Připraven na jedovaté žáby

29.2.2012
Tilikva obrovská plazí svůj typický modrý jazyk, foto Benjamin444, 2010, licence GNU Free Documentation.

Americká ropucha obrovská Rhinella marina, exotický druh dovezený do Austrálie během minulého století, je většinou jedovatý pro místní predátory. Nyní však pracovníci z univerzity v Sydney zjistili, že místní plaz scink Tiliqua scincoides (Tilikva obrovská) v některých oblastech je odolný proti žabímu toxinu. Americký toxin je podobný produktu exotické rostliny z Madagaskaru rodu Bryophyllum (česky také naduť). Zajímavé je, že scinkové bez potíží požírají jak madagaskarskou rostlinu, tak americké ropuchy. Tilikva obrovská dorůstá délky až 50 cm a váhy až 0,5 kg. Foto Benjamin444.

Krevní robot

28.2.2012

Na letošní Mezinárodní konferenci o integrovaných obvodech (International Solid-State Circuits Conference) v San Francisku, kterou každoročně pořádá americký Institut pro elektrotechnické a elektronické inženýrství (IEEE - The Institute of Electrical and Electronics Engineers), předvedla Ada Poon ze Stanford School of Engineering svého miniaturního robota, který se může pohybovat v krevním řečišti. Jeho jádrem je přibližně 2 mm velká cívka. Vnější střídavé elektromagnetické pole o gigahertzové frekvenci v ní generuje elektrický proud, který v interakci s vnějším stejnosměrným magnetickým polem vyvolá sílu pohybující robotem rychlostí až 0,5 cm za sekundu. Můžeme k němu připojit diagnostické senzory, pouzdro s léky nebo kontrastní látkou, anebo ho využít k mikrochirurgickým zákrokům.

Origami z DNA

27.2.2012

Struktura molekul nukleových kyselin umožňuje jejich skládání do rozmanitých tvarů, takže se proto tuto technologii vžívá pojmenování DNA origami podle japonských papírových skládaček. Zatím nejdále pokročili Shawn Douglas z Harvard University (Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering) a Ido Bachelet z izraelské Bar-Illanovy univerzity (dříve rovněž Wyss Institute). Podařilo se jim vytvořit rozevíratelné pouzdro molekulárních rozměrů tvoření dvěma miskovitými molekulami DNA, které spojuje nukleová kyselina fungující jako pantík. Umožňuje obě části přitlačit k sobě, takže do dutiny mezi nimi lze ukrýt jinou molekulu, třeba léčivo. Při jejich rozevření obsah dutiny snadno unikne do okolí. Aby k tomu došlo na správném místě, zabezpečuje molekulární západka na opačné straně, na kterou je navázána protilátka. Dostane-li se do styku se svým antigenem, např.povrchovou strukturou rakovinné buňky, západka povolí, molekula se rozevře a léčivo se uvolní na místě, kde může nejlépe působit.

Postřeh pro nebezpečné bakterie

26.2.2012

Galektiny jsou proteiny vázající sacharidy s řadou funkcí uvnitř buňky i mimo ni. Hromadí se v cytosolu, který normálně neobsahuje komplexní cukry, takže se stávají primárními kandidáty jako receptory pro rozeznávání nebezpečí. Galektin 8 byl nyní identifikován jako hlásič chránící buňky proti bakteriální infekci. Váže se na sacharidy exponované na poškozených váčcích obsahujících bakterie a přivolává ubikvitin-vázající autofágní receptor NDP52, který vyčistí okolí od invazivních bakterií.

Úloha Ars2 při obnovení neuronálních kmenových buněk

25.2.2012
Struktura zinkového prstu. Zinečnatý kation (zelený) se váže na aminokyseliny histidin a cystein. Obr. Thomas Splettstoesser, GNU free documentation licence.

Zinkový prst je označení pro bílkovinou strukturu, která umožňuje vazbu daných bílkovin hlavně na ribonukleové kyseliny. Má tvar zahnutého prstu, uvnitř něhož se nachází zinkový kation koordinačně vázaný na cysteinový a histidinový zbytek. Protein zinkového prstu Ars2 je znám pro svou úlohu v biogenezi mikroRNA. Další funkcí Ars2 je to, že funguje jako sekvenčně specifický transkripční faktor k posilování sebeobrany neuronálních kmenových buněk v dospělém myším mozku. Proces není závislý na RNA a probíhá aktivací pluripotentního faktoru Sox2. Obr. Thomas Splettstoesser, GNU free documentation licence.

Kdo ochrání botulotoxin?

24.2.2012

Dlouho dobu nebylo jasné, jak prudce jedovatý botulotoxin může přežít v silně kyselém prostředí našeho žaludku. Jde o jeden z nejprudších jedů, smrtelná dávka je 100 pg na jeden kilogram váhy organismu. Chemicky jde o polypeptid tvořený dvěma řetězci z celkem 19 aminokyselin. Blokuje funkci nervových buněk, což vede k ochrnutí svalstva a udušení kvůli nefunkčnosti dýchacích svalů. Produkují ho baktérie Clostridium botulinum za nepřístupu vzduchu. K otravě zpravidla dochází požitím špatně sterilovaných konzerv nebo uzenin, odtud pojmenování klobásový jed (botulus značí latinsky klobásu). Do těla proniká vstřebáváním přes střevní stěnu. Před tím ale musím projít naším žaludkem, jehož prostředí by tak jednoduchý peptid rychle rozložilo. Jak zjistil Rongsheng Jin z amerického Sanford-Burnham Medical Research Institute se svými kolegy rovněž z Medizinische Hochschule Hannover, chrání ho jiný peptid nonhemaglutinin (NTNHA) s komplementární strukturou. Spolu vytvářejí velmi odolný komplex.

