuje jej kulturę. Społeczeństwo squibbonów wykazuje inteligencję bliższą inteligencji ludzi niż cokolwiek, co wyewoluowało od okresu czwartorzędu ery kenozoicznej. Podczas gdy zdolność posługiwania się narzędziami i działania we wspólnocie odzwierciedla inteligencję idealnie dostosowaną do życia w Północnym Lesie, może się okazać, że zmieniające się środowisko zachęci do rozwoju jeszcze większego wyrafinowania. Być może inteligencja typu rozumującego wyewoluuje ponownie.

Nie miałbym nic przeciwko temu, gdyby taka była nasza przyszłość. Zależy mi jedynie na tym, by jakaś żywa istota mogła zachować przy życiu to, co najlepsze w kulturze homo sapiens: Miles Davisa, Charlesa Bukowskiego, Akirę Kurosawę i innych. Może dzięki swoim ośmiu mackom będą w stanie słuchać, czytać i oglądać ich wszystkich naraz. To musi być lepsze niż Tucker Carlson, w każdym dniu tygodnia. Oczywiście, najlepszą rzeczą ze wszystkich byłoby obalenie społeczeństwa klasowego i stworzenie takiego, które dąży do zachowania wszystkich żywych istot przez miliard lat, które nam pozostały do czasu, gdy nasza planeta umrze z przyczyn naturalnych, a nie z powodu kapitalistycznego idiotyzmu.

___________________

Dołącz do grupy Nauka - to społeczność dla wszystkich zainteresowanych nauką, jej zdobyczami, rozwojem, sukcesami i porażkami; dla głodnych wiedzy i sprawdzonych informacji!

https://www.hejto.pl/spolecznosc/nauka

Obserwuj też wartościowe tagi #qualitycontent #nauka oraz @arcy

Czy możemy zatrzymać czas?

___________________

Wpis jest tłumaczeniem artykułu "Can we stop time?" / Adam Mann / 05-06-2021 / https://www.livescience.com/can-time-stop.html

foto. CurlyDeea, CC

___________________

Nieubłagany marsz czasu może być źródłem niepokoju. Któż z nas nie marzył czasem o tym, by móc zatrzymać się w szczęśliwej chwili lub nawet zapobiec odejściu ukochanej osoby.

Raz na jakiś czas w książce science-fiction, filmie lub programie telewizyjnym pojawiają się postacie, które potrafią zrobić to, czego wszyscy pragniemy: Zatrzymać czas.

Ale czy coś takiego jest możliwe? Odpowiedź na to pytanie wymaga głębokiego nurkowania w najdalsze zakątki fizyki, filozofii i ludzkiej percepcji.

Po pierwsze, musimy zdefiniować czas. "Dla fizyka nie jest on aż tak tajemniczy" - powiedział Live Science Sean Carroll, fizyk teoretyczny z California Institute of Technology. "Czas jest tylko etykietą na różnych częściach wszechświata. Mówi nam, kiedy coś się dzieje".

Wiele równań fizyki nie rozróżnia przeszłości, teraźniejszości i przyszłości - dodaje Carroll. Jednym z miejsc, w którym pojawia się czas, jest teoria względności Alberta Einsteina. Zgodnie z teorią Einsteina, czas jest mierzony przez zegary. Ponieważ części zegara muszą poruszać się w przestrzeni, czas zostaje splątany z przestrzenią w większą koncepcję znaną jako czasoprzestrzeń, która stanowi podstawę wszechświata.

Względność pokazała, że czas może stać się bardzo dziwny w zależności od tego, jak szybko obserwator porusza się względem innego obserwatora. Jeśli wyślesz osobę z zegarem na statek kosmiczny z prędkością bliską prędkości światła, czas będzie dla niej płynął wolniej niż dla nieruchomego przyjaciela pozostawionego na Ziemi. A astronauta wpadający do czarnej dziury, której ogromna grawitacja może wypaczyć czas, również może wydawać się spowolniony w stosunku do odległego obserwatora.

Ale tak naprawdę nie jest to sposób na zatrzymanie czasu, powiedział Carroll. Dwa zegary mogą się nie zgadzać w teorii względności, ale każdy z nich nadal będzie rejestrował zwykły upływ czasu w swoim własnym układzie odniesienia.

Gdybyś zbliżał się do czarnej dziury, "nie zauważyłbyś niczego innego" - powiedział Carroll. "Spojrzałbyś na swój zegarek na rękę, a on mijałby z prędkością jednej sekundy na sekundę".

Dla niego mówienie o zatrzymaniu czasu nie ma większego sensu. Wiemy, że samochód się porusza, ponieważ w różnych momentach czasu znajduje się w innym miejscu w przestrzeni, powiedział. "Ruch jest zmianą w odniesieniu do czasu, więc czas sam w sobie nie może się poruszać". Innymi słowy, gdyby czas się zatrzymał, cały ruch również by się zatrzymał.

Podczas gdy sci-fi czasami dawało nam protagonistów, którzy mogą wstrzymać czas dla wszystkich innych, takie sytuacje rodzą wiele pytań. "Czy powstrzymujesz powietrze przed ruchem?" zapytał Carroll. "Bo jeśli tak, to jesteś uwięziony przez powietrze".

Zatrzymująca czas postać prawdopodobnie nie byłaby też w stanie nic zobaczyć, dodał, ponieważ promienie światła nie docierałyby już do ich gałek ocznych. "Nie ma tak naprawdę żadnego spójnego scenariusza, w którym czas się zatrzymuje".

Tyle jeśli chodzi o fizykę. Ale czas to coś więcej niż tylko coś odczytywanego na zegarze. To także uczucie, które mamy w naszych głowach i ciałach, a także naturalne rytmy świata. Jednak w tych przypadkach czas może stać się czymś, co podlega osobistym kaprysom.

"Myślenie o subiektywnym wrażeniu czasu staje się interesujące" - powiedział serwisowi Live Science Craig Callender, filozof specjalizujący się w zagadnieniach czasu na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Diego.

Opisał on dobrze znaną iluzję psychologiczną zwaną "chronostazą", w której osoba umieszcza zegar na skraju pola widzenia, a następnie przez chwilę wpatruje się w coś innego. Spojrzenie z powrotem na zegarek i skupienie się na wskazówce sekundowej sprawi, że zegarek zrobi pauzę, (może to być dziwaczny sposób na zapewnienie sobie rozrywki podczas piątej lekcji matematyki w szkole średniej). "Druga wskazówka zdecydowanie zawiśnie na trochę", powiedział Callender. "Możesz sprawić, że czas wydaje się jakby zamarł".

Iluzja ma związek z drobnymi ruchami gałek ocznych zwanymi sakkadami, w których twoje gałki oczne szybko mkną tam i z powrotem, aby nieustannie brać pod uwagę otoczenie. Aby zapobiec widzeniu chaotycznej plamy, twój mózg faktycznie edytuje to, co widzi w czasie rzeczywistym i tworzy wrażenie ciągłego pola widzenia, powiedział Callender.

Powstaje więc pytanie, jaki jest związek między naszym postrzeganiem czasu a czasem, o którym mówią fizycy? Callender napisał kilka książek, które próbują zbadać związek między tymi dwoma zjawiskami, i jak dotąd nie ma zgody co do ostatecznej odpowiedzi.

Jeśli chodzi o ostateczny przepływ czasu, Callender opowiada się za obrazem, "w którym nic nie płynie, ale płynie historia o nas samych".

A co sądzi na temat możliwości zatrzymania czasu? "Jeśli pomyślimy o naszym subiektywnym poczuciu czasu, to możemy zatrzymać jego porcje za pomocą chronostazy" - powiedział Callender. "Ale to prawdopodobnie najbliższe zatrzymaniu czasu, co możemy zrobić".

___________________

Dołącz do grupy Nauka - to społeczność dla wszystkich zainteresowanych nauką, jej zdobyczami, rozwojem, sukcesami i porażkami; dla głodnych wiedzy i sprawdzonych informacji!

https://www.hejto.pl/spolecznosc/nauka

Obserwuj też wartościowe tagi #qualitycontent #nauka oraz @arcy

Wyhodowane w laboratorium mini serca zaczynają bić jak prawdziwe.

___________________

Wpis jest tłumaczeniem artykułu "CARDIOIDS – HEARTBEAT, HEARTBREAK AND RECOVERY IN A DISH" / 20-05-2021 / https://www.oeaw.ac.at/imba/research-highlights/news/cardioids-heartbeat-heartbreak-and-recovery-in-a-dish

Badnie:

Hofbauer P, Jahnel SM, Papai N, et al., “Cardioids reveal self-organizing principles of human cardiogenesis”, Cell, 2021. DOI: 10.1016/j.cell.2021.04.034

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(21)00537-7

foto. Jacobs School of Engineering, UC San Diego, CC

___________________

Samoorganizujące się organoidy sercowe opracowane w IMBA - Instytucie Biotechnologii Molekularnej Austriackiej Akademii Nauk - są również skutecznymi modelami urazów i chorób wrodzonych in vitro. Te "kardioidy" mogą zrewolucjonizować badania nad zaburzeniami sercowo-naczyniowymi i wadami rozwojowymi serca. Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie Cell.

Każdego roku z powodu chorób układu krążenia umiera około 18 milionów ludzi, co czyni je główną przyczyną zgonów na świecie. Co więcej, najczęściej występujące wady wrodzone u dzieci dotyczą serca. Obecnie głównym utrudnieniem w zrozumieniu wad ludzkiego serca i opracowaniu terapii regeneracyjnych jest brak ludzkich modeli fizjologicznych serca.

Grupa badawcza Sashy Mendjana stworzyła w IMBA kardioidy - ludzkie samoorganizujące się organoidy sercowe, które odtwarzają architekturę liniową komory serca. Mendjan wyjaśnia: "Kardioidy to ważny kamień milowy. Naszą zasadą przewodnią jest to, że aby tkanka in vitro była w pełni fizjologiczna, musi również przejść organogenezę. Udało nam się to osiągnąć, wykorzystując rozwojowe zasady samoorganizacji - co sprawia, że jest to tak ekscytujące odkrycie".

Podczas rozwoju komora serca wyłania się z warstwy zarodkowej mezodermy. Badacze stworzyli w ten sposób warunki sygnalizacji mezodermalnej in vivo-podobne, kierując pluripotencjalnymi komórkami macierzystymi. "Co zadziwiające, doprowadziło to do samoorganizacji struktury przypominającej komorę serca, która biła. Po raz pierwszy mogliśmy zaobserwować coś takiego w naczyniu. Jest to prosty, wytrzymały i skalowalny model, który nie wymaga dodawania egzogennej macierzy zewnątrzkomórkowej, jak wiele innych modeli organoidów" - wyjaśnia Sasha Mendjan. Oprócz bijącej warstwy mięśnia sercowego, funkcjonalne serce zawiera również wewnętrzną wyściółkę śródbłonkową, która później przyczynia się do budowy naczyń krwionośnych serca, oraz zewnętrzną warstwę nasierdzia, która kieruje wzrostem i regeneracją serca. Kardioidy odtwarzają tę trójwarstwową strukturę, kształtując strukturę przypominającą komorę serca.

Naukowcy ustalili, w jaki sposób czynniki sygnalizacyjne i transkrypcyjne kontrolują formowanie się komory serca. Na przykład, zespół był w stanie fenokopować dramatyczny ubytek komory obserwowany u dzieci z zespołem niedorozwoju lewego serca w kardioidach poprzez zaburzenie czynnika transkrypcyjnego związanego z tym defektem. Badacze oceniali również wpływ krioinfekcji (urazu przez zamrożenie), techniki imitującej zawał serca, na kardioidy. Po raz pierwszy w naczyniu, zespół odkrył, że ten uraz wyzwala in vivo-podobne nagromadzenie białek macierzy zewnątrzkomórkowej w kardioidach, wczesny znak rozpoznawczy zarówno regeneracji jak i choroby zwłóknieniowej serca.

