Connect with us

CALEIDOSCOP

Ce este bioluminescența și cum este folosită de oameni și de natură?

bioluminiscenta2

Marea a fost luminată pestriț în urma navei, cu o culoare uniformă și ușor lăptoasă. Când apa a fost pusă într-o sticlă, ea a generat scântei … 

Prima inregistrare în jurnalul zoologic a lui Charles Darwin, a fost scrisă în timp ce se afla la bordul navei Beagle pe coasta insulei Tenerife, la 6 ianuarie 1832. Ceea ce a văzut Darwin erau in fapt creaturi marine bioluminescente, ce produceau lumină care pâlpâia ca reacție la perturbațiile fizice.

Bioluminescența, producția și emisia de lumină de către organismele vii, a devenit o fundatură pentru Darwin. El a încercat să explice de ce acest fenomen a apărut la specii separate într-o manieră aparent aleatoare. Acum știm însă că bioluminescența a evoluat independent de cel puțin 40 de ori pe uscat și în mare.

bioluminiscenta3

Darwin nu a fost primul care a studiat bioluminescența. Filosoful grec Aristotel a observat că bioluminiscența este un tip de lumină “rece” – prin faptul că nu produce căldură – în jurul anului 350 î.Hr. Cercetătorii au descoperit că această formă de chemiluminescență produce lumină albastră-verde, ca rezultat al oxidării unui compus numit luciferină (“aduce-lumina”) de către o enzimă numită luciferază.

Mai mult de 75% din creaturile de adâncime sunt estimate că produc lumină proprie. Peștele, de exemplu, folosește momeli bioluminescente, asemănătoare cu tijele de pescuit, pentru a atrage prada spre gurile lor mari. Intrigant, lumina peștelui pescar (Lophiiformes) este de fapt produsa de Photobacterium, o bacterie care traieste in simbioza cu pestele din interiorul escalei sale.

Calmarul Hawaiian – Euprymna scolopes – care trăiește în ape puțin adânci, are de asemenea o relație simbiotică cu o bacterie bioluminescentă, Aliivibrio fischeri. Noaptea, aceste bacterii încep să strălucească, iar calmarul folosește lumina lor pentru a se camufla în cerul de noapte. Această strategie de contra-iluminare este asemănătoare cu o mantie de invizibilitate.

calmarul h

În zori, calmarul expulzează aproximativ 95% din bacteriile strălucitoare de pe organele sale ușoare și hrănește restul de 5% cu cantități suficiente de nutrienți pentru a crește pe parcursul zilei. Masă critică este atinsă iar odată cu lăsarea serii, moment în care lumina se reaprinde.

Studiul acestei bacterii a condus la descoperirea unor fenomene microbiologice numite “cvorum sensing”. Această “limbă chimică” este folosită de Aliivibrio fischeri pentru a-și număra vecinii. Făcând acest lucru se asigură că nu se pierde nici o energie în transformarea genelor bioluminescente înainte de a exista suficiente celule prezente în organele luminoase ale calmarului (în mod obișnuit, în jur de 10m celule pe mililitru).

Mai aproape de suprafața mării, bioluminescența este generată de un plancton numit Noctiluca scintillans, cunoscut sub numele de “scânteie mare”. Acest organism microscopic produce blituri de lumină ca răspuns la perturbații fizice, când valurile se sparg pe țărm sau când o piatră este aruncată în apa. Reacția bioluminescentă ca răspuns la stimuli este numită efectul de “alarmă anti-efracție”. Când este atacat de un prădător, blițul colectiv de lumină sperie atacatorul și-i marchează poziția, alertând prădătorii de rang supperior.

