Nestihli ste si kúpiť novembrový Quark? Dávame z neho do pozornosti najzaujímavejšie články a novinky zo sveta vedy a techniky.
Ilustračný obrázok. Zdroj: Quark
Martin Kundrát: Slovenský archeopteryx (Téma)
Mimoriadny záujem o slávne skameneliny z Bavorska vytvoril z acheopteryxa fosílnu ikonu a jedného z najviac študovaných prehistorických tvorov. Až donedávna bol najzáhadnejším z archeopteryxov exemplár číslo osem. Ôsmu skamenelinu archeopteryxa údajne objavili vo vápencovom lome neďaleko bavorského mestečka Daiting – odtiaľ pomenovanie daitinský exemplár. Má však aj prezývku, ktorá zdôrazňuje jeho záhadnosť: Fantóm.
Príbeh ôsmeho exemplára je námetom na román. Nepoznáme presný dátum jeho nálezu. Vraj ho objavili v 90. rokoch minulého storočia. Prvému vlastníkovi nepriniesol veľa šťastia. Predal ho za smiešnu cenu, pretože sa domnieval, že predáva skamenelinu pterosaura (letuschopného jaštera) – na vápencovej doske totiž nenájdete jasné odtlačky peria. Krátko nato sa nad ôsmym exemplárom zľahla zem.
Nepriamy dôkaz o jeho existencii sa nachádzal v prírodovednom múzeum v nemeckom Bambergu; múzeum vlastnilo odliatok Fantóma. Fotografiu odliatku zverejnil riaditeľ bamberského múzea v roku 1996 v lokálnom periodiku. Fantóm sa na verejnosti znovu objavil až v roku 2009, keď ho kúpil Raimund Albersdörfer, nemecký obchodník so skamenelinami.
O dva roky neskôr sa dostal do mojich rúk na odbornú analýzu. Ôsmy exemplár je vnorený do malej vápencovej dosky s rozmermi 29 × 26 × 2 cm. Je nekompletný. Zachovala sa len horná polovica kostry. Zachované kosti sú značne zlisované, mnohé rozlámané a nekompletné. Okrem toho vzácna skamenelina nesie stopy neprofesionálnej preparácie, ktorá kosti poškodila. Vzhľadom na tieto okolnosti boli moje očakávania značne skromné. A predsa sa práve ôsmy exemplár zapíše do histórie hneď niekoľkými prvenstvami!
Prvým je spôsob, ktorý som zvolil na jeho štúdium v roku 2011. Presvietili sme ho na časticovom urýchľovači (European Synchrotron Radiation Facility) vo francúzskom Grenobli. Experiment sme niekoľkokrát zopakovali, aby sme dosiahli čo najlepší výsledok. Bol to riskantný pokus, ale podaril sa. Ôsmy exemplár sme virtualizovali. Po prvýkrát v histórii sme pracovali s virtuálnou replikou všetkých zachovaných kostí a zubov archeopteryxa.
Okrem toho skenovanie poskytlo nečakaný bonus. Vnútri vápencovej vrstvy ležiacej v úrovni krídla bola zvláštna dutina, ktorá vznikla po degradácii letkového peria. Fantóm mal perie!
Ôsmy exemplár je prvou skamenelinou archeopteryxa, ktorej sme neinvazívne prenikli dovnútra kostry pomocou vysokoenergetického röntgenového žiarenia. Pri štúdiu získaných skenov som zistil, že takmer všetky kosti boli pneumatizované. To znamená, že počas života boli vyplnené vzduchom, čím sa podstatne znížila celková hmotnosť tela. Nižšia hmotnosť významne ovplyvnila pohybové schopnosti daitinského archeopteryxa. V tejto súvislosti je pre mňa najcennejším zistenie, že ôsmy exemplár nebol dospelým jedincom. K tomuto hodnoteniu ma viedla najmä mikroštruktúra jeho kostí. Kostný záznam svedčí o vysokej metabolickej aktivite a neukončenom raste.
Čím je teda ôsmy exemplár výnimočný? Je mláďaťom so znakmi dospelého jedinca! Potvrdzujú to zrasty niektorých kostí na lebke a krídle. Inými slovami, niektoré z anatomických znakov dospeli skôr ako celkový organizmus. A táto unikátna kombinácia sa nevyskytuje pri väčších alebo menších exemplároch archeopteryxa, len pri exemplári číslo osem. Ako je to možné?
Ôsmy exemplár je neobyčajný aj svojím geologickým vekom. Všetky doteraz opísané exempláre archeopteryxa boli objavené v solnhofenskom súvrství. Fantóm má iný geologický pôvod. Pochádza z mörnsheimského súvrstvia, ktoré vzniklo neskôr. Túto skutočnosť potvrdili aj výsledky geochemickej analýzy.