Otevřená struktura bránového kruhu ve vysokovodivém K+-kanálu

24.2.2012

Vysokovodivé K+-kanály fungují v řadě fyziologických procesů, které spojují membránový potenciál s vnitrobuněčnou koncentrací Ca2+, včetně neuronové elektrické aktivity, kontrakce kosterních i hladkých svalů a ladění vlasových buněk. Jako ostatní napěťově závislé K+-kanály, vápníkem aktivované kanály se otvírají při depolarizaci buněčné membrány, ale na rozdíl od ostatních K+-kanálů se otvírají též při vzrůstu intracelulární koncentrace Ca2+. Otevření kanálu je umožněno takzvaným bránovým kruhem v cytoplasmě. Nyní byla popsána struktura tohoto kruhu při vazbě Ca+ i mimo ni. Ukázalo se, že jedna vrstva kruhu v reakci na vazbu Ca2+ se otvírá jako lístky květu. Jde tu o ukázku toho, jak vazba Ca2+ může otevřít transmembránový pór.

Vyhladovění HIV

23.2.2012
Viriony (virové částice) HIV. Jejich průměr činí přibližně 100 nm.  snímek pořízen transmisním elektronovým mikroskopem, obr.Centers for Disease Control and Prevention/A. Harrison; Dr. P. Feorino, svolení PD-USGov-HHS-CDC.

Prof. Nathaniel R. Landau se svými kolegy z New York University odhalili, proč dendritické buňky lépe odolávají infekci virem HIV než jiné buňky našeho imunitního systému. Způsobuje to bílkovina SAMHD1, která rozkládá molekuly deoxynukleotid trifosfátů. Vzhledem k tomu, že bez nich nelze v buňce vytvořit řetězce DNA, nemůže dojít ke vzniku nových virových částic. Na obrázku vidíme viriony (virové částice) HIV o průměru přibližně přibližně 100 nm. Snímek byl pořízen transmisním elektronovým mikroskopem, Centers for Disease Control and Prevention/A. Harrison; Dr. P. Feorino.

Sklobeton a recyklace

22.2.2012

Přídavek 20% jemně mletého skla do cementu činí beton pevnější a odolnější. Ve vlhku se s cementovými zrnky propojuje chemickými vazbami. Zjistil to prof. Parviz Soroushian z Michigan State University. Výroba cementu , nejdůležitější součásti betonu, je energeticky velmi náročná. Vyrábí se pražením směsi vápence a vhodného jílu s přídavkem sádrovce při 1.500 stupních Celsia. Nový objev by mohl přispět ke zlepšení životního prostředí. Podle odhadů může výroba cementu až za 10% světových emisí oxidu uhličitého. Zároveň jde i o zajímavou možnost, jak využít použité sklo. Jeho recyklace je energeticky velmi náročná, protože ho při novém zpracování musíme tavit při vysoké teplotě. Podle studií švýcarského družstevního obchodního řetězce Migros je využití jednorázových plastových obalů na nápoje k životnímu prostředí jednoznačně šetrnější. Skleněnou vratnou lahev můžeme v průměru použít jen čtyřikrát, než se poškodí. Skleněné obaly jsou také výrazně těžší než plastové, což zvyšuje spotřebu paliv při přepravě.

„Dvojslunce“ existují i s planetami

21.2.2012

Většina Slunci podobných hvězd v Mléčné dráze se vyskytuje v gravitačně svázaných párech, Objev exoplanety Kepler-166 ukázal, že kolem binárních hvězd mohou obíhat planety. Nyní byly objeveny další planety okolo binárních hvězd, Kepler-34b a Kepler-35b. Kepler-34b obíhá kolem dvojhvězdy za 289 dní, Kepler-35b za 131 dní. Zdá se, že 1 % poměrně blízkých planet okolo dvojhvězd má oběžnou dráhu v jedné rovině, stejně jako několik milionů tuhých těles v Mléčné dráze.

akademon.cz 21.2.2012: Oběžné dráhy planet okolo více hvězdjsou mnohem méně stabilní než kolem hvězdy jediné, jako je tomu v naší Sluneční soustavě.

Tomáš 23.2.2012: Kdyby Jupiter byl měl dostatek hmoty pro zažehnutí fůze, žili bychom v binárním systému a dráhy ostatních planet by nemusely být o mnoho nestabilnější, nebo ano? Mimochodem, zajímavá otázka (jde mi o logiku a pojmosloví, Keplerovy zákony nechme stranou): kdyby byl Jupiter hvězdou a všechna tělesa sluneční soustavy na svých místech, kolik bychom tu měli planet? 9, nebo dokonce 11?

akademon.cz 23.2.2012: Kdyby Jupiter byl hvězdnou, byl by mnohem hmotnější a naše Sluneční soustava by se od samého počátku vyvíjela úplně jinak. Pokud jde o počet planet, viz akademon.cz 1.3.2006.