Dziedzina samoorganizujących się organoidów zrewolucjonizowała badania biomedyczne w ciągu ostatniej dekady. Jednak serce było ostatnim głównym narządem wewnętrznym, w którym brakowało takiego modelu fizjologicznego, zdolnego do odtworzenia procesów rozwojowych i reakcji na uraz. "Kardioidy niosą ze sobą niesamowity potencjał w odkrywaniu ludzkich wad wrodzonych serca. Ponieważ system ten jest fizjologiczny i skalowalny, otwiera to ogromne możliwości w zakresie odkrywania leków i medycyny regeneracyjnej" - mówi Sasha Mendjan.

Technologia opracowana w IMBA doprowadziła do powstania HeartBeat.bio, nowego spin-offu IMBA, którego celem jest opracowanie wysokowydajnej platformy do badań przesiewowych 3D w kierunku niewydolności serca i kardiomiopatii - https://heartbeat.bio/

IMBA - Instytut Biotechnologii Molekularnej - jest jednym z wiodących instytutów badań biomedycznych w Europie, skupiającym się na najnowocześniejszych technologiach komórek macierzystych, genomice funkcjonalnej i biologii RNA. IMBA znajduje się w wiedeńskim BioCenter, tętniącym życiem skupisku uniwersytetów, instytutów badawczych i firm biotechnologicznych w Austrii. IMBA jest spółką zależną Austriackiej Akademii Nauk, wiodącego krajowego sponsora pozauniwersyteckich badań akademickich. Badania nad komórkami macierzystymi i organoidami prowadzone w IMBA są finansowane przez Austriackie Federalne Ministerstwo Nauki oraz miasto Wiedeń.

___________________

Dołącz do grupy Nauka - to społeczność dla wszystkich zainteresowanych nauką, jej zdobyczami, rozwojem, sukcesami i porażkami; dla głodnych wiedzy i sprawdzonych informacji!

https://www.hejto.pl/spolecznosc/nauka

Obserwuj też wartościowe tagi #qualitycontent #nauka oraz @arcy

Naukowcy odkryli, że mały chip umieszczony pod skórą może pomóc przewidzieć prawdopodobieństwo wystąpienia drugiego udaru mózgu.

___________________

Wpis jest tłumaczeniem artykułu "Chipping in to detect stroke" / Tracy Hampton / 02-06-2021 / https://news.harvard.edu/gazette/story/2021/06/a-small-chip-under-the-skin-may-predict-second-stroke/?utm_medium=Feed&utm_source=Syndication

___________________

W przypadku pacjentów, którzy doświadczyli pewnych typowych rodzajów udaru, mały chip umieszczony pod skórą może pomóc lekarzom przewidzieć prawdopodobieństwo wystąpienia u nich kolejnego udaru, a tym samym prawdopodobieństwo skorzystania z terapii zapobiegawczej. Wyniki pochodzą z badania klinicznego opublikowanego w Journal of the American Medical Association i prowadzonego przez badaczy z powiązanego z Harvardem Massachusetts General Hospital (MGH) i Northwestern University Feinberg School of Medicine.

Każdego roku w Stanach Zjednoczonych dochodzi do około 800 000 udarów mózgu, z czego aż jedna czwarta występuje u osób, które doświadczyły wcześniejszego udaru. Badacze poszukują sposobów identyfikacji pacjentów, u których istnieje prawdopodobieństwo ponownego wystąpienia udaru, ponieważ osoby te mogą być kandydatami do przyjmowania pewnych leków, takich jak leki rozrzedzające krew. Jedną z grup pacjentów, u których występuje zwiększone ryzyko nawrotu udaru, są osoby z migotaniem przedsionków - nieregularnym i często szybkim rytmem serca - które często pozostaje niewykryte i nieleczone (Nieregularne bicie serca może prowadzić do gromadzenia się krwi w sercu, co może powodować tworzenie się skrzepów i ich transport do mózgu).

Ostatnie badania wykazały, że mały chip umieszczony pod skórą może monitorować rytm i częstość akcji serca oraz pomóc lekarzom w wykrywaniu migotania przedsionków u pacjentów, którzy wcześniej doświadczyli tzw. udaru kryptogennego, czyli takiego, którego przyczyny nie udało się ustalić pomimo dokładnych badań pacjenta. Obecnie badacze przetestowali chip - o długości mniejszej niż 1¾ cala i grubości 1/6 cala, nazywany wkładanym monitorem serca - u pacjentów, którzy doświadczyli udaru spowodowanego zwężeniem dużej tętnicy, takiej jak tętnica szyjna, lub zablokowaniem małej tętnicy głęboko w mózgu, gdzie migotanie przedsionków byłoby nieoczekiwane.

W badaniu Stroke of Known Cause and Underlying Atrial Fibrillation (STROKE AF) 492 pacjentów zostało poddanych randomizacji i przeszło 12-miesięczną obserwację po otrzymaniu albo wszczepianego monitora serca w ciągu 10 dni od wystąpienia udaru, albo zwykłej opieki polegającej na zewnętrznym monitorowaniu serca za pomocą elektrokardiogramu lub innych metod śledzenia.

Chip wykrył migotanie przedsionków u 12,1 procent pacjentów, w porównaniu do 1,8 procent wykrytych przez zwykłą opiekę. Zespół zauważył, że epizody migotania przedsionków nie były krótkie, a większość z nich trwała co najmniej godzinę. Większość ekspertów ds. udaru mózgu zaleciłaby, aby pacjenci z takim stopniem migotania przedsionków zaczęli przyjmować leki rozrzedzające krew, aby zapobiec przyszłemu udarowi.

"Stwierdziliśmy, że znaczna mniejszość pacjentów z udarem, o którym nie sądzono, że jest związany z migotaniem przedsionków, w rzeczywistości ma migotanie przedsionków, ale możemy je wykryć tylko za pomocą wszczepialnego monitora" - mówi główny autor Richard A. Bernstein, profesor neurologii na Northwestern University Feinberg School of Medicine.

Starszy autor Lee H. Schwamm, C. Miller Fisher Chair of Vascular Neurology w MGH: "Na podstawie wyników badania uważamy, że pacjenci z udarem, którzy są podobni do tych z badania STROKE AF Trial, powinni być obecnie poddawani długoterminowemu monitorowaniu serca za pomocą wszczepialnego monitora serca w celu identyfikacji niepodejrzewanego migotania przedsionków."

Schwamm zauważa, że na każdych ośmiu monitorowanych pacjentów, klinicyści mogliby oczekiwać wykrycia migotania przedsionków u jednego z nich w ciągu pierwszego roku. "To mogłoby radykalnie zmienić zalecenia dotyczące leczenia przez ich lekarza" - mówi.

Kolejne kroki w tym badaniu obejmują identyfikację czynników pacjenta, które przewidują rozwój migotania przedsionków oraz czas trwania i zakres arytmii. Prowadzone są dodatkowe badania w celu lepszego zrozumienia związku cichego migotania przedsionków z nawracającymi udarami wszystkich typów.

Schwamm jest profesorem neurologii w Harvard Medical School i wiceprezesem Virtual Care w Mass General Brigham. Współautorami są Hooman Kamel z Weill Cornell Medicine w Nowym Jorku; Christopher B. Granger i Jonathan P. Piccini z Duke University Medical Center; Pramod P. Sethi z Cone Health Stroke Center i Guilford Neurologic Research Associates w Greensboro w Północnej Karolinie; Jeffrey M. Katz z North Shore University Hospital w Manhasset w Nowym Jorku; oraz Carola Alfaro Vives, Paul D. Ziegler i Noreli C. Franco z firmy Medtronic.

___________________

Dołącz do grupy Nauka - to społeczność dla wszystkich zainteresowanych nauką, jej zdobyczami, rozwojem, sukcesami i porażkami; dla głodnych wiedzy i sprawdzonych informacji!

https://www.hejto.pl/spolecznosc/nauka

Obserwuj też wartościowe tagi #qualitycontent #nauka oraz @arcy

Wszystko, co chcesz wiedzieć o suplementach diety - Kasia Gandor

Czym są, jak działają, dlaczego wydajemy na nie ogromne pieniądze, dlaczego suplementy nie leczą i czym się od leków różnią i co zrobić żeby się nie dać oszukać, w najnowszym filmie Kasi Gandor.

https://youtu.be/zWLwrxFiGtI

Ilu ludzi zabiły już zmiany klimatu?

Pierwsze w swoim rodzaju badanie mówi, że wyższe temperatury zabiły już tysiące ludzi.

___________________

Wpis jest tłumaczeniem artykułu "How many people has climate change killed already?" / NATHANAEL JOHNSON / 02-06-2021 / https://www.salon.com/2021/06/02/how-many-people-has-climate-change-killed-already_partner/ foto. pngall, CC

___________________

Każdego roku upał zabija dziesiątki tysięcy ludzi. Ich oddech staje się coraz płytszy, serce przyspiesza, mięśnie się kurczą, a potem umierają. Upał zabił ponad 100 000 osób w 2018 r., kiedy wysokie temperatury nawiedziły Unię Europejską.

Nowe badanie sugeruje, że zmiany klimatyczne były odpowiedzialne za wiele z tych zgonów. Praca, opublikowana w poniedziałek w Nature Climate Change (https://www.nature.com/articles/s41558-021-01058-x), przeanalizowała letnie zgony w 43 krajach w latach 1991-2018 - jest to największy zbiór danych dotyczących śmiertelności z powodu upałów, jaki kiedykolwiek zebrano.

Naukowcy szacują, że wyższe temperatury napędzane przez emisje gazów cieplarnianych spowodowały ponad połowę zgonów związanych z upałem w kilku krajach, w tym w Tajlandii, Peru i na Filipinach. Średnio, zmiany klimatyczne były winne 37 procentom zgonów spowodowanych upałami. Do tej pory świat ocieplił się tylko o 2 stopnie Fahrenheita, ale to już wystarczy, aby zabić około 100 000 osób każdego roku, jeśli zastosujemy szacunki tej pracy do całego świata.

W danych jest jednak kilka poważnych luk, które mogą być przeszkodą dla każdego, kto próbuje dokonać tego rodzaju ekstrapolacji. Po prostu nie ma danych na temat zgonów spowodowanych upałem na ogromnych obszarach świata, w tym w głównych skupiskach ludności w Afryce równikowej i Indiach. "Głównym punktem tego artykułu jest to, że mapa jest w większości pusta!" napisał w e-mailu Friedi Otto, klimatolog z Uniwersytetu w Oxfordzie, który nie brał udziału w badaniu. A własne badania Otto sugerują, że upał jest szczególnie śmiertelny w tych miejscach, które nie mają zaawansowanych systemów rejestrowania przyczyn zgonów.

Innymi słowy, rzeczywistość może być gorsza niż szacunki. "Kraje, w których nie mamy niezbędnych danych zdrowotnych, często należą do najbiedniejszych i najbardziej podatnych na zmiany klimatyczne, a co niepokojące, są również przewidywanymi głównymi punktami przyszłego wzrostu populacji", twierdzi Dann Mitchell, klimatolog z Uniwersytetu w Bristolu, w artykule towarzyszącym badaniu.

