Rozbłyski pulsara. Październik 2025
Chemia przyspiesza
W rozwoju chemii bardzo użyteczną metodą badawczą jest UV-Vis. Urządzenie mierzy, jak związki chemiczne absorbują światło, co pomaga w ich identyfikacji oraz analizie wielu ich właściwości. Wyższa szkoła jazdy to pomiary UV-Vis w trakcie reakcji chemicznej. Takie podejście jest skomplikowane i czasochłonne, ale pozwala na bieżąco rejestrować, jakie substancje się wydzielają. Teraz proces może kolosalnie przyspieszyć – w „Nature” opisano zautomatyzowaną platformę, która dzięki robotycznym manipulatorom i algorytmom AI przeprowadza nawet tysiąc takich eksperymentów dziennie. Jednym z dwóch kierowników badania jest Polak: prof. Bartosz A. Grzybowski. (trt)
Badania naukowe: Robotic system takes chemistry into hyperspace
Beton z energią
Naukowcy z MIT (m.in. Damian Stefaniuk) opracowali beton przewodzący prąd dzięki nanocząstkom węgla i wypełnieniu jego porów elektrolitem. Nanocząstki działają jak miniaturowe superkondensatory, bez pogarszania wytrzymałości materiału. Już w 2021 r. osiągnięto 300 Wh/m sześc., a dzięki nowym elektrolitom udało się zwiększyć gęstość energii 10-krotnie. Powstały prototypy: moduł 12 V i łuk 9 V, które łączą funkcję konstrukcyjną z magazynowaniem energii, otwierając drogę do zastosowań w budownictwie i monitorowaniu stanu konstrukcji. (trt)
Badania naukowe: High energy density carbon–cement supercapacitors for architectural energy storage
Precyzja cięcia daje spadochron
Inspirując się japońską sztuką wycinania z papieru (kirigami), naukowcy stworzyli nowy typ spadochronu. Zamiast skomplikowanego szycia, wystarczy wykonać laserem odpowiednie nacięcia w płaskim dysku z tworzywa sztucznego. Pod wpływem oporu powietrza rozwija się on w stabilny, podobny do wazonu kształt, przypominający również nasiona mniszka lekarskiego (dmuchawca). Taka konstrukcja może znacznie uprościć produkcję i obniżyć koszty. Podczas jednego z testów, prototyp z powodzeniem dostarczył butelkę z wodą upuszczoną z drona. Dzięki swej prostocie i celności, spadochrony kirigami mogą znaleźć zastosowanie np. w zrzutach pomocy humanitarnej. (mr)
Badania naukowe: Kirigami-inspired parachutes with programmable reconfiguration
Fortele ryb na foki nie działają
Wibrysy fok są tak czułe, że potrafią wyczuć nawet kilkucentymetrowe wiry pozostawione w wodzie przez uciekające ryby. Autorzy pracy opublikowanej właśnie w „Journal of Experimental Biology” dowiedli, że te morskie drapieżniki są w stanie analizować ślady wodne z precyzją sięgającą kilkunastu milimetrów. Czyli odróżniają jeden wir od innego nawet wtedy, gdy różnica ich średnicy wynosi zaledwie 17,6 mm. Ta umiejętność rozpoznawania rozmiarów obiektów ma duże znaczenie, ponieważ pierzchające ryby stosują fortele: tworzą małe, boczne zawirowania wody, które mają zmylić trop. Jeśli foka potrafi szybko i sprawnie odróżnić duży ślad wodny od mniejszego, jej szansa na udane polowanie jest znacznie większa. (mat)
Badania naukowe: Sensitivity of the mystacial vibrissal system of harbour seals (Phoca vitulina) to size differences of single vortex rings
Po co danio wpatruje się w kropki
Co sprawia, że jedni potrafią na długo skupić uwagę, a inni rozpraszają się już po krótkiej chwili? Czy decydujące znaczenie mają tu geny, czy środowisko? Z badań opublikowanych w „Science Advances” wynika, że obie te zmienne mają równorzędne znaczenie. W każdym razie, jeśli jest się rybą. To na tych zwierzętach przeprowadzono bowiem eksperymenty, które miały odpowiedzieć na postawione na początku pytanie. Ich autorzy poddawali danio pręgowane testom na skupienie: miały wpatrywać się w uporządkowany rząd kropek i ignorować chaotyczne wzory znajdujące się w tle. Ponieważ ryby pochodziły z różnych linii genetycznych oraz środowisk bytowych, uczeni byli w stanie ocenić, które czynniki decydowały o zdolnościach badanych osobników. Tego typu wyników nie można oczywiście bezpośrednio przekładać na konkluzje dotyczące człowieka. Autorzy projektu uważają jednak, że ich eksperymenty mogą być wykorzystywane np. do ćwiczenia modeli oceniających skupienie. (mat)
Badania naukowe: Attentional switching in larval zebrafish
Dzięki mrówce jogurt kojarzy się z trawą