Tomáš 23.2.2012: To já vím, chtěl jsem jen poukázat na to, že si lze představit binární systémy s planetami na stabilních drahách. Na druhou stranu je fakt, že v tom speciálním případě, kde jsou dvě hvězdy blízko u sebe, okolo jejichž společného těžiště obíhá planeta, její dráha moc stabilní asi nebude. Pokud by ovšem planeta neobíhala v hodně velké vzdálenosti od té dvojhvězdy. Pokud jde o mou druhou otázku, šlo mi o to, že zařazení těles mnohdy závisí na kontextu, v němž se nacházejí. Gandymédes by klidně mohl být planetou, ale také planeta velikosti Země by za patřičných okolností mohla být měsícem. Až bude popsáno ještě více extrasolárních systémů, bude v tom pěkný hokej. A navíc, když objevíme nějaké těleso ve volném kosmu, nebudeme vůbec schpni určit, zda šlo původně o planetu nebo o měsíc (to samozřejmě platí jen v určitém, avšak poměrně velkém, rozsahu velikostí/hmotností). Studená tělesa v solárních systémech by bylo lépe označovat prostě za oběžnice, přičemž by se dalo zachovat klasické dělení na kamenné, plynné, ledové atd. Pokud bychom se ale drželi normálního pojmosloví, bylo by dobré zavést samostatný pojem pro hodně maé měsíce, stejně jako je tomu u planet. Přimlouval bych se za roztomilé označení "měsíček".

Užitečný alkohol

20.2.2012
Sameček octomilky Drosophila melanogaster. Skutečná velikosti 2,5 mm. Foto André Karwath aka Aka 2005, licence  Creative Commons Attribution-Share 2.5 Generic

Zajímavý experiment naznačující, že larvy octomilky využívají alkohol v boji proti parazitům, provedli Todd A. Schlenke, Neil F. Milan a Balint Z. Kacsoh z Emory University v Atlantě. Parazitické vosy kladou svá vajíčka do larev octomilky Drosophila melanogaster spolu s dávkou jedu, který má potlačit imunitní systém larvy octomilky. Larva vosy se vyvíjí uvnitř ní, požírá ji a nakonec zcela zahubí. Nicméně někdy se larva octomilky dokáže s parazitem vypořádat a normálně dokončit svůj vývoj. Zdá se, že jí v tom pomáhá alkohol, protože nakažené larvy octomilky dávají přednost potravě, která ho obsahuje. Octomilky dokážou zvládnout mnohem vyšší koncentrace alkoholu v těle než my, protože běžnou potravu jejích larev představují kvasinky, výtrusy plísní a podobné nižší organismy žijící v kvasících prostředích. Obsah alkoholu v potravě larev se pohybuje v rozsahu 5 až 15%. Navíc žebříčková nervová soustava hmyzu je zřejmě méně citlivá na působení etanolu než naše centrálně řízená.

Podle zjištění týmu profesora chemie a biochemie Stevena Clarkeho z University of California in Los Angeles malé množství alkoholu výrazně prodlužuje život háďátka obecného Caenorhabditis elegans. Z původních 15 dní vzroste až na 40 dnů. Příčina tohoto jevu je doposud nejasná. Foto André Karwath 2005.

Invazní škeble převrací role mezi hostitelem a parazitem

19.2.2012
obr AV ČR

Tisková zpráva AV ČR: Přirozenou rovnováhu v povodích českých řek v posledních letech narušuje rychlé šíření vetřelce z východu – sladkovodní škeble asijské (Anodonta woodiana). Důvodem je schopnost jejích larev parazitovat téměř všechny druhy ryb, a to i ty, které samy parazitují jiné škeble. Toto převrácení rolí mezi hostitelem a parazitem odhalil výzkum vedený doc. Martinem Reichardem z Ústavu biologie obratlovců AV ČR v Brně. Práce byla nyní publikována v mezinárodním odborném časopisu Biology Letters.

Neustálý nárůst počtu exotických druhů, které se na nová místa dostávají v souvislosti s lidskou činností, představuje velmi vážné ohrožení pro původní společenstva živočichů i rostlin a následně pro celé ekosystémy. Hlavní problém spočívá v ovlivnění mezidruhových vztahů, které se mezi původními druhy vyvíjely po dlouhá tisíciletí. Předpokládá se, že vliv jednotlivých nepůvodních druhů se násobí vlivem vzájemných pozitivních vazeb mezi nepůvodními druhy. Přítomnost jednoho nepůvodního druhu tak může výrazně zvýšit pravděpodobnost, že se v oblasti úspěšně usadí také další cizokrajné druhy.

Původním domovem sladkovodních škeblí asijských je Dálný východ. Během svého života procházejí stadiem parazitické larvy, která se přichytí na tělo ryb a tam dokončí svou proměnu v dospělého mlže. Zásadní příčinou rychlého šíření této asijské škeble v Evropě, ale i v dalších částech světa, je skutečnost, že není příliš vybíravá ve vztahu ke svému hostiteli. Není tudíž omezena výskytem asijských druhů ryb, např. amura či tolstolobika, které u nás sice rybáři pravidelně vysazují, ale v Evropě se nerozmnožují a nejsou běžné. Škeble asijská hojně parazituje prakticky jakýkoli druh ryby, se kterým se jeho larvy setkají.