Aby dokonać szacunków, autorzy przeanalizowali 29.936.896 zgonów z całego świata, skupiając się na zgonach związanych z upałem. Następnie wykonali kilka wymyślnych modelowań, aby określić, o ile chłodniej byłoby, gdyby nasze zanieczyszczenia nie owinęły się wokół planety jak zbyt ciężka kołdra. I zakończyli to jeszcze odrobiną matematyki, aby oszacować liczbę ludzi, którzy nie ulegliby w tym alternatywnym (czytaj: pozbawionym zmian klimatycznych) świecie.

Tego rodzaju badania "są przekonujące, jeśli chodzi o motywowanie procesu politycznego, ponieważ można wykazać, że nastąpiła pewna liczba zgonów spowodowanych zmianami klimatycznymi" - powiedziała Kristie Ebi, profesor zdrowia globalnego na Uniwersytecie Waszyngtońskim.

Jednak modele, które tworzą tego rodzaju alternatywne światy, nigdy nie są niezawodne. Kto wie, co jeszcze mogłoby się różnić w świecie bez zmian klimatycznych oprócz temperatur? "Nastąpiła pewna aklimatyzacja" - powiedział Ebi. "W krajach o wysokim dochodzie nastąpił spadek liczby zgonów związanych z upałem z powodu lepszej klimatyzacji i lepszej opieki zdrowotnej".

"Ale jeśli chcesz dokonać najlepszego oszacowania, ile zgonów z powodu upałów zostało spowodowanych przez zmiany klimatyczne, musisz użyć lepszych metod w tym badaniu", powiedział Otto. "Więc liczby podane tutaj są dolnymi granicami prawdziwych zgonów ciepła z powodu zmian klimatycznych," powiedziała. "Ciepło zabija, a zmiana klimatu jest absolutnym game changer, jeśli chodzi o ciepło, a my nie mówimy o tym wystarczająco".

___________________

Dołącz do grupy Nauka - to społeczność dla wszystkich zainteresowanych nauką, jej zdobyczami, rozwojem, sukcesami i porażkami; dla głodnych wiedzy i sprawdzonych informacji!

https://www.hejto.pl/spolecznosc/nauka

Obserwuj też wartościowe tagi #qualitycontent #nauka oraz @arcy

Naukowcy odkrywają ogromne "pustki" w kosmicznej sieci łączącej Wszechświat.

Nowa mapa sieci ciemnej materii, która łączy nasz Wszechświat, jest największą tego typu i stanowi część ogromnej nowej serii prac na temat struktury Wszechświata.

___________________

Wideo: https://youtu.be/4TkyxLENS5Q

Wpis jest tłumaczeniem artykułu "Scientists Discover Huge 'Voids' In the Cosmic Web Connecting the Universe" / Becky Ferreira / 02-06-2021 / https://www.vice.com/en/article/n7be77/scientists-discover-huge-voids-in-the-cosmic-web-connecting-the-universe

___________________

Nasz wszechświat jest spleciony razem przez ogromną sieć nici, wykonanych z tajemniczej substancji zwanej ciemną materią, która tworzy w dużej mierze ukrytą nadbudowę znaną jako kosmiczna sieć.

Teraz naukowcy stworzyli największe w historii mapy tych gigantycznych włókien, obejmujące około jednej ósmej całego nocnego nieba z Ziemi i obejmujące ponad 200 milionów galaktyk, które były obserwowane przez 758 nocy w NOIRLab's Cerro Tololo Inter-American Observatory w Chile.

Te bezprecedensowe widoki są najnowszym dziełem międzynarodowej grupy naukowców DES (Dark Energy Survey), która opublikowała swoje nowe odkrycia w czwartek w serii 30 prac.

Wśród wielu rewelacji pochodzących z tego zrzutu danych jest ogromna mapa odsłaniająca tysiące pustych przestrzeni w kosmicznej sieci, która może podważyć długoletnie modele kosmologiczne, w tym aspekty ogólnej teorii względności Einsteina.

Mapa przedstawia rozkład ciemnej materii, niezidentyfikowanego materiału, który stanowi ponad jedną czwartą wszechświata, w nigdy wcześniej nie widzianych szczegółach, co czyni ją "bogatą w informacje na temat interakcji pomiędzy galaktykami, gromadami i kosmiczną siecią", zgodnie z badaniem DES prowadzonym przez Niall Jeffrey, kosmologa z École normale supérieure we Francji, które ukazało się w zeszłym tygodniu w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Zespół Jeffrey'a wygenerował mapę, która jest największą tego typu mapą do tej pory, wykorzystując mnóstwo prawdziwych obserwacji, które następnie zostały przeanalizowane przez wyrafinowane algorytmy, które bazują na wielu innych podobnych technikach.

"Wyniki te podkreślają oczekiwane różnice w mapach skonstruowanych przy użyciu różnych algorytmów i ilustrują zalety lub wady ich zastosowania w różnych przypadkach naukowych", powiedział Jeffrey i jego koledzy w badaniu. "Przedstawiamy kompleksowe ramy, w ramach których można połączyć i porównać większość opisanych wcześniej metod tworzenia map konwergencji".

Naukowcy byli w stanie stworzyć te ramy dzięki metodzie kosmicznej kartografii znanej jako słabe soczewkowanie grawitacyjne. Duże obiekty w przestrzeni, w tym kępy lub włókna ciemnej materii, wytwarzają pola grawitacyjne, które mogą zniekształcać światło emitowane przez galaktyki lub inne zjawiska promieniujące, znajdujące się za nimi z naszej perspektywy na Ziemi.

Ten efekt soczewkowania zapewnia środki do mapowania rozkładu ciemnej materii w ogromnych skalach, co w innym przypadku byłoby wyzwaniem, biorąc pod uwagę, że ta niezidentyfikowana materia nie wytwarza wykrywalnego światła.

"Słabe soczewkowanie grawitacyjne jest jedną z podstawowych sond kosmologicznych w ostatnich badaniach galaktyk", powiedział Jeffrey i jego koledzy w swoim opracowaniu. "Mierząc subtelne zniekształcenia kształtów galaktyk spowodowane rozkładem masy pomiędzy obserwowanymi galaktykami a nami, obserwatorami, jesteśmy w stanie nałożyć ścisłe ograniczenia na model kosmologiczny opisujący Wszechświat", w szczególności "zawartość materii we Wszechświecie" oraz "poziom, na którym materia się grupuje" - dodali.

W tym celu zespół wykrył 3,222 pustych przestrzeni pomiędzy gromadami i nićmi w swoich nowych mapach DES. Te duże luki w sieci mogą rozciągać się na setki milionów lat świetlnych, ale zawierają tylko kilka galaktyk, lub czasami żadnej. Są one interesujące dla naukowców z wielu powodów, między innymi jako laboratoria do testowania ogólnej teorii względności Einsteina. Na przykład, niektóre obserwacje pustek sugerują, że grawitacja wydaje się działać w tych przestrzeniach w nieco inny sposób, w porównaniu z przewidywaniami standardowego modelu kosmologii, który opiera się częściowo na ogólnej teorii względności.

"Pustki kosmiczne są coraz bardziej preferowaną sondą kosmiczną i zostały już z powodzeniem wykorzystane do pozyskiwania informacji kosmologicznych", czytamy w nowym opracowaniu.

Chociaż wyniki badań przeprowadzonych w ramach współpracy DES potwierdzają ogólnie standardowy model kosmologii, Jeffrey i jego koledzy odkryli, że badane przez nich pustki były większe niż te, które zostały wyznaczone w poprzednich badaniach. Odkrycia te wskazują, że kosmiczna sieć może być nieco gładsza w swoim rozkładzie, zgodnie z obserwacjami, w porównaniu do bardziej topornej wersji przewidywanej przez modele.

"Może się to wydawać stosunkowo niewielką rzeczą, ale jeśli te wskazówki są prawdziwe, to może to oznaczać, że coś jest nie tak z ogólną teorią względności Einsteina, jednym z wielkich filarów fizyki" - powiedział Jeffrey w wywiadzie dla Guardiana.

Jednak to wciąż tylko powiew możliwego rozdźwięku między teorią a obserwacją, a potwierdzenie jakichkolwiek napięć między nimi będzie wymagało większej ilości modeli i badań w ogóle.

Na szczęście zespół DES już pracuje nad analizą swojej najnowszej kolekcji obserwacji, która zapewni jeszcze bardziej wszechstronne spojrzenie na ekspansję wszechświata i łączącą go kosmiczną sieć.

___________________

Dołącz do grupy Nauka - to społeczność dla wszystkich zainteresowanych nauką, jej zdobyczami, rozwojem, sukcesami i porażkami; dla głodnych wiedzy i sprawdzonych informacji!

https://www.hejto.pl/spolecznosc/nauka

Obserwuj też wartościowe tagi #qualitycontent #nauka oraz @arcy

Google i Harvard mapują połączenia mózgowe w bezprecedensowych szczegółach.

___________________

Wideo: https://youtu.be/bvlSV_6wKO4

Wpis jest tłumaczeniem artykułu "Google and Harvard map brain connections in unprecedented detail" / Michael Irving / 02-06-2021 / https://newatlas.com/biology/google-harvard-human-brain-connectome/

___________________

Dająca się przeglądać mapa 3D zaledwie jednej milionowej części kory mózgowej została stworzona przy użyciu 225 milionów obrazów i ogromnej ilości 1,4 petabajta danych.

Ludzki mózg to najbardziej absurdalnie złożony komputer, jaki kiedykolwiek istniał, a odwzorowanie tej gęstej plątaniny neuronów, synaps i innych komórek jest niemal niemożliwe. Ale inżynierowie z Google i Harvardu dali z siebie wszystko, tworząc możliwą do przeglądania i przeszukiwania mapę 3D niewielkiego wycinka ludzkiej kory mózgowej.

Z około 86 miliardami neuronów łączących się za pomocą 100 trylionów synaps, to herkulesowe zadanie, by dowiedzieć się dokładnie, co każdy z nich robi i jak te połączenia tworzą podstawę myśli, emocji, pamięci, zachowania i świadomości. Choć może to być trudne, zespoły naukowców z całego świata zakasują rękawy i próbują zbudować schemat elektryczny ludzkiego mózgu - tak zwany "connectome".

W zeszłym roku naukowcy z Google i Howard Hughes Medical Institute przetarli szlak, tworząc connectom mózgu muszki owocowej, który obejmował około połowy pełnego mózgu owada. Teraz Google i Laboratorium Lichtmana na Harvardzie opublikowali podobny model maleńkiego fragmentu ludzkiego mózgu.

Badacze zaczęli od próbki pobranej z płata skroniowego ludzkiej kory mózgowej, mierzącej zaledwie 1 mm3. Została ona zabarwiona dla przejrzystości obrazu, pokryta żywicą w celu jej konserwacji, a następnie pocięta na około 5 300 plasterków, z których każdy miał grubość około 30 nanometrów (nm). Następnie zostały one zobrazowane za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego, z rozdzielczością do 4 nm. W ten sposób powstało 225 milionów dwuwymiarowych obrazów, które następnie zostały zszyte w jedną trójwymiarową objętość.

Algorytmy uczenia maszynowego przeskanowały próbkę, aby zidentyfikować różne komórki i struktury w niej występujące. Po kilku przejściach przez różne zautomatyzowane systemy, ludzkie oczy "sprawdzały" niektóre komórki, aby upewnić się, że algorytmy prawidłowo je zidentyfikowały.

Rezultat końcowy, który Google nazywa zbiorem danych H01, jest jedną z najbardziej kompleksowych map ludzkiego mózgu, jaką kiedykolwiek opracowano. Zawiera ona 50 000 komórek i 130 milionów synaps, a także mniejsze segmenty komórek, takie jak aksony, dendryty, mielina i rzęski. Ale być może najbardziej oszałamiającą statystyką jest to, że całość zajmuje 1,4 petabajta danych - to ponad milion gigabajtów.