Daitinský exemplár archeopteryxa. Zdroj: M. Kundrát
Mohlo by vás zaujímať Svedectvo pravekého jazera.
Poznať svoj model (Rozhovor s Miroslavom Šingerom)
Ťažko povedať, s akou presnosťou dokážeme v budúcnosti predpovedať extrémne prejavy počasia. Napríklad pri tornádach ešte vždy prebieha výskum a doteraz nie je úplne jasné, ktoré parametre sú tie kľúčové, čo je to najdôležitejšie, čo spustí tornádogenézu v búrkach, respektíve v kopovitých oblakoch. Väčšinou dokážeme na pomerne veľkej ploche predpovedať, že sa vyskytnú podmienky, ktoré by teoreticky mohli viesť k vzniku tornáda.
Nevieme však presne to, kde sa tornádo v rámci danej oblasti vyskytne. Taktiež nevieme presne povedať o nejakej búrke, či vyprodukuje alebo nevyprodukuje tornádo. Treba však dodať, že za posledné roky sa výskum tornád posunul výrazne dopredu a určite vieme omnoho viac ako kolegovia v 80. rokoch. Vieme, že dôležité parametre sú vysoká relatívna vlhkosť, rozhrania v prúdení a silný vertikálny strih vetra v spodných hladinách. Znamená to, že v niekoľkých sto metroch sa musí výrazne meniť vietor s rastúcou výškou a musí aj silnieť. Napriek tomu však nie vždy tornádo aj vznikne. Aj v tomto roku sme mali situáciu, v ktorej sme vedeli, že podmienky pre tornáda sú celkom vhodné a do tejto oblasti prichádzala búrka, ktorá by mohla tornádo vyvolať, a nestalo sa nič. A potom sme mali podmienky, keď to nebolo také okaté, a vzniklo tornádo F4 na Morave.
Nie je to skrátka také jednoznačné, ako keď predpovedáme silný vietor, čo je jav, ktorý sa vyskytuje na škále niekoľko stoviek až tisícok kilometrov. Napríklad zimné víchrice sú väčšinou veľmi dobre predpovedané. Tornádo je v porovnaní s nimi veľmi lokálny a nelineárny jav, pri ktorom musí byť splnených veľmi veľa podmienok, ktoré sú navyše silno ovplyvnené aj miestnou orografiou (opisná charakteristika reliéfu zemského povrchu založená najmä na jeho vzhľade, pozn. red.). A o niektorých zrejme ešte nevieme.
Tornáda v súčasnosti registrujeme najmä preto, lebo je jednoduché zaznamenávať ich. Ak sa zdá, že sa predtým u nás nevyskytovali, je to skôr tým, že o nich nevieme, lebo to vtedy nikto nezaznamenal. Neznamená to, že ich je teraz viac. Ani z výskumov modelovania klímy v budúcnosti, podľa ktorých vieme, že počet extrémnych javov v súvislosti so zrážkami bude zrejme narastať, zatiaľ nemáme žiadny signál, že by malo narastať aj množstvo tornád. Také silné tornádo, aké sa vyskytlo nedávno na Morave, môže byť v našej oblasti veľmi zriedkavý, no prirodzený jav. Ďalších päťdesiat rokov sa možno nič také nevyskytne. Je to rarita aj pre Európu a sledovali ho i kolegovia v Amerike. Nebola to bežná vec, pretože tornádo zasiahlo aj pomerne rozsiahlu obývanú oblasť, čo sa nestáva tak často ani v iných kútoch sveta.
Silné tornáda okrem značného poškodenia veľkých objektov spôsobujú aj ďalšie špecifické škody. Napríklad na tomto kukuričnom poli v obci Mikulčice na juhovýchode Moravy neostala po kukurici ani stopa. V strede dráhy tornáda bola rastlina obrúsená až po zem. Zdroj: M. Šinger
Mgr. Miroslav Šinger, PhD., pracuje ako meteorológ v Slovenskom hydrometeorologickom ústave, kde je aj vedúcim výskumno-vývojovej úlohy Výskum a vývoj prostriedkov pre výstražnú službu a nowcasting Ministerstva životného prostredia SR. Zastrešuje metodiku vydávania výstrah, školenia, odborné analýzy, implementáciu alebo tvorbu predpovedných produktov pre pracovníkov oddelenia meteorologických predpovedí a výstrah, spoluprácu s ďalšími zložkami kritickej infraštruktúry a pod. Taktiež pracuje na Fakulte matematiky, fyziky a informatiky Univerzity Komenského, kde vyučuje synoptickú meteorológiu. V rámci výskumu sa dlhodobo venuje supercelám a ich súvisu s miestnou orografiou. Je autorom niekoľkých prípadových štúdií tornád na Slovensku a aktuálne sa podieľa na analýze silného tornáda na Morave z júna 2021.