Aby przekształcić mleko w jogurt, potrzebny jest odpowiedni starter, który zainicjuje fermentację i „poprowadzi” ją we właściwym kierunku. We współczesnych warunkach przemysłowych są nim np. bakterie kwasu mlekowego. Zamiast nich można jednak użyć… mrówek. Ten właśnie przepis na fermentację przetestowali autorzy pracy, która ukazała się na łamach „iScience”. Wykorzystali tradycyjną bułgarską i turecką recepturę, która polega na tym, by do świeżego mleka wrzucić kilka żywych mrówek (zwykle z rodzaju Formica), a następnie całe naczynie przykryć gazą i włożyć na noc do mrowiska. Dzięki kwasowi mrówkowemu i octowemu wytwarzanemu przez te owady, a także za sprawą unikatowego mikrobiomu, który zasiedla ich ciała oraz środowisko życia, uzyskuje się fermentowany produkt o smaku „lekko kwaskowatym, ziołowym, kojarzącym się nieco z trawą”. Autorzy eksperymentu uważają, że taki produkt spożywczy może zawierać więcej prozdrowotnych składników, niż jogurt wytwarzany przemysłowo. Przestrzegają jednak, że dzikie mrówki mogą być siedliskiem patogenów – nie można wykluczyć, że niektóre z nich są szkodliwe dla człowieka. (mat)
Badania naukowe: Making yogurt with the ant holobiont uncovers bacteria, acids, and enzymes for food fermentation
Domowe ognisko nie służy płucom
Funkcjonowanie tych organów u osób mających kominki na drewno przez osiem lat obserwowali naukowcy. Co istotne, to często ludzie zamożniejsi i ogólnie zdrowsi. Okazało się, że ich płuca starzały się szybciej niż u osób korzystających z innych źródeł ciepła. Dym z drewna wcale nie jest „niewinny” – zawiera substancje rakotwórcze podobnie jak papierosy. Przyczyną są mikroskopijne cząsteczki pyłu (PM2.5), które przenikają głęboko do dróg oddechowych i wywołują stan zapalny. Eksperci podkreślają, że nawet nowoczesne piece ekologiczne nie gwarantują pełnego bezpieczeństwa, a starsze urządzenia stanowią poważne zagrożenie. Ciepło w salonie może więc mieć wysoką cenę – płacimy za nie własnym oddechem. (ji)
Badania naukowe: Indoor wood burners linked to a decline in lung function
A jeśli gąbki były pierwsze?
W skałach sprzed ponad 541 mln lat naukowcy odkryli ślady biocząsteczek zachowane w minerałach. Najważniejszym tropem okazały się sterany – trwałe pochodne steroli, takich jak cholesterol, stanowiących element błon komórkowych. W próbkach z Omanu, Syberii i Indii zidentyfikowano rzadkie odmiany tych związków (C30 i C31), które dziś wytwarzają wyłącznie morskie gąbki. Aby upewnić się, że to naprawdę ich ślady, badacze postanowili odtworzyć całą drogę tych cząsteczek. Najpierw zbadali sterole obecne u współczesnych gąbek, a następnie w laboratorium stworzyli ich odpowiedniki. Później poddali je procesom naśladującym warunki panujące w głębi ziemi przez miliony lat – takim jak wysokie ciśnienie i powolne reakcje chemiczne. Eksperyment potwierdził: to autentyczne pozostałości starożytnych organizmów, a nie efekt procesów geologicznych. Wszystkie dowody wskazują na to, że pierwszymi zwierzętami na Ziemi były organizmy o miękkich ciałach, przypominające gąbki, które zamieszkiwały oceany jeszcze przed kambryjską „eksplozją życia”. (ji)
Badania naukowe: The first animals on Earth may have been sea sponges, chemical fossils suggest
Morze Północne ma gorączkę
Klimatolodzy i oceanografowie wciąż na różne sposoby analizują zdarzenia z późnej wiosny i lata 2023 r., kiedy to na północnym Atlantyku zanotowano rekordowe w historii pomiarów temperatury wód powierzchniowych. Najbardziej szokująca była skala tych wzrostów. Cienka, wierzchnia warstwa oceanu była przez kilka miesięcy cieplejsza o ok. 3 st. C, w porównaniu ze średnią wieloletnią. Do tej bezprecedensowej oceanicznej fali gorąca sprzed ponad dwóch lat powracają autorzy najnowszej publikacji w „Communications Earth & Environment”, skupiając się na Morzu Północnym oraz Morzu Celtyckim, jak nazywany jest kawałek Atlantyku na południe od Irlandii. Z ich analizy wynika, że w czerwcu 2023 r. temperatura wody w obu tych płytkich akwenach była wyższa od średniej o 2,9 st. C. Adam Scaife z University of Exeter z zespołem oceniają, że w przypadku Morza Północnego prawdopodobieństwo takich gorących epizodów wzrosło z 0,7 proc. w 1993 r. do 9,8 proc. obecnie. (hold)
Badania naukowe: Recent European marine heatwaves are unprecedented but not unexpected
Plastik szybko znika. Jeśli w zasadzie nie jest plastikiem
Pod względem wytrzymałości mechanicznej oraz odporności na działanie wysokich temperatur dorównuje wielu tradycyjnym plastikom wytworzonym z ropy naftowej. A po zakopaniu w ziemi rozkłada się całkowicie w ciągu zaledwie 50 dni. Mowa o tworzywie otrzymanym z bambusa przez naukowców z uniwersytetu w Harbinie w Chinach. Jego opis przedstawiają w najnowszym „Nature Communications”. Eksperymentowanie z bambusem jako surowcem do produkcji bioplastiku trwa nie od dziś. Do tej pory jednak nie udawało się uzyskać materiału tak wytrzymałego, że nadawałby się do zastosowania np. w budownictwie. Na dodatek obecnie wytwarzane bambusowe kompozyty zawierają domieszkę sztucznych tworzyw, co sprawia, że nie rozkładają się całkowicie. Dawei Zhao i jego współpracownicy twierdzą, że pokonali obie przeszkody. Ich bambusowy plastik wypadał w testach laboratoryjnych równie dobrze, jak wiele konwencjonalnych tworzyw. (hold)