A to tylko maleńki fragment całości - Google twierdzi, że próbka stanowi zaledwie jedną milionową część objętości całego ludzkiego mózgu. Oczywiste jest, że skalowanie tego będzie wymagało ogromnej ilości pracy, podobnie jak znalezienie sposobu na przechowywanie ogromnego ładunku danych oraz opracowanie sposobu na ich organizację i dostęp do nich w użyteczny sposób.

Podczas gdy zespół zaczyna rozwiązywać te problemy, zbiór danych H01 jest już dostępny online dla badaczy i ciekawskich gapiów, którzy mogą go eksplorować. Towarzyszący dokument opisujący pracę jest również dostępny na BioRxiv - https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.05.29.446289v1

Powiększającą wycieczkę po różnych warstwach można zobaczyć na poniższym filmie.

___________________

Dołącz do grupy Nauka - to społeczność dla wszystkich zainteresowanych nauką, jej zdobyczami, rozwojem, sukcesami i porażkami; dla głodnych wiedzy i sprawdzonych informacji!

https://www.hejto.pl/spolecznosc/nauka

Obserwuj też wartościowe tagi #qualitycontent #nauka oraz @arcy

Dlaczego NASA wysyła w kosmos 5 000 niesporczaków i 128 mątew?

Uwaga spoiler: niektóre z nich nie wrócą żywe.

___________________

Wpis jest tłumaczeniem artykułu "WHY IS NASA SENDING 5,000 WATER BEARS AND 128 SQUID TO SPACE?" / PASSANT RABIE / 02-06-2021 / https://www.inverse.com/science/nasa-sending-tardigrades-squid-to-iss / foto. extremetech, CC

___________________

Jakby świat nie był dość wielki dla mikroskopowych zwierząt, najmniejsze stworzenia podejmują jeszcze większe wyzwania w przestrzeni kosmicznej.

3 czerwca SpaceX wystartuje z 22. misją zaopatrzeniową na Międzynarodową Stację Kosmiczną (ISS). Ładunek zawiera sprzęt do bieżących eksperymentów i nowe panele słoneczne, ale ma też kilku pasażerów: 5000 niesporczaków, zwanych też niedźwiedziami wodnymi, oraz 128 małych świecących w ciemności mątew [chodzi tu o rząd Sepiolida z angielska nazywane kałamarnicami obłymi albo ogoniastymi, ale polskie źródła encyklopedyczne podają nazwę mątwy; wybaczcie jeśli tłumaczenie nie jest prawidłowe, nie jestem profesjonalnym tłumaczem - przyp. tłum.]

Te maleńkie zwierzęta wyruszają w kosmos nie bez powodu: pomagają naukowcom zrozumieć wpływ lotów kosmicznych na ludzkie ciało. Tego typu badania stają się coraz bardziej istotne, ponieważ agencje kosmiczne celują w dalsze miejsca, takie jak Mars, jako przyszłe cele podróży kosmicznych.

Program Badań nad Człowiekiem NASA polega na astronautach przebywających na ISS przy badaniach nad tym, jak ludzkie ciało przystosowuje się do czasu spędzonego w środowisku mikrograwitacji i czy skutki przebywania w przestrzeni kosmicznej mogą powodować trwałe uszkodzenia u ludzi.

Na ISS podróżowało tylko około 240 astronautów i kosmonautów. Niektórzy przebywali w przestrzeni kosmicznej tylko przez kilka tygodni lub miesięcy, ale astronauci Peggy Whitson i Mark Kelly przebywali tam prawie rok. Ponieważ coraz więcej ludzi wylatuje w kosmos i wraca na Ziemię, ich pobyty zmieniły sposób, w jaki naukowcy rozumieją wpływ lotów kosmicznych na ludzkie ciało, ale nadal stanowią oni raczej niewielką pulę obiektów badawczych.

Aby zrekompensować niewielką liczebność ludzkiej próbki i przeprowadzić eksperymenty, które w przeciwnym razie zagroziłyby ludziom, naukowcy wykorzystują do badań zwierzęta, zwłaszcza takie, które ze względu na swoje niewielkie rozmiary mogą łatwo zmieścić się w ładunku. Należy do nich jedna z najwytrzymalszych z nich: niesporczak.

W kwietniu 2019 r. izraelska sonda kosmiczna Beresheet rozbiła się na Księżycu, przewożąc na pokładzie kilka tysięcy odwodnionych niesporczaków.

Mikroskopijne stworzenia, nazwane "wodnymi niedźwiedziami" ze względu na ich podobieństwo do maleńkich, pływających niedźwiedzi, zostały umieszczone pomiędzy cienkimi jak mikron arkuszami niklu i zawieszone w epoksydach, żywicy przypominającej środek konserwujący, która działa jak galareta. Niektórzy naukowcy uważają, że mogły one przeżyć lądowanie, ponieważ niesporczaki znane są z tego, że potrafią przetrwać w ekstremalnie trudnych warunkach.

We wrześniu 2007 roku, dwa gatunki odwodnionych niesporczaków zostały wystawione na działanie próżni kosmicznej i promieniowania słonecznego na pokładzie misji Foton-M3 NASA. Misie wodne zostały sprowadzone z powrotem na Ziemię i nawodnione, i zaskakująco przetrwały, jakby nic się nie stało, a niektóre z nich nawet się potem rozmnażały. Ich niezrównane umiejętności przetrwania czynią z nich idealnych kandydatów do testowania, jak wiele promieniowania i innych ekstremalnych warunków kosmicznych może znieść żywy organizm.

Thomas Boothby, asystent profesora biologii molekularnej na Uniwersytecie Wyoming i główny badacz, wymienia niektóre z warunków, które mogą przetrwać niesporczaki, w tym:

• wysuszenie
  

• zamrożenie
  

• ogrzanie do temperatury wyższej niż temperatura wrzenia wody
  

• wystawienie na tysiące razy większe promieniowanie niż człowiek jest w stanie wytrzymać
  

"Naszym głównym celem jest zidentyfikowanie zmian na poziomie ekspresji genów, które zachodzą u tych naprawdę wytrzymałych zwierząt, gdy są one narażone na rygory lotu kosmicznego" - powiedział Boothby podczas środowej konferencji prasowej.

NIesporczaki zostaną zamrożone na czas dostarczenia na ISS, a następnie rozmrożone, ożywione i wyhodowane w specjalnym systemie biokulturowym. Niektóre z nich będą wystawione na działanie promieniowania kosmicznego przez tydzień, podczas gdy inne przez dłuższy okres czasu, aby przetestować krótko- i długoterminowe skutki lotu w kosmosie.

Naukowcy będą następnie obserwować, jakie geny są włączane lub wyłączane, aby pomóc niesporczakom przetrwać w tym środowisku.

"Jeśli zauważymy, że produkują one dużo antyoksydantów," mówi Boothby, "to może dać nam wgląd w to, jak moglibyśmy zabezpieczyć ludzi, na przykład poprzez uzupełnienie ich diety o pokarmy o zwiększonym poziomie przeciwutleniaczy".

Wraz z niesporczakami, NASA wysyła w kosmos małego głowonoga: mątwę. W przeciwieństwie do swoich bardziej masywnych kuzynów, rosną one tylko do wielkości przeciętnego ludzkiego kciuka.

Mątwy zostały wybrane z dwóch ważnych powodów:

• posiadają one specjalny organ świetlny, który może być skolonizowany przez gatunek bakterii luminescencyjnych, które wykorzystują do świecenia w ciemności. Ułatwia to śledzenie procesu, ponieważ jest to jeden gatunek bakterii i jeden rodzaj tkanki gospodarza.
  

• mają one również system odpornościowy, który jest zaskakująco podobny do ludzkiego.
  

Jamie Foster, profesor na Wydziale Mikrobiologii i Nauk o Komórce na Uniwersytecie Florydy i główny badacz eksperymentu z mątwami na ISS, jest zainteresowany tym, jak mikroby komunikują się z tkankami zwierzęcymi w przestrzeni kosmicznej.

"W miarę jak astronauci wyruszają i eksplorują przestrzeń kosmiczną, zabierają ze sobą wiele różnych gatunków mikrobów" - powiedział Foster podczas środowej konferencji prasowej. "To naprawdę ważne, aby zrozumieć, jak te mikroby zmieniają się w środowisku kosmicznym i jak te relacje są ustanowione".

Układ odpornościowy mątew stanowi analogię do tego, jak ludzki układ odpornościowy reaguje na mikroby w przestrzeni kosmicznej.

W ramach eksperymentu w przestrzeń kosmiczną zostanie wystrzelonych 128 młodych mątew, umieszczonych w workach z wodą morską. Po dodaniu do wody bakterii, badacze będą obserwować, co dzieje się w ciągu pierwszych kilku godzin początkowych etapów kolonizacji przez bakterie.

Niestety dla mątew, będzie to bilet w jedną stronę w kosmos, ponieważ ich tkanki zostaną zamrożone i wrócą na Ziemię jako maleńkie zwłoki, aby przeprowadzić dalsze obserwacje w laboratoriach na ziemi.

Ale w tym procesie zarówno mątwy, jak i niesporczaki będą służyć wyższemu celowi: pomagając ludziom dowiedzieć się, jak dobrze możemy sobie radzić jako odkrywcy kosmosu w długotrwałych misjach na Marsa i nie tylko.

___________________

Dołącz do grupy Nauka - to społeczność dla wszystkich zainteresowanych nauką, jej zdobyczami, rozwojem, sukcesami i porażkami; dla głodnych wiedzy i sprawdzonych informacji!

https://www.hejto.pl/spolecznosc/nauka

Obserwuj też wartościowe tagi #qualitycontent #nauka oraz @arcy

Słyszeliście kiedyś o efekcie Matyldy? Jeśli nie polecam poniższy film:)

https://youtu.be/4NCA2ABYv90

Stary temat, ale wciąż aktualny. Komórki płodów i szczepionki - o co tu właściwie chodzi? O liniach komórkowych HEK-293 oraz PER.C6.

https://www.youtube.com/watch?v=H_Pi787yALA

Wirusolodzy zainfekowali miliony miniaturowych narządów (w tym mini-płuc) SARS-CoV-2, aby dowiedzieć się w jaki sposób wirus atakuje i jak go powstrzymać.

Shuibing Chen spędziła prawie dwa miesiące, zajmując się małymi płucami. Każde z nich wyglądało jak maleńka, zamknięta w naczyniu chmura burzowa. Chen, biolog zajmująca się komórkami macierzystymi w Weill Cornell Medicine w Nowym Jorku z zespołem badaczy wyhodowała je z agregatów ludzkich komórek. Te organoidy płucne dojrzewały, aż osiągnęły wielkość nasion soczewicy. Następnie zespół spakował je i przetransportował zaledwie kilka przecznic dalej, do laboratorium upoważnionego do pracy z SARS-CoV-2. Tam organoidy zostały zainfekowane wirusem. Mimo stosowania różnorakich terapii prawie wszystkie małe płuca obumarły. Kilka zastosowanych leków powstrzymało infekcję.

Chen jest jednym z wielu biologów komórki, którzy zastosowali tzw. organoidy w badaniach chorób zakaźnych. W ubiegłym roku naukowcy stworzyli mini płuca, jelita, wątrobę, mózg i wiele innych, aby zbadać w jaki sposób SARS-CoV-2 infekuje poszczególne narządy. Dowiedzieli się m. in. które komórki są celem wirusa oraz oszacowali szybkość infekcji.

https://www.nature.com/articles/d41586-021-01395-z

Nie widać końca: Sri Lanka stoi w obliczu najgorszego ekologicznego kryzysu morskiego, ponieważ plastik z płonącego statku wyrzucany jest na brzeg.

