Kokolitofory - mali bohaterowie mórz i oceanów

Kokolitofory (Coccolithophores), to tajemnicze morskie żyjątka, które wpływają na klimat na Ziemi bardziej niż Wam się wydaje.

Ciepłe bajorko Darwina

Wygląda na to, że Darwin i tym razem miał rację. Ciepłe bajorka w pobliżu źródeł hydrotermalnych są lepszym środowiskiem do powstania życia niż okolice dna oceanów w pobliżu tzw. ventów

Mech i wielkie wymieranie

Pierwsze mchy pojawiły się na lądzie w ordowiku. Uruchomiona przez nie reakcja hydrolizy krzemianów doprowadziła do zlodowacenia i wielkiego wymierania.

Zagłuszanie oceanu

Ocean pełen jest dźwięków. Trzęsienia ziemi, wybuchy wulkanów i odgłosy zwierząt. Coraz częściej jednak słychać hałas ludzkich urządzeń. Hałas, który zabija wieloryby.

Kleszcze i niesporczaki w kosmosie

Nie są tak odporne jak bakterie, a jednak. Niesporczaki i kleszcze są w stanie przetrwać podróż międzygwiezdną i zasiedlić kosmos.

wtorek, 31 stycznia 2012

Witaminy, wybielacze i początki oddychania tlenowego

Tlen spełnia obecnie jedną z najważniejszych funkcji w świecie żywych organizmów. A właściwie tej grupy organizmów, które korzystają z oddychania tlenowego. Jest jeszcze grupa organizmów beztlenowych i wirusów, ale zostawmy je na razie w spokoju. Znacznie ciekawsze z człowieczego punku widzenia jest oddychanie tlenowe (aerobowe). Ogólnie rzecz biorąc, sam proces jest prosty, polega głównie na utlenianiu węglowodanów (cukrów) oraz tłuszczów i białek w obrębie komórki. W wyniku utleniania uwalniana jest energia w postaci adenozynotrifosforanu (ATP), który komórka wykorzystuje do kolejnych reakcji chemicznych.
Taki typ oddychania jest wydajniejszy energetycznie od oddychania beztlenowego (anaerobowego), dlatego też jest obecnie tak rozpowszechniony wśród wszelkich żyjątek. Ale nie zawsze tak było. Można powiedzieć, że większość dziejów Ziemi związana była z oddychaniem beztlenowym lub z brakiem oddychania. Były to początki życia na Ziemi.
Stężenie tlenu wzrastało w dziejach Ziemi skokowo, podczas tzw. wydarzeń oksydacyjnych. Pierwsze, najstarsze wydarzenie oksydacyjne (ang. GOE - Great Oxydation Event) odbyło się ok. 2.5 mld lat temu (Holland, 2006). A z czym mogło być związane.. poczytajcie.

Żeby dobrać się do początków oddychania tlenowego trzeba było zajrzeć w głąb komórki, gdzie ten proces się odbywa. Szczególną rolę w komórkach wszystkich organizmów, zarówno tych z jądrem (eukariota) jak i bez jądra (prokariota) odgrywają białka.

Ostatnio, Kim et al. (2012) analizowali domeny białek czyli fragmenty białek, które zachowują swą strukturę, po oddzieleniu od reszty białka. Charakterystyczny wygląd i sposób zwijania pozwala na rozpoznanie funkcji poszczególnej domeny białka. Ponadto, takie same fragmenty białkowe mogą w efekcie tworzyć różne białka, które mogą również wymieniać poszczególne domeny białek. Taka wymiana powoduje zatarcie pierwotnej funkcji fragmentu białka, więc naukowcy skupiali się tylko na analizie odpowiednich domen, pełniących tę samą funkcję. Zawężono pole działania do domen białkowych, które powstały w środowisku tlenowym, mając nadzieję na odtworzenie procesu ewolucji oddychania tlenowego.

Żeby dojść do początków oddychania tlenowego posłużono się tzw. zegarem molekularnym, który bazuje na sekwencji zmian w obrębie domeny. Zakładając określoną długość trwania pojedynczej zmiany i zestawiając sekwencję zmian z osią czasu geologicznego, można dojść do momentu utworzenia się domeny. Tak też zrobiono dla domen białkowych biorących udział w procesie oddychania tlenowego.

Okazało się, że jednym z pierwszych produktów oddychania tlenowego wśród organizmów prokariotycznych (czyli bez wyodrębnionego jądra i ewolucyjnie starszych) był pirydoksal czyli pochodna pirydyny i jeden z trzech składników witaminy B6. Mało tego, ten proces oddychania tlenowego pojawiał się już 2.9 mld lat temu razem enzymem katalazy manganowej. A enzym katalazy rozkłada nadtlenek wodoru (H202do tlenu i wody.

Tlen i wodę pewnie kojarzycie, zaś nadtlenek wodoru to nic innego jak znienawidzona, szczególnie przez dzieci, woda utleniona (to 3% roztwór nadtlenku wodoru), perhydrol (ok. 30% roztwór) lub inne wybielacze, np. takie do tkanin czy włosów.

Kim et al. (2012) kombinują, że 2.9 mld lat temu organizmy pozyskiwały właśnie w ten sposób tlen, poprzez rozkład nadtlenku wodoru.

Skąd się brał ten nadtlenek wodoru czyli H202?
Podobno było go całkiem sporo w efekcie działania silnego promieniowania ultrafioletowego (UV) na ówczesną pokrywę lodową. Właśnie 2.9 mld lat temu notuje się najstarsze znane zlodowacenie na Ziemi (np. Holland, 2006), więc lodu było pod dostatkiem.

Wydaje się, że istnieje dość ścisły związek pomiędzy tym zlodowaceniem a obecnością tlenu na Ziemi. Na początku dziejów Ziemi jej atmosfera była zupełnie pozbawiona wolnego tlenu, podobnie jak oceany, z wyjątkiem niewielkich oaz w płytkich wodach.
Jednak 2.9 mld lat temu niewielki wzrost stężenia tlenu w powietrzu spowodował gwałtowny spadek zawartości metanu atmosferycznego i znaczne ochłodzenie na Ziemi. Stąd cała epoka lodowa.

Działo się to tuż przed nastąpieniem wspomnianego już wielkiego wydarzenia oksydacyjnego (Great Oxydation Event) ok. 2.5 mld lat temu. "Tuż przed" w tym zdaniu oznacza 400 mln lat, ale w skali archaiku, to nie było to aż tak dużo. Holland (2006) szacuje, że ciśnienie tlenu skoczyło wtedy do ok. 0.02 - 0.04 atm (współcześnie jest ok. 0.2 atm), ale jego występowanie wciąż było ograniczone jedynie do płytszych wód.

Ze słabszych stron całego wywodu, wskazać można na fakt, że jak na razie nie ma żadnych dowodów na występowanie w tym czasie perhydrolu, wybielaczy tlenowych czy nadtlenku wodoru w ogólności.

Post dedykuję urugwajskiej kontrolerce parkometrów :)

Źródła:
1. Holland, H. (2006). The oxygenation of the atmosphere and oceans Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 361 (1470), 903-915 DOI: 10.1098/rstb.2006.1838


2. Kim, K., Qin, T., Jiang, Y., Chen, L., Xiong, M., Caetano-Anollés, D., Zhang, H., & Caetano-Anollés, G. (2012). Protein Domain Structure Uncovers the Origin of Aerobic Metabolism and the Rise of Planetary Oxygen Structure, 20 (1), 67-76 DOI: 10.1016/j.str.2011.11.003

Fot. w nagłówku: Autor Esocid CC-BY-SA 2.5 http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bleach_hawk2.JPG?uselang=pl

czwartek, 26 stycznia 2012

Czarny archeopteryks

O archeopteryksie pisałem już w tym blogu kilka razy. To jedna z najbardziej znanych skamieniałości, uchodząca za klasyczny przykład ewolucji. Archeopteryks nosił wspólne cechy gadów i ptaków, a największe zainteresowanie od samego początku badań wzbudzały jego pióra.
Najstarszy szkielet archeopteryksa pochodzi z 1861 roku, ale pojedyncze pióro znaleziono rok wcześniej w słynnych bawarskich wapieniach z Solnhofen datowanych na ok. 150 mln lat temu (późna jura) (Fig. 1). Pióro zupełnie przypomina lotki współczesnych ptaków, stąd też uważa się, że archeopteryks zdolny był do aktywnego lotu, a ponieważ ma także cechy gadzie takie jak kostny ogon i uzębienie, wytypowano go na praptaka. 
Fig. 1. Najstarsze pióro z wapieni z Solnhofen znalezione w 1860 r.
Wśród szkieletów archeopteryksa najcenniejszy wydaje się być tzw. okaz berliński pochodzący z 1876 roku, oznaczony obecnie jako HMN 1880. Ostatnie badania piór pochodzą z okazu oznaczonego MB.Av.100 i wskazują na to, że był upierzony na czarno (Carney et al., 2012). Pióro to porównano z piórami z okazu berlińskiego i stwierdzono, że może jest podobne do tzw. nadlotki dużej pierwszego rzędu skrzydła archeopteryksa.
Fig. 2. Pióro kruka, prawdopodobnie tak
wyglądało pióro archeopteryksa.
Widać stosinę i wyrastające z niej promienie.
W piórze odnaleziono zabarwienie wskazujące na obecność melanosomu, który jest odpowiedzialny za produkcję melaniny. Melanina to ciemny pigment, którego wydzielanie jest pobudzane przez działanie promieni ultrafioletowych. Np. dzięki melaninie uzyskujemy piękną opaleniznę, a mieszkańcy Czarnego Lądu mają jej pod dostatkiem.