Sladkovodní mlži jsou v Evropě i v Asii parazitováni hořavkami – malými sladkovodními rybami, velmi hojnými v tekoucích i stojatých vodách, především v nížinných oblastech. Samice hořavek kladou snůšku jiker do žaberní dutiny živých mlžů. Mladé hořavky zde dorostou do velikosti představující již větší bezpečí před potenciálními nepřáteli a poté žábry mlže opustí. V Evropě hořavky využívají všechny dostupné druhy mlžů. Na druhou stranu parazitické larvy evropských mlžů nemohou parazitovat hořavky – ty se oproti mnoha ostatním druhům ryb dokáží parazitaci larvami mlžů účinně bránit.

Invazní škeble asijská však tento vztah převrátila naruby – její parazitické larvy běžně parazitují hořavky, ale hořavky tento nový druh škeble parazitovat nemohou. Parazit a hostitel tak mají vyměněné role a původní parazit, hořavka, je přelstěn a parazitován svým potenciálním hostitelem, mlžem. Invazní škeble se tak nejen vyhýbá parazitaci hořavkou, ale sama ji také využívá k dalšímu šíření.

Na celé situaci je pikantní skutečnost, že sama hořavka pravděpodobně není součástí naší přírody příliš dlouhou dobu a střední Evropu možná osídlila ze své původní vlasti na jihu našeho kontinentu až během posledních století. Do jaké míry hrál v tomto šíření roli člověk, např. převozem ryb při rybníkářství, zůstává otázkou. Tato situace tak jasně ukazuje, že samotný pojem ,nepůvodní druh´ může být někdy zavádějící.

Perleťový paleoteploměr

17.2.2012

Ze struktury perleti můžeme určit teplotu a hloubku, ve které vznikala. Můžeme tak získat řadu údajů o teplotách moří v různých hloubkách v minulosti. Na základě provedených studií k tomu dospěl fyzikálně chemický tým z University of Wisconsin-Madison pod vedením prof. Pupy Gilberta. Perleť tvoří krystalky aragonitu v organickém materiálu (akademon.cz 4.10.2009). Tloušťka jednotlivých vrstev závisí na hloubce, jejich strukturu ovlivňuje teplota.

Boj proti virům

16.2.2012
Imunitní buňky CD8 T napadají rakovinou buňku (foto Northern Arizona University)

Nový mechanismus, který aktivuje buňky CD8 T (zabíječské T-buňky - T killer cells), jež hrají důležitou roli v našem imunitním systému, objevil tým vědců z berlínské nemocnice Charité, Deutsches Rheuma-Forschungszentrum Berlin a Université de Genevé pod vedením profesorů Max Löhninga a Daniela Pinschewera. Buňky CD8 T umí rozpoznat a zničit jiné tělní buňky nakažené viry i bakteriemi, anebo rakovinného původu. Aktivují je nejen infikované buňky, což už bylo známo, ale i jejich části. Virová infekce nakonec buňky zahubí, takže se samy rozpadnou. Tím se uvolní molekuly, které dosud byly ukryté uvnitř, a aktivují imunitní systém. Foto Northern Arizona University.

Jako desinfekční činidlo se v boji proti virům mohou uplatnit i nanočástice jodidu měďného CuI, jak zjistil Yoshie Fujimori z japonské společnosti NBC Meshtec, Inc., která se zabývá výrobou filtrů. Dostanou-li se do kontaktu s jednotlivými viriony, katalyzují oxidaci a narušení jejich bílkovinného obalu vzdušným kyslíkem. Samy jsou dostatečně stabilní, takže fungují opakovaně.

Útočící otakárek

15.2.2012
Otakárek citrusový Papilio demoleus vyfotografovaný 24.4.2010 poblíž vesnice Kudayathoor v indickém státě Kerala , foto  Jeevan Jose (Jkadavoor),  licence Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.

Delano S.Lewis, James P.Cuda a Bruce R.Stevens z University of Florida zjistili, že roztok aminokyseliny methioninu HOOCCH(NH2)CH2CH2SCH3 při postřiku na list zabíjí všechny housenky motýla Papilio cresphontes. Neškodného severoamerického otakárka se rozhodli hubit proto, že je velmi blízce příbuzný otakárku citrusovému (Papilio demoleus). Tento jihoasijský otakárek se v roce 2006 objevil v karibské oblasti, kde jeho housenky působí okusem listů značné škody na citrusových plantážích. Ve Spojených státech zatím pozorován nebyl, nicméně je jen otázkou času, kdy k jeho rozšíření dojde. Proto se američtí entomologové zabývají možnostmi jeho hubení již teď. Jeho dovoz na území Spojených států je z pochopitelných důvodů přísně zakázán, takže museli sáhnout po vhodném modelovém organismu. Protože mechanismus toxického působení velmi rozšířené aminokyseliny methioninu na housenky není znám, je otázkou, zdali není omezen pouze na testovaný druh. foto Jeevan Jose (Jkadavoor), licence Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.