___________________

Wpis jest tłumaczeniem artykułu "No end in sight: Sri Lanka faces its worst marine crisis as plastic from burning ship washes ashore" / Agence France-Presse / 30-05-2021 / https://www.firstpost.com/world/no-end-in-sight-sri-lanka-faces-its-worst-marine-crisis-as-plastic-from-burning-ship-washes-ashore-9670741.html / foto. AP Photo/HO, Sri Lanka Air Force, Colombo Gazette

___________________

Sri Lanka stoi w obliczu bezprecedensowego kryzysu ekologicznego, ponieważ fale plastikowych odpadów z płonącego kontenerowca uderzyły w wybrzeże i grożą dewastacją lokalnego środowiska, ostrzegł w sobotę najwyższy urzędnik ds. środowiska.

Tysiące marynarzy używających mechanicznych koparek zebrało tony maleńkich plastikowych granulek na plażach, które pochodziły z zarejestrowanego w Singapurze statku MV X-Press Pearl, który tlił się na horyzoncie od dziesięciu dni. Sri Lanka's Marine Protection Authority (MEPA) przekazał, że zanieczyszczenie mikroplastikiem może spowodować wieloletnie szkody ekologiczne na wyspie Oceanu Indyjskiego.

"Jest to prawdopodobnie najgorsze zanieczyszczenie plaż w naszej historii" - powiedział przewodniczący MEPA Dharshani Lahandapura. Maleńkie granulki polietylenu zagrażają plażom turystycznym i hodowli ryb w płytkich wodach.

Zakazano połowów na 80-kilometrowym odcinku wybrzeża w pobliżu statku, który płonie już od 10 dni pomimo międzynarodowej akcji gaśniczej.

"Ze statku widać dym i przerywane płomienie," powiedział AFP rzecznik marynarki wojennej kapitan Indika de Silva.

Plastikowe wysięgniki w kolorze pomarańczowym zostały ustawione na wypadek wycieku oleju z uszkodzonego statku do laguny Negombo, która słynie z krabów i krewetek jumbo.

Tysiące małych łodzi znalazło się w sobotę na plaży w Negombo z powodu zakazu połowów.

Koordynator marynarki wojennej Manjula Dulanjala powiedział, że jego zespół prawie oczyścił plażę w piątek wieczorem, ale byli zszokowani, gdy znaleźli ją ponownie pokrytą plstikiem następnego ranka. "To jest jak coronavirus. Nie ma końca w zasięgu wzroku. Usunęliśmy cały plastik wczoraj, tylko po to, aby zobaczyć więcej wyrzuconego przez fale w nocy," powiedział. Granulki i odpady zostały zapakowane w zielone i białe worki z polietylenu i zabrane przez ciężarówki. Oficer prowadzący inny zespół powiedział, że w niektórych częściach plaży mikroplastik i zwęglone szczątki były na głębokości 60 centymetrów (dwóch stóp).

Miejscowy rybak Peter Fernando, lat 68, powiedział, że nigdy nie widział takich zniszczeń. Azjatyckie tsunami z grudnia 2004 roku zdewastowało znaczną część wybrzeża wyspy i zabiło szacunkowo 31 000 osób, ale tylko uszkodziło przybrzeżną infrastrukturę. Rzymskokatolicki ksiądz Sujeewa Athukorale powiedział, że większość jego parafian to rybacy, którzy ryzykują, że zostaną bez środków do życia. "Ich bezpośrednią potrzebą jest pozwolenie na powrót do morza" - powiedział. "W samej mojej parafii jest 4,500 rodzin rybackich".

Rybak Lakshan Fernando, powiedział, że ludzie obawiali się, że plastikowe odpady mogą zniszczyć lasy namorzynowe, a także koralowce, w których ryby rozmnażają się w płytkiej wodzie.

"Nikt nie jest w stanie powiedzieć, jak długo będziemy mieli negatywne skutki tego zanieczyszczenia" - powiedział Fernando agencji AFP. "Może to potrwać kilka lat lub kilka dekad, ale w międzyczasie co z naszymi środkami do życia?".

Wyciek ropy ze statku, o którym mówi się, że przewozi 278 ton oleju bunkrowego i 50 ton oleju napędowego, zwiększyłby ryzyko dewastacji. Znaczna część ładunku statku, w tym 25 ton kwasu azotowego, wodorotlenku sodu, smarów i innych chemikaliów, wydawała się być zniszczona w pożarze, powiedzieli urzędnicy. X-Press Pearl zapalił się, gdy oczekiwał na wejście do portu Colombo i pozostaje zakotwiczony tuż przy porcie.

Międzynarodowa akcja ratunkowa prowadzona jest przez holenderską firmę SMIT, która wysłała specjalistyczne holowniki do gaszenia pożaru. Indie wysłały statki straży przybrzeżnej, aby pomóc marynarce wojennej Sri Lanki. SMIT był również zaangażowany w gaszenie płonącego tankowca u wschodnich wybrzeży Sri Lanki we wrześniu ubiegłego roku, po tym jak eksplozja w maszynowni zabiła członka załogi. Gaszenie pożaru na New Diamond trwało ponad tydzień i pozostawiło wyciek ropy o długości 40 kilometrów. Sri Lanka zażądała od właścicieli zapłacenia 17 milionów dolarów za sprzątanie.

___________________

Dołącz do grupy Nauka - to społeczność dla wszystkich zainteresowanych nauką, jej zdobyczami, rozwojem, sukcesami i porażkami; dla głodnych wiedzy i sprawdzonych informacji!

https://www.hejto.pl/spolecznosc/nauka

Obserwuj też wartościowe tagi #qualitycontent #nauka oraz @arcy

Chiny ustanawiają nowy rekord fuzji jądrowej, dzięki reaktorowi jądrowemu "sztuczne słońce".

___________________

Wpis jest tłumaczeniem artykułu "China claims new fusion record with its "artificial sun" nuclear reactor" / Nick Lavars / 30-05-2021 / https://newatlas.com/energy/china-claims-fusion-record-artificial-sun-nuclear-reactor/

Badanie źródłowe: https://elifesciences.org/articles/59525

___________________

Chiński eksperymentalny zaawansowany tokamak nadprzewodnikowy (EAST) jest jednym z wielu obiecujących urządzeń do badań nad fuzją jądrową działających na całym świecie, a w ciągu ostatnich kilku lat byliśmy świadkami kilku imponujących kroków naprzód. Chińskie media donoszą, że naukowcy pracujący nad projektem osiągnęli nowy rekord świata, utrzymując plazmę o temperaturze 120 milionów stopni Celsjusza przez 101 sekund podczas ostatniej rundy eksperymentów, przybliżając się tym samym do długo oczekiwanego celu, jakim jest czysta i nieograniczona energia.

Ideą badań nad fuzją jądrową jest odtworzenie procesu, który Słońce wykorzystuje do produkcji ogromnych ilości energii, gdzie intensywne ciepło i ciśnienie powodują powstanie plazmy, w której jądra atomowe łączą się z niewiarygodną prędkością. Naukowcy pracują nad różnymi urządzeniami eksperymentalnymi, które pozwolą im wywołać i zbadać te reakcje na Ziemi, ale eksperci uważają, że najbardziej obiecującym rozwiązaniem jest tokamak w kształcie pączka, taki jak EAST w Instytucie Nauk Fizycznych Chińskiej Akademii Nauk w Hefei.

Ten metalowy torus posiada szereg cewek magnetycznych zaprojektowanych tak, aby utrzymać przegrzane strumienie plazmy wodorowej w miejscu na tyle długo, aby reakcje mogły zachodzić. W 2016 r. naukowcy z EAST zdołali podgrzać plazmę wodorową do temperatury około 50 milionów °C i utrzymać ją przez 102 sekundy. Następnie w 2018 r. zespół podniósł poprzeczkę do 100 mln °C (180 mln °F), czyli ponad sześć razy goręcej niż w jądrze Słońca, utrzymując ją tam przez około 10 sekund.

Najnowsza runda eksperymentów oznacza kolejny krok naprzód dla naukowców. Według państwowej agencji informacyjnej Xinhua, ustanowili oni nowy rekord podgrzanej plazmy do 120 milionów °C (216 milionów °F) i utrzymali go przez 101 sekund. W oddzielnych eksperymentach, "sztuczne Słońce" jak je nazwano, podgrzało plazmę do 160 milionów °C (288 milionów °F) przez 20 sekund. Ostatecznie, publicznie ogłoszonym celem EAST jest utrzymanie plazmy w temperaturze około 100 milionów °C przez ponad 1000 sekund, czyli około 17 minut.

Tego typu eksperymenty nie mają na celu wytworzenia użytecznej energii elektrycznej, lecz rozwój fizyki fuzji jądrowej na potrzeby urządzeń następnej generacji, takich jak ITER, który po ukończeniu w 2025 roku będzie największym na świecie reaktorem fuzji jądrowej. Podobnie jak w przypadku EAST, eksperymenty na koreańskim reaktorze KSTAR, który w zeszłym roku ustanowił rekord świata utrzymując plazmę w temperaturze ponad 100 milionów °C przez 20 sekund, przyczynią się do rozwoju ITER, który ma rozpocząć pełną działalność w 2035 roku.

___________________

Ciekawi mnie przy okazji jakie będą konsekwencje potencjalnej awarii takiego reaktora wytwarzającego energię, gdy będzie on gotowy? Widzieliśmy katastrofę w Japonii i jej skutki, ciekawy jestem analiz ryzyka dla fuzji jądrowej.

___________________

Dołącz do grupy Nauka - to społeczność dla wszystkich zainteresowanych nauką, jej zdobyczami, rozwojem, sukcesami i porażkami; dla głodnych wiedzy i sprawdzonych informacji!

https://www.hejto.pl/spolecznosc/nauka

Obserwuj też wartościowe tagi #qualitycontent #nauka oraz @arcy

Oto jak mózg uruchamia się ponownie po głębokim śnie pod wpływem narkozy.

___________________

Wpis jest tłumaczeniem artykułu "Here's How The Brain Reboots Itself After The Deep Sleep of Anesthesia" / DAVID NIELD / 30-05-2021 / https://www.sciencealert.com/here-s-how-the-brain-reboots-itself-after-the-deep-sleep-of-anesthesia

Badanie źródłowe: https://elifesciences.org/articles/59525

___________________

Być może spędziłeś wiele godzin na zastanawianiu się, co może zajmować tak dużo czasu podczas uruchamiania Twojego laptopa, a teraz naukowcy zadali to samo pytanie ludzkiemu mózgowi: jak dokładnie uruchamia się on ponownie po znieczuleniu, śpiączce lub głębokim śnie?

Wykorzystując grupę 30 zdrowych dorosłych, którzy byli znieczuleni przez trzy godziny, oraz grupę 30 zdrowych dorosłych, którzy nie byli znieczuleni, jako środek kontrolny, nowe badanie ujawnia pewne spostrzeżenia na temat tego, w jaki sposób mózg powraca do świadomości.

Okazuje się, że mózg włącza z powrotem jedną sekcję na raz, a nie wszystkie naraz - a abstrakcyjne zdolności rozwiązywania problemów, którymi zajmuje się kora przedczołowa, to funkcje, które najszybciej wracają do sieci. Inne obszary mózgu, w tym te zarządzające czasem reakcji i uwagą, zajmują więcej czasu.

"Choć początkowo zaskakujące, ma to sens w kategoriach ewolucyjnych, że wyższe poznanie wymaga wczesnego powrotu do zdrowia" - mówi anestezjolog Max Kelz z Uniwersytetu Pensylwanii. "Jeśli, na przykład, ktoś budził się w obliczu zagrożenia, struktury takie jak kora przedczołowa byłyby ważne dla kategoryzacji sytuacji i generowania planu działania".