Bioluminiscența și oamenii

De-a lungul istoriei, oamenii au inventat modalități ingenioase de a folosi bioluminescența în avantajul lor. Câmpurile strălucitoare au fost folosite de triburi pentru a lumina drumul prin jungle dense, de exemplu, în timp ce licuricii au fost folosiți de mineri ca o lampă de siguranță timpurie. Poate că inspirați de aceste aplicații, cercetătorii se îndreaptă din nou spre bioluminescență ca o formă potențială de energie verde. În viitorul nu atât de îndepărtat, lămpile tradiționale stradale pot fi înlocuite cu arbori și clădiri bioluminiscente.

Astăzi, bioluminiscența de la Aliivibrio fischeri este utilizată pentru monitorizarea toxicității apei. Atunci când este expus la poluanți, producția de lumină din cultura bacteriană scade, semnalizând posibila prezență a unui contaminant.

Bioluminiscența a jucat un rol important chiar și în război. Organismele bioluminescente au ajutat la scufundarea ultimei nave germane din Germania în timpul celui de-al doilea război mondial, în noiembrie 1918. Submarinul a fost raportat că a navigat printr-o floare bioluminescentă, lăsând un tremur strălucitor, urmărit de aliați.

A avut insă și un rol protector. În urma uneia dintre cele mai sângeroase bătălii ale războiului civil american, la Shiloh, rănile unora dintre soldații răniți au început să strălucească. Aceste răni strălucitoare s-au vindecat mai rapid și mai curat, iar fenomenul a devenit cunoscut sub numele de “Strălucirea lui Angel”. Stralucirea a fost probabil produsă de Photorhabdus luminescens, o bacterie care locuiește în sol și care a eliberat compuși antimicrobieni protejându-i astfel pe soldați de infecție.

Aplicațiile medicale ale bioluminescenței sunt însă cele care au atras cel mai mult entuziasm. În 2008, Premiul Nobel pentru Chimie a fost acordat pentru descoperirea și dezvoltarea proteinei fluorescente verde (GFP). GFP se găsește în mod natural în meduza de cristal Aequorea victoria, care, spre deosebire de mecanismul de bioluminescență descris până acum, este fluorescent. Aceasta înseamnă că proteina trebuie să fie excitată de lumina albastră înainte de a emite lumină verde caracteristică. De la descoperirea sa, GFP a fost introdus genetic in diferite tipuri de celule si chiar animale pentru a arunca o lumină asupra aspectelor importante ale biologiei celulare si ale dinamicii bolii.

Procesul evolutiv care a culminat cu bioluminescența a luat milioane de ani, dar aplicațiile sale științifice continuă să revoluționeze lumea noastră modernă.

Click to comment

Leave a Reply

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *

Acest sit folosește Akismet pentru a reduce spamul. Află cum sunt procesate datele comentariilor tale.

CALEIDOSCOP

“Mărul morții”, cel mai otrăvitor copac din lume

Nu mâncați, nu atingeți și nici măcar nu inspirați aerul din jurul arborelui Manchineel

Machineel tree - fruit

Cunoscut ca fiind cel mai periculos copac din lume, acesta se găsește de-a lungul plajelor de nisip și mangrovelor din climatele tropicale care se întind de la Florida la Caraibe și până în anumite părți din America Centrală și de Sud.

Denumit arborele Manchineel (Hippomane mancinella) este o specie de plantă cu flori din familia Euphorbiaceae.

Otrava Manchineelului

Conchistadorii spanioli l-au numit “manzanilla de la muerte, „micul măr al morții”. Aceasta se referă la faptul că manchineelul este unul dintre cei mai toxici arbori din lume.

Florile mici verzui sunt urmate de fructe, care au un aspect similar cu mărul, sunt verzi sau galbene verzui când sunt coapte. Fructul este otrăvitor, la fel ca orice altă parte a copacului.

Arborele are o sevă alb-lăptoasă care conține numeroase toxine și poate provoca vezicule. Seva este prezentă în fiecare parte a copacului: scoarță, frunze și fructe.

Toate părțile copacului conțin toxine extrem de puternice. Seva sa alb – lăptoasă conține phorbol și alți iritanți ai pielii, producând dermatită alergică foarte puternică la simplul contact.