Nová definice kilogramu

14.2.2012

Hmotnost jednoho kilogramu se dlouho považuje za neměnnou konstantu, ale ve skutečnosti se 120 let starý válec z platiny a iridia uzavřený ve sklepě na předměstí Paříže výrazně mění. Nynější snahou je navázat kilogram na nějakou fyzikální konstantu, aby tak přestal být jedinou základní jednotkou definovanou podle fyzikálního předmětu. Cílem je uvést kilogram na úroveň například metru, který je nyní definován jako vzdálenost, kterou světlo ve vakuu urazí za 1/299792458 sekundy. To by znamenalo určit přesně Planckovu konstantu, pro níž se nejpřesnější hodnota jeví dle údajů z roku 2007 jako 6,62606891 . 10-34 Js, s relativní neurčitostí 36 na miliardu. V roce 2010 se hodnota změnila na 6,62606957 . 10-34 Js.

Dalším způsobem je stanovit přesně Avogadrovu konstantu, tedy počet atomů například ve 12 g uhlíku C12. Podařilo se tak dosáhnout hodnoty 6,02214082 . 1023 na mol s neurčitostí 30 na miliardu.

Petr Krákora 14.2.2012: 24. zasedání Generální konference pro míry váhy se již v říjnu loňského roku rozhodlo vydat první cestou, tj. zafixováním hodnoty Planckovy konstanty. S vlastní redefinicí se ještě čeká, protože používaná "watt-balance" metoda (český překlad je, tuším, výkonové váhy) přesného určování hmotnosti dosud nedosahuje požadované přesnosti.

O 24.zasedání Generální konference pro míry váhy najdeme více informací zde.

Největší ochranná pásma v oceánech

13.2.2012
tuleň havajský (Monachus schauinslandi), Papahanaumokuakea Marine National Monument, foto  James Watt.

V posledních deseti letech byla vytyčena pásma, v nichž je pod ochranou jak oblast při hladině tak na mořském dně. Čtyři největší z nich jsou tato:

1. Archipel Chagos (Velká Británie) v Indickém oceánu (544.000 km2)

2. Fénixovy ostrovy (Kiribati) v Tichém oceánu (410.500 km2)

3. Papahanaumokuakea (USA) severní Tichý oceán (362.073 km2)

4. Velký bradlový útes (Austrálie) Tichý oceán (344.400 km2)

Foto James Watt. Na snímku je tuleň havajský z Papahanaumokuakea Marine National Monument, jediný druh tuleně, který žije v teplých vodách.

akademon.cz 11.9.2012: Vůbec největší pásmo o rozloze 1.065.000 km2 vyhlásily v těchto dnech Cookovy ostrovy v jižní části souostroví.

Počítání ryb přes Google Earth

11.2.2012
rybí sádky u pobřeží Řecka na snímku Google Earth

Pablo Trujillo se svými kolegy z University of British Columbia využili snímku zveřejněných v systému Google Earth, aby odhadli rozsah rybích farem ve Středozemním moři. Jednotlivé sádky jsou na nich docela dobře rozeznatelné. Napočítali celkem 20.976 rybích klecí a 248 pro tuňáky. Ty můžeme rozeznat podle velikosti. Jejich délka přesahuje 40 m. Skoro polovina se jich nachází u řeckého a jedna třetina u tureckého pobřeží, přičemž obě země hlásí nižší produkci, než by odpovídala zjištěné kapacitě.

Nejpevnější vlákna na světě a další grafenové novinky

9.2.2012
Struktura grafenu

Nejstudovanějším materiál posledních let je bezpochyby grafen a jemu podobné uhlíkové nanotrubice. Přesto se o těchto látkách dá stále objevit něco nového. Korejsko-americko (University of Texas at Dallas )-australský tým (University of Wollongong) pod vedením prof. Seona Jeonga Kima z Hanyangské univerzity (Hanyang je starší jméno Soulu) připravil velmi pevná vlákna kombinací plátků naoxidovaného grafenu, uhlíkových nanotrubic z jedné vrstvy uhlíkových atomů a polymeru. Jejich deformační energie dosahuje 1000 J/g, což je výrazně více než u kevlaru (78 J/g) nebo pavoučího vlákna (165 J/g). Uhlíkové materiály vytvářejí prostorovou strukturu, která zabraňuje šíření prasklin, a umožňuje polymeru deformovat se bez poškození. Pevnost materiálu závisí na stupni oxidace grafenu. Použijeme-li samotné uhlíkové nanotrubice v kombinaci s polymerem, dosáhneme deformační energie maximálně 870 J/g, takže jde o dost pevný materiál.

Tým objevitele grafenu (akademon.cz 22.10.2004) a nositele Nobelovy ceny za rok 2010 Andre Geima z University of Manchester z něj po jeho naoxidování připravil membránu, která je velmi silně propustná pro vodu a nikoliv pro jakoukoli další kapalinu. Porézní strukturu, kterou projde jen voda, vytvářejí na sebe natlačené vločky z grafenu, jejichž povrch pokrývají skupiny –OH. Právě molekuly vody udržují póry otevřené, protože žádná jiná molekula do nich nepasuje. V bezvodém prostředí se póry uzavřou, takže membránou neprojde vůbec nic. Vidíme zde jistou podobnost s prací týmu Dr. Dana Liho z australské Monash University (akademon.cz 16.7.2011), jemuž se podařilo připravit vodný grafenový gel.

