Ce este bioluminescența și cum este folosită de oameni și de natură? – authenticmagazin.com
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

Drumul mătăsii: ruta comerțului tehnologic care a schimbat Lumea Nouă

Caravana pe drumul mătăsii

Oamenii din cele mai vechi timpuri s-au mutat mereu din loc în loc și au făcut comerț cu vecinii, schimbând bunuri, abilități, noi tehnologii și chiar idei.

“Drumul Mătăsii” a reprezentat o străveche rețea de rute comerciale, culturale și tehnologice (și, de asemenea, de boli), înființate în timpul dinastiei Han din China, care a legat regiunile lumii antice în comerțul dintre China și Orientul îndepărtat cu Orientul Mijlociu și Europa.

Înființată atunci când dinastia Han din China a deschis oficial comerțul cu Occidentul în anul 130 î.Hr., rutele “Drumului Mătăsii” au rămas în uz până în anul 1453 d.Hr.

De ce a fost denumit “Drumul Mătăsii”?

Drumul Mătăsii

Întinderea Drumului Mătăsii. Cu roșu este trasat traseul terestru, iar albastrul este ruta pe mare. Sursa: Wikimedia

Explicația este foarte simplă, deoarece mătasea provenită din China a cuprins o mare parte a comerțului de pe acest drum străvechi.

„Drumul mătăsii” este de fapt un termen relativ recent, pentru faptul că pe toată durata lor aceste drumuri antice nu au avut un nume anume.

La mijlocul secolului al XIX-lea, în 1877, geologul german, baronul Ferdinand von Richthofen, a numit rețeaua de comerț și comunicare Die Seidenstrasse (Drumul mătăsii).

Mătasea este un material textil de origine chineză străveche, țesut din fibra de proteină produsă de viermele de mătase cu ajutorul căreia își produce coconul, și a fost dezvoltat, conform tradiției chineze, cândva în jurul anului 2.700 î.Hr.

Considerat un produs cu o valoare extrem de ridicată, a fost rezervat utilizării exclusive a curții imperiale chineze pentru confecționarea de pânze, draperii, pancarte și alte obiecte de prestigiu.

Doamne de la curtea imperială pregătind mătase nou țesută

Doamne de la curtea imperială pregătind mătase nou țesută. Sursa: Wikimedia

Producția sa a fost păstrată ca un secret extraordinar de bine păzit în China timp de aproximativ 3.000 de ani, prin intermediul unor decrete imperiale care condamnau la moarte pe oricine ar fi dezvăluit unui străin procesul producției sale.

Monopolul chinez în ceea ce privește producția de mătase nu a însemnat că produsul a fost limitat la Imperiul Chinez ci dimpotrivă, mătasea a fost folosită pe post de cadou diplomatic și a fost comercializată pe scară largă în cadrul dinastiei Han (206 î.Hr. – 2020 d.Hr.) devenind astfel unul dintre principalele exporturi ale Chinei.

După cum descrie istoricul Procopius, deși cunoștințele despre producția de mătase au fost foarte valoroase, în ciuda eforturilor împăratului chinez de a păstra secretul, în cele din urmă s-a răspândit dincolo de China, mai întâi în India și Japonia, apoi în Imperiul Persan și în sfârșit spre vest în sec. VI d.Hr..

Drumul Mătăsii a schimbat istoria 

Chiar dacă denumirea „Drumul mătăsii” provine din popularitatea mătăsii chineze în rândul comercianților din Imperiul Roman și în alte părți din Europa, materialul nu a fost singurul export important din est către vest.

Drumul Mătăsii a schimbat istoria, în mare parte datorită faptului că oamenii care au reușit să călătorească de-a lungul unei părți sau a întregului Drum al Mătăsii a tranzacționat semințe, fructe și legume, animale, cereale, piele, unelte, obiecte religioase, opere de artă, pietre prețioase și metale și, poate chiar mai important, limbă, cultură, credințe religioase, filozofie, știință și tehnologie.

