O krótkich łapkach Tyranozaura, snach rekinów i perfumach Kleopatry – #009

Arkadiusz 00:04

Dzieńdoberek, zapraszam Was dziś w podróż w przeszłość, gdzie sprawdzimy czemu Tyranozaury miały krótkie łapy oraz czym pachniała Kleopatra. Przyjrzymy się też systemom obronnym roślin oraz emocjom wypisanym na naszych twarzach. A później po cichutku sprawdzimy czy rekin mocno śpi oraz co zrobić, aby ludziom spało się lepiej. Zapraszam!

Arkadiusz 00:23

Zaczynamy od wody, życiodajnej substancji, która jest niezbędna do przetrwania także dla roślin. Ale wraz z deszczem przenoszone są też bakterie, wirusy czy grzyby, przed którymi rośliny muszą się jakoś chronić. Istnieje wiele sposobów jakie natura wytworzyła w celu ochrony roślin. Kora drzewa stanowi doskonałą barierę ochronną, pod tym względem bardzo przypomina naszą skórę. Wiele roślin jak na przykład mięta stosuje również chemikalia wytwarzając antybakteryjne substancje chemiczne. Ograniczają one rozprzestrzenianie się bakterii, których nie udało się powstrzymać za pomocą fizycznych środków obronnych. Substancje takie są wykorzystywane także przez ludzi w środkach antyseptycznych. Dzięki postępowi nauki rolnicy mogą też obecnie genetycznie zmodyfikować rośliny uprawne, aby były bardziej odporne na infekcje. Ale gdy już dojdzie do zakażenia rośliny przez jakieś paskudztwo, nie oznacza to, że jest ona bezbronna. W ramach aktywnej obrony często stosowana jest nadwrażliwość polegająca na szybkim obumieraniu tkanek otaczających miejsce infekcji. Wydaje się to być ekstremalną reakcją, ale jest ona bardzo skuteczna, ponieważ pozbawia patogeny tkanek gospodarza, a co za tym idzie składników odżywczych i energii niezbędnej do przeżycia oraz rozprzestrzeniania się. Niektóre z roślin podczas inwazji grzybów i bakterii wzmacniają ściany komórkowe poprzez uwalnianie związków kalozy i ligniny, cząsteczki takie odkładają się między błoną powierzchniową komórki a ścianą komórkową wzmacniając tę ostatnią. Co więcej niektóre gatunki zaatakowane patogenem wydzielają na liście etylen, który wyparowuje, pobudzając do reakcji inne liście tej samej rośliny, a nawet te które rosną w pobliżu ostrzegając je przed niebezpieczeństwem. Nowe badania przeprowadzone na Uniwersytecie Nagoya wykazały, że rośliny aktywują swój układ odpornościowy, wykrywając deszcz jako potencjalne źródło chorób. Służą im do tego przypominające włoski, części powierzchni liści nazwane trichomami, zbudowane z jednej lub wielu komórek żywych lub martwych. Funkcją martwych włosków jest zabezpieczanie roślin przed parowaniem i nagrzewaniem. Przykładem włosków żywych, a do tego parzących są pokrzywy, u których wierzchołek takich włosków zakończony jest główką. Odłamuje się ona pod naciskiem, ostra szyjka wbija się w skórę i wstrzykuje substancję parzącą. Włoski takie bezpośrednio wyczuwają zewnętrzne siły mechaniczne, na przykład krople deszczu, aby przewidywać zwiększone ryzyko na infekcje patogenów. Gdy roślina wykrywa deszcz następuje wzrost stężenia jonów wapnia, które odpowiadają za aktywację genów powiązanych z układem odpornościowym. Odporność roślin może się zmieniać przy braku zagrożenia ze strony patogenów, co jest kontrolowane przez zegar około dobowy i stymulowane przez dobowe zmiany wilgotności i zmiany oświetlenia. Roślina przygotowuje się do zwiększonej obrony przed patogenami w czasie, gdy są one bardziej aktywne. Te odkrycia wskazują, że ludzie mogą być w stanie sztucznie poprawić zdolności obronne roślin przed patogenami. Stosując tę technologię, moglibyśmy pobudzać układ odpornościowy roślin do reakcji, gdy warunki środowiskowe są na tyle trudne, że mogłyby wywołać choroby roślin. Mogłoby to zaowocować stabilnymi plonami oraz ograniczeniem rozprzestrzeniania się chorób na polach uprawnych.