Badania naukowe: High-strength, multi-mode processable bamboo molecular bioplastic enabled by solvent-shaping regulation
Zabarwianie i znikanie
Dlaczego jedne zwierzęta wolą ukrywać się przed drapieżnikami i stosować kamuflaż, a inne – rzucają się w oczy ostrzegawczymi barwami? Czy któraś z tych strategii jest skuteczniejsza? Na to pytanie postanowiło odpowiedzieć 56 (!) naukowców z kilkudziesięciu ośrodków badawczych, rozmieszczonych na 6 kontynentach. Przeprowadzili badania eksperymentalne w 21 unikatowych lokalizacjach i ustalili, że żadna z opcji nie jest bezwzględnie lepsza. Ich skuteczność różni się w zależności od środowiska, w jakim żyje dane zwierzę, w tym zwłaszcza od presji drapieżników. Tam, gdzie jest ich dużo, bardziej opłaca się schować, bo przy znacznej konkurencji łowcy są bardziej zdeterminowani i z większym prawdopodobieństwem sięgną nawet po toksycznie wyglądającą ofiarę. Odwrotnie jest w miejscach, gdzie drapieżnictwo nie jest tak intensywne. Uczeni wykazali, że duży wpływ na strategię ofiar mają również inne czynniki, np. intensywność oświetlenia (w ciemniejszych lokalizacjach lepiej sprawdza się kamuflaż). Wyniki tych badań ukazały się w „Science”. (mat)
Zdjęcie: Liściec (Phyllium).
Badania naukowe: Global selection on insect antipredator coloration
Pies to raczej nie nałogowiec
W ostatnich dniach w internecie pojawiło się wiele odniesień do badania opublikowanego w „Scientific Reports”. Źródła, które opisują wyniki tej analizy, podają zwykle, że piłki i inne zabawki działają na niektóre psy tak, jak uzależnienie (np. od alkoholu czy innych substancji) na ludzi. Warto jednak do tej interpretacji podejść z pewnym dystansem. To, co sprawia wrażenie uzależnienia, może być w istocie tzw. ekstremalną motywacją skierowaną na zabawki/zabawę (extreme motivation for toy play) lub stereotypią. Czyli takim zachowaniem, które ma wprawdzie nieprawidłową formę lub skalę, ale wynika z naturalnego, fizjologicznego dla danego gatunku behawioru. Na przykład: chomik może do upadłego kopać w rogu wybiegu, ponieważ ma silną, niezaspokojoną potrzebę drążenia korytarzy. Pies może przenosić na ulubiony przedmiot potrzebę zabawy, ruchu, tropienia, gryzienia czy interakcji. Dlaczego rozróżnienie ludzkiego uzależnienia i psiej „ekstremalnej motywacji” jest istotne? Ponieważ wymaga odmiennej terapii. W przypadku czworonogów kluczem do zapobiegania patologiom nie jest całkowite odcięcie od problematycznych zachowań czy bodźców, które je wywołują. Ważniejsze jest zapewnienie odpowiedniego środowiska i trybu życia, który pozwoli prawidłowo realizować naturalne instynkty. To oznacza, że bezwzględne wyciszenie mechanizmu, który leży u podstaw „zabawkowej obsesji”, nie jest zwykle konieczne, potrzebne jest jedynie pewne przekierowanie uwagi i/lub dawkowanie bodźców. (mat)
Badania naukowe: Addictive-like behavioural traits in pet dogs with extreme motivation for toy play
Poruszanie plemnikami
Jedna czwarta przypadków niepłodności wynika z zaburzonej (zwykle zmniejszonej) ruchliwości plemników, czyli z tzw. asthenozoospermii. Gamety dotknięte tą przypadłością są teoretycznie zdolne do zapłodnienia, ale nie potrafią dotrzeć do komórki jajowej (poprawniej: oocytu) i wniknąć do jej wnętrza. Uczeni z University of Osaka dokonali właśnie odkrycia, które w przyszłości może pomóc rozwiązać ten problem. Zidentyfikowali kluczowy „włącznik” ruchliwości plemników. Jest nim (wcześniej nieznane) białko TMEM217, które tworzy z innymi proteinami kompleks współodpowiedzialny za produkcję cAMP – cząsteczki aktywującej ruch witki. (mat)
Badania naukowe: Sperm and offspring production in a nonobstructive azoospermia mouse model via testicular mRNA delivery using lipid nanoparticles
Ostatni łowcy Chile pozostawili ślady
Niewielkie osady i monumentalne pułapki z kamieni w kształcie litery V, zwane chacu, odkryli archeolodzy w chilijskich Andach, na wysokości 3–4 tys. m n.p.m. To tam, z dala od inkaskich fortec i rolniczych wiosek, przez tysiące lat ludzie polowali na dzikie wielbłądowate – wikunie i guanako. Nowe badania z wykorzystaniem zdjęć satelitarnych pokazują, że styl życia oparty na polowaniu i sezonowej mobilności przetrwał w tym regionie aż do czasów kolonialnych. Ci „ostatni łowcy” nie pasowali do hiszpańskich kategorii ani do współczesnych teorii o przejściu do rolnictwa. Byli jak cienie w krajobrazie – trudni do uchwycenia, ale obecni. I właśnie teraz, dzięki archeologii kosmicznej, zaczynamy ich widzieć. (ak)