Patru invenții care au schimbat lumea nouă

Cinci pași de fabricare a hârtiei - Pasul 1 - Tăierea și hidratarea fibrelor din bambus - Așa cum a fost descris de Cai Lun în 105

Cinci pași de fabricare a hârtiei – Pasul 1 – Tăierea și hidratarea fibrelor din bambus – Așa cum a fost descris de Cai Lun în 105. Sursa: Wikimedia

Dacă sticla, armele occidentale și mașinile de război au călătorit din Occident pentru a fi introduse în Orientul Îndepărtat, Vestul a beneficiat de patru invenții majore din China care urmau să schimbe lumea nouă: hârtia și fabricația sa, tehnicile de imprimare, praful de pușcă și busola.

Se pare că fabricarea hârtiei a fost inventată în China în jurul 104 d.Hr. de către un ofițer numit Cai Lun, pe baza procesării și presării și uscării ulterioare a unui amestec de fibre vegetale și apă.

Tehnicile de imprimare mecanică au apărut tot în China nu mai târziu de secolul al VI-lea d.Hr..
Sosirea ambelor tehnologii în Europa în secolele XII și XIII au produs o schimbare profundă, facilitând transmiterea informațiilor.

La rândul său, praful de pușcă a fost inventat în secolul al IX-lea, probabil întâmplător, de alchimiști sau călugări chinezi prin „încălzirea sulfului, a realgarului (sulfurii de arsen) și a saltpetrului (nitrat de potasiu) împreună cu mierea, producând fum și flăcări care au ars totul”, cum descria un text taoist din acea vreme.

Nu a trecut mult timp până să se descopere că atunci când acest amestec este introdus într-un recipient, poate provoca o explozie puternică din cauza suprapresiunii generate de cantitatea mare de gaz degajat.

Din China, secretul prafului exploziv s-a răspândit prin Asia și, în sfârșit, în secolul al XIII-lea, a ajuns și în Europa via Drumul Mătăsii. În Occident, a găsit imediat cerere în scopuri militare, permițând dezvoltarea unei noi tehnologii de armament, care a facilitat cucerirea ulterioară a lumii de către puterile europene.

Fotografia unei busole geomantice chineze din 1760, la National Maritime Museum, Marea Britanie

Fotografia unei busole geomantice chineze din 1760, la National Maritime Museum, Marea Britanie. Credit: Victoria C, Wikimedia

Busola sau acul magnetic a fost inventat tot în China, probabil în jurul secolului II d. Hr., la început ca instrument pentru geomanție (arta de a prezice viitorul). Mai târziu, când savanții chinezi au înțeles comportamentul și proprietățile magnetitei, au apărut primele busole, folosite ca și instrumente de orientare.

În pofida tuturor avantajelor clare enumerate mai sus, poate cea mai durabilă moștenire a Drumului Mătăsii a constat în facilitarea contactului dintre culturi și popoare prin intermediul comerțului.

Conu Ticu/authenticmagazin.com

Continue Reading

CALEIDOSCOP

Un vas al US Navy dispărut acum un an a apărut în mod misterios în Europa. Epava fantomă a călătorit peste 5000 de km

vas american

Membrii echipajului “Doolin Ferry Co’s Doolin Express”, o companie de feribot din Irlanda au făcut o descoperire neașteptată atunci când au găsit epava unui vas american de mici dimensiuni, aparținând US Navy plutind în Oceanul Atlantic.

Membrii echipajului irlandez, au observat ceva care plutea în apă pe traseul lor spre Inis Oirr. Au mers să cerceteze mai departe și au găsit un vas care plutea în derivă!

Inis Oírr sau Inisheer este cea mai mică și estică dintre cele trei insule Aran din Golful Galway, Irlanda.

Puțin mai târziu marinarii au trimis unul dintre echipajele companiei și un feribot pentru a remorca epava cu scopul de a o aduce la mal pe plaja micuței insule Inis Oirr. Mulți localnici au ajutat să tragă pe plajă ambarcațiunea.