Jednak żeby wniosek o wpływie melanosomu na zabarwienie piór archeopteryska mocniej uzasadnić, pióro poddano dogłębnej analizie i obróbce statystycznej wyników, porównując z piórami współczesnych ptaków o barwie brązowej, czarnej, szarej oraz z piórami pingwinów. Okazało się, że pióro praptaka wyraźnie leży w polu czarnych piór, może trochę w pobliżu szarych, ale na pewno nie brązowych czy pingwinich. Wniosek był taki, że na 95% archeopteryks był czarny.

Po dokładnej analizie mikrostruktur pióra stwierdzono, że promienie w skrzydle wyrastające z obu stron stosiny, mają taką samą strukturę jak u obecnych ptaków (Fig. 2). Prawdopodobnie zabarwienie melaniną wzmacniało pióro i wydaję się, że współczesne ptaki odziedziczyły tę cechę po swych jurajskich przodkach.

Jak się okazuje, herb Niemiec, czarny orzeł może mieć najstarszą, 150 000 000 letnią tradycję na świecie. Chyba nie do pobicia. (Żeby zachować naukowy charakter bloga, dodam, że poprzednie zdania należy traktować z przymrużeniem oka)

Chcesz wiedzieć więcej o praptakach, wybierz na górze zakładkę >Ewolucja, a następnie >Ptaki :)


Źródła:
Carney, R., Vinther, J., Shawkey, M., D'Alba, L., & Ackermann, J. (2012). New evidence on the colour and nature of the isolated Archaeopteryx feather Nature Communications, 3 DOI: 10.1038/ncomms1642

Archeopteryks miał czarne pióra http://www.dinozaury.com/2012/02/06/archeopteryks-mial-czarne-piora/
___________________
Fot. w nagłówku: okaz berliński (HMN 1880) Archaeopteryx litographica Autor zdj. H. Raab CC-BY-SA 3.0 Unported License http://en.wikipedia.org/wiki/File:Archaeopteryx_lithographica_(Berlin_specimen).jpg
Fig. 1. Autor: H. Raab CC-BY-SA 3.0 Unported License http://en.wikipedia.org/wiki/File:Archaeopteryx_(Feather).jpg
Fig. 2. Autor: S. Seyfert CC-BY-SA 3.0 http://pl.wikipedia.org/w/index.php?title=Plik:Corvidae_prim_sec.jpg&filetimestamp=20060305090711

poniedziałek, 23 stycznia 2012

SOPA, PIPA, ACTA i wolna kultura

Z moich obserwacji wynika, że cała wrzawa wokół SOPA, PIPA czy ACTA w opinii przeciętnego człowieka sprowadzona została do hasła "chcemy chronić prawa autorskie, a młodzież, która najczęściej łamie te prawa w internecie, chce to zablokować". Przeglądając informacje w polskim internecie jakoś nie natknąłem się na głębszą analizę całego problemu. Może powierzchownie szukałem, a może nie ma w tej chwili czasu na to, żeby dywagować, skoro 26 stycznia ma nastąpić podpisanie przez Polskę ACTA. Pomijam tutaj sprawę nagłośnienia problemu parę dni przed podpisaniem. Takie rzeczy załatwia się wcześniej. Teraz wszyscy przeciwnicy ACTA dążą do zablokowania podpisania umowy.
Ataki hakerskie, piractwo komputerowe, kradzieże własności intelektualnej..po co nam to?

Pomijam kwestię samego sformułowania dokumentu, który w opinii niektórych stanowi podstawę do nadużywania władzy przez właścicieli praw autorskich. Najbardziej spornym punktem jest możliwość zablokowania serwisu internetowego tylko na podstawie doniesienia o podejrzeniu naruszenia praw autorskich, bez decyzji sądu. W praktyce może to oznaczać lawinę wniosków o zamknięcie wielu popularnych serwisów i ich walkę post factum o udowodnienie, że jednak praw nie łamią (co już samo w sobie jest naruszeniem zasady domniemania niewinności).
Ale nie o tym chcę napisać.

Problem jest szerszy i boję, że spór o ACTA zamieni się w wojnę pomiędzy piratami komputerowymi a właścicielami majątkowych praw autorskich. Niepotrzebnie, bo nie o to idzie.

Problemów związanych z ACTA jest sporo, ja skupię się na tych, moim zdaniem, najważniejszych, o których nie wspomina się (z dłuższym wstępem).
Tytułem wstępu problem, najłatwiejszy chyba do nakreślenia, czyli sama kwestia praw autorskich, tzw. copyright (potraktujmy razem prawa autorskie i majątkowe).
Idea praw pojawiła się wraz z wynalezieniem druku, czyli technologią, która pozwalała na wielonakładowe wydania. Nastąpiła szybka komercjalizacja rynku. Coś co przedtem powstawało latami za grubymi murami klasztorów, teraz trafiło pod strzechy. Później pojawiła się prasa, masowa książka i pojawiła się konkurencja. Wcześniej dzieciom na dobranoc opowiadano bajki oparte na wolnej licencji, potem za te bajki spisane przez człowieka z nazwiskiem i wydrukowane, trzeba było już płacić.

Kolejną grupą, która zaczęła się domagać zabezpieczenia swojej kasy była grupa związana z muzyką. W XX w zaczęto na wielką skalę dystrybuować muzykę i czerpać z tego ogromne zyski powstały olbrzymie koncerny i zaczęło się odpowiednie zabezpieczanie praw autorskich. Jeśli wcześniej Janko Muzykant coś tam sobie niewinnie brzdąkał ze słuchu, teraz musiał mieć się na baczności, bo nie miał pewności czy nie podsłuchał jakiegoś zastrzeżonego utworu muzycznego. Mogło to godzić w zyski koncernów muzycznych.

Wtedy jeszcze ostała się wolna grupa malarzy, ale i oni zorientowali się, że zrodziła się X muza czyli film poprzedzony narodzinami fotografii. Znów można było na wielką skalę kopiować i dystrybuować obrazy (w tym ruchome) i zarabiać na tym olbrzymie pieniądze. W dobie globalnej gospodarki zdjęcia z Nowego Jorku można spotkać wszędzie.

Z konkurencją można walczyć na różne sposoby, ale najlepiej walczy się na argumenty prawne. Jak widać prawa autorskie chroniły masowy rynek sprzedaży zapewniając posiadaczom tych praw odpowiednie zyski. Wynika z tego, że za większością praw autorskich stoi olbrzymia kasa, związana z upowszechnianiem się technik powielania. Czy dobrze, czy źle to już nie moja sprawa. Jeśli ktoś coś sprzedaje, to można to kupić lub nie. Kraść nie można. Kradzież zawsze pozostanie kradzieżą.

W dobie internetu takich kradzieży i zarabiania na cudzej własności jest mnóstwo. I temu należy się przeciwstawiać. Pomijam fakt skąd to się wzięło i dlaczego było tolerowane od początku.
Ale właśnie teraz trzeba zadać sobie pytanie, czy internet nie zmusza nas do wypracowania zupełnie innych sposobów dzielenia się zdobyczami szeroko pojętej sztuki, kultury, nauki?
Czy prawa autorskie nie są narzędziem do potrzymania monopolu na kulturę i sztukę przez wielkie korporacje showbiznesu?