Badania naukowe: A tethered hunting and mobility landscape in the Andean highlands of the Western Valleys, northern Chile
Tam, gdzie manty tworzą mapy
Dlaczego manty schodzą czasem na głębokości od 500 m do nawet 1250 m? Tak daleko od powierzchni nie ma przecież zbyt wiele pożywienia czy atrakcyjnych terenów rozrodczych. Uczeni z Peru, Indonezji i Nowej Zelandii postanowili rozwiązać tę zagadkę i założyli 24 zwierzętom urządzenia telemetryczne, które przez kilka lat gromadziły dane (w sumie zebrały informacje z niemal 47 tys. nurkowań). Okazało się, że wszystkie zejścia na głębiny miały wspólne cechy. Po pierwsze, zwykle poprzedzały migrację zwierzęcia. Po drugie, polegały na szybkim zejściu na dużą głębokość, bardzo krótkim pobycie na dnie i powolnym wynurzaniu się. Po trzecie, nie wykazywały oznak żerowania – np. oscylacji pionowych, czyli charakterystycznych przemieszczeń w warstwach wody wynikających z manewrowania pomiędzy skupiskami drobnych organizmów, którymi te ryby się żywią. W związku z tym autorzy analizy doszli do wniosku, że manty tworzą w głębinach „mentalne mapy” oceanu. Czyli zbierają informacje na temat temperatury, światła, tlenu czy pola magnetycznego na całej wysokości słupa wody. Sondują też swoje otoczenie, by lepiej zorientować się w przestrzeni przed dłuższą podróżą. (mat)
Badania naukowe: Deep diving behaviour in oceanic manta rays and its potential function
„Smok morski” wypłynął w Dorset
Skamieniałe szczątki smukłego trzymetrowego morskiego stworzenia o pysku długim jak miecz, z drobnymi zębami i potężnymi szczękami, zostały znalezione na wybrzeżu południowej Anglii. Zwierzę to otrzymało nazwę Xiphodracon goldencapensis – od greckich słów xiphos (miecz) i drakon (smok) – co doskonale oddaje jego wygląd. To najbardziej kompletny okaz ichtiozaura z pliensbachu (wczesna jura), jaki kiedykolwiek odkryto (zachował się w osadach formacji Charmouth). Wyróżnia się wyjątkową anatomią: miał kość łzową – niewielki element czaszki położony między oczodołem a nozdrzami – zaopatrzoną w charakterystyczne wypustki, które prawdopodobnie wzmacniały przednią część pyska lub stanowiły miejsce przyczepu tkanek miękkich. Jego szczęka była niezwykle rozbudowana, tworząc niemal cały dolny brzeg nozdrzy, podczas gdy u większości ichtiozaurów ten fragment budowało kilka różnych kości. To rzadkie rozwiązanie świadczy o wyspecjalizowanej budowie pyska tego gatunku. Na jego kościach zachowały się również ślady urazów – złamania, martwicze zmiany i zniekształcone zęby – sugerujące burzliwe życie i możliwe starcia z większymi drapieżnikami. (ji)
Badania naukowe: A new long and narrow-snouted ichthyosaur illuminates a complex faunal turnover during an undersampled Early Jurassic (Pliensbachian) interval
W nogach pluskwiaków mieszkają grzyby
Przez lata sądzono, że tzw. narządy bębenkowe (inaczej: tympanalne), zlokalizowane na tylnych odnóżach pluskwiaków z rodzaju Megymenum, służą tym owadom do odbierania bodźców słuchowych. Badania opublikowane właśnie w „Science” dowiodły jednak, że tak nie jest. Te charakterystyczne zagłębienia nie działają jak rezonator, lecz jak „komora kultywacyjna” dla symbiotycznych grzybów z rodzaju Cordyceps. Pluskwiaki używają ich np. do nacierania świeżo złożonych jaj – te pokryte strzępkami nie są bowiem atakowane przez pasożytnicze gatunki os (przy braku ochrony składają one swoje własne jaja w zarodkach pluskwiaków i tym samym doprowadzają do śmierci gospodarzy). (mat)
Badania naukowe: Defensive fungal symbiosis on insect hindlegs
Laser prawie jak tęcza
Fotonika to nowa gałąź elektroniki, w której nośnikiem informacji są fotony, czyli światło. Układy fotoniczne wymagają dobrej jakości laserów. Ciekawym pomysłem na rozwój tej technologii są lasery emitujące wąską wiązkę laserową złożoną z kilku pasm o różnych długościach fali – czyli różnych kolorach. Ostatnio udało się zrealizować ten pomysł. Dzięki kryształom fotonicznym (oraz wykorzystaniu tzw. wymiaru syntetycznego), uzyskano wiązkę złożoną z 10 różnych „barw” w przedziale 140 nm. Taka technika umożliwia projektowanie znacznie bardziej kompaktowych i wydajnych modułów fotonicznych. (trt)
Zdjęcie: Schemat lasera nanotęczowego.