Adăpostitul sub copac în timpul ploii, provoacă vezicule ale pielii prin simplul contact cu apa. Chiar și o mică picătură de ploaie contaminată cu substanța lăptoasă din el va provoca iritații ale pielii.

Seva de machineel, este deasemenea, cunoscută pentru deteriorarea vopselelor de pe mașini. Arderea unor părți ale copacului poate provoca leziuni oculare dacă fumul ajunge la ochi.

Până și simpla inhalare a fumului sau a aerului umed din preajma copacului poate provoca iritații puternice la nivelul plămânilor.

Contactul cu seva sa lăptoasă (latex) produce dermatită buloasă, cheratoconjunctivită acută și eventual defecte epiteliale corneene mari.

“Mărul otrăvit”

Machineel tree - fruit
Fructe și frunziș de Manchineel la Cabo Blanca, Peninsula Nicoya, Costa Rica.
[foto: Hans Hillewaert /CC BY-SA 3.0]

Deși fructul ce seamănă cu un măr, este potențial fatal dacă este consumat, nu au fost raportate încă astfel de cazuri în literatura modernă.

Ingerarea poate produce gastroenterită severă cu sângerare, șoc și suprainfecție bacteriană, precum și potențialul compromiterii căilor respiratorii datorate edemului.

Când este ingerat, fructul este la început dulce – plăcut , cu un sentiment ciudat de piper ce progresează treptat către o senzație de arsură și strângere a gâtului.

Simptomele continuă să se înrăutățească până când pacientul abia mai poate înghiți alimente solide din cauza durerii chinuitoare și a senzației de sufocare.

În unele părți ale ariei sale, mulți copaci sunt însoțiți de semne de avertizare, de exemplu în Curaçao sunt marcați cu un „X” roșu pe trunchi pentru a indica pericolul. În Antilele Franceze copacii sunt adesea marcați cu o bandă roșie pictată la câțiva metri deasupra solului.

Do not touch the Manchineel!
Semn de avertizare pentru arborele Manchineel. [Photo: Scott Hughes/CC BY-SA 2.0)]

În trecut caraibienii otrăveau rezervele de apă ale dușmanilor cu frunze de machineel. Exploratorul spaniol Juan Ponce de León a murit la scurt timp după o rană suferită în lupta cu Calusa din Florida, lovit fiind de o săgeată care fusese otrăvită cu sevă de manchineel.

În ciuda pericolelor inerente asociate cu manipularea acestuia, copacul a fost folosit ca sursă de lemn de către producătorii de mobilă din Caraibe de secole. Trebuie tăiat și lăsat să se usuce la soare pentru a îndepărta seva.

Împarte acest articol cu prietenii tăi dacă ți-a plăcut. Iți mulțumim!

Ticu/authenticmagazin.com

Continue Reading

CALEIDOSCOP

Ce s-ar întâmpla dacă omenirea ar detona bomba atomică în spațiu?

The Effect of Nuclear Weapons, Departamentul Apărării al SUA, publicat de Comisia pentru Energie Atomică, iunie 1957

atomic bomb

Atunci când o armă nucleară este detonată aproape de suprafața Pământului, densitatea aerului este suficientă pentru a atenua radiația nucleară (neutroni și raze gamma) într-un asemenea grad încât efectele acestor radiații sunt în general mai puțin importante decât efectele exploziei și ale radiației termice.

Mărimile relative ale efectelor radiației explozive, termice și nucleare sunt prezentate în figura 1 pentru o armă de fisiune nominală (20 kilotoni) la nivelul mării.

Fig. 1 – Efectele armei nucleare la suprafață (20 KT)

Porțiunile solide ale celor trei curbe corespund unor niveluri semnificative de intensitate a exploziei, termice și nucleare. Suprapresiunile explozive vor distruge majoritatea structurilor.

Intensitățile termice vor produce arsuri grave persoanelor expuse. Dozele de radiații nucleare cuprinse între 500 și 5.000 de roentgen sunt necesare pentru a produce moarte sau incapacitate rapidă la oameni.