akademon.cz 11.4.2012: John Cumings se svými kolegy z University of Maryland zjistil další zajímavou vlastnost společnou jak grafenu, tak uhlíkovým nanotrubicím. Joulovo teplo, které se uvolňuje při průchodu elektrického proudu, předávají excitované elektrony přednostně sousedním atomům jiných látek než vlastním uhlíkovým atomům. Při průchodu proudu se tedy přednostně ohřívají struktury, které jsou s uhlíkovou vrstvou v kontaktu než samotný grafen.

akadmeon.cz 19.2.2012: Napjatý grafen zpomaluje elektrony více než volně položený. Této skutečnosti lze využít ke konstrukci ploché čočky pro zaostření elektronového paprsku. Prokázal to německo-francouzský tým fyziků z Karlsruher Institut für Technologie (KIT) a Centre National de la Recherche Scientifique pod vedením Margrit Hanbücken (CNRS). Studovali grafen položený na podložce z karbidu křemičitého s šestiúhelníkovými otvory nanometrových rozměrů. Částem grafenové folie, která je překrývala, chyběla podpora, v důsledku čehož v nich vzniklo mechanické napětí.

Třívrstevný klastr

8.2.2012
Struktura bronzových klastrů. Modré puntíky značí atomy cínu, žluté mědi (obr. TUM)

Bronzový klastr s velmi zajímavou strukturou připravil prof. Thomas Faessler se svým týmem z Technische Universität München (TUM). Jediný atom cínu obklopuje 12 atomů mědi, které obklopuje dalších dvacet atomů cínu. Abychom je získali, nejprve musíme připravit pod argonovou atmosférou velmi čistou bronz (slitina mědi a cínu) beze stop vlhkosti a kyslíku. Při jejím tavení se sodíkem nebo draslíkem za teploty 600 až 800 stupňů Celsia vznikají popsané klastry. Přestože na pohled jde o nezajímavý šedý prášek, nové klastry by mohly mít velký význam při přípravě účinných katalyzátorů. Obr.TUM.

Ferroelektrická živá tkaň

7.2.2012

Doc. Jiangyu Li se svými kolegy z University of Washington v Seattlu zjistil, že stěny aorty vykazují ferroelektrické chování. Nazýváme tak materiály, které díky své struktuře vykazují elektrickou polarizaci, kterou však můžeme změnit vložením vnějšího elektrického pole. Změny přetrvávají i po jeho vymizení. Jde o jakousi elektrickou analogii magnetů (ferromagnetických látek). Jejich zjištění by mohlo mít význam pro léčbu aterosklerotických změn.

Biopaliva pod kritikou

6.2.2012
Lničká setá (Camelina sativa) se jeví jako vhodný zdroj biopaliva, protože roste i na půdách pro potravinářské plodiny nevhodných.  Wikimedia Commons, GNU Free Documentation License.

internetový bulletin Svět biotechnologií: Historie nám mnohokráte potvrdila pravdivost moudra našich předků, že cesta do pekel bývá dlážděna dobrými úmysly. Zejména naše zkušenosti také varují před přerodem dobrých úmyslů ve fanatismus víry ve vlastní pravdu. Infekce fanatismu stále více ohrožuje tažení Evropské unie za záchranu planety Země před oteplováním. Každý ostatně vidí, jak se v květnu naše země žlutí; není to proto, že bychom snědli tolik řepkového oleje. Brusel nás nutí vyrábět MERO (methylester řepkového oleje) a povinně ho přidávat do nafty. Jenže poctivé kalkulace ukazují, že výroba MERO je ztrátová, jak energeticky, tak ekologicky. Evropská komise zjistila, že biopalivo z palmového oleje, ze sóji a z řepky olejné vede, jsou-li zohledněny i vedlejší vlivy výroby, k produkci většího množství emisí skleníkových plynů než fosilní paliva. Hodnocení vedlo k závěru, že biopalivo z řepky olejné, která je zdrojem 80 % biopaliva spotřebovaného v Evropě, nesplní současné požadavky EU na snížení emisí skleníkových plynů do roku 2020. Bohužel, fanatismus zabránil, aby si příslušní činitelé v EU energetické náklady a uhlíkovou stopu výroby MERO spočítali dříve, než vybudovali systém dotací, který se bude tvrdě bránit rušení, neboť vyhovuje pěstitelům řepky a výrobcům MERO. V Německu každé páté pole je obsazeno plodinami pro získání alternativní energie. Činí to 2,2 miliony ha a opět řepka vede. Následuje kukuřice (800 000 ha) na výrobu bioplynu. Protože Evropané zcela neekologicky chtějí také jíst (a to dobře), zabraná půda se musí někde nahradit. Kde? Přece v rozvojových zemích! Tam je to sice s potravinami horší, ale za eura svoji půdu obětují. Profesor Harald Witzke z Humboldtovy univerzity a zemědělský odborník Steffen Norlepp spočítali, že Evropa si pro své potřeby tímto způsobem obsazuje v rozvojových zemích plochu velkou jako Německo – 35 milionů ha.