Badania naukowe: Topological nanorainbow laser
Mięsożercy rozgrzewają planetę
Ponad 11 mln ton mięsa rocznie konsumują mieszkańcy amerykańskich miast, co przekłada się na emisję 329 mln ton dwutlenku węgla – wyliczyli autorzy publikacji w „Nature Climate Change”. Największy udział ma drób (4,6 mln t), na drugim miejscu jest wołowina (3,7 mln ton), a na trzecim – wieprzowina (2,7 mln ton). Około 30 proc. całkowitej konsumpcji przypada na trzy największe w USA aglomeracje, skupiające razem około 40 mln ludzi: Nowy Jork, Los Angeles i Chicago. Naukowcy zwracają uwagę, że emisja gazów cieplarnianych związana z konsumpcją mięsa w amerykańskich miastach przewyższa całkowitą emisję CO2 takich państw, jak Włochy, czy Wielka Brytania. (hold)
Badania naukowe: The carbon hoofprint of cities is shaped by geography and production in the livestock supply chain
Brudna gorączka złota
Gigantyczny popyt na złoto nakręca błyskawiczny wzrost ceny tego surowca na świecie. I sprawia, że w wielu regionach Afryki i Ameryki Południowej pojawiają się małe wyrobiska, z których próbuje się pozyskiwać cenny metal, nie bacząc na zanieczyszczenie środowiska. W efekcie – jak informują badacze w „Biogeosciences”, czasopiśmie wydawanym przez Europejską Unię Geofizyczną – w glebie i roślinach wokół takich bieda-kopalń zaczyna się akumulować rtęć wykorzystywana do wyłuskania złota ze skał. Naukowcy, którzy prowadzili badania w Nigerii, stwierdzili, że w roślinach uprawnych zbieranych z pól bezpośrednio sąsiadujących z takimi prymitywnymi minikopalniami znajduje się od 10 do 50 razy więcej rtęci niż w uprawach pochodzących z pól położonych kilka kilometrów dalej. Większość tego pierwiastka dociera drogą powietrzną i wnika do roślin poprzez liście. Ich konsumpcja może stanowić zagrożenie dla zdrowia. (hold)
Mieszkańcy jelit mają zdolności
DGRs, czyli tzw. elementy retrowirusowe generujące różnorodność (Diversity-Generating Retroelements), to fragmenty genomu bakterii odpowiedzialne za wprowadzanie losowych mutacji w ich DNA. Elementy te mogą przyspieszać ewolucję mikrobów i zwiększać ich zdolność do przystosowywania się do nowych warunków. Autorzy pracy opublikowanej w „Science” wykazali, że DGRs występują bardzo powszechnie u bakterii zasiedlających ludzkie jelita. Uważają, że dzięki temu drobnoustroje wchodzące w skład mikrobiomu ewoluują szybciej, niż bakterie z jakiegokolwiek innego środowiska na Ziemi. Każdy układ pokarmowy jest unikatowy, zmienia się też w cyklu dobowym i na przestrzeni życia osobniczego. To wszystko sprawia, że mikroorganizmy żyjące w jelitach muszą mieć ponadprzeciętną zdolność do adaptacji. Okazało się także, że DGRs mogą być przekazywane z bakterii na bakterię, a także z jednego gospodarza do drugiego – np. z matki na dziecko (podczas karmienia piersią, kontaktu bezpośredniego itp.). To sugeruje, że elementy retrowirusowe mają duży wpływ na rozwój i „dziedziczenie” wielu schorzeń (np. choroby Leśniowskiego-Crohna). Naukowcy planują zbadać te relacje w kolejnych projektach. (mat)
Badania naukowe: Targeted protein evolution in the gut microbiome by diversity-generating retroelements
Co przetrwało w Jaskini Martwych Dzieci
W jaskini La Cueva de los Muertos Chiquitos w dolinie Rio Zape w Meksyku, archeolodzy znaleźli zasuszone odchody sprzed ponad tysiąca lat. Zespół Drew Capone’a z Indiana University zastosował nowoczesne techniki PCR. Dziesięć próbek datowanych na 725–920 r. ujawniło zaskakującą liczbę mikrobów i pasożytów – średnio prawie cztery w każdej. Najczęściej występowały Blastocystis i różne szczepy E. coli – zarówno enteropatogenne, jak i toksyczne – oraz owsik Enterobius vermicularis, obecny w aż 60 proc. próbek. W kilku znaleziono też Giardię i Entamoebę, a w jednej – wyjątkowo groźną E. coli O157:H7, do tej pory w starożytnych pozostałościach niestwierdzoną. To pierwsze w historii badanie, które wykazało obecność tak wielu chorób jelitowych w materiale sprzed ponad tysiąca lat. Pokazuje, że ludzie kultury Loma San Gabriel żyli w fatalnych warunkach sanitarnych. (ak)