Viac článkov z oblasti matematiky a fyziky: Planéta objavená matematikou, Testovanie kvantovej gravitácie, Vegetačné indexy.
Radomír Mlýnek: Humorné nobelovky (Ig Nobelove ceny)
Práce, za ktoré boli udelené tohtoročné Ig Nobelove ceny, boli opäť starostlivo vyberané. Ocenenie za biológiu získala švédska vedkyňa Susanne Schötzová so svojím tímom za podrobnú analýzu zvukov, ktoré vydávajú mačky pri mňaučaní v rôznych situáciách.
S. Schötzová sa problematike prelomenia mačacieho kódu venuje od roku 2011 a publikovala niekoľko prác o tom, ako dobre môžu ľudia interpretovať variácie mačacieho mňaukania. Jej tím napríklad zistil, že ak mačka žiada od svojho majiteľa jedlo, jej mňaučanie na konci prechádza do vysokých tónov. Naopak, ak sa mačky boja cesty k veterinárovi, ich mňaučanie prejde do nižších tónov. Za zaujímavú prácu dostal španielsko-iránsky tím cenu za ekológiu. Ten použil genetickú analýzu na identifikáciu rôznych druhov baktérií na odhodených zvyškoch žuvačiek, ktoré uľpeli na chodníkoch ulíc v rôznych krajinách.
Cenu za chémiu dostal medzinárodný tím vedcov, ktorí analyzoval vzduch v kinosálach. Na základe týchto analýz vedci testovali, či pachy produkované publikom sú spoľahlivou indikáciou úrovne prezentácie násilia, sexu, asociálneho správania, konzumácie drog a hrubého vyjadrovania sa v sledovanom filme. Asi si ani netreba klásť otázku, na čo je takýto výskum dobrý.
Za relatívne užitočný možno považovať výskum, ktorý vykonal ďalší medzinárodný tím vrátane jedného reprezentanta Česka. Tento tím bol ocenený cenou za ekonómiu, resp. hospodárstvo, a to za objav, že obéznosť politikov v krajine môže byť dobrým indikátorom miery korupcie v danej krajine. Informácia o udelení tejto ceny odkazuje na článok s názvom Obéznosť politikov a korupcia v postsovietskych krajinách.
Objav, za ktorý bola udelená Ig Nobelova cena za medicínu, možno ocenia tí, ktorí mávajú často upchatý nos a na jeho uvoľnenie používajú najmä rôzne kvapky (dekongestanty). Medzinárodný tím vedcov totiž zistil, že rovnako dobrým prostriedkom na uvoľnenie nosa ako klasické kvapky je – prekvapujúco – sexuálna aktivita, konkrétne jej vyvrcholenie.
Za veľmi kuriózne možno považovať odôvodnenie udelenia tohtoročnej ceny za mier. Tím sa rozhodol otestovať inovatívnu hypotézu, prečo muži oddávna nosia bradu. Podľa tímu je to preto, že brada výrazne znižuje energiu úderu päsťou do tváre. Na modelovom zariadení si vedci overili, že srsťou pokrytá ovčia koža stlmí energiu nárazu spôsobeného pádom závažia až o 37 percent v porovnaní s ostrihanou kožou.
Za veľmi podobné modelové experimenty boli udelené dve ceny – za fyziku a kinetiku. Jeden tím skúmal, prečo na preplnených chodníkoch veľkých miest nedochádza k permanentným kolíziám oproti sebe idúcich chodcov, no a druhý tím skúmal presný opak – prečo sa ľudia predsa len občas zrážajú. Nezrážanie sa je spôsobené najmä tzv. párovou anticipáciou, teda odhadom, čo urobí protiidúci chodec. No a na zrážaní sa má vraj v súčasnosti veľký podiel nepozornosť, najmä sledovanie displejov telefónov.
Na udelenie ceny za entomológiu siahla komisia hlboko do minulosti a ocenila štúdiu z roku 1971 o novej metóde kynoženia švábov na ponorkách, spočívajúcej v použití pesticídu dichlorvos, ktorý sa ukázal oveľa účinnejší ako dovtedy používané prostriedky.
Desiata cena bola udelená v disciplíne doprava. Dostal ju multinárodný tím vedcov, ktorý meraním fyziologických parametrov zistil, že nosorožce (v uspatom stave) je v závese pod vrtuľníkom vhodnejšie prepravovať v polohe nohami hore než v polohe stojmo.