Aby zmierzyć, co działo się w mózgu, zastosowano różne metody, w tym skany elektroencefalografii (EEG) i testy poznawcze przed i po pobudce. Testy te mierzyły szybkość reakcji, zdolność zapamiętywania i inne umiejętności.

Analizując odczyty EEG, badacze zauważyli, że czołowe regiony mózgu - gdzie zlokalizowane są funkcje takie jak rozwiązywanie problemów, pamięć i kontrola motoryczna - stały się szczególnie aktywne, gdy mózg zaczął się regenerować.

Porównanie z grupą kontrolną wykazało, że osobom, które były znieczulone, zajęło około trzech godzin, aby w pełni odzyskać sprawność.

Zespół przeprowadził również badania z uczestnikami grupy na temat ich harmonogramu snu w kolejnych dniach po eksperymencie. Doświadczenie nie wydaje się negatywnie wpływać na wzorce snu u tych, którzy zostali znieczuleni.

"To sugeruje, że zdrowy ludzki mózg jest odporny, nawet w przypadku długotrwałej ekspozycji na głębokie znieczulenie" - mówi anestezjolog Michael Avidan z Uniwersytetu Waszyngtońskiego. "Z klinicznego punktu widzenia sugeruje to, że niektóre z zaburzeń poznawczych, które często obserwujemy przez kilka dni, a nawet tygodni podczas rekonwalescencji po znieczuleniu i operacji - takie jak delirium - mogą być przypisywane czynnikom innym niż utrzymujące się efekty działania leków znieczulających na mózg".

Wiele zabiegów chirurgicznych po prostu nie byłoby możliwych bez znieczulenia, skutecznego i kontrolowanego sposobu wyłączenia świadomości w mózgu - coś, co może się zdarzyć mimowolnie w przypadku śpiączki.

Mimo powszechnego stosowania środków znieczulających, nie wiemy dokładnie, jak one działają, nawet jeśli wiemy, jak bezpiecznie je stosować. Istnieje wiele pomysłów na to, jak mózg radzi sobie z tymi lekami, ale jak dotąd nie ma konkretnych dowodów.

Najnowsze odkrycia mogą nie tylko pomóc w leczeniu i opiece nad pacjentami - na przykład po poważnych operacjach z udziałem znieczulenia - ale także w zapewnieniu naukowcom lepszego zrozumienia mózgu i tego, jak reaguje on na zakłócenia.

"To, jak mózg odzyskuje przytomność, jest ważne z klinicznego punktu widzenia, ale także daje nam wgląd w neuronalne podstawy samej świadomości" - mówi anestezjolog George Mashour z Uniwersytetu Michigan.

___________________

Dołącz do grupy Nauka - to społeczność dla wszystkich zainteresowanych nauką, jej zdobyczami, rozwojem, sukcesami i porażkami; dla głodnych wiedzy i sprawdzonych informacji!

https://www.hejto.pl/spolecznosc/nauka

Obserwuj też wartościowe tagi #qualitycontent #nauka oraz @arcy

Atmosfera Słońca jest setki razy gorętsza niż jego powierzchnia - oto dlaczego.

___________________

Wpis jest tłumaczeniem artykułu "The Sun’s atmosphere is hundreds of times hotter than its surface – here’s why" / Marianna Korsos, Huw Morgan / https://theconversation.com/the-suns-atmosphere-is-hundreds-of-times-hotter-than-its-surface-heres-why-161392

___________________

Widoczna powierzchnia Słońca, czyli fotosfera, ma temperaturę około 6 000°C. Jednak kilka tysięcy kilometrów nad nią - co jest niewielką odległością, jeśli weźmiemy pod uwagę rozmiar Słońca - atmosfera słoneczna, zwana koroną, jest setki razy gorętsza, osiągając temperaturę miliona stopni Celsjusza lub wyższą.

Ten skok temperatury, pomimo zwiększonej odległości od głównego źródła energii Słońca, został zaobserwowany u większości gwiazd i stanowi fundamentalną zagadkę, nad którą astrofizycy głowią się od dziesięcioleci.

W 1942 r. szwedzki naukowiec Hannes Alfvén zaproponował wyjaśnienie. Teoretyzował on, że namagnesowane fale plazmy mogą przenosić ogromne ilości energii wzdłuż pola magnetycznego Słońca z jego wnętrza do korony, omijając fotosferę i eksplodując ciepłem w górnej atmosferze Słońca.

Teoria ta została wstępnie zaakceptowana - ale wciąż potrzebowaliśmy dowodu w postaci empirycznej obserwacji, że fale te istnieją. Nasze ostatnie badania ostatecznie potwierdziły 80-letnią teorię Alfvéna, przybliżając nas do wykorzystania tego wysokoenergetycznego zjawiska na Ziemi.

Problem grzania koronalnego jest znany od końca lat trzydziestych XX wieku, kiedy to szwedzki spektroskopista Bengt Edlén i niemiecki astrofizyk Walter Grotrian po raz pierwszy zaobserwowali w koronie Słońca zjawiska, które mogły występować tylko wtedy, gdy jej temperatura wynosiła kilka milionów stopni Celsjusza.

Oznacza to temperaturę do 1000 razy wyższą niż znajdująca się pod nią fotosfera, czyli powierzchnia Słońca, którą widzimy z Ziemi. Oszacowanie ciepła fotosfery zawsze było stosunkowo proste: wystarczyło zmierzyć światło, które dociera do nas ze Słońca i porównać je z modelami widmowymi, które przewidują temperaturę źródła światła.

Przez wiele dekad badań temperatura fotosfery była konsekwentnie szacowana na około 6000°C. Odkrycie Edléna i Grotriana, że korona Słońca jest o wiele gorętsza od fotosfery - mimo, że znajduje się dalej od jądra Słońca, jego ostatecznego źródła energii - doprowadziło do wielu wątpliwości w środowisku naukowym.

Aby wyjaśnić tę rozbieżność, naukowcy przyjrzeli się właściwościom Słońca. Słońce składa się prawie w całości z plazmy, czyli silnie zjonizowanego gazu, który posiada ładunek elektryczny. Ruch tej plazmy w strefie konwekcji - górnej części wnętrza Słońca - wytwarza ogromne prądy elektryczne i silne pola magnetyczne.

Pola te są następnie wciągane z wnętrza Słońca przez konwekcję i wydostają się na jego widoczną powierzchnię w postaci ciemnych plam słonecznych, które są skupiskami pól magnetycznych, mogących tworzyć różnorodne struktury magnetyczne w atmosferze słonecznej.

W tym miejscu pojawia się teoria Alfvéna. Rozumował on w ten sposób, że w namagnesowanej plazmie Słońca wszelkie ruchy masowe cząstek naładowanych elektrycznie będą zaburzać pole magnetyczne, tworząc fale, które mogą przenosić ogromne ilości energii na ogromne odległości - od powierzchni Słońca do jego górnej atmosfery. Ciepło przemieszcza się wzdłuż tak zwanych słonecznych tub magnetycznych, zanim wybuchnie w koronie, wytwarzając jej wysoką temperaturę.

Te magnetyczne fale plazmowe są obecnie nazywane falami Alfvéna, a ich udział w wyjaśnieniu zjawiska koronalnego ogrzewania doprowadził do przyznania Alfvénowi Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki w 1970 roku.

Pozostał jednak problem rzeczywistego zaobserwowania tych fal. Na powierzchni Słońca i w jego atmosferze dzieje się tak wiele - od zjawisk wielokrotnie większych niż ziemskie do małych zmian poniżej rozdzielczości naszych instrumentów - że nie udało się dotąd uzyskać bezpośrednich dowodów na istnienie fal Alfvéna w fotosferze.

Jednak ostatnie postępy w instrumentacji otworzyły nowe okno, przez które możemy badać fizykę Słońca. Jednym z takich instrumentów jest Interferometric Bidimensional Spectropolarimeter (IBIS) do spektroskopii obrazowej, zainstalowany w Dunn Solar Telescope w amerykańskim stanie Nowy Meksyk. Instrument ten pozwolił nam na wykonanie o wiele bardziej szczegółowych obserwacji i pomiarów Słońca.

W połączeniu z dobrymi warunkami obserwacyjnymi, zaawansowanymi symulacjami komputerowymi oraz wysiłkiem międzynarodowego zespołu naukowców z siedmiu instytucji badawczych, wykorzystaliśmy IBIS do ostatecznego potwierdzenia, po raz pierwszy, istnienia fal Alfvéna w słonecznych tubach magnetycznych.

Bezpośrednie odkrycie fal Alfvéna w słonecznej fotosferze jest ważnym krokiem w kierunku wykorzystania ich potencjału energetycznego na Ziemi. Mogą one pomóc nam na przykład w badaniach nad fuzją jądrową, czyli procesem zachodzącym we wnętrzu Słońca, w którym niewielkie ilości materii zamieniane są w ogromne ilości energii. Nasze obecne elektrownie jądrowe wykorzystują rozszczepienie jądra atomowego, co zdaniem krytyków powoduje powstawanie niebezpiecznych odpadów jądrowych - zwłaszcza w przypadku katastrof, takich jak ta, która miała miejsce w Fukushimie w 2011 roku.

Stworzenie czystej energii poprzez odtworzenie fuzji jądrowej Słońca na Ziemi pozostaje ogromnym wyzwaniem, ponieważ nadal musielibyśmy szybko wytworzyć 100 milionów stopni Celsjusza, aby fuzja mogła zajść. Fale Alfvéna mogą być jednym ze sposobów na osiągnięcie tego celu. Nasza rosnąca wiedza o Słońcu pokazuje, że jest to z pewnością możliwe - pod odpowiednimi warunkami.

Wkrótce możemy spodziewać się kolejnych odkryć dotyczących Słońca, dzięki nowym, przełomowym misjom i instrumentom. Satelita Solar Orbiter, należący do Europejskiej Agencji Kosmicznej, jest już na orbicie wokół Słońca, dostarczając obrazy i wykonując pomiary niezbadanych regionów polarnych gwiazdy. Oczekuje się, że również na Ziemi pojawią się nowe, wysokowydajne teleskopy słoneczne, które poprawią nasze obserwacje Słońca z Ziemi.

Ponieważ wiele tajemnic Słońca wciąż czeka na odkrycie, w tym właściwości jego pola magnetycznego, jest to ekscytujący czas dla badań nad Słońcem. Nasza detekcja fal Alfvéna jest tylko jednym z elementów szerszej dziedziny, która stara się rozwikłać pozostałe tajemnice Słońca dla praktycznych zastosowań na Ziemi.

___________________

Dołącz do grupy Nauka - to społeczność dla wszystkich zainteresowanych nauką, jej zdobyczami, rozwojem, sukcesami i porażkami; dla głodnych wiedzy i sprawdzonych informacji!

https://www.hejto.pl/spolecznosc/nauka

Obserwuj też wartościowe tagi #qualitycontent #nauka oraz @arcy

Mikroby znalezione w brazylijskiej kopalni, mogą wytwarzać czystą miedź.

___________________

Wpis jest tłumaczeniem wstępu badania "Copper mining bacteria: Converting toxic copper ions into a stable single-atom copper"

BY LOUISE HASE GRACIOSO, JANIRE PEÑA-BAHAMONDE, BRUNO KAROLSKI, BRUNA BACARO BORREGO, ELEN AQUINO PERPETUO, CLAUDIO AUGUSTO OLLER DO NASCIMENTO, HIROKI HASHIGUCHI, MARIA APARECIDA JULIANO, FRANCISCO C. ROBLES HERNANDEZ, DEBORA FRIGI RODRIGUES

SCIENCE ADVANCES23 APR 2021 : EABD9210

https://advances.sciencemag.org/content/7/17/eabd9210

___________________

Chemiczna synteza monoatomowej miedzi metalicznej jest niekorzystna i wymaga zastosowania warunków obojętnych lub redukcyjnych oraz użycia toksycznych odczynników.