Badania naukowe: Targeted pathogen profiling of ancient feces reveals common enteric infections in the Rio Zape Valley, 725–920 CE
Naciskanie i zmienianie (kształtu)
Materiały z pamięcią kształtu są interesujące dla inżynierii, ale ich zastosowania są ograniczone, bo zwykle może przyjąć tylko dwie różne formy. Dlatego naukowcy poszukują bardziej wielofunkcyjnych materiałów. Grupa z North Carolina State University zaprojektowała arkusz PET i zidentyfikowała w nim wrażliwe punkty, w których odpowiedni nacisk wywoływał szybką zmianę kształtu, w wyniki nagromadzonej w materiale energii potencjalnej. To trochę jak odblaskowe bransoletki, które wystarczy odpowiednio przyłożyć do ręki i same owijają się wokół nadgarstka. Tyle że materiał na tyle dużo tych „wrażliwych punktów”, że układa się w 16 różnych konfiguracjach, a dzięki łączeniu czterech – już ponad 200! A jeśli połączy się arkusze PET z materiałami piezoelektrycznymi lub magnetycznymi, funkcji jest jeszcze więcej. Można zbudować miękkiego, multimodalnego robota pełzającego, chwytającego i kto wie co jeszcze. (trt)
Badania naukowe: Multistable thin-shell metastructures for multiresponsive reconfigurable metabots
Kto drapał wapienne ściany 30 tys. lat temu
Jedną z bardziej zagadkowych form paleolitycznej twórczości są tzw. finger flutings – wyżłobione palcami w miękkim osadzie linie przypominające abstrakcyjne ornamenty. Do tej pory próbowano zgadywać, kto je zostawił, mierząc proporcje palców we współczesnych populacjach, co dawało wątpliwe efekty. Zespół Andrei Jalandoni z Griffith University opracował eksperyment cyfrowy. 96 ochotników zostawiało ślady na sztucznej ścianie z moonmilku oraz w jaskini stworzonej w VR. Ich odciski analizowano za pomocą sieci neuronowych – ResNet-18 i EfficientNet – wykorzystywanych zwykle do rozpoznawania twarzy czy pisma. Celem było sprawdzenie, czy sztuczna inteligencja potrafi rozróżnić ślady wykonane przez kobiety i mężczyzn. Okazało się, że algorytmy lepiej radzą sobie z materiałem prawdziwym niż z wirtualnym – tu trafność sięgała 84 proc. Autorzy zastrzegają, że potrzeba więcej danych. Jeśli metoda się sprawdzi, może pozwolić określić nie tylko płeć, ale też wiek, sposób trzymania ręki czy indywidualny styl. A przy okazji – oddać należne miejsce kobietom i dzieciom w historii sztuki jaskiniowej, zbyt długo pisanej męską ręką. (ak)
Badania naukowe: Using digital archaeology and machine learning to determine sex in finger flutings
Ryż, który ulepszał się sam
Japonica to najpopularniejszy – obok indica – podgatunek ryżu, powszechnie używany, m.in. do przygotowywania sushi. Najnowsze badania wykazały, że został udomowiony w Chinach ok. 9 tys. lat temu, a jego ekspansja na inne tereny Azję rozpoczęła się ok. 4-5,5 tys. lat temu. Analiza genomu kilkuset odmian, w tym historycznych, wykazała, że większość (59 proc.) kluczowych mutacji genetycznych umożliwiających uprawę japonica, powstała na długo przed udomowieniem – ponad 11,7 tys. lat temu. Sugeruje to, że rolnicy nie tyle wywołali nowe zmiany, ile wykorzystali istniejącą już wcześniej w naturze różnorodność genetyczną. Kluczową funkcję w adaptacji ryżu do nowych środowisk spełniły też geny odporności na lokalne patogeny. (mr)
Badania naukowe: Evolutionary histories of functional mutations during the domestication and spread of japonica rice in Asia
Dokładniejsze oglądanie mrówki
Inspirując się ludzkim okiem, naukowcy z Georgia Institute of Technology stworzyli miękką soczewkę, która automatycznie dostosowuje swoją ogniskową w zależności od natężenia światła. Działającą, co istotne, bez zewnętrznego zasilania czy silniczków. Zbudowana jest z hydrożelu z dodatkiem tlenku grafenu. Dlatego, gdy pada na nią światło, grafen je pochłania i nagrzewa się, powodując kurczenie żelu i rozciąganie soczewki – to zmienia jej ostrość. Z kolei w ciemności żel stygnie i wraca do pierwotnego kształtu. Soczewka, zastosowana w mikroskopie, pozwoliła uzyskać obrazy o wysokiej rozdzielczości, ukazując detale wielkości mikrometrów, np. włoski na nodze mrówki. Odkrycie ma potencjalne zastosowania w autonomicznych robotach czy urządzeniach medycznych. (mr)