Arkadiusz 03:37

Za to z przyjemnością odbieramy rozprzestrzeniające się zapachy, zwłaszcza nasze ulubione. I nie chodzi tylko o zapach sam w sobie, zmysł węchu często pozwala nam przywoływać wspomnienia związane z konkretnymi aromatami, sięgając niejako do przeszłości. Regiony naszego mózgu, które odpowiadają za emocję i pamięć są położone obok siebie, stąd zapach może być mocno zakorzeniony w szczególnych dla nas wspomnieniach. Zespół naukowców z Young Academy odtworzył trzywiekowy zapach stworzony na podstawie receptury Constantijna Huygensa. Był to urodzony w 1596 roku holenderski uczony, pisarz i dyplomata, mecenas wspierający między innymi Rembranta. Stworzył on także ponad 150 przepisów na perfumy, chętnie się nimi wymieniał i na podstawie tych zapisów naukowcy postanowili odtworzyć jeden z nich. Wybrano zapach poświęcony pamięci matki autora, mający dla niego najprawdopodobniej duża wartość emocjonalną. Odtworzona woda kolońska, która służyła do rozpylania w domu, jest według badaczy, przyjemnym zapachem. Wspomnienie matki przywoływały aromaty pikantne, ale też kwiatowe: róży, lawendy, tymianku, majeranku, goździków i cynamonu. Czy starając się odtworzyć dawne zapachy można sięgnąć jeszcze dalej w przeszłość i sprawdzić na przykład jak pachniała Kleopatra? W 2012 roku, w Egipcie, archeolodzy odnaleźli flakon po perfumach, datowany na rok 300 p.n.e., w miejscu, które uważa się za dom handlarza perfumami. Naukowcy współpracowali z ekspertami w dziedzinie perfum i analizując ślady znalezione w tej glinianej amforze, a także korzystając ze starożytnych tekstów opisujących receptury perfum, stworzyli mieszankę mirry, cynamonu, kardamonu i oliwy z oliwek. Odtworzony zapach ma gęstszą konsystencję niż współczesne perfumy, bardziej przypomina olejek dzięki czemu jego aromat utrzymuje się dłużej. Oczywiście nie ma pewności, że używała ich Kleopatra, ale kosmetyki były stosowane także przez nią. Podobno stosowała kąpiele w oślim mleku, aby zmiękczyć skórę oraz pigment z czerwonej ochry, aby różowić policzki i usta. W ówczesnych przepisach zachowały się też wzmianki o miodzie, który był stosowany ze względu na swoje właściwości antybakteryjne i nawilżające, podobnie jak oliwa z oliwek. A jak istotny może być zapach dla reprodukcji gatunku może pokazywać inne badanie nad jemiołuszką ciemnooką, gatunkiem ptaka z północnej Ameryki. Wykazano, że lotne związki zawarte w wydzielinach ptaków współwystępują z takimi cechami jak gatunek, płeć czy kondycja lęgowa i mogą im służyć jako wiarygodne wskazówki do oceny partnera. Kilka zapachów związanych z różnicami płci u tego gatunku różniło się także w zależności od sukcesu reprodukcyjnego, w taki sposób, że samice o bardziej "kobiecym" zapachu i samce o bardziej "męskim" aromacie miały więcej piskląt, które przeżyły na tyle długo, aby nauczyć się latać. Co więcej także ludzie mogą podświadomie wykorzystywać zapach ciała do określenia, czy potencjalny partner przekaże potomstwu korzystne cechy. Feromony wydzielane przez gruczoły potowe odgrywają rolę w przyciąganiu lub odpychaniu seksualnym, tworzeniu więzi między matką, a dzieckiem oraz w cyklach menstruacyjnych. Jedno z badań sondażowych ujawniło, że kobiety uznały zapach ciała za ważniejszy dla atrakcyjności czynnik niż wygląd - w przeciwieństwie do mężczyzn, dla których on był ważniejszy.