Tutaj opisujemy środowiskową ekstrakcję i konwersję jonów CuSO4 w jednoatomową zero-walentną miedź (Cu0) przez miedziooporną bakterię wyizolowaną z kopalni miedzi w Brazylii.

Ponadto, dzięki analizie proteomicznej zaproponowano mechanizm biosyntezy Cu0. Ta mikrobiologiczna konwersja jest prowadzona w sposób naturalny w warunkach tlenowych, bez konieczności stosowania toksycznych rozpuszczalników. Jeden z najbardziej zaawansowanych dostępnych na rynku systemów transmisyjnej mikroskopii elektronowej (NeoArm) został użyty do wykazania obfitej wewnątrzkomórkowej syntezy jednoatomowej miedzi zero-walentnej przez tę bakterię.

To odkrycie pokazuje, że mikroby w kwaśnych odwodnieniach kopalni mogą naturalnie ekstrahować jony metali, takich jak miedź, i przekształcać je w cenny towar.

Dielektryczne, magnetyczne, optyczne, przeciwdrobnoustrojowe, obrazowe i katalityczne właściwości miedzi czynią ten pierwiastek kandydatem do zastosowań w ogniwach fotoelektrochemicznych, czujnikach, ogniwach słonecznych, tuszach i powłokach przeciwdrobnoustrojowych (1, 2). Ostatnie badania wykazały również, że wiele mikroorganizmów, takich jak bakterie (3, 4) i grzyby (5), może produkować nieorganiczne nanocząstki (NPs), takie jak Ag (6), Au (7), Cu (8, 9), CuO (10, 11) i magnetyt (12), między innymi (13). W kilku pracach opisano syntezę Cu NPs (8, 9) o rozmiarach od 10 do 40 nm wewnątrz- i zewnątrzkomórkowo metodą zrównoważoną z wykorzystaniem bakterii. W badaniach tych opisano udział enzymów reduktazowych, takich jak enzymy zależne od NADPH (zredukowanej formy fosforanu dinukleotydu nikotynamido-adeninowego) o potencjale redoks do redukcji jonów metali (14-16).

Nie znamy jednak żadnych doniesień o naturalnej syntezie jednoatomowych Cu0 (o rozmiarach w zakresie 170-179 pm) z wykorzystaniem mikroorganizmów, ani o mechanizmach ich biosyntezy i stabilizacji.

Znaczenie produkcji monoatomowej miedzi metalicznej wynika z możliwości wykorzystania pojedynczych atomów w katalizie, domieszkowaniu i zastosowaniach energetycznych w celu maksymalizacji efektywności wykorzystania atomów metali (17, 18). Jednakże, synteza pojedynczych atomów nadal stanowi wyzwanie, głównie dlatego, że izolacja atomów jest dość skomplikowana i wymaga złożonej syntezy z udziałem toksycznych związków chemicznych (19, 20). Alternatywne metody, takie jak chemiczne osadzanie z fazy gazowej, napylanie i femtosekundowa ablacja laserowa, między innymi, są złożone, a ich wydajność jest nadal ograniczona (2, 17, 21, 22).

Odkryliśmy bakterię środowiskową znalezioną w kopalni miedzi, która może syntetyzować pojedyncze atomy Cu0 w sposób zrównoważony. Mechanizm biosyntezy został zaproponowany przy użyciu metody proteomiki. Ta zrównoważona synteza Cu0 jest prowadzona w podłożu mikrobiologicznym, co eliminuje użycie toksycznych rozpuszczalników. Izolacja miedzi monoatomowej bezpośrednio z naturalnie występujących kopalni miedzi (Pará/Brazylia) (szerokość geograficzna 6°27′ 15.848″S i długość geograficzna 50°4′37.507″W) sugeruje, że mikroorganizmy mogą potencjalnie ekstrahować jony i metale ze środowiska i przekształcać je w bardzo cenny towar. To odkrycie, samo w sobie, sugeruje, że mikroorganizmy mogą wydobywać miedź z zanieczyszczonych miejsc, a tym samym poprawić zrównoważony rozwój.

___________________

Dołącz do grupy Nauka - to społeczność dla wszystkich zainteresowanych nauką, jej zdobyczami, rozwojem, sukcesami i porażkami; dla głodnych wiedzy i sprawdzonych informacji!

https://www.hejto.pl/spolecznosc/nauka

Obserwuj też wartościowe tagi #qualitycontent #nauka oraz @arcy

Topniejąca pokrywa lodowa Grenlandii uwalnia ogromne ilości rtęci.

_____________________________________

Wpis jest skrótem artykułu "Topniejąca pokrywa lodowa Grenlandii uwalnia ogromne ilości rtęci" / https://dzienniknaukowy.pl/aktualnosci/topniejaca-pokrywa-lodowa-grenlandii-uwalnia-ogromne-ilosci-rteci

_____________________________________

Jakby topnienie pokrywy lodowej Grenlandii nie było już wystarczająco dużym problemem, nowe badania wykazały, że ta masa lodu uwalnia wodę zawierającą jedne z najwyższych odnotowanych poziomów rtęci w wodach naturalnych. Naukowcy oszacowali, że rocznie z lodów Grenlandii do okolicznych wód dostaje się około 42 tony rtęci.

Wyniki badań ukazały się na łamach pisma „Nature Geoscience” (DOI: 10.1038/s41561-021-00753-w).

Naukowcy twierdzą, że stężeniom rtęci w grenlandzkich wodach dorównują tylko zanieczyszczone drogi wodne przemysłowych obszarów Chin. A że grenlandzki lód nadal topnieje, do wód trafi jeszcze więcej toksycznego metalu. Eksperci uważają, że pokrywa lodowa Grenlandii już osiągnęła punkt krytyczny i większość jej lodu jest skazana na stopienie.

W ciągu ostatnich 150 lat działalność przemysłowa człowieka doprowadziła do uwolnienia do środowiska naturalnego setek tysięcy ton rtęci. Obecnie poziom tego pierwiastka w atmosferze jest wyższy o 500 proc., a w oceanach o 200 proc. od stężeń sprzed rewolucji przemysłowej.

Źródło skażenia nie jest znane. Rtęć w rzekach w innych częściach naszej planety pochodzi przede wszystkim ze ścieków przemysłowych. Pierwiastek ten może dostać się do wody również z powietrza, gdzie z kolei dostał się na skutek spalania paliw. Może też wraz z deszczem czy śniegiem opaść na powierzchnię, a następnie spływać do lokalnych cieków wodnych lub ponownie wznosić się do atmosfery.

Autorzy badań sugerują, że wyciekająca rtęć w rzeczywistości pochodzi z naturalnych właściwości geochemicznych Ziemi. Jej wysokie stężenia mogą mieć swój początek w erozji skał znajdujących się pod pokrywą lodową Grenlandii, które są naturalnie bogate w rtęć, co może budzić pewne niepokojące perspektywy.

___________________

Dołącz do grupy Nauka - to społeczność dla wszystkich zainteresowanych nauką, jej zdobyczami, rozwojem, sukcesami i porażkami; dla głodnych wiedzy i sprawdzonych informacji!

https://www.hejto.pl/spolecznosc/nauka

Obserwuj też wartościowe tagi #qualitycontent #nauka oraz @arcy

Czy pszczoły miodne są zagrożone mikroplastikiem?

___________________

Wpis jest tłumaczeniem badania Al Naggar, Yahya; Brinkmann, Markus; Sayes, Christie M.; AL-Kahtani, Saad N.; Dar, Showket A.; El-Seedi, Hesham R.; Grünewald, Bernd; Giesy, John P. 2021. / "Are Honey Bees at Risk from Microplastics?" / Toxics 9, no. 5: 109. / https://doi.org/10.3390/toxics9050109

___________________

Mikroplastiki (MPs) są wszechobecnymi i trwałymi zanieczyszczeniami, które zostały wykryte w wielu różnych mediach, od gleb po systemy wodne. Mikroplastiki, składające się głównie z polimerów polietylenu, polipropylenu i poliakrylamidu, zostały ostatnio wykryte w 12% próbek miodu zebranego w Ekwadorze. Ostatnio MPs zostały również zidentyfikowane u pszczół miodnych zebranych z pasiek w Kopenhadze w Danii, jak również z pobliskich obszarów podmiejskich i wiejskich.

Biorąc pod uwagę te udokumentowane narażenia, ocena ich skutków jest krytyczna dla zrozumienia ryzyka związanego z narażeniem pszczół miodnych na MP. Ekspozycja na polistyren (PS)-MP spowodowała zmniejszenie różnorodności mikrobioty jelitowej pszczół miodnych, a następnie zmiany w ekspresji genów związanych z uszkodzeniami oksydacyjnymi, detoksykacją i odpornością. W związku z tym, celem tej perspektywy było zbadanie, czy powszechne występowanie MPs może mieć niezamierzony negatywny wpływ na zdrowie i kondycję pszczół miodnych, jak również zwrócenie uwagi społeczności naukowej na możliwe zagrożenia związane z MPs dla kondycji pszczół miodnych. Zanim MP będą mogły być uznane za potencjalne zagrożenie dla pszczół, należy odpowiedzieć na kilka pytań badawczych.

Ze względu na ich potencjalną szkodliwość dla ludzi, zwierząt i środowiska, mikroplastiki (MPs) są nowymi zanieczyszczeniami, którym poświęca się coraz więcej uwagi w ostatniej dekadzie. Wyniki ostatnich badań wykazały, że MP są wszechobecne w różnych matrycach środowiskowych, w tym w powietrzu, glebie i wodzie. Niektóre szacunki mówią, że ludzie spożywają aż 52,000 cząsteczek rocznie; jeszcze bardziej alarmujące są szacunki dotyczące wdychanych mikroplastików, które mogą wynosić aż 74,000 cząsteczek rocznie.

Mikroplastiki są klasyfikowane jako cząstki polimerowe ze składnikiem plastyfikatora o średnicy < 5 mm i są dalej dzielone na dwie podgrupy, tj. pierwotne i wtórne MP. Te z podgrupy pierwotnej są produkowane bezpośrednio jako mikroskopijne materiały i są często przeznaczone do stosowania w produktach konsumenckich, które obejmują kosmetyki, detergenty i środki czyszczące. Pierwotne MP są również powszechnie stosowane jako środki do czyszczenia gęstych materiałów, takich jak kadłuby statków w stoczniach. Wtórne MP powstają, gdy większe materiały z tworzyw sztucznych ulegają degradacji (rozpadowi) w atmosferze lub środowisku wodnym w wyniku naturalnych procesów wietrzenia. Na przykład, cząstki opon, ścieranie dróg i komunalne osady ściekowe zostały zidentyfikowane jako potencjalnie znaczące źródła mikroplastików w środowisku. Biorąc pod uwagę ogromną ilość mikroplastików dostających się do środowiska, uważa się, że większość mikroplastików w środowisku to mikroplastiki wtórne.

Zarówno pierwotne jak i wtórne MP są wszechobecnymi i trwałymi zanieczyszczeniami, które zostały wykryte w wielu różnych mediach, od gleb po systemy wodne (np. ścieki z oczyszczalni ścieków, oceany, rzeki, brzegi i bagna). Ponadto, MP zostały ostatnio wykryte w atmosferze miejskiej, podmiejskiej, a nawet odległej od ich źródeł, co wskazuje na możliwy transport atmosferyczny na duże odległości.