Badania naukowe: Bioinspired photoresponsive soft robotic lens
Śmierć żołnierzy Napoleona odczytana
W grudniu 1812 r. resztki Wielkiej Armii Napoleona ciągnęły przez skute lodem drogi Litwy. Z pół miliona żołnierzy, którzy wyruszyli na Moskwę, przy życiu został zaledwie ułamek. Przez ponad dwa stulecia sądzono, że zabiły ich mróz, głód i dur plamisty. Międzynarodowy zespół kierowany przez Nicolása Rascovana z Institut Pasteur w Paryżu przeanalizował DNA wydobyte z zębów trzynastu żołnierzy pochowanych w masowym grobie w Wilnie. I znaleźli genetyczne odciski palców dwóch innych patogenów: Salmonella enterica i Borrelia recurrentis. Pierwsza wywołuje gorączkę jelitową, druga – nawrotową gorączkę przenoszoną przez wszy. To choroby, które rozprzestrzeniają się błyskawicznie w warunkach brudu, głodu i zimna. Co więcej, znaleziony szczep Borrelia okazał się pokrewny patogenowi występującemu w Wielkiej Brytanii dwa tysiące lat wcześniej, gdy żyli tam Celtowie. To dowód, że niektóre choroby potrafią przetrwać w ukryciu całe tysiąclecia, wciąż krążąc wśród ludzi i ich pasożytów. Jak mówi Rascovan „to niezwykłe, że po dwustu latach możemy postawić precyzyjną diagnozę dzięki technologii, która odczytuje nawet zbutwiałe fragmenty DNA”. Historia kampanii rosyjskiej to już nie tylko opowieść o klęsce militarnej – to także kronika mikroskopijnych sojuszników zimy, którzy ostatecznie pokonali Napoleona. (ak)
Ilustracja: „Night Bivouac of Great Army”, Vasily Vereshchagin (1842–1904)
Badania naukowe: Paratyphoid fever and relapsing fever in 1812 Napoleon's devastated army
Ludzka biomasa ciąży światu (i na dodatek jest w ruchu)
W połowie XIX w. łączna masa wszystkich dziko żyjących ssaków dorównywała łącznej masie ludzi i zwierząt przez nich udomowionych. Dziś tych pierwszych jest ok. trzech razy mniej, natomiast biomasa tych drugich wzrosła pięciokrotnie – szacują autorzy badań, które publikuje dziś „Nature Communications”. Nasza cywilizacja coraz bardziej przytłacza ziemskie środowisko naturalne. Na przykład biomasa morskich ssaków zmniejszyła się w ciągu stu lat aż o 70 proc. głównie za sprawą masowych rzezi dużych waleni, na czele z płetwalem błękitnym. Nasza dominacja przejawia się również w chronicznej niezdolności do dłuższego usiedzenia w jednym miejscu – chodzimy, jeździmy, latamy i pływamy na potęgę. Nic dziwnego, że – jak twierdzą autorzy innej pracy, którą także dziś publikuje „Nature Ecology&Evolution” – biomasa reprezentowana przez Homo sapiens jest ok. 40 razy bardziej mobilna aniżeli biomasa wszystkich dziko żyjących zwierząt lądowych.
Badania naukowe: Human biomass movement exceeds the biomass movement of all land animals combined
Czytajcie także: The global biomass of mammals since 1850
Najstarszy morski krokodyl, czyli brakujące ogniwo
W sercu Pustyni Zachodniej w Egipcie, pośród czerwonych piaskowców i zielonych łupków Oazy Kharga, odkryto szczątki najstarszego znanego przedstawiciela krokodyli morskich. Gatunek otrzymał nazwę Wadisuchus kassabi – od arabskiego wadi (dolina) oraz imienia staroegipskiego boga krokodyli, Sobka (Suchus). Drugi człon, kassabi, upamiętnia profesora Ahmeda Kassaba z Uniwersytetu Assiut, wybitnego paleontologa, którego prace spełniły ważną funkcję w rozwoju egipskiej paleontologii kręgowców. Nie jest to jednak zwykły „krokodyl z przeszłości” – jest brakującym ogniwem w historii dyrozaurów – pradawnych kuzynów współczesnych krokodyli, które po wyginięciu dinozaurów zdominowały przybrzeżne morza. Badacze wykorzystali tomografię komputerową i modele 3D, by odtworzyć szczegóły jego budowy. Miał cztery igłowate zęby z przodu wydłużonego pyska, nozdrza przesunięte ku górze oraz głębokie wcięcie na jego czubku – wszystko to świadczy o ewolucyjnych przystosowaniach do życia w środowisku morskim. Ten około czterometrowy drapieżnik polował na ryby i żółwie. Odkrycie potwierdza, że to Afryka była kolebką ewolucji dyrozaurów, a ich dzieje rozpoczęły się około 87–83 milionów lat temu.