Arkadiusz 06:57

Jednym z podstawowych wyznaczników naszej atrakcyjności jest też nasza twarz. Pomaga w komunikacji niewerbalnej, może też wpływać na postrzeganie, przekonania i stereotypy. Dotychczasowe badania wskazują, że na ocenę emocji wypisanych na twarzy ma wpływ płeć i odwrotnie - ocena płci osoby w pewnym stopniu zależy od jej wyrazu twarzy. Uczestnicy badań częściej kojarzyli takie emocje jak złość z twarzami męskimi, natomiast z radością lub smutkiem częściej kojarzone są twarze kobiece. Jednak siła i dwukierunkowość tych efektów pozostaje kwestią sporną. Ogólnie rzecz biorąc, wyniki sugerują, że skojarzenia "męskość = gniew" i "kobiecość = szczęście" jako emocje wyrażane na twarzy i w głosie nie mogą być całkowicie pominięte przy określaniu płci danej osoby. Naukowcy postanowili się też przyjrzeć stosunkowi szerokości do wysokości twarzy, oznaczonym skrótem fWHR. Uważa się, że jest to dobra wskazówka, która sygnalizuje dwa wymiary ludzkiej osobowości: wartościowość i dominację. Zasadniczo, osoba o szerszej twarzy jest postrzegana jako osoba o bardziej dominującej osobowości i posiadająca silniejsze cechy przywódcze niż osoba o twarzy węższej, ale tylko w przypadku mężczyzn. Takie postrzeganie jest mniej prawdopodobne w przypadku twarzy kobiecych. Ludzie z twarzami o wysokim fWHR postrzegani są jako dominujący i agresywni, są mniej lubiani, ale są również uważani jako bardziej odpowiedni do zajmowania stanowisk kierowniczych i przywódczych co rzeczywiście przekłada się na tendencję do osiągania wyższej pozycji społecznej. Prezydenci USA, prezesi firm, a nawet katoliccy papieże mają wyższy fWHR niż przeciętny Amerykanin. Co więcej dyrektorzy generalni z wysokim fWHR zapewniają swoim firmom wyższy zwrot z inwestycji, a sportowcy z wysokim fWHR osiągają lepsze wyniki. Zaznaczyć tu jednak trzeba wyraźnie, że badania mają charakter korelacyjny, a kobiece twarze były zwykle pomijane w takich opracowaniach. W nowym badaniu sprawdzono, w jakim stopniu orientacja polityczna osoby wpływa na jej ocenę zdolności kandydata na polityka na podstawie cech twarzy kandydata oraz stereotypów związanych z płcią. Wykazało ono, że liberałowie i konserwatyści różnią się w sposobie postrzegania dominacji u kobiet, co może wpływać na ich skłonność do wybierania ich na stanowiska polityczne. Ma to pewne oddziaływanie na politykę, stereotypy dotyczące płci oraz postrzegania roli przywódczych w społeczeństwie. W badaniu pokazano konserwatystom i liberałom twarze płci żeńskiej i męskiej, a następnie poproszono ich o ocenę prawdopodobieństwa wyboru na urząd polityczny. Konserwatyści byli mniej skłonni wybrać kandydatkę, ponieważ kojarzyli ją z mniejszą dominacją. Liberałowie natomiast byli bardziej skłonni głosować na kobietę, ale podobnie jak konserwatyści, również nie postrzegali kobiet o szerszej twarzy jako bardziej dominujących. Zdaniem naukowców różnica może wynikać z tego, że konserwatyści wierzą w utrzymanie hierarchii społecznej, a liberałowie dążą do przezwyciężania uprzedzeń i oczekują bardziej otwartej struktury społecznej. Jedna z hipotez tłumaczy takie zachowania w taki sposób, że ludzie postrzegają szerszą twarz jako bardziej dominującą i godną przywództwa ze względu na psychologię ewolucyjną. W tradycyjnych społeczeństwach mężczyźni od wieków pełnili role przywódcze, często dzięki agresji i byli postrzegani jako bardziej dominujący, podczas gdy kobiety były stereotypowo postrzegane jako bardziej uległe i opiekuńcze. Takie badania wskazują ścieżkę do poprawiania sytuacji w zakresie równości płci, gdyż kobiety nadal są rzadziej niż mężczyźni nominowane na liderów. Jedną z przyczyn może być właśnie sposób w jaki ludzie odczytują sygnały z twarzy kandydatów. Trzeba wyraźnie zaznaczyć, że takie uprzedzenia, choć często silne, mogą być całkowicie nieświadome. Ważne jest zatem aby zdawać sobie z nich sprawę i nie pozwolić, aby kierowały naszymi wyborami podczas oceny kandydatów, których wybieramy na ważne stanowiska polityczne.