Czy prawa autorskie w ogóle chronią sztukę przed upadkiem?
Nie.
One bronią dochodu generowanego przez tę sztukę.
Czy sztuka umarłaby gdyby przestano przestrzegać praw autorskich?
Nie. Wprost przeciwnie, rozwinęła by się.
Czy van Gogh malował bo chciał się wzbogacić? Czy rysunki naskalne odbito ze ścian i sprzedano w paleolicie?
A co z architekturą? Czy każą nam płacić za patrzenie na dzieło sztuki architektonicznej?
Czy przywołany już Janko Muzykant grał, bo myślał o pieniądzach?
Nie.
Wszystko to, sztuka, kultura, filozofia wynika z wewnętrznej potrzeby człowieka.
Sztuka była, jest i będzie, niezależnie od praw autorskich.
To samo dotyczy nauki.
Nie tędy droga.

Richard Stallman, apostoł wolnego oprogramowania
Droga, która powinniśmy pójść nazywa się WOLNA KULTURA (Free culture movement). Ruch ten powstał w 1998 roku, jako sprzeciw przeciwko przedłużeniu przez Kongres USA czasu trwania praw autorskich o kolejne 20 lat. Przykładem lobby finansowego niech będzie wytwórnia Walta Disney'a, która już raz przedłużyła sobie prawa do Misia Puchatka i Myszki Miki. Za duży przynosiły dochód, żeby kto inny nabijał sobie kabzę. I pewnie przedłuży po raz kolejny, jeśli dobrze posmaruje, gdzie trzeba.
Free culture jest rozwinięciem idei otwartego oprogramowania, a jego najbardziej znanym przejawem jest licencja Creative Commons.
Jakoś nikt przy okazji ACTA nie wspomniał o Wolnej Kulturze i Creative Commons, z której licencji korzysta m.in. Wikipedia. Z grubsza polega to na tym, że korzystanie z materiałów źródłowych do celów niekomercyjnych jest dozwolone pod warunkiem podania autora tych źródeł.

Jeśli jesteś za wolnością przekazu, wolnością sztuki, nauki i kultury musisz przejść na stronę Wolnej Kultury, na stronę open source. Innej drogi nie ma.
Jeśli to nie nastąpi czekają nas kolejne restrykcje, zmiany prawa, dyktat korporacji i monopolizacja rynku.
Nie bójce się o upadek sztuki. Nie upadnie.
Śledźcie rozwój wolnego oprogramowania i wolnej kultury. Nikt nie każe Wam kupować ani kraść. Jesteście wolni i nie dajcie się zniewolić.

ps. Zainteresowanych innym podejściem do sprawy odsyłam do blogu Rafała Nic prostszego i dyskusji do posta http://nicprostszego.wordpress.com/2012/01/25/co-probuje-osiagnac-grupa-anonymous-i-czemu-popieram-acta

Kilka linków związanych z wolnością:
Free Culture Movement http://en.wikipedia.org/wiki/Free_culture_movement
Wolna muzyka - Serwis Jamendo http://www.jamendo.com/pl/
Free software http://en.wikipedia.org/wiki/Free_software
Open Clipart http://openclipart.org/
ACTA na wikipedii http://pl.wikipedia.org/wiki/Anti-Counterfeiting_Trade_Agreement

fot. w nagłówku: David B. Lyons Public Domain

niedziela, 22 stycznia 2012

Zagłuszanie oceanu


Toń wodna, głębia oceaniczna kojarzy się nam z ciszą. Motyw tonięcia, zanurzania się, opadania na dno często łączony jest z odcięciem od dźwięku. Prawdę mówiąc, większość z nas tak wyobraża sobie świat głucho-niemych, jak świat pod wodą, gdzie nie można mówić i słuchać. Pamiętacie Wielki błękit Luca Bessona?
Nic bardziej mylnego. Od początku swego istnienia ocean wypełniony jest dźwiękiem. Rozchodzą się w nim fale dźwiękowe wywołane przez procesy geologiczne, takie jak trzęsienia ziemi, wybuchy wulkanów. Do tego dochodzą głosy zwierząt takich jak wieloryby, delfiny, kałamarnice czy krewetki. Głosy te słychać było w całym oceanie od wielu milionów lat. Ostatnio jednak w morzach i oceanach panuje prawdziwy harmider.

Domyślacie się już pewnie, że to sprawka człowieka. I macie rację. Używanie silników okrętowych, łodzi motorowych i wszelkiej maści hałasujących urządzeń zaczęło skutecznie zagłuszać naturalne odgłosy oceanu. Nie wspominając o eksploatacji złóż węglowodorów z dna oceanu...
Wyobraźcie sobie, że w oceanie pozbawionym dieslowskiego hałasu, głos płetwala błękitnego rozchodził się na odległość ponad 1500 mil morskich (prawie 2800 km). Czyli tak jak z Warszawy do Madrytu (do Moskwy jest tylko 1150 km)!
Obecnie jednak płetwale z trudem słyszą się z odległości 150 km.

Wieloryby, delfiny i foki używają dźwięków aby komunikować się między sobą, znajdować pożywienie i ostrzegać przed niebezpieczeństwem. Walenie mają bardzo słaby wzrok i kiepski węch. Ich jedynym sposobem na budowanie sobie przestrzennego obrazu otoczenia jest echolokacja. Używają dźwięku podobnie jak to czynią nietoperze. Generalnie, fiszbinowce wydają dwie grupy dźwięków: jedne służące echolokacji, inne komunikacji.

Konwersacje humbaków (długopłetwców, Megaptera novaeangliae) często porównywane są do śpiewu, gdyż zawierają regularną frazę, która powtarza się rytmicznie, niczym refren. Humbaki potrafią śpiewać przez wiele godzin, wydmuchując powietrze przez masywne otwory nosowe (nie mają strun głosowych). Ale humbaki rozwinęły także system specyficznych dźwięków, z których korzystają w określonych, powiedzmy, sytuacjach towarzyskich. Zidentyfikowano dźwięki wydawane przez dorosłego osobnika w otoczeniu młodych typu "tutaj jestem, płyńcie za mną". Dźwięki samców typu "szukam żony" oraz typu "Ta samica przede mną to moja żona". A także dźwięki samicy wołającej swoje dzieci typu "Przypłyńcie już, obiad gotowy". Co ciekawe, każda samica ma własny głos, rozpoznawany tylko przez jej dzieci (Dunlop et al., 2010). Obserwacje fiszbinowców pozwalają zrozumieć kompleksową ewolucję systemu komunikacji dźwiękowej (Kaplan, 2008).


Nasze morskie ssaki potrafią wydawać bardzo niskie dźwięki o częstotliwości już od 10 Hz do 31 kHz. Część z nich, poniżej 16 Hz, to infradźwięki niesłyszalne dla ucha ludzkiego, które słyszy w przedziale od 20 Hz do 20 kHz. Trzeba jeszcze pamiętać, że w wodzie dźwięki rozchodzą się prawie 5 razy szybciej niż w powietrzu, ok. 1.5 km/s.
Spektrogram dźwięków wydawanych przez humbaka (fot. spyrogumas CC-AS-A3.0 Unported License)
Hałas generowany przez człowieka rozbija zupełnie sieć powiązań socjalnych morskich ssaków. Np. humbaki nie są w stanie dostatecznie dobrze się rozumieć, ani wynaleźć innego skutecznego mechanizmu porozumiewania się. Wydaje się, że jest to jedno z największych zagrożeń dla tych morskich ssaków. Większe od zanieczyszczenia wód czy zmian klimatycznych. Te zwierzęta są po prostu oszałamiane przez kakofonię dźwięków ludzkich urządzeń morskich.

Przyszedł czas na to, żeby zastanowić się jak bardzo człowiek hałasuje w wodzie oraz w jaki sposób przyczynia się to zgubnych w skutkach grzęźnięć wielorybów na piaskach plażowych.
NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) rozpoczęło monitoring podwodnego hałasu, którego następnym krokiem będzie opracowanie technologii, która będzie tłumiła niepożądane dźwięki. Na pierwszy ogień pójdą wielkie morskie kontenerowce, szczególnie uciążliwe dla waleni. Potem planuje się wyciszyć urządzenia platform wiertniczych pracujących na szelfach morskich. Nie podjęto chyba jeszcze decyzji co do sonarów łodzi podwodnych, które też nieźle dają się we znaki wielorybom.

Ostatecznie oczekuje się nowych uregulowań prawnych, które będą brały pod uwagę także hałas generowany przez urządzenie pracujące na morzu.

Dedykuję ten post Agacie O. (za jej aktywność w fanklubie) oraz wszystkim Dziadkom z okazji Dnia Dziadka (może zrobi im się trochę raźniej, że nie tylko oni są zagłuszani).