Pavel 6.2.2012: Dobrý den. Tento článek jsou opsané první dva odstavce z článku v Oslu http://www.osel.cz/index.php?clanek=6114, pod kterým je ale podepsaný Jaroslav Drobník. Kdo od koho opisoval?

akademon.cz 6.2.2012: Tento dotaz asi musíte vznést na sdružení Biotrin, ke kterému patří jak prof.Drobník, tak paní Štěpánková. Akademon.cz obdržel email s internetovým bulletinem od paní Štěpánkové, proto by pod textem měla být podepsána ona. Vzhledem k tomu, že oba jmenování jednají ve vzájemné shodě, sotva mohlo dojít k porušení autorských práv. Možná by bylo důležitější soustředit se na obsah textu.

Webovou stránku sdružení Biotrin najdeme zde.

Obrovská kreveta

5.2.2012
Jeden z příslušníků expedice drží nově nalezeného různonožce (foto Oceanlab, University of Aberdeen, GB)

Vědci z britské University of Aberdeen a novozélandské organizace NIWA (National Institute of Water and Atmospheric Research) ulovili v hloubce 7.000 mořského korýše, který se svou délkou 28 cm je asi desetkrát větší než jeho příbuzní. K jeho nálezu došlo severně od Nového Zélandu v oblasti Kermadecova příkopu, kde se pacifická litosférická deska zanořuje pod indo-australskou. Zbývá ještě určit, zdali jde o nový živočišný druh. Zatím není pochyb, že patří do řádu různonožců (Amphipoda). Nález dokládá, jak málo toho doposud víme o mořských hlubinách. Podobné živočichy se podařilo již dříve odhalit poblíž Havajských ostrovů. Foto Oceanlab, University of Aberdeen, GB

Petr Krákora 5.2.2012: "Obrovská kreveta" je poněkud zavádějící název - krevety jsou desetinožci (Decapoda), nově objevený korýš je různonožec (Amphipoda). Navíc mezi desetinožci jsou "obři" podobné velikosti známi. Ale chápu, že českých rodových jmen různonožců mnoho není (blešivec, tykadlovec, srostlorep) a už vůbec je nelze považovat za všeobecně známá, aby dokázala zaujmout v titulku. Co takhle zkusit správný název nadřazené skupiny - "rakovec" či ještě obecněji "korýš"?

Houba požírá polyuretan

4.2.2012
Vznik polyuretanu

Dosud jsme se domnívali, že polyuretan, velmi rozšířený plast, se biologicky rozložit nedá. Nicméně vědci z Yale University pod vedením prof. Scotta Strobela během své každoroční expedice do Amazonie zjistili, že místní houba Pestalotiopsis microspora z řádu dřevnavkovitých (Xylariales) polyuretan bez problémů rozkládá. Prosperuje dokonce i v prostředí, kde nemá k dispozici nic jiného, ani kyslík. Mohla by se tedy uplatnit pro rozklad polyuretanu i uvnitř skládek. Houbu objevila v ekvádorské džungli studentka Pria Anand a její kolega Jonathan Russell identifikoval enzym serinhydrolázu, který za rozklad polyuretanu odpovídá. Pestalotiopsis mikrospora je parazytická houba, která žije uvnitř rostlinných tkání, aniž by je rozkládala.

Ptáci a mráz

3.2.2012
Foto Zdeněk Vermouzek/archiv ČSO

Tisková zpráva České společnosti ornitologické: Venkovní teploty padají hluboko pod nulu a očekává se prolomení teplotních rekordů. Pro ptáky nastává mimořádně těžké období. Mnozí lidé si jistě kladou otázku, jak může malé ptačí tělíčko vydržet tak nízké teploty? Naštěstí se ptáci umí zimě bránit různými způsoby, z nichž nejdůležitější je najíst se a načepýřit! „Pro ptáky je zima opravdu velmi rizikové období, které mnozí z nich nepřežijí. Na udržování stálé teploty těla vynakládají obrovské množství energie. Zvláště to platí pro drobné pěvce, kteří mají v poměru k tělesné váze větší povrch těla, odkud teplo odchází,“ říká Lucie Hošková z České společnosti ornitologické. Jak se tedy ptáci se zimou vyrovnávají? Důležité pro ně je se již na podzim dobře vykrmit a vytvořit pořádné tukové zásoby. V zimě je pak dostatečný přísun potravy životně důležitý, drobní pěvci musí jíst celý den. Shánění potravy však může být pro ptáky značně problematické zejména pokud je krajina pokryta souvislou vrstvou sněhu. Dostatečný příjem potravy je ovšem nezbytný k nashromáždění dostatku energie na udržení teploty těla a především na přežití mrazivé zimní noci. Například náš nejmenší pěvec, králíček obecný,vážící kolem 6g, vydá na udržení tepla tolik energie, že během zimní noci ztratí až 20% své váhy! Tuto tukovou zásobu musí během následujícího krátkého zimního dne obnovit, jinak nemá šanci přežít další noc. Lucie Hošková však připomíná, že ptáci mají naštěstí k dispozici úžasný přírodní vynález – peří. „Vzpomeňte si na péřový spacák, či péřovou duchnu po babičce. Peří je nejúčinnější a nejlehčí izolační vrstva – a čím je ho více, tím lépe.“ Proto také například vrabci mají v zimě více peří než v létě. Ptáci se také na zimu promění v načepýřené koule, pohybující se pouze při shánění potravy či úniku před nebezpečím. V načechraném stavu se totiž v peří vytvářejí vzduchové kapsy, které ještě zlepšují izolační vlastnosti. Do načepýřeného peří pak ptáci schovají i neopeřené nohy a zobák. Když je nejhůře, umí si ptáci pomoci stejně jako savci i chvěním svalů, zejména prsních, čímž mohou v krátké době zvýšit tvorbu tepla až o 500%. Stojí je to ovšem obrovské množství energie.