Arkadiusz 10:57

Twarzy nie miał za to nasz kolejny bohater, zamiast tego miał paszczę pełną ostrych, zakrzywionych do wewnątrz zębów. Długie, prawie 13 metrowe ciało o wadze ponad 8 ton utrzymywał w równowadze długi ogon. Będąc jednym z największych znanych drapieżników lądowych jakie kiedykolwiek chodziły po Ziemi, Tyranozaur, bo o nim mowa, miał również krótkie śmieszne przednie łapki. W zasadzie nie wiadomo na pewno skąd wzięła się taka budowa tego potwora i czemu miała służyć. Kiedy w roku 1900, Barnum Brown odkrył pierwsze skamieniałości Tyranozaura, uznał, że małe ramiona nie są częścią tego szkieletu. Jego kolega wysunął hipotezę, że przednie kończyny utrzymywały samicę w miejscu podczas kopulacji. Szybko zauważono jednak, że są zbyt krótkie, by objąć innego T.rexa i z pewnością zbyt słabe, by sprawować jakąkolwiek kontrolę nad partnerką. Inne wyjaśnienia obejmowały machanie w celu przyciągnięcia partnera lub sygnalizacji społecznej, służenie jako kotwica pozwalająca podnieść się z ziemi, przytrzymywanie zdobyczy albo nawet dźganie wrogów. Ale w pewnym momencie odkryto dowody na to, że niektóre Tyranozaury polowały w stadach, co skłoniło paleontologa Kevina Padiana, do sformułowania nowej hipotezy. Przede wszystkim zauważył, że przodkowie Tyranozaurów mieli dłuższe ramiona. Musiała zaistnieć jakaś przyczyna zmniejszania się ramion i obniżania się ruchomości stawów. Jak twierdzi badacz, dotyczyło to nie tylko T. rexa, który żył w Ameryce Północnej pod koniec okresu kredowego, ale także afrykańskich i południowoamerykańskich dinozaurów z okresów połowy kredy. Co więcej jakiekolwiek funkcje ramion byłyby o wiele bardziej efektywne, gdyby ramiona nie zostały zmniejszone. Naukowiec postuluje zatem, że krótkie przednie kończyny miały takie rozmiary, aby ktoś ich Tyranozaurowi nie odgryzł. Wielka czaszka i szczęki najeżone zębami zapewniały wszystkie niezbędne mechanizmy drapieżnicze, a podczas żerowania na zdobyczy w stadzie, dinozaur trzymał krótkie kończyny przednie z dala od szczęk współbiesiadników, unikając zranień, utraty krwi, amputacji, infekcji i w konsekwencji śmierci. Hipoteza Padiana ma swoje odzwierciedlenie w czasach współczesnych. Olbrzymi smok z Komodo, czyli jaszczurka z Indonezji także poluje w grupach. Pierwszeństwo podczas posiłku mają dorosłe osobniki i tu także może dochodzić do okaleczeń podczas żerowania, podobnie jest w przypadku krokodyli. Jednak jak sam autor przyznaje, jego hipoteza będzie trudna do udowodnienia 66 milionów lat po wyginięciu ostatniego Tyranozaura.