Milan Kozánek: Zabudnutá entomofágia (Pýtame sa odborníkov)
Doklady o tom, že hmyz bol významnou zložkou potravy raných hominidov, sú zväčša nepriame. Veľa napovedá spôsob, akým hominidi používali primitívne nástroje na získavanie obživy. Na archeologickom nálezisku Swartkrans v Juhoafrickej republike bolo nájdených mnoho silných kostí s početnými ryhami. Predpokladá sa, že ryhy vznikli používaním kostí pri vyhrabávaní termitov z termitísk, ktorých povrch je mimoriadne tvrdý. Izotopové analýzy naznačujú, že tieto kosti používal Australopithecus robustus alebo niektorý z prvých druhov rodu Homo.
Zaujímavý nepriamy dôkaz o konzumácii hmyzu našimi pradávnymi predkami poskytuje paleodietetika, ktorá študuje potravu a potravné zvyky prehistorických ľudí a hominidov. Jednou z metód, ktoré využíva, je sledovanie pomeru stabilných uhlíkových izotopov C12/C13. Jeho hodnoty napovedajú, či má vzorka rastlinný alebo živočíšny pôvod. Skúmané vzorky potravy zo zubov hominidov Australopithecus robustus a Australopithecus africanus sú bohaté na prítomnosť pozostatkov trávových tkanív. Zuby týchto hominidov však rozhodne neboli uspôsobené na konzumáciu tráv a trávových zŕn. Možným vysvetlením je, že tieto zvyšky v skutočnosti pochádzajú z trávy, ktorú predtým skonzumoval hmyz, najmä saranče (druh koníkov).
Maškrtníci to nemali ľahké ani v dávnej minulosti. Potvrdzuje to lebka Homo erectus nájdená v Kabwe (Zambia), ktorá je stará 200- až 500-tisíc rokov. To, čo ju robí výnimočnou, je skutočnosť, že viaceré zuby majú kazy. Ide o najstaršie odhalené zubné kazy v histórii. Jedným z možných vysvetlení je, že ich majiteľ bol častým konzumentom medu a práve cukry prítomné v mede boli príčinou vzniku zubného kazu.
Med bol vyhľadávanou pochúťkou človeka od nepamäti. Najstaršie nástenné maľby znázorňujúce zber medu boli nájdené v oblasti centrálnej Sahary a sú staré približne 20 000 rokov. Najstaršie európske nástenné maľby, ktoré znázorňujú zber medu, sa našli v jaskyni Altamira v severnom Španielsku a ich vznik sa odhaduje na obdobie 13 000 rokov pred n. l.
Zber včelích produktov sa však neobmedzoval len na med. V hrobe človeka z neskorého paleolitu, ktorý sa našiel v Dolomitoch v severovýchodnom Taliansku, bola objavená zmes propolisu s rastlinnými živicami. Malé bločky tejto zmesi boli nájdené aj v hroboch lovcov z obdobia 7 300 rokov pred n. l. Propolis má mnohoraké využitie najmä na liečiteľské účely. Na čo slúžili nájdené bločky, sa však doteraz nepodarilo objasniť.
Keď človek prenikol do Európy, mal už dostatok loveckých zručností a zbraní, aby si zabezpečil potrebné bielkoviny lovom zvierat a rýb. Zdá sa, že hmyz bol len zriedkavou položkou v jeho jedálničku, aj keď chutným šesťnohým hltom nepohrdol. V jaskyni Grotte des Trois Frères vo Francúzsku bola nájdená kosť zubra, na ktorej bol vyrytý obraz kobylky z rodu Troglophilus. Tieto kobylky sú v danej oblasti častými obyvateľmi jaskýň. Asi už nikdy nezistíme, či mal prehistorický umelec emočný vzťah k tomuto druhu alebo kobylka jednoducho patrila k jeho obľúbeným pochúťkam.
Kým si v súčasnosti vychutnávame krásu tropických motýľov, naši prapredkovia si pochutili na ich húseniciach. 3D vizualizácia Papilio blumei. Zdroj: M. Kozánek
Ďalšie články z prírody: Zvláštne sesternice včiel, Zo života vĺčat
Čo sa udialo vo výskume?
Vedci urobili prekvapujúci objav o črevnom nervovom systéme človeka, ktorý je sám osebe udivujúci.
Tím matematikov a fyzikov skúmal, ako jablká rastú do svojho charakteristického tvaru.
Chemické analýzy atramentu odhalili skryté slová v listoch Márie Antoinetty a kto ich cenzuroval.
Nové vydanie časopisu Quark nájdete v novinových stánkoch od 1. decembra 2021. Ak nechcete premeškať už ani jedno číslo časopisu, objednajte si zvýhodnené tlačené alebo elektronické predplatné na www.quark.sk/predplatne/. Pre aktuálne informácie a ďalšie zaujímavosti sledujte Quark na Facebooku www.facebook.com/casopisquark.
Zdroj: Quark
(GL)