Źródła:
1. Dunlop, R., Cato, D., & Noad, M. (2010). Your attention please: increasing ambient noise levels elicits a change in communication behaviour in humpback whales (Megaptera novaeangliae) Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 277 (1693), 2521-2529 DOI: 10.1098/rspb.2009.2319

2. Kaplan, M. (2008). Marine biologists interpret whale sounds Nature DOI: 10.1038/news.2008.984

3. NOAA Ocean Explorer http://oceanexplorer.noaa.gov/edu/learning/13_ocean_pollution/activities/noise_pollution.html

[EDIT] 4. Melcón, M.L. et al., 2012. Blue whales respond to anthropogenic noise PLoS ONE 7 (2): e32681 http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0032681 (artykuł ukazał się już po opublikowaniu wpisu. Podziękowania dla Tomasza Skawińskiego za link)

5. Fot. w nagłówku: Śpiewające humbaki NOAA Public Domain

piątek, 20 stycznia 2012

Dzień babci, czyli po co kobietom menopauza?


Jak już zauważyłem przy okazji dywagacji nad fenomenem kobiecego orgazmu, kobiety pełne są tajemnic, sprzeczności, a nawet niedorzeczności. I to przez całe życie. Jedną z tych tajemnic jest kobieca menopauza, zwana również klimakterium bądź przekwitaniem. Dla kobiet oznacza to zanik cyklu miesiączkowego (jajeczkowania) czyli utratę zdolności do zajścia w ciążę. I na tym właśnie polega tajemnica kobiet. Zatrzymanie jajeczkowania i bezpłodność, na długo przed zakończeniem aktywności fizycznej u człowieka, jest wyjątkowa na tle innych gatunków. Właściwie tylko delfiny z gatunku grindwal krótkopłetwy (Globicephala macrorhynchus) i słoń azjatycki (Elephas maximus) mogą poszczycić się menopauzą podobną do kobiecej.
Skoro więc klimakterium jest takim wyjątkiem wśród ssaków, to po co kobietom menopauza?

Zacznijmy od tego, że menopauza występuje u wszystkich kobiet, niezależnie od kultury, kraju, szerokości geograficznej itp. Co ciekawe, wszystkie kobiety doświadczają jej w okolicach 50 wiosny życia. Zatem obecnie, w krajach cywilizacji zachodniej, pozostaje im jeszcze ok. 30 lat do przeżycia. Co tu robić z tą resztą życia, skoro mężczyzna w tym wieku zachowuje swoje funkcje rozrodcze, a kobieta już nie? Czy była jakaś korzyść ewolucyjna, która spowodowała, że w przeszłości ta cecha u kobiet się upowszechniła na tyle, że jest obecnie jedyną opcją?
Zastanówmy się jak powstało klimakterium i jakie przynosi korzyści.

Skąd się wzięła menopauza?
Ogólnie rzecz biorąc menopauza mogła pojawić się z jakiegoś powodu lub bez powodu, czyli przez przypadek jako efekt uboczny.
Pierwsza teoria powiada, że tym powodem był sukces reprodukcyjny naszych prapra...babć u których występowało klimakterium (teoria adaptacyjna), czyli, że kobiety z menopauzą miały ogólnie więcej dzieci, które dożywały wieku rozrodczego, i z pokolenia na pokolenie zdolność do przekwitania występowała coraz częściej, itd. aż do 100% nasycenia populacji.
Druga teoria, tzw. teoria efektu ubocznego, twierdzi, że menopauza pojawiła się przy okazji jakiejś innej cechy ewolucyjnej. Wskazuje się, że tą cechą może być wydłużenie się długości życia kobiet. Po prostu, kobiety zaczęły dożywać do klimakterium. Co im się wcześniej nie udawało. Słabością tej teorii jest to, że wydłużyła się także długość życia mężczyzn, mimo to zachowali oni zdolność do płodzenia dzieci w przeciwieństwie do kobiet (przynajmniej teoretycznie). Poza tym, dlaczegóż to kobieta staje się bezpłodna zachowując jeszcze przez długie lata sprawność fizyczną? Tego teoria produktu ubocznego nie potrafi wytłumaczyć.

Efekt uboczny?
Z teorią efektu ubocznego mogła wiązać się presja selekcyjna na kobiety wydłużająca ich życie, aż w końcu zaczęły dożywać klimakterium. Według tego wyjaśnienia, długie życie po menopauzie przynosi więcej korzyści niż krótki okres płodności. Zakłada się, że sukces reprodukcyjny mierzy się miarą opieki nad wydanym już wcześniej na świat potomstwem czyli relacją matka-dziecko. Słabością tego założenia jest znowu trudność w wytłumaczeniu czemu faceci żyją prawie tak samo długo i wciąż mogą zapładniać. Poza tym, dlaczego selekcja nie spowodowała wydłużania się okresu płodności kobiety wraz z wydłużeniem się długości życia kobiety?
Wydaje się, że maksymalna oczekiwana długość życia człowieka, 70-90 lat, nie zmieniła się od 100 tys. lat. Z obserwacji współczesnych ludów kultur łowiecko-zbierackich wynika, że długość życia kobiet po menopauzie jest porównywalna z tzw. kulturami zachodnioeuropejskimi. I tak pewnie jest już od 100 tys lat, że kobiety po klimakterium mogą żyć jeszcze 30-40 lat (prawie drugie tyle, ile przed przekwitaniem).

Słonice indyjskie też przechodzą menopauzę
(fot. rkimpeljr CC-AS-2A Generic License)
Menopauza wykazuje jednak szereg cech, które sprawiają, że można ją uważać za efekt doboru naturalnego czyli powracamy do pierwszej teorii adaptacyjnej, mówiącej, że pojawiła się z jakiegoś powodu. Po pierwsze, występuje u wszystkich kobiet, które dożywają odpowiedniego wieku. Po drugie, dlatego, że pojawia się na długo przed obniżeniem się ogólnej sprawności fizycznej kobiety. I po trzecie, właśnie dlatego, że pojawia się tylko u kobiet.

Dobór naturalny, jednak
Najbardziej popularna teza wskazująca na pojawienie się menopauzy poprzez działanie doboru naturalnego to tzw. hipoteza babci. Wg niej menopauza u kobiet sprawia, że może się ona poświęcić wychowaniu swoich wnuków, wspierając ich matkę, co spowodowało, że spadła śmiertelność kobiet w ciąży i wzrosła szansa dla dzieci na dożycie do wieku rozrodczego. Dotyczyło to szczególnie tzw. późnych dzieci urodzonych przez kobiety w średni wieku, które mogły nie doświadczyć odpowiednio dużo matczynej opieki. Ponadto, w przypadku śmierci ojca, kobieta przed menopauzą, mogła spodziewać się zalotów nowego mężczyzny, którego pojawienie się często odbywało się ze szkodą dla jej dotychczasowych dzieci. Nowy men nie był zainteresowany inwestowaniem w cudze dzieci. Kobieta po menopauzie, nie była już tak atrakcyjna dla samca-reproduktora, mogła więc bezpiecznie poświęcić się dzieciom i wnukom.
Uzupełnieniem hipotezy babci jest hipoteza nieobecnego ojca. Najczęściej nieobecność wiązana jest z przedwczesną śmiercią ojca, która powodowała wzrost opieki macierzyńskiej kompensujący brak ojca. Zatem kobieta traciła zainteresowanie posiadaniem nowego potomstwa, skoro więcej czasu musiała poświęcać dotychczasowemu.

Dlaczego faceci oglądają się za młodymi dziewczynami?
Człowiek jest wyjątkowy także pod jeszcze jednym względem. Atrakcyjność kobiet związana jest z ich wiekiem. Nie ma co się oszukiwać. Wszystkim mężczyznom, niezależnie od wieku, podobają się młode kobiety. Najlepiej żeby były grubo przed trzydziestką. Wiadomo też, że każda kobieta skrzętnie ukrywa pierwsze zmarszczki, będące oznaką starzenia się.
Preferencje te są konsekwencją pojawienia się menopauzy. U zwierząt nie ma to takiego znaczenia. Teoretycznie każda samica jest płodna, więc można zainwestować w nią, oczekując potomstwa. U ludzi warto zainteresować się młodymi, gdyż takie mają większą szansę na potomstwo, które samo dożyje wieku rozrodczego. Statystka pod tym względem jest nieubłagana. Im młodsza kobieta, tym szanse są wyższe: młoda kobieta produkuje więcej jajeczek podczas owulacji; cechuje się wyższą płodnością; występuje u niej mniejsze ryzyko powikłań ciąży, wad genetycznych płodu; no i ma przed sobą więcej lat płodnych.
Z kolei atrakcyjność mężczyzn może rosnąć z ich wiekiem. Ryzyko wczesnego zgonu starszego faceta jest niwelowane poprzez jego zdobyty status społeczny, doświadczenie, nabyte umiejętności itp.
Parafrazując, u kobiet liczy się wiek, u mężczyzn - wypchany portfel.
Te prawidłowości, poparte statystykami porzuceń kobiet w średnim wieku przez mężczyzn, którzy wolą młodsze kobiet, są już wręcz stereotypowe.
Mechanizm więc jest taki, że kobieta w średnim wieku może czuć się zagrożona odejściem mężczyzny i zanikiem opieki ojcowskiej nad dziećmi. Menopauza w pewnym stopniu rozwiązywała ten problem, bo pojawiły się kobiety nie zainteresowane posiadaniem własnych dzieci, a na tyle sprawne, że mogły pomóc opuszczonej kobiecie w wychowaniu jej pół-sierot przez wiele lat. Czyli nasze kochane babcie.
Mało tego, u Papuasów z Nowej Gwinei, istnieje zakaz zachodzenia w ciążę kobietom, które już zostały babciami. Taka sztuczna, ustawowa menopauza. Jeśli jesteś babcią z Nowej Gwinei i masz jeszcze owulację, biada Ci jeśli zajdziesz w ciążę.

Powyższe wnioski sprawdzają się we wszystkich kulturach ludzkich na całym świecie. Dla przykładu Amerykanie żenią się z kobietami o prawie 3 lata młodszymi onieswojed siebie i umierają prawie 6 lat wcześniej (opuszczają je). Czyli w sumie prawie 9 lat różnicy w średniej długości życia. Podsumowując, mężczyzna inwestuje w młodą kobietę, a ta w obawie o odpowiednie wychowanie dzieci przechodzi menopauzę zanim on odejdzie.
Patrząc na to nieco z boku, wygląda to błędne koło zależności damsko-męskich, ale optimum okresu płodności dla kobiet zostało już chyba wypracowane, stąd wszystkie one, na całym świecie przechodzą menopauzę mniej więcej w tym samym wieku.

A teraz: Drogie Babcie, jesteście kochane, niezależnie od tego co Was skłoniło do przekwitania. Wszyscy wiemy jak wiele Wam zawdzięczamy i dziękujemy za tę strategię, która doprowadziła do powstania tak wspaniałej instytucji jaką jest babcia.

Z okazji Dnia Babci i z obiecaną dedykacją dla Joli Sz.

Źródła:
1. Kuhle, B. (2007). An evolutionary perspective on the origin and ontogeny of menopause Maturitas, 57 (4), 329-337 DOI: 10.1016/j.maturitas.2007.04.004

2. Peccei, J.S. (1995). The Origin and Evolution of Menopause: The Altriciality-Lifespan Hypothesis Ethology and Sociobiology, 16, 425-449

Fot. w nagłówku: Stanisław Wyspiański Macierzyństwo 1905 Public Domain

środa, 18 stycznia 2012

Wyobraź sobie świat bez wolnego dostępu do nauki


Wyobraź sobie świat bez wolnego dostępu do wiedzy, nauki, kultury... Już?
Poczytaj co o tym myślą SOPA i PIPA ---> (link)

piątek, 13 stycznia 2012

6, a właściwie 7 powodów, dla których warto

Drodzy Czytelnicy, blog Naturalnie wystartował w VII edycji konkursu na Blog Roku 2011 w kategorii blogi profesjonalne (link). Nie ukrywam, że po to, żeby wygrać :) Ale będzie ciężko, bardzo ciężko. W tej kategorii startują blogi biznesowe, informatyczne, marketingowe itp. Słowem kategorie, które przyciągają rzesze Czytelników.
Blog historii naturalnej Naturalnie nie należy do głównego nurtu zainteresowań internautów, nie ma co ukrywać. Jak to się mówi, jest niszowy. Ale warto na niego głosować, właśnie dlatego, że taki jest (znaczy się offowy jest).

Jak pokazuje pozycja Naturalnie po pierwszym podliczeniu SMS czyli 10 miejsce wśród 248 startujących, nawet z niszowej tematyki, można zrobić coś co ludzie polubią. Coś czym się zainteresują, co pozwoli im spojrzeć na świat z perspektywy innej niż rynki finansowe, analizy marketingowe, macierz SWOT, certyfikacje PRINCE czy metodyka SCRUM. Głosowanie jednak trwa nadal, do 19 stycznia. Jak będzie dalej....zobaczymy

Bo tak naprawdę wszyscy przyszliśmy z przeszłości która nas ukształtowała.
Wszyscy jesteśmy dziećmi historii naturalnej.

A oto 6, a właściwie 7 powodów dla których warto głosować na blog Naturalnie:

  1. Dochód z SMS w całości przeznaczony jest na rehabilitację niepełnosprawnych dzieci (1,23 zł brutto/SMS);
  2. Jeśli jesteś tu przypadkowo i nie wiesz o co chodzi, patrz punkt 1;
  3. Jeśli zaglądasz tu regularnie, masz powód, żeby wysłać SMS, tym bardziej, że pkt. 1;
  4. Jeśli zaglądasz tu regularnie i lubisz mnie, masz co najmniej dwa powody żeby wysłać SMS, tym bardziej że pkt. 1.;
  5. Jeśli zaglądasz tu regularnie, nie lubisz mnie, ale lubisz to co piszę, też masz co najmniej dwa powody żeby wysłać SMS, tym bardziej, że pkt 1;
  6. Jeśli nie zaglądasz tu regularnie, nie lubisz mnie i nie lubisz tego co piszę, powód, żeby wysłać SMS znajdziesz w pkt. 1;
  7. Jeśli nie czytałeś wcześniejszych punktów, to przeczytaj pkt. 1 żeby wiedzieć, że masz powód, żeby wysłać SMS.
SMS o treści B00212 pod numer 7122 (1,23 brutto)


W przyszłości na łamach Naturalnie ukażą się (to byłby powód 8, ale nie podałem definicji przyszłości):
- Po co kobietom menopauza?
- Seksmisja, czyli Jezus była kobietą
- Po co nam wapń w krowim mleku?
- Tlen, jestem przeciw
- Kolejne wymieranie
- i wiele innych... wszystko zależy od zapału i motywacji autora 

czwartek, 12 stycznia 2012

Afganistan, AGH i metale ziem rzadkich


Już wiele lat temu przewidywano, że rozwojowi cywilizacji ludzkiej grozi nie tyle brak paliw, co brak rzadkich metali stosowanych w coraz wymyślniejszych technologiach. Mimo to, do tej pory uwagę mediów oraz zwykłych śmiertelników przykuwały głównie problemy związane z ropą, gazem ziemnym czy też emisją ditlenku węgla. Coraz częściej jednak z niepokojem mówi się o wyczerpywaniu zasobów metali należących do tzw. pierwiastków ziem rzadkich (ang. Rare Earth Elements). Dlaczego jest to aż tak ważne?

Po pierwsze dlatego, że metale z grupy pierwiastków ziem rzadkich stosowane są coraz powszechniej w zaawansowanych technologicznie urządzeniach i końca ich zastosowań nie widać. Nawet nie domyślacie się z jak wielu urządzeń korzystacie na codzień. A po drugie dlatego, że prawie całość światowej podaży tych metali została opanowana przez Chiny.

Zacznijmy od zastosowań metali ziem rzadkich. Do grupy tej należą lantanowce oraz itr i skand. Znajdują one zastosowanie w produkcji ekranów monitorów kineskopowych, soczewek wszelkiej maści (także tych stosowanych w mikroskopach, okularach, aparatach fotograficznych), laserów, szkła, konstrukcji aluminiowych, katalizatorów, baterii i akumulatorów, żarówek LED itd.
Spośród nich największe znaczenie w stosowanych obecnie technologiach mają 4 poniższe metale:
  1. Lantan - jest drugim co do częstości występowania metalem ziem rzadkich. Jest go więcej niż srebra lub ołowiu, lecz mimo iż znamy go od ponad 100 lat, nie znajdował wcześniej zastosowań i jako odpad lądował na hałdach kopalnianych. Teraz każdy właściciel Toyoty Prius, czy tego chce czy nie, wozi ze sobą prawie 5 kg lantanu, który jest stosowany w tym pojeździe o hybrydowym napędzie do wyrobu baterii oznaczonej przez producenta "nickel-metal hydride". Metal to właśnie lantan. Takie baterie są dwa razy mocniejsze od wcześniej stosowanych i wydaje się, że to właśnie w niklowo-lantanowych bateriach tkwi przyszłość zasilania wszelkiej maści urządzeń mobilnych. Niestety, rozwój tych baterii hamowany jest właśnie przez braki lantanu. Link do artykułu w wikipedii (tutaj), gdzie tylko raz napisano wprost, że anoda to stop metali ziem rzadkich.
  2. Europ - jako pierwszy metal wyizolowany z pakietu metali ziem rzadkich w 1967 znalazł zastosowanie w produkcji czerwonego fosforu do ekranów telewizorów (CRT), co znacznie polepszyło barwy w porównaniu z wcześniej stosowanymi ekranami. Wraz z zanikiem starych kineskopów wydawało się, że rola europu zmalała. Nic bardziej mylnego. Coraz większą popularność zdobywa sobie  energooszczędne oświetlenie LED-owe, w którym stosuje się europ.
  3. Erb - stosowany do barwienia szkła na różowawy odcień (np. w okularach przeciwsłonecznych), ale także do konstrukcji laserów stosowanych np. w medycynie w operacjach skóry oraz w stomatologii.
  4. Neodym - stosowany do wytwarzania silnego pola magnetycznego. W latach 70-tych Sony stosowało inny metal ziem rzadkich, samar, do wytwarzania silnego pola w walkmanach. Obecnie samar wypierany jest przez neodym, który potrafi wytworzyć jeszcze silniejsze pole magnetyczne i dzięki niemu można konstruować jeszcze mniejsze wszystkomające gadżety.
Do budowy akumulatora samochodu hybrydowego Toyota Prius potrzebny jest lantan (fot.
Chris73 CC-AS-A  3.0 Unported License)
A teraz drugi powód zaniepokojenia rynkiem metali ziem rzadkich - Chiny.
Chiny posiadają ok. 30% światowych zasobów pierwiastków ziem rzadkich, ale prawie w całości (97%) pokrywają ich zapotrzebowanie na rynkach światowych. Taki Microsoft w tej branży. W przeciwieństwie jednak do Microsoftu, stosują bardziej toporne praktyki monopolistyczne. Potrafią np. na miesiąc wstrzymać produkcję tych cennych surowców, tak jak to zrobiła największa chińska firma Baotou Steel Co. w październiku 2011 r.

Doprowadziło to do nerwówki na światowych rynkach i gwałtownego wzrostu cen metali ziem rzadkich. Monopole jak wiadomo, po to właśnie są, żeby omotać, uzależnić i wyssać.
Z drugiej zaś strony, poczynania Chin pobudziły resztę świata do gwałtownych poszukiwań tych cennych metali - złota XXI wieku i próby wyrwania się z kleszczy chińskich dostawców.

Co ciekawe, jedno z pierwszych doniesień po chińskiej próbie szantażu spłynęło do nas z .. Afganistanu. Właśnie tam Amerykańska Służba Geologiczna pod ochroną armii amerykańskiej wykartowała poważne złoża metali ziem rzadkich, których zasoby mogłyby zaspokoić światowy apetyt na wiele lat (Simpson, 2011). Amerykanie już podobną szkolą afgańskich geologów do podjęcia dalszych poszukiwań, które pomogą w przekształceniu Talibanu ze światowego centrum produkcji opium w centrum wydobycia metali ziem rzadkich. Może więc nie powinniśmy się stamtąd wycofywać zbyt pochopnie?

Kolejne źródło cennych metali ziem rzadkich wskazali ostatnio Japończycy. Chodzi o głębokowodne osady z dna Pacyfiku (Kato et al., 2011). Przeanalizowano ponad 2000 prób z 78 odwiertów i stwierdzono, że obszar 1 km kwadratowego wokół każdego z otworów dostarczyłby 20% rocznego zapotrzebowania na te metale na świecie.

Rozmieszczenie badanych przez Japończyków odwiertów z dna Pacyfiku z zawartością metali ziem rzadkich
(REY - ang. rare Earth elements and yttrium czyli metale ziem rzadkich i itr) (Kato et al., 2011)


Polacy też nie zostają w tyle i wtrącili swoje trzy grosze. Jak donosi Gazeta Krakowska, na AGH, we współpracy z KGHM, powstaje laboratorium pierwiastków krytycznych (jak je nazwano) (link).

Zatem skoro ropa była złotem XX wieku, to metale ziem rzadkich są złotem XXI wieku.

Źródła:
1. Kato, Y., Fujinaga, K., Nakamura, K., Takaya, Y., Kitamura, K., Ohta, J., Toda, R., Nakashima, T., & Iwamori, H. (2011). Deep-sea mud in the Pacific Ocean as a potential resource for rare-earth elements Nature Geoscience, 4 (8), 535-539 DOI: 10.1038/ngeo1185
2. Simpson, S. (2011). Afghanistan's Buried Riches Scientific American, 305 (4), 58-65 DOI: 10.1038/scientificamerican1011-58
3. Post o gadolinicie i itrze na nicprostszego.wordpress.com (link)
4. Obrazek w nagłówku: Huesca Public Domain

sobota, 7 stycznia 2012

Trzęsienie ziemi w okolicach Jarocina

Polska jest krajem asejsmicznym, leżącym w większości na skonsolidowanym podłożu, czyli poza strefami współczesnej kolizji płyt litosfery. Innymi słowy obrazek powyżej wkleiłem w celach ozdobnych :) Co nie znaczy, że nie dochodzi u nas do trzęsień Ziemi. Właściwie to dochodzi do nich bardzo często. Rejony nawiedzane tymi wstrząsami związane są z podziemnym wydobyciem surowców kopalnych, a więc z działalnością człowieka. W Polsce dotyczy to głównie Górnego Śląska i zagłębia miedziowego. Wstrząsy te są z reguły niewielkie i nie przekraczają 3 stopni w 12 stopniowej skali Mercallego (w skrócie ML). 3 stopnie to bardzo mało, są to wstrząsy ledwo odczuwalne przez ludzi. Właściwie dopiero 4 stopniowe trzęsienie jest w jakiś sposób odczuwalne (często ludzie porównują je ze wstrząsem jaki towarzyszy przejazdowi w pobliżu ciężarówki). Zniszczenia, np. takie jak w Turcji, wywołują wstrząsy o sile conajmniej 7-8 ML. 

Patrząc na ruchy Ziemi w Polsce notowane przez obserwatoria sejsmologiczne, widać, że chyba codziennie dochodzi do wstrząsów w skali do 3 st. ML. Dzisiaj (7 stycznia 2012) około godz. 9:00 mieliśmy trzęsienie Ziemi w okolicach Głogowa (GPS N51.62; E15.92) o sile 3.2 ML. 3 stycznia 2012 odnotowano 2.8 ML w okolicach Sosnowca (GPS N50.23; E19.19) (sprawdź tutaj). O takich drobiazgach w mediach się jednak nie mówi. 

Głośno jest jednak o wstrząsach sejsmicznych w okolicach Jarocina z 6 stycznia 2012 (GPS N52.11; E17.64). Siła tego trzęsienia wynosiła 3.8 ML (po korekcie), a epicentrum znajdowało się 10 km pod powierzchnią (sprawdź tutaj). Jak widać, nie było to zbyt silne trzęsienie, stąd też nie wywołało żadnych strat. Gdyby coś takiego zdarzyło się np. w Bytomiu, pewnie byśmy nie usłyszeli o tym w mediach. Stało się jednak inaczej, gdyż w rejonie Poznania wstrząsy sejsmiczne to ewenement.

Zastanawiając się nad przyczyną trzęsienia Ziemi w rejonie Jarocina warto zwrócić uwagę na ogólną budowę geologiczną Polski. Polska zasadniczo leży na trzech głównych jednostkach tektonicznych (Fig. 1):
1. prekambryjskiej platformie wschodnioeuropejskiej;
2. doklejonych do niej obszarach o konsolidacji kaledońsko-waryscyjskiej;
3. młodym orogenie alpejskim (Karpaty i przedpole na południu Polski).
Jeśli gdziekolwiek mielibyśmy spodziewać się trzęsień Ziemi wywołanych ruchem płyt litosfery, to oczywiście w najmłodszym obszarze fałdowym czyli w Karpatach. I tak rzeczywiście jest. Zdarzają się tam wstrząsy (Fig. 2).

Teraz rzut oka na mapy.

Fig. 1. Mapa tektoniczna Polski. Północna i wschodnia Polska leży na platformie wschodnio-europejskiej (East European Platform), na południu mamy młody orogen karpacki. Reszta to skonsolidowane i doklejone do platformy paleozoiczne płyty (Lamarche et al., 2003). Kropką oznaczono rejon wstrząsu.
Fig. 2. Lokalizacja zarejestrowanych wstrząsów sejsmicznych w Polsce w ciągu ostatnich 52 lat (czerwone plamy). Jak widać, wstrząsy związane są głównie z wydobywaniem kopalin stałych, miedzi i węgla kamiennego. W obrębie młodego orogenu karpackiego rejestrowano wstrząsy na Orawie. Gwiazda oznacza trzęsienie w okolicach Jarocina (źródło htt://emsc-csem.org).
Z analizy powyższych figur wynika, że co prawda trzęsienie koło Jarocina leży poza obszarem najczęściej notowanych wstrząsów sejsmicznych, ale leży także w pobliżu granicy głównych jednostek tektonicznych, podkreślonej dodatkowo uskokiem. Uskok ten, a właściwie strefa uskokowa, ciągnie się wzdłuż tzw. niecek brzeżnych (niecki Szczecina, Uniejowa, Nidy) i czasem nazywa się go uskokiem Poznań-Rzeszów (jak zaznaczono na fig. 1). Najczęściej jednak w geologii strefę tę określa się mianem linii T-T czyli strefy uskokowej Teisseyre'a-Tornquista (od nazwisk geologów, polskiego i niemieckiego pochodzenia). Jak wyglądają te niecki brzeżne i strefa uskoku T-T fajnie widać na modelu trójwymiarowym zamieszczonym poniżej (fig. 3).

 Fig. 3. Mapa głębokości zalegania podłoża skorupy ziemskiej (nieciągłość Moho czyli granica pomiędzy skorupą i płaszczem ziemskim). Widać bardzo grubą skorupę platformy wschodnioeuropejskiej (do 50 km) i cienką skorupę kaledońsko-waryscyjską. Na granicy pomiędzy tymi dwiema typami skorupy ziemskiej leży Jarocin, co oznaczono kropką (Lamarche et al., 2003).
W świetle tych obserwacji wydaje się, że właśnie aktywność na linii uskoku Poznań-Rzeszów odpowiada za wstrząsy w okolicach Jarocina.
W wypowiedziach dla mediów, prof. Jerzy Żaba podał uskok Dolska, jako strukturę tektoniczą odpowiedzialną za wstrząsy. Uskok ten jest przedłużeniem strefy nasunięcia łysogórskiego w Górach Świętokrzyskich i generalnie nawiązuje przebiegiem do wspomnianej linii T-T czyli biegnie w kierunku NW-SE (patrz fig. 1).

ps. Nie wiem czemu, w mediach piszą o trzęsieniu w okolicach Kalisza, skoro z Kalisza do epicentrum było 54 km, a z Jarocina tylko 15. Promocja Kalisza?

Źródła:
Lamarche, J., Scheck, M. & Lewerenz, B., 2003. Heterogenous tectonic inversion of the Mid-Polish Trough related to crustal architecture, sedimentary patterns and structural inheritance. Tectonophysics 373: 75-92.

European-Meditteranean Seismological Center http://www.emsc-csem.org

Doniesienia Wprost 24 http://www.wprost.pl/ar/286859/Trzesienie-ziemi-w-Kaliszu/

Post o trzęsieniu Ziemi w Turcji http://kalcyt.blogspot.com/2011/10/trzesienie-ziemi-w-turcji.html

Zdjęcie w nagłówku: Tubi (CC-AS-A 3.0 Unported License)

czwartek, 5 stycznia 2012

Tunele przyszłości


Centrum Innowacji, Transferu Technologii i Rozwoju UJ otworzyło konkurs na tekst futurystyczno-naukowy "Futuronauta". Teksty można przysyłać do 22 stycznia 2012 r. Nagroda główna wydaje się dość atrakcyjna (7000,- zł), więc jeśli jeszcze nie zabraliście się do pisania, to podsunę Wam pewien pomysł - tunele do ultraszybkich podróży przez środek Ziemi.

Pomysł nie jest nowy i nie mój, ale myślę o nim dość często, więc powoli zaczyna wydawać mi się, że sam na niego wpadłem. Właściwie to myślę o nim od czasu kiedy jako nastolatek przeczytałem książkę Hanny Ożogowskiej "Chłopak na opak". Bohater tej książki chciał się przekopać przez Ziemię, żeby dostać się na antypody, do Ziemi Ognistej. Szybko jednak zrezygnował, bo machanie łopatą bardzo go zmęczyło. Pozostał jednak dla mnie pomysłodawcą znakomitej idei. Z kilku powodów.

Po pierwsze, taki tunel to najkrótsza droga do dowolnego punktu na powierzchni Ziemi. Pozwala zniwelować nierówności terenu oraz krzywiznę Ziemi. Po drugie, zbliżając się do środka Ziemi grawitacja zaczyna działać z coraz mniejszą siłą. Dokładnie w środku Ziemi nasza masa będzie równa zero.

Żeby łatwiej to pojąć wyobraźmy sobie że schodzimy po drabinie do środka Ziemi, z każdym krokiem ważymy coraz mniej, bo większość masy Ziemi, której grawitacja na nas działa, mamy ponad głową. Będąc w środku Ziemi, mielibyśmy całą jej masę ponad głową (czyli wokół nas), więc jej grawitacja równoważyłaby się i nasza masa byłaby zerowa.

Gdyby pozbyć się drabiny i skoczyć na główkę do takiego tunelu, spadalibyśmy coraz szybciej, wraz ze spadkiem masy. I teraz kolejne gdyby. Gdyby ten tunel ciągnął się dalej, przez środek Ziemi na drugą stronę, to przeleciawszy przez środek pędzilibyśmy w stronę powierzchni po drugiej stronie, stopniowo hamując, gdyż nasza masa zaczynałaby rosnąc wraz z oddalaniem się od środka Ziemi. Żeby osiągnąć powierzchnię Ziemi na antypodach, musielibyśmy wyeliminować jedynie opory jakie stwarza ośrodek w którym się poruszamy. W naszym wypadku wystarczy próżnia.

Tunel przez środek Ziemi A-A' i tunel wzdłuż cięciwy B-B' skrócą znacznie drogę.

Średnica Ziemi wynosi ok. 12 700 km i jak obliczono, podróż w takim próżniowym tunelu przez środek Ziemi wynosiłaby zaledwie 42 minuty! Nie opłacałoby się szukać miejsca do siedzenia :)

Zobaczcie jak to tłumaczą fizycy, można przewinąć do 50 sekundy :)




Cóż.. Jest kilka problemów, których nie uda nam się póki co rozwiązać, takich jak ciśnienie i temperatura we wnętrzu Ziemi, jej niestabilny płaszcz i jądro itd. Dochodzą problemy z wytworzeniem i utrzymaniem próżni, ale kto wie, co czas przyniesie. Sam pomysł można jednak wykorzystać do budowy tuneli biegnących wzdłuż cięciwy krzywizny Ziemi, na mniejszych odległościach, tak aby pozostać w obrębie skorupy ziemskiej.
Np. można sobie wyobrazić tunel z Paryża do Moskwy lub z Krakowa do Gdańska. Ile wtedy trwałaby podróż?

Z perspektywy obserwatora na powierzchni Ziemi, podróż tunelem wyglądałaby jak jazda na kołysce. Początkowo rozpędzamy się zjeżdżając w dół, po czym zwalniamy jadąc pod górę. W rzeczywistości uleglibyśmy złudzeniu, gdyż podróż po powierzchni Ziemi odbywa się po łuku.
Źródła:
Futuronauta - konkurs CITTRU http://www.cittru.uj.edu.pl/?q=pl/node/1303
fot. w nagłówku: Daniel Schwen CC-AS-A 2.5 Generic License

środa, 4 stycznia 2012

Do czego służy ogon?

Ogon posiada większość współczesnych kręgowców. Do nielicznych wyjątków należą płazy bezogoniaste (żaby, ropuchy), małpy człekokształtne, człowiek, ale i one w swej ewolucyjnej przeszłości posiadały ogony. Funkcje takiego ogona mogą być różne. Może służyć do walki (obrony), tak jak u legwanów zielonych czy niektórych dinozaurów (np. ankylosaurów). Pomaga też utrzymywać równowagę np. kotom chodzącym po płocie lub pomaga przy skakaniu z gałęzi na gałąź np. małpom. Do tego dochodzą funkcje sygnalizacyjne, a u zwierząt wodnych lokomocyjne. Przykłady zastosowań ogona można mnożyć. Pomyślcie o kangurach, waszych psach i pawiach (choć tu ogon to właściwie same pióra). Nawet węże (zaskrońce) korzystają ze swych ogonów walcząc między sobą o dostęp do samicy.
Ogon ankylosaurów służył prawdopodobnie do obrony (ryc. Mariana Ruiz, Public Domain)
Oczywiście w przypadku lądowych gatunków kopalnych, takich jak wspomniane ankylozaury, możemy się tylko domyślać do czego służył ogon. Dowodem pośrednim naszych przypuszczeń, są obserwacje żyjących gatunków i przenoszenie współczesnych funkcji ogona na wymarłych przodków. Jednym z przykładów kopalnych kręgowców, którym przypisano stabilizujące działanie ogona są dwunożne, drapieżne dinozaury - teropody, w tym welociraptory. Jednak współcześni potomkowie teropodów nie potrzebują ogona, a mimo to potrafią szybko biegać (że nie wspomnę o strusiu pędziwiatrze). Być może ogon u teropodów był potrzebny jeszcze do czegoś innego?

Współczesne ptaki akurat nie są dobrym medium do obserwacji ogona, gdyż zatraciły kostną jego część, więc pozostają nam inne gady. Nie myślę o wężach, bo jakby na nie spojrzeć oczami kosmity, to składają się głównie z ogona. Pozostały więc jaszczurki. Ostatnio naukowcy wzięli na tapetę skaczące jaszczurki z gatunku agama czerwonogłowa czyli Agama agama (Stoddart, 2012) (fot. agamy w nagłówku).

Jaszczurka jest wielkości małego szczura, szybko biega i skacze. Sfilmowano te jej wyczyny i nagrania wideo dokładnie przeanalizowano. Okazało się, że ogon agamy służy jej do kompensowania siły odbicia, tak aby głowa nie opadła poniżej poziomu tułowia. Im bardziej niepewne odbicie, tym wyżej jaszczurka zadziera ogon. Na filmie widać, jak przy niepewnym odbiciu z poślizgiem ogon wędruje wysoko do góry.

Po przeanalizowaniu ogona jednego ze wspomnianych teropodów - welociraptora, okazało się, że był on jeszcze lepiej przystosowany do kompensowania niebezpiecznych skoków, zapobiegając padnięciu teropoda na przysłowiowy ryj.
Ogon velociraptora wskazuje na to, że pomagał kompensować nieudane odbicia podczas skoków tego zwinnego teropoda (ryc. Matt Martyniuk, GNU FDL)
Znaleziono także praktyczne zastosowanie ogona. Skonstruowano samojezdny wózek-robot z ogonem, który wyskakując z progu podnosi ogon do góry. Okazuje się, że dzięki temu przednia część wózka nie opada i nie nurkuje, a wózek zachowuje podczas lotu pozycję prawie poziomą.

Zresztą obejrzyjcie sami.


Od razu przypomniało mi to sceny z wielu filmów, gdzie pościg samochodowy kończy się efektownym skokiem z urwiska i auto w locie powoli obraca się do pozycji pionowej i zaczyna nurkować, z wiadomym skutkiem. Gdyby miało zadarty ogon, spadłoby na cztery koła. Jak kot.

Czemu więc ptaki i nietoperze nie mają ogonów? Bo one mają skrzydła i w ich ewolucjach powietrznych nie chodzi o zachowanie bezpiecznej pozycji, tylko o szybkie i częste, kontrolowane zwroty.

Źródła:
1. Stoddart, C. (2012). Leaping lizards! Jurassic Park got it right Nature DOI: 10.1038/nature.2012.9736
2. Tekst o zaskrońcu http://bborczyk.wordpress.com/2012/01/05/zaskroniec
3. fot. w nagłówku: Photo Credit: themonnie via Compfight cc

poniedziałek, 2 stycznia 2012

Czy dinozaury miały problem z utrzymaniem erekcji?


Erekcja nie jest problemem, ale utrzymanie jej dłużej niż przez parę sekund, to już problem. Chodzi oczywiście o erekcję u strusi. Wydaje się, że te strusie problemy mogą być odziedziczone po przodkach strusi i ogólnie ptaków - dinozaurach. Tym samym rozwiązanie zagadki strusiej erekcji przybliżyć może nas do odpowiedzi na pytanie: Jak robiły TO potężne dinozaury?

Dla porządku tylko dodam, że penis jest organem rozrodczym samców większości gatunków ssaków i gadów, w tym dwóch starych ewolucyjnie grup ptaków (bezpośrednich potomków opierzonych teropodów - dwunożnych dinozaurów). Zaś rozmnażanie ogromnych dinozaurów zawsze było polem do wysuwania najrozmaitszych hipotez. Np. Michael Benton pisze:
Łatwo wyobrazić sobie kopulację u nieopancerzonych dinozaurów dwunożnych, takich jak iguanodony; jedyny problem to odsunięcie na bok ogona samicy. Nie potrafimy natomiast zrekonstruować kopulacji stegozaurów jako że zwierzęta te miały ostre kolce na całym grzbiecie.
Kaczory mają najdłuższe penisy wśród kręgowców,
w proporcji do wielkości ciała, jednak erekcja trwa kilka sekund (fot. Arpingstone, Public Domain)
Do jednej ze wspomnianych grup ptaków z penisem należą strusie, kiwi, nandu, kazuary, kusacze oraz wymarłe moa i mamutaki. Same ptaki nieloty lub prawie nieloty reprezentujące tzw. ptaki paleognatyczne (ze względu na charakterystyczne podniebienie). Druga grupa ptasich samców z penisem to wszelkiej maści drób czyli kury, kaczki i bażanty. Nota bene penisy kaczek należą do proporcjonalnie najdłuższych penisów świata.

Jak się domyślacie penisy drobiu są dość dobrze poznane, natomiast penisy ptaków paleognatycznych stosunkowo słabo. Sytuacja ta zmieniła się ostatnio, wraz z pojawieniem się strusich farm. Mając strusia na farmie możemy do woli przyglądać się jego penisowi, a po uśmierceniu zwierzęcia poddać penisa gruntownej analizie :)

Tak też się stało. Patricia Brennan i Richard Prum (2012) dogłębnie zbadali penisy martwych strusi (Struthio camelus) i emu (Dromaius novaehollandiaedostarczonych im przez zaprzyjaźnionych farmerów. W przypadku obu gatunków w penisach stwierdzono obecność gąbczastych ciał, które doprowadzają do erekcji penisa pod wpływem płynów limfatycznych. Podobnie zresztą jak u innych ptaków, odmiennie jednak niż u pozostałych kręgowców z penisem, gdzie erekcja wywoływana jest przez napływ krwi.

I prawdopodobnie to jest przyczyną uwiądu strusiego penisa. Limfa tłoczona jest do ciała gąbczastego w penisie pod mniejszym ciśnieniem niż krew, dlatego utrzymanie erekcji dłużej niż kilka sekund jest bardzo trudne. Ponieważ zbadane strusie nie różnią się pod tym względem od dobrze poznanego drobiu, wydaje się, że ta, co tu mówić, dziwna cecha jest ewolucyjnie dość stara i sięga wspólnego przodka wszystkich współczesnych ptaków. Czyli sięga czasów dinozaurów, jeszcze sprzed zagłady z końca kredy (kreda to okres od 145 do 65 mln lat temu).

Na koniec pozostaje pytanie z początku posta: jak robiły TO dinozaury? Gdyby miały penisy takie jak strusie, sex musiałby być szybki. Właściwie błyskawiczny. Czy zdążyłyby odsunąć ogon samicy? Pomyślcie sami.

Źródła:
1. Benton, M., 2007. Czas dinozaurów. W: S.J. Gould (ed.), Dzieje życia na Ziemi. Świat Książki, Warszawa, s. 126-167.
2. Brennan, P., & Prum, R. (2012). The erection mechanism of the ratite penis Journal of Zoology DOI: 10.1111/j.1469-7998.2011.00858.x
3. Kobiety w nauce, w tym Patricia Brennan
http://szescstopni.wordpress.com/2011/12/11/kobiety-w-nauce-te-wzory-nie-przejda/

Zdjęcie w nagłówku: Georgio CC-ASA 3.0 Unported License