Cum era și firesc au început să-și pună întrebări cu privire la proveniența vasului. După o inspecție mai amănunțită au realizat că ambarcațiunea avea cele două motoare încă fixate, iar după numărul de scoici atașate de laturile vasului și-au dat seama că acesta a stat în apă o perioadă lungă de timp.

vas american

Epava. Foto : Doolin Ferry Co Facebook Post

Pentru a putea desluși misterul provenienței vasului, compania de feribot a postat descoperirea și pe pagina lor Facebook.

Dacă inițial au crezut că e vorba doar de o barcă de salvare, în urma investigațiilor, reprezentanții firmei irlandeze au reușit să afle că vasul este  de fapt un AM800 HSMST (High Speed Maneuverable Surface Targets), fabricat de compania Silver Ships din Alabama pentru Marina SUA.

Acest tip de ambarcațiune este în general operat de la distanță și utilizat ca practică pentru trageri de către armata americană.

Timothy Boulay de la Divizia de aeronave a Centrului Naval de Război din Maryland, a declarat pentru CNN într-un e-mail, că nava fără echipaj a fost pierdută la 75 de mile de coasta Norfolk, Virginia, în timpul unui test cu rachete și al unui exercițiu de evaluare, anul trecut.

Și totuși, cum a reușit să plutească timp de un an fără a se scufunda, mai mult de 5000 de km (3.300 mile) peste Oceanul Atlantic? 

Același reprezentant al marinei SUA a mai adăugat că ambarcațiunile sunt umplute cu o spumă specială și au fost concepute în așa fel pentru a nu se scufunda.

Conu Ticu/authenticmagazin.com

Continue Reading

CALEIDOSCOP

Vehiculul hipersonic testat de armata SUA s-a deplasat cu 10620 km pe oră. A fost atât de rapid încât nu este vizibil nici cu încetinitorul

sanie supersonică

O navetă spațială trebuie să atingă viteza de aproximativ 17.500 de mile pe oră (28.000 de kilometri pe oră) pentru a rămâne pe orbită. O viteză amețitoare nu-i așa?

Aceste viteze sunt obținute la deplasarea unei rachete prin aer la altitudini foarte mari. La sol însă lucrurile nu stau întocmai la fel.

Potrivit Guinness World Records, recordul de viteză la sol, aparține unui vehicul numit Thrust SSC, ce a atins viteza de 1227.985 km/h în deșertul Black Rock, Nevada, SUA,  2018.

Și totuși…

sanie supersonică

De curând Forțele Aeriene ale Statelor Unite au făcut publice imaginile unui test în care un vehicul hipersonic se deplasează cu 10620 km pe oră (6,599 mph), informează The Huffington Post.

După cum se observă în videoclip (vezi la finalul articolului), este aproape imposibil să surprindeți momentul trecerii, chiar și atunci când clipul este redat cu încetinitorul.

Mai precis este vorba de o “sanie” hipersonică, cel mai probabil propulsată de un motor de rachetă. Baza Forțelor Aeriene Holloman din New Mexico a declarat săptămâna trecută că sania rachetă lansată pe pista sa de test de mare viteză, a atins Mach 8.6.

Reprezentanții U.S. Air Force nu au specificat însă când a fost efectuat testul și nici ce anume testau.

Conform Departamentului de Apărare al Statelor Unite, pista de 16 kilometri pe care a fost testată sania hipersonică este cea mai lungă de acest fel din lume. Circuitul este adesea folosit pentru a testa componente ale armamentului hipersonic, inclusiv sisteme de ghidare și control.

Conu Ticu/authenticmagazin.com

Continue Reading

Abonare la blog via email

Introdu adresa de email pentru a te abona la acest blog și vei primi notificări prin email când vor fi publicate articole noi.

Alătură-te celorlalți 57 de abonați

Statistici blog

  • 1.526.673 vizite

Trending