Badania naukowe: An early dyrosaurid (Wadisuchus kassabi gen. et sp. nov.) from the Campanian of Egypt sheds light on the origin and biogeography of Dyrosauridae
Nosorożce na Arktyce żyły w cieple
Wyjątkowo dobrze zachowaną skamieniałość (aż 75 proc. szkieletu) nowo odkrytego gatunku Epiaceratherium itjilik (epitet gatunkowy oznacza w języku Inuktitut „mroźny”) odkryli na Arktyce naukowcy i opisali w „Nature Ecology & Evolution”. Oczywiście, w czasach, w których te zwierzęta chodziły po świecie, czyli ok. 23 mln lat temu, tereny, na których odnaleziono skamieniałe szczątki, były znacznie cieplejsze niż współcześnie. Na wyspie Devon (Nunavut, Kanada) panował klimat umiarkowany. Było to leśne, zielone środowisko, w którym niewielki, zbliżony rozmiarem do współczesnych nosorożców indyjskich, roślinożerca, miał dostęp do wystarczającej ilości pokarmu. E. itjilik żył na terenach najbardziej wysuniętych na północ ze wszystkich znanych gatunków nosorożców. (mat) Ilustracja: Julius Csotonyi
Badania naukowe: Mid-Cenozoic rhinocerotid dispersal via the North Atlantic
Na dnie, gdzie żyją antarktyczne ryby
W lipcu 2017 r. góra lodowa A68 oderwała się od lodowca Larsen C. Było to jedno z największych odnotowanych zdarzeń tego typu, które stworzyło unikatową okazję do zbadania odsłoniętego po zdarzeniu dna morskiego. Naukowa ekspedycja, która w 2019 r. wyruszyła w to miejsce, odkryła na głębokości 290–411 m ponad tysiąc aktywnych gniazd antarktycznej ryby z gatunku Lindbergichthys nudifrons. Właśnie opublikowano omówienie tego odkrycia, a wraz z nim – fotografie miejsc lęgowych. Analiza gniazd oraz aktywności samych ryb (przede wszystkim tego, w jaki sposób dbają o jaja i jak funkcjonują w ramach całej kolonii) ujawniła, że L. nudifrons żyją w złożonych i dynamicznych społecznościach, których unikatowa struktura zwiększa szansę na przetrwanie w tym niezwykle wymagającym środowisku. (mat)
Badania naukowe: A finding of maintained cryonotothenioid nesting sites in the Western Weddell Sea
Chirurdzy mają szansę na drukowanie strun
Sztywność fałdów głosowych (w języku potocznym nazywanych strunami głosowymi) jest częstym powikłaniem pojawiającym się po zabiegach wykonywanych na krtani. Zwykle wykonuje się je po to, by usunąć patologiczne zmiany, takie jak nowotwory, torbiele czy guzki przerostowe. Choć postępowanie chirurgiczne może uratować głos, powikłania po nim wydłużają rehabilitację i powrót do zdrowia. Kanadyjscy uczeni opracowali jednak narzędzie, które może jeszcze na etapie śródoperacyjnym zmniejszać ryzyko nieprawidłowości. Jest nim miniaturowa drukarka 3D o głowicy wielkości 2,7 mm, nadrukowująca hydrożele na operowane fałdy głosowe. Nakładane przez mikrorobota biopolimery zmniejszają ryzyko sztywności i mogą współpracować z chirurgiem w czasie rzeczywistym. Autorzy projektu przetestowali go już na modelach operacyjnych, wiernie odwzorowujących anatomię narządu głosu. Kolejny krok to testy przedkliniczne, a potem kliniczne. (mat)
Mumia dinozaura? Coś takie nie istnieje
Jeden z najbardziej utrwalonych mitów paleontologii obalają badania, które opublikował zespół Paula Sereno. Dwie słynne „mumie” dinozaurów kaczodziobych Edmontosaurus annectens – odkryte ponad sto lat temu w Wyoming – nie zachowały zmumifikowanych tkanek, czyli skóry i mięśni, jak dotychczas sądzono. Podczas rozkładu tuszy na jej powierzchni utworzył się cienki film bioorganiczny, który przyciągnął drobinki iłu z otaczającego piasku niczym magnes. Tak powstała warstwa gliny o grubości poniżej milimetra, która doskonale odwzorowała każdy detal skóry, kolców i kopyt, zanim ciało uległo rozkładowi. Analizy mikroskopowe, tomograficzne i chemiczne nie wykazały żadnego śladu pierwotnej substancji organicznej. W osadzie pozostał tylko cień dinozaura, który przetrwał 66 milionów lat. Badacze nazwali to zjawisko „mumifikacją w glinie”. To prawdziwa rewolucja w rozumieniu procesu fosylizacji, który potrafi zachować wygląd zwierzęcia jako gliniany odlew uformowany w trakcie rozkładu. Zmienia to postrzeganie samego zjawiska – z aktu konserwowania w proces wiernego odwzorowywania. (ji) Zdjęcie: Szczątki Edmontosaurus annectens z preparatorem skamieniałości Tylerem Keillorem./ University of Chicago Fossil Lab
Badania naukowe: Duck-billed dinosaur fleshy midline and hooves reveal terrestrial clay-template “mummification”