V nouzi poznáš přátele – někteří drobní ptáci jako jsou střízlíci, šoupálci, sýkory, brhlíci či zmínění králíčci vytvářejí v zimě společné spací skupinky, v nichž na sebe těsně namačkáni odolávají mrazům.Tyto chomáče uspoří jednotlivým ptákům obrovské množství energie. Již dva ptáci přitisknutí k sobě ztrácí o čtvrtinu méně tepla, ve velikém chumlu pak úspora tepla dosahuje 80%. Důležitý je také výběr místa na odpočinek – nejlépe v závětří, v dutině, pod střechou nebo alespoň v hustém větvoví jehličnatých keřů a stromů. Tetřívci si zase sami vyhrabávají nory v hlubokém sněhu, kde se udržuje mnohem vyšší teplota, než panuje venku. Vodní ptáci si se zimou dokáží poradit zejména díky hustému opeření, které pravidelně udržují koupáním, sluněním a především promazáváním výměšky z kostrční žlázy. Na břiše navíc mají silnou tukovou vrstvu zabraňující prochladnutí. Díky specielnímu prokrvení mají jejich končetiny mnohem nižší teplotu (5-0°C), což jim umožňuje stát i ve velmi silných mrazech na ledu, aniž by jej rozehřívali, či pociťovali chlad nebo bolest. Přes všechna tato přizpůsobení mnoho ptáků zimu nepřežije, především mladí, nezkušení jedinci. „Proto je žádoucí v těchto dnech naplnit krmítka, ovšem správně, abychom neuškodili více než pomohli“, upozorňuje Hošková.

Potřebné informace, jak správně přikrmovat, jsou k dispozici na http://www.birdlife.cz/index.php?ID=2239.

Měsíční minerál na Zemi

2.2.2012

Janet Muhling a Alexandra Suvorova z University of Western Australia spolu s Birgerem Rasmussenem z australské Curtin University identifikovali v odlehlé západoaustralské lokalitě Pibara minerál tranquillityit, který byl doposud jen měsíčního původu. Jde o šesterečný křemičitan o složení Fe8Ti3Zr2Si3O24. Nalezen byl ve vzorcích z Měsíce, které na Zem dopravilo Apollo 11. Jméne nese podle místa jeho přistání na okraji měsíčního Moře Klidu (Mare Tranquillitatis). Na Zemi byl tento minerál zatím objeven pouze v meteoritu měsíčního původu Dhofar 287, který byl nalezen 14. ledna 2001 v Ománu.

Ostatní dva minerály (Armalcolit a pyroxferroit) nalezené ve vzorcích sebraných posádkou lunárního modulu Apolla 11 byly na Zemi nalezeny již dříve. Armacolit (Mg,Fe)Ti2O5 byl pojmenován podle podle posádky Apolla 11 (Armstrong, Aldrin a Collins). Složení pyroxferroitu je (Fe,Ca)SiO3.

Vzácný racek šedý na Vltavě

1.2.2012
racek šedý (Larus hyperboreus), U.S. Fish and Wildlife Service.

Tisková zpráva České společnosti ornitologické: Velmi vzácný host ze severu, racek šedý, se v posledních dnech zdržuje na Vltavě v Praze. Způsobil poprask mezi pozorovateli ptáků, kteří se do Prahy sjíždějí doslova z celé republiky. Tento pták se totiž u nás objevil naposledy v roce 2002 a letošní pozorování je teprve desáté za posledních 150 let.

Tak jako každý rok i letos s nadcházející zimou přiletělo do Prahy mnoho zimních hostů, kteří zde stráví několik měsíců, než se v jejich hnízdištích na severu oteplí a budou se moct vrátit. V průběhu letošní sezóny se v Praze a jejím blízkém okolí již ukázaly vzácné druhy jako hvízdák eurasijský, polák kaholka anebo atraktivní turpan hnědý. Hvězdou zimní sezóny je ale jeden exemplář racka šedého, který při svých toulkách zabloudil až na pražskou Vltavu a můžete ho v těchto dnech spatřit v centru města. Druh, který byl zde poprvé pozorován 24. ledna, vyvolal velkou pozornost ze strany ornitologické veřejnosti. Od momentu jeho objevení se racek těší velké popularitě, o čemž svědčí i množství záznamů v internetové databázi avif.birds.cz. O víkendu ptáka pozorovaly desítky ornitologů z celé republiky. Někteří z nich sem dorazili pouze za tímto účelem až z Přerova nebo z Břeclavi.

Racek šedý je severským druhem a jeho přítomnost v České republice je zcela výjimečná. Těžištěm jeho hnízdního rozšíření je polární kruh. Na tahu bývá občas spatřen na pobřeží Severního a Baltského moře. U nás se jedná o 10. pozorování od roku 1866. Dospělý pták se od ostatních druhů u nás zimujících velkých mořských racků pozná podle sněhově bílých konců letek, na kterých nenajdeme černé znaky. Pták, zimující na pražské Vltavě, není ještě plně dospělý.

Diskuse/Aktualizace