Arkadiusz 13:28

Nasz kolejny bohater wprawdzie nie wyginął, ale również może być uznawany za współczesnego potwora. Ale nawet monstra muszą spać, jak zatem jest ze snem w przypadku rekinów? Zespół badawczy wyspecjalizowany w badaniu snu u płaszczek i rekinów przypatrzył się temu zagadnieniu wiedząc, że u wielu innych zwierząt sen jest kontrolowany przez zegar biologiczny. Podczas snu reaktywność i świadomość otaczającego świata jest zmniejszona ze względu na wyłączenie lub osłabienie zmysłów. Ta wszechobecna cecha snu została wykorzystana, aby spróbować odróżnić sen od spokojnego odpoczynku. Ale zwierzęta mogą sprawiać wrażenie śpiących, podczas gdy są obudzone i na odwrót. Niestety, samo zachowanie często nie wystarcza, aby wiarygodnie rozpoznać sen u zwierząt. A zatem zespół naukowców musiał znaleźć fizjologiczne dowody snu, aby potwierdzić obserwacje wynikające z zachowania zwierząt. Aby tego dokonać, zarejestrowali zmiany tempa metabolizmu u nowozelandzkiego rekina szablozębnego poprzez zapis zużycia tlenu w ciągu 24 godzin. Spadek tempa metabolizmu podczas snu odnotowano u wielu zwierząt i jest on uważany za wiarygodny fizjologiczny wskaźnik snu. Rejestrowali również subtelne zachowania związane ze snem u innych zwierząt, takie jak stan oczu i postawa ciała. Gdy rekiny pozostawały w bezruchu przez pięć minut lub dłużej, tempo metabolizmu drastycznie spadało. Tym zmianom fizjologicznym towarzyszyła również wyraźna zmiana postawy ciała - rekiny przechodziły do pozycji całkowicie leżącej. Stwierdzono jednak, że stan oczu nie ma związku ze stanem świadomości rekinów, ponieważ zwierzęta te często obserwowano śpiące z otwartymi oczami. Wyniki tych badań potwierdzają również hipotezę, że sen u rekinów służy głownie zachowaniu energii. Nic nie wiadomo na temat snu u tych gatunków rekinów, które muszą pływać przez cały czas, pasywnie przepychając bogatą w tlen wodę morską przez skrzela. Ich konieczność ciągłego pływania w celu ułatwienia wymiany gazowej sugeruje, że prawdopodobnie wykształciły one inne, ciekawe przystosowania umożliwiające sen w tym nietypowym trybie życia. Grupa naukowa prowadzi obecnie badania elektrofizjologiczne aktywności mózgu, które pozwolą uzyskać pełny wgląd w formę snu u tych zwierząt. Co ze snem u ludzi? Jest on dla nas niezwykle ważny, a jedna z faz naszych nocnych marzeń, sen głęboki, jest bardzo ważny dla regeneracji mózgu i pamięci oraz ma pozytywny wpływ na układ krążenia. Niestety wraz z wiekiem fazy snu głębokiego są coraz krótsze i mniej efektywne. Czy można je jakoś poprawić? Naukowcy z Zurichu skonstruowali urządzenie, które poprzez emisję dźwięku podczas snu próbowało poprawić fale mózgowe charakteryzujące sen głęboki. Trzeba tu jednak zaznaczyć, że urządzenie było testowane w warunkach laboratoryjnych i nie ma aktualnie modelu komercyjnego. System nazwany SleepLoop, zakłada się na noc i używa podczas snu. Za pomocą elektrod mierzy się aktywność mózgu podczas snu, a niewielki komputer analizuje dane na bieżąco. Gdy u śpiącej osoby pojawią się wolne fale w aktywności mózgu, charakterystyczne dla głębokiego snu, system wyzwala krótki sygnał dźwiękowy. Pomaga to zsynchronizować i wzmocnić fale mózgowe, a osoba śpiąca nie jest świadoma tego dźwięku podczas głębokiego snu. Przeprowadzane na osobach starszych badanie kliniczne polegało na wyposażeniu pacjentów w takie urządzenie do samodzielnej obsługi w domu. Było ono na tyle proste w obsłudze, że badani bez problemu je obsługiwali, a naukowcy uzyskali dużą porcję danych. Przez cztery tygodnie uczestnicy nosili je co noc, przy czym przez dwa tygodnie dźwięki wzmacniające fale mózgowe były emitowane, a przez inne dwa nie. Ani uczestnicy badania ani badacze nie wiedzieli, w których dwóch tygodniach sygnały słuchowe były odtwarzane, a w których nie. Spośród 33 badanych, u 16 wykazano wyraźny wzrost fal wolnych, ale stwierdzono duże różnice w efektach między uczestnikami, a także między różnymi nocami u tych samych uczestników. Osoby słabo reagujące na dźwięki były też znacznie starsze niż osoby silnie reagujące. Badani zgłaszali też, że korzystanie z urządzenia nie miało stałego wpływu na subiektywną jakość snu, senność w ciągu dnia ani czujność. Aby zniwelować te różnice, potrzebne są nowe, bardziej spersonalizowane urządzenia, a wyniki posłużą jako wskazówki dla przyszłych projektów skutecznej stymulacji snu, które powinny też obejmować dużo większą ilość badanych.

Arkadiusz 17:54

Podkast Naukowo też idzie spać i obudzi się w najbliższą sobotę z nową dawką informacji ze świata nauki. Zapraszam także do wspierania projektu w serwisie Patronite pod adresem www.patronite.pl/naukowo, dla wspierających działa już grupa na Facebooku i serwer Discord, gdzie znaleźć można więcej informacji, które nie znalazły się w audycji. Serdecznie dziękuję za Wasze wsparcie i uwagę, do usłyszenia!