Ostatnio, powszechne występowanie zanieczyszczeń MP zwróciło uwagę ekotoksykologów zaniepokojonych ich potencjalną toksycznością. Narażenie fauny i flory wodnej na MP może wywoływać efekty toksykologiczne, w tym gorszą kondycję, większy stres oksydacyjny, reakcje immunologiczne i upośledzenie funkcji jelit. Ponadto, coraz więcej dowodów wskazuje na to, że MP oddziałują na organizmy lądowe, które pośredniczą w istotnych usługach i funkcjach ekosystemu, takich jak grzyby lądowe lub kilka bezkręgowców, np. owady zapylające. Zapylacze są nierozerwalnie związane ze środowiskiem naturalnym i produkcją żywności; utrzymują genetycznie zróżnicowaną florę roślin okrytozalążkowych w większości ekosystemów, a zatem są niezbędne do zapylania roślin spożywczych oraz zapewnienia bezpieczeństwa żywnościowego ludzi i zwierząt gospodarskich na całym świecie.

Europejskie pszczoły miodne (Apis mellifera) odgrywają ważną rolę w zapylaniu roślin uprawnych i dziko rosnących. Biorąc pod uwagę ekologiczne i ekonomiczne znaczenie pszczół miodnych, niepokojący jest fakt, że od 2006 roku zarówno w Europie, jak i w Stanach Zjednoczonych odnotowuje się znaczne straty w zimujących rodzinach pszczelich. Wiele czynników biotycznych i abiotycznych, w tym pasożyty (np. Varroa destructor), infekcje mikrobiologiczne, narażenie na pestycydy, utrata siedlisk i niewłaściwe praktyki pszczelarskie, zostały omówione jako przyczyny tych strat rodzin pszczelich. Wciąż jednak nie zbadano, czy istnieje jakikolwiek potencjalny związek między narażeniem pszczół miodnych na MP a żywotnością rodzin pszczelich. Przypuszczenie to nie jest nowe; badacze spekulowali, że narażenie pszczół miodnych na inne pojawiające się zanieczyszczenia, takie jak zanieczyszczenia środowiska, metale i nanocząstki metali oraz pestycydy oparte na nanotechnologii (NBP), mogą być szkodliwe dla pszczół.

Zużycie opon i rozdrobniony makroplastik, który trafia do atmosfery poprzez zaśmiecanie, powodują emisję MP w glebach rolniczych. Ponadto, rolnicy, którzy używają osadów ściekowych i obornika do nawożenia upraw, nieumyślnie dodają do swoich upraw cząstki mikroplastiku zawarte w tych biosolidach. W analizie makro- i mikroplastiku w glebie rolniczej, badacze odkryli do 205 części makroplastiku na hektar (ha) i 0,34 do 0,36 cząstek mikroplastiku na kilogram gleby (sucha waga). Folie i fragmenty stanowiły większość znalezionych odpadów plastikowych, odpowiadając za 91,36% wszystkich kawałków makroplastiku. Inne kształty, takie jak lina, taśma spinająca i odpady tekstylne, stanowiły 8,64%.

Przez dziesięciolecia uważano, że cząsteczki tworzyw sztucznych są zbyt duże, aby przeniknąć przez fizyczne bariery nienaruszonej tkanki roślinnej. Jednak ostatnie badania wykazały, że mikroplastiki, jak również ich mniejsze odpowiedniki określane jako "nanoplastiki", mogą potencjalnie zanieczyszczać rośliny jadalne, w tym warzywa spożywane przez ludzi. Autorzy ci badali, jak rośliny uprawne (pszenica (Triticum aestivum) i sałata (Lactuca sativa)) absorbują różne mikroplastiki pochodzące z oczyszczonych ścieków w kulturach hydroponicznych, macierzach piaskowych i piaszczystej glebie. Wyniki badań potwierdzają tezę, że cząstki polistyrenu i polimetakrylanu metylu o rozmiarach submikrometrowych i mikrometrowych wnikają do steli obu gatunków przez szczeliny w miejscach wschodów korzeni bocznych. Efektywne wchłanianie submikrometrowego tworzywa sztucznego jest ułatwione dzięki tej drodze wnikania oraz właściwościom cząstek polimerowych. Następnie cząsteczki tworzywa sztucznego były przenoszone z korzeni do pędów. Budzi to oczywiste obawy, gdyż proces ten może wprowadzić MP do łańcucha pokarmowego w ogóle, a w szczególności do nektaru i pyłku. Dlatego też potrzebne są dodatkowe badania, aby potwierdzić tę hipotezę i zbadać potencjalne negatywne skutki narażenia pszczół na MPs, które potencjalnie mogą znajdować się w nektarze i pyłku.

Pszczoły miodne aktywnie oddziałują z roślinami, powietrzem, glebą i wodą w pobliżu ula, a w konsekwencji zanieczyszczenia z tych źródeł są przenoszone do pszczół miodnych i produktów ula. Ze względu na swoją wrażliwość i duży obszar żerowania, pszczoły miodne są więc uważane za potencjalne modele owadów wskaźnikowych do monitorowania jakości środowiska. Pszczoły miodne zbierając nektar, spadź, pyłek, wodę i inne wydzielinki roślinne, takie jak propolis, wchodzą w kontakt z niemal każdym komponentem środowiska. Jeśli pobliskie przedziały są zanieczyszczone przez MPs, zostaną one ostatecznie wprowadzone do rodziny pszczelej i produktów ula.

W 2013 roku zaobserwowano MP w miodzie, co spowodowało duże zainteresowanie zarówno ze strony środowiska naukowego, jak i opinii publicznej oraz mediów informacyjnych. Wśród badaczy toczyła się jednak aktywna debata dotycząca tych wyników. Niezależni badacze nie byli w stanie potwierdzić lub odtworzyć tych wcześniejszych wyników. Jednakże, MP zostały ostatnio znalezione w 12% próbek miodu, piwa, mleka i napojów orzeźwiających zebranych w Ekwadorze, składających się głównie z polimerów polietylenu, polipropylenu i poliakrylamidu. Ponadto, MP zostały niedawno wykryte u pszczół miodnych zebranych z 19 różnych pasiek w Kopenhadze, jak również na obszarach podmiejskich i wiejskich, głównie w postaci fragmentów (52%) i włókien (38%). Spodziewano się, że największe obciążenie stwierdzono w pasiekach miejskich; jednakże, co bardziej zaskakujące, porównywalną liczbę MP znaleziono również w ulach podmiejskich i wiejskich, co można wytłumaczyć obecnością osiedli miejskich w zasięgu żerowania pszczół robotnic i łatwością, z jaką małe MP mogą być rozpraszane przez wiatr. Nadal nie jest też jasne, czy źródłem MP była praktyka pszczelarska, czy też zanieczyszczenie materiału pszczelarskiego wprowadzonego do ula. Ponieważ większość MP zawartych w miodzie pobranym z pasieki badawczej we Frankforcie w Niemczech stanowiły włókna, sądzono, że pochodzą one z odzieży pszczelarzy (dane niepublikowane). W związku z tym, wykrywanie MP bezpośrednio w próbkach nektaru może pomóc w ustaleniu źródeł MP w miodzie. Wyniki te sugerują również, że MP są szeroko rozpowszechnione, ale potencjalny wpływ na poszczególne pszczoły miodne lub inne gatunki pszczół nie został jeszcze zbadany.

Dotychczas przeprowadzono tylko jedno badanie, w którym wykazano niekorzystny wpływ polistyrenu (PS)-MPs, w warunkach laboratoryjnych, na europejskie pszczoły miodne (Apis mellifera L.). W 14-dniowym badaniu ekspozycja na PS-MPs prawie nie spowodowała stresu przeżycia u pszczół. Mimo to, podawanie PS-MP zmniejszyło różnorodność bakterii w jelitach i spowodowało istotne zmiany w mikrobiomie jelitowym pszczół, jak również zmiany w ekspresji genów związanych z uszkodzeniami oksydacyjnymi, detoksykacją i odpornością. Te subletalne efekty PS-MP u pszczół były prawdopodobnie spowodowane ich agregacją i degradacją w jelicie, jak również ich późniejszą interakcją z populacją mikrobiomu. Alternatywnie, biorąc pod uwagę, że większość PS-MP znalezionych w miodzie i pszczołach miodnych stanowiły nieregularne fragmenty i włókna, nie jest jasne, na ile reprezentatywne dla środowiska były stężenia, rozmiary i kształty PS-MP użytych w badaniu. Te materiały o nieregularnych kształtach są szeroko rozpowszechnione w środowisku, ale są mniej powszechnie brane pod uwagę i mogą być bardziej toksyczne dla pszczół niż ich bardziej kuliste odpowiedniki, jak wykazano we wcześniejszych badaniach z innymi bezkręgowcami, takimi jak rozwielitki i owady wodne. Wykazano, że MP wyrządzają szkodę zwierzętom morskim, a także żółwiom i ptakom, blokując przewody pokarmowe, zmniejszając chęć do jedzenia i zmieniając zachowania żywieniowe, z których wszystkie zmniejszają wzrost i wydajność reprodukcyjną. W związku z tym w przyszłych badaniach należy rozważyć realistyczne scenariusze narażenia pszczół miodnych na MP poprzez skażony miód lub pyłek, zwłaszcza włókna i fragmenty, jak również to, czy rozmiary tworzyw sztucznych znajdujących się w miodzie, takich jak włókna: 67,18-3302,68 µm i fragmenty: 5,63-182,96 µm, są na tyle małe, że mogą zostać połknięte/zainternalizowane przez pszczoły. Badania, w których pszczołom podawano MP o różnej wielkości i kształcie, mogłyby dać odpowiedź na to pytanie.

MPs mogą nie być najbardziej szkodliwymi zanieczyszczeniami, ale ich toksyczność może być większa w obecności innych substancji chemicznych. Śmiertelność spowodowana przez MPs była znacząco zwiększona, gdy mikrobiota jelitowa została zubożona przy użyciu antybiotyku tetracykliny. Biorąc pod uwagę doniesienia o niekorzystnym wpływie tego antybiotyku na kondycję pszczół, zastosowaną dawkę, która była równa medianie dawki śmiertelnej dla pszczół (LD50) oraz społeczności mikrobioty jelitowej pszczół, które nie były ustalone przed ekspozycją na PS-MPs lub/i tetracyklinę, nadal nie jest jasne, czy toksyczność była spowodowana eliminacją mikrobioty jelitowej, czy też synergicznym/addytywnym efektem toksyczności każdego ze środków (PS-MPs i tetracykliny). Badania, w których pszczoły byłyby rekolonizowane wkrótce po zastosowaniu środka, mogłyby dać wgląd w odpowiedź na to pytanie. Wyniki te wymagają również dalszych badań nad połączonym wpływem MPs i innych zanieczyszczeń środowiska, takich jak metale ciężkie, pestycydy i nanomateriały, a także pasożyty i patogeny, na zdrowie pszczół miodnych. Na przykład, ekspozycja na MPs doprowadziła do rozległych, zależnych od wielkości cząsteczek uszkodzeń jelit we wczesnym okresie życia i wzmocnienia wywołanego przez Cd zahamowania funkcji lokomotoryczno-behawioralnych u dorosłych muszek Drosophila.

Ciąg dalszy w komentarzach!

___________________

Dołącz do grupy Nauka - to społeczność dla wszystkich zainteresowanych nauką, jej zdobyczami, rozwojem, sukcesami i porażkami; dla głodnych wiedzy i sprawdzonych informacji!

https://www.hejto.pl/spolecznosc/nauka

Obserwuj też wartościowe tagi #qualitycontent #nauka oraz @arcy