EFECTELE ARMELOR NUCLEARE ÎN SPAȚIU

Dacă o armă nucleară este explodată în vid, cum ar fi spațiul cosmic, complexitatea efectelor sale se schimbă drastic.

În primul rând, în absența unei atmosfere, explozia în sine dispare complet. Cu alte cuvinte forma clasică de ciupercă în urma detonării nu se mai formează.

În al doilea rând, dispare și radiația termică, așa cum este definită de obicei. În lipsa aerului pentru încălzirea valului de explozie radiația de frecvență emisă de arma în sine este mult mai mare.

În absența atmosferei, radiațiile nucleare nu vor suferi nici o atenuare fizică și singura degradare a intensității va apărea din reducerea ei odată cu distanța.

Ca urmare, gama dozelor semnificative va fi de multe ori mai mare decât este în cazul unei detonări la nivelul mării.

Cu astfel de arme, razele letale provenite din radiațiile nucleare în spațiu, se pot întinde pe sute de mile. Înțelesul unor astfel de raze letale uriașe într-un posibil război spațial viitor nu poate fi acum evaluat.

Cu toate acestea, pare clar că vehiculele de luptă spațială cu echipaj, cu excepția cazului în care este posibilă o protecție puternică, vor fi considerabil mai vulnerabile la armele nucleare decât omologii lor fără pilot.

Împarte acest articol cu prietenii tăi dacă ți-a plăcut. Iți mulțumim!

Ticu/authenticmagazin.com

Continue Reading

CALEIDOSCOP

“Mierea Fermecată”, cea mai scumpă miere din lume: Costă 5000 EUR/kg

Curiozități din apicultură

mierea fermecata

Uneori ne deranjează când bâzâie pe lângă noi în parc sau la picnic, alteori ne bucurăm că există, pentru că datorită lor putem savura delicioasa şi hrănitoarea miere.

Nu conștientizăm însă câtă trudă se află în spatele acestui “elixir”. O muncă colosală depusă de micuțele albine, demne de toată lauda și admirația și fără de care, lumea așa cum o știm noi, nu ar exista.

În cele ce urmează vă prezentăm câteva curiozități din apicultură care cu siguranță vă vor capta atenția:

1. O albină recoltează la un zbor cca 15 mg polen, astfel pentru 1 kg de polen ar trebui să efectueze cca 67 000 de zboruri.

2. Albinele bat din aripi de peste 11000 de ori pe minut.

3. Viteza maxima de zbor a unei albine este de 70 Km/h.

4. Cea mai „bătrână” albină cunoscută de cercetatori are 100 de milioane de ani. Este conservată în chihlimbar și a fost descoperită în Myanmar (Birmania).

5. Ca să culeagă 1 kg de miere, o albină ar trebui să cerceteze 2-5 milioane de flori și să parcurgă o distanță egală cu ocolul pământului.

6. Durata de viață a matcii este de 50-60 de ori mai mare decât a albinei lucrătoare.

7. O albină este de 20 de ori mai puternică decat un cal.

8. Trântorii nu pot culege nectarul din flori, pentru că au trompa prea scurtă. De aceea ei se hrănesc cu ce aduc albinele în stup – de aici și numele popular de “trântor” (care stă degeaba).

9. Albinele pot fi folosite pentru a detecta minele terestre.

10. Mierea de albină nu expiră niciodată.

11. Mierea ajută la echilibrarea fizică și psihică, înlăturând oboseala.

12. Cea mai scumpă miere din lume costă 5000 EUR/kg. Provine dintr-o pesteră din Turcia (Valea Saricayir), de la o adâncime de 1800 m și este supranumită “Mierea Fermecată”.

Împarte acest articol cu prietenii tăi dacă ți-a plăcut. Iți mulțumim!

Ticu/authenticmagazin.com

Continue Reading

Trending