Vybrali sme z Quarku 4/2020

29. apr. 2020 • Multidisciplinárne

Vybrali sme z Quarku 4/2020

Nestihli ste si kúpiť aprílový Quark? Dávame vám do pozornosti najzaujímavejšie články a novinky zo sveta vedy a techniky, ktoré priniesol posledný mesiac.

Dvojitá hrozba (Téma)

Nový koronavírus označený SARS-CoV-2, o ktorom sa v súčasnosti hovorí, spôsobuje respiračné ochorenie COVID-19 (Coronavirus disease 2019) s rôznym dosahom na ľudské zdravie od subklinických príznakov cez mierne príznaky podobné bežnému prechladnutiu (bolesti hrdla, kašeľ, zvýšená teplota) až po kritické, život ohrozujúce príznaky (sťažené dýchanie, pneumónia, vysoká teplota, stav vyčerpanosti, prípadne multiorgánové zlyhanie).

Nie je to prvý raz evidované ochorenie u ľudí spôsobené koronavírusmi. V minulosti boli identifikované kmene HCoV-229E, HCoV-NL63, HCoV-OC43, HCoV-4408, HCoV-HKU1. Tieto spôsobovali infekciu horných dýchacích ciest sprevádzanú aj gastrointestinálnymi prejavmi. V roku 2003 sa objavil podstatne nebezpečnejší koronavírus SARS-CoV, ktorým sa nakazilo 8 096 ľudí a 774 z nich zomrelo (mortalita 9,6 %). Od prepuknutia nákazy vírusom MERS-CoV v apríli 2012 až do októbra 2018 bolo laboratórne potvrdených 2 229 infikovaných ľudí vrátane 791 fatálnych prípadov (t. j. mortalita 35,5 %). Bolo dokázané, že vírusy SARS-CoV a MERS-CoV preskočili medzidruhovú bariéru z pôvodného živočíšneho hostiteľa na človeka. Doteraz nie je celkom jasný ich pôvod, ale predpokladá sa, že primárnym živočíšnym hostiteľom týchto zoonotických nákaz boli netopiere a pri prenose na človeka pravdepodobne zohral úlohu aj medzihostiteľ (cibetka u SARS-CoV a ťava u MERS-CoV).

SARS-CoV-2 patrí do skupiny beta koronavírusov. Sú to vírusové častice s lipidickým obalom, v ktorom sú vnorené povrchové glykoproteíny pripomínajúce slnečnú korónu, prostredníctvom nich sa vírus viaže na hostiteľskú bunku. Genóm je tvorený jednovláknovou RNA, na rozdiel od chrípkového genómu nie je segmentovaný. Podobne ako vírusy SARS-CoV a MERS-CoV preskočil SARS-CoV-2 medzidruhovú bariéru z pôvodného živočíšneho hostiteľa na človeka a začal sa šíriť medzi ľuďmi na rôznych kontinentoch. Aj v prípade vírusu SARS-CoV-2 sa za pôvodného hostiteľa považujú netopiere. Upresnenie si však vyžaduje ďalšie analýzy. Predmetom intenzívneho výskumu je naďalej príprava vakcín s cieľom čo najrýchlejšie a najúčinnejšie zabrániť ďalšiemu šíreniu vírusu. Zároveň sa vyvíja veľké úsilie na prípravu antivirotík. Liek, ktorý by inhiboval aj replikáciu tohto koronavírusu, sa hľadá i medzi objavenými a dostupnými antivirotikami účinnými proti iným RNA vírusom. Okrem toho sa vyvíjajú ďalšie úplne nové lieky, resp. kombinácia už známych antivirotík účinných proti iným RNA vírusom.

Obrázok spod mikroskopu, SARS-CoV-2 (žltou). FOTO: NIAID

SARS-CoV-2 (žltou), foto NIAID

 

Prežijú bez nás (Rozhovor Milanom Kodríkom a Matúšom Pavlem)

Počet včelstiev u včelárov v posledných rokoch rastie. Od druhej svetovej vojny a počtu 100 tisíc registrovaných včelstiev sme teraz na počte viac ako 300 tisíc, s krátkym obdobím 400 tisíc počas socializmu. Nemanažované včelstvá sa však do týchto počtov nedajú započítať. Podľa neformálneho prieskumu medzi starými lesníkmi a profesionálnymi drevorubačmi nebola kedysi núdza o divožijúce včelstvá v našich lesoch.

Teraz je však situácia diametrálne odlišná. Napriek rastúcej výmere lesov a nárastu výmery starších lesných porastov sú včelstvá v dutinách raritou. Keďže krajina je ekologicky významne prepojená, každý zásah do urbanizovanej krajiny sa prejaví aj v lesných oblastiach. Keď si uvedomíme, že štandardný dolet včely za pastvou je okruh šiestich kilometrov od hniezda a v prípade núdze aj viac, oblastí s priemerom dvanásť a viac kilometrov bez významného ľudského zásahu u nás veľa nie je.

V súvislosti s počtom včelstiev je najdôležitejšie uvedomiť si, že neexistujú dva samostatné druhy alebo poddruhy včiel v zmysle ich pôvodu z úľov alebo dutín. Ide vždy o tú istú včelu medonosnú Apis mellifera. Nie je vylúčené, že všetky nami pozorované včelstvá pochádzajú z rojov vyrojených z úľov od včelárov. Otázkou zostáva, či sú schopné dlhodobo prežívať bez našej asistencie.

Doc. Ing. Milan Kodrík, CSc. vyučuje včelárstvo na Katedre integrovanej ochrany lesa a krajiny Technickej univerzity vo Zvolene, je členom výboru Základnej organizácie Slovenského zväzu včelárov vo Zvolene, koordinuje monitoring nemanažovaných včelstiev na Slovensku.

Bc. Matúš Pavle je poslucháčom odboru adaptívne lesníctvo Technickej univerzity vo Zvolene. Zaoberá sa dokumentovaním výskytu voľne žijúcich včelstiev a skúma potenciál návratu včely medonosnej do lesného prostredia. Videá z objavovania včelích hniezd v dutinách stromov pravidelne publikuje na www.facebook.sk/prirodnevcely.

Včelie hniezdo v dutine stromu, včela. Zdroj: QUARK

Prečítajte si aj najnovšie články z rubriky príroda: Pastelová jemnosťKeď makchia zahýri farbami, Pomenovaný po plaste

 

Vesmírni hekeri (Bezpečnosť v IT)

Na výrobu satelitov sa často používajú aj bežne dostupné a sériovo vyrábané komponenty, zatiaľ čo ich softvérové vybavenie sa zakladá na open source zdrojoch. Takéto zjednodušovanie na strane výroby a prevádzky satelitov potom nevyhnutne zjednodušuje aj prácu hekerom a kyberútočníkom.

Jednotlivé komponenty a súčasti vybavenia satelitov bežne dodávajú viacerí navzájom nijako neprepojení dodávatelia. Majitelia satelitov ako konečných výrobkov potom často prenechávajú externým firmám ešte aj ich samotnú prevádzku na obežnej dráhe. Pochopiteľne, s každým ďalším subdodávateľom vzrastá riziko bezpečnostnej diery či slabiny, ktorú by mohli využiť kybernetickí útočníci.

Riziká prinášajú aj bežne dostupné používané technológie. Široká dostupnosť komponentov okrem iného znamená, že ich hekeri môžu pohodlne analyzovať a zistiť zraniteľné miesta. Do populárnych malých satelitov typu CubeSat alebo ArduSat, ktoré pracujú pomocou lacno dostupnej a široko známej elektronickej platformy Arduino, sa možno nabúrať pomerne jednoducho. Útočník vybavený špecializovanou anténou na Zemi počká na prelet satelitu nad danou oblasťou a v tom čase vyšle patričné príkazy. Podobne jednoduchý spôsob prevzatia kontroly je podľa odborníkov možný použiť aj pri niektorých zložitejších typoch satelitov.

Analytici sa zasadzujú za prijatie právnych predpisov, ktoré by od výrobcov satelitov vyžadovali spoluprácu na vytvorení spoločnej architektúry pre kybernetickú bezpečnosť. Povinné by malo byť i nahlasovanie každého kybernetického narušenia týkajúceho sa satelitov. Potrebné bude aj jasné právne stanovisko k tomu, kto nesie zodpovednosť v prípade kybernetických útokov. Keďže na výrobe a prevádzkovaní satelitov sa podieľa viacero spoločností a dodávateľský reťazec je zložitý, často nie je jasné, kto je zodpovedný za ich bezpečnosť. Takéto úpravy si budú vyžadovať spoluprácu medzi verejným a súkromným sektorom.

Väčší dôraz na kybernetickú bezpečnosť by nepochybne zvýšil náklady najmä v prípade nízkonákladových vesmírnych misií. Len pre porovnanie: cena výroby jedného minisatelitu typu ArduSat sa odhaduje na 200 000 dolárov oproti 100 miliónom až jednej miliarde za veľkorozmerné satelity. Suma na zaistenie bezpečnosti nízkonákladových satelitov by tak mohla poľahky prevyšovať náklady na samotné satelity. 

Satelit nad zemeguľou. Zdroj: QUARKSatelit Landsat. Zdroj: QUARK

Viac podobných článkov: Satelitný smog prekáža výskumu, Pozemšťan v kozme

 

Konštantnosť konštánt (Fyzika)

Výskum premenlivosti konštánt úzko súvisí s výskumom tmavej hmoty. Až 85 % všetkej hmoty vo vesmíre tvorí pre nás zatiaľ neznáma tmavá hmota a len zvyšných 15 % tvorí všetko to, čo vidíme a čo máme obvykle na mysli, keď hovoríme o vesmíre, čiže hviezdy, planéty, hmloviny a pod. O tmavej hmote však vieme pomerne málo. Vieme, že sa rozprestiera priestorom a aká je približne jej hustota. V objeme, aký zaberá planéta Zem, je tmavej hmoty spolu len zhruba toľko, že menšia čivava by vážila viac.

Tmavá hmota však súvislo vypĺňa obrovský, zdanlivo prázdny priestor medzi hviezdami a jej oblak zoširoka obklopuje celú našu galaxiu, a tak je jej gravitačný vplyv naozaj citeľný. Práve vďaka nemu o tmavej hmote vieme. Nevieme však, čo ju tvorí. Okrem gravitačnej sily totiž takmer nijako neinteraguje so svetlom ani bežnou svetlou hmotou, ktorou voľne prechádza, priliehavejší prívlastok  by pre ňu bol preto priehľadná hmota. Predpokladá sa, že ju tvorí zatiaľ neidentifikovaný typ častíc.

Niektoré vlastnosti týchto neznámych častíc však vieme na základe doterajších pozorovaní a teoretických úvah vopred očakávať alebo, naopak, vylúčiť. Bolo navrhnutých niekoľko typov častíc, ktoré by vlastnosťami zapadali do toho, čo o tmavej hmote dosiaľ vieme. Najhorúcejším kandidátom na časticu tmavej hmoty je tzv. axión. Pole takýchto častíc predsa len môže čiastočne veľmi slabo interagovať so svetlou hmotou, čo sa prejaví efektívnou zmenou v hodnotách konštánt. Metódy vhodné na sledovanie hodnôt fyzikálnych konštánt môžeme preto rovnako dobre použiť aj na detekciu tmavej hmoty.

Na rozdiel od pomalých zmien v konštantách spôsobených kozmologickou evolúciou sú zmeny vyvolané tmavou hmotou rýchlejšie a mali by byť teda ľahšie pozorovateľné. Tieto zmeny môžu mať dvojaký pôvod. Môže ísť o rovnomerné oscilácie v hodnote konštánt spôsobené väzbou medzi svetlou hmotou a axiónovým poľom (poľom tmavej hmoty). Z frekvencie týchto oscilácií by sme navyše vedeli vôbec prvý raz stanoviť hmotnosť neznámych častíc. Druhý typ zmien vyplýva z toho, že tmavá hmota nie je v priestore rozprestretá úplne rovnomerne, ale vytvára určité zhluky a štruktúry. Keď naša planéta prechádza takýmto chumáčom tmavej hmoty (oblasťou s vyššou hustotou), mali by sme vedieť pozorovať prudší skok v hodnotách konštánt. Postupný prechod zhlukom tmavej hmoty by mohol byť dobre viditeľný vďaka globálnej sieti laserových interferometrov alebo aj pomocou atómových hodín v sieti GPS satelitov.

Distribúcia tmavej hmoty v priestore, simulácia MPA, Virgo, Springel et al. ZDROJ: QUARKDistribúcia tmavej hmoty v priestore, simulácia MPA, Virgo, Springel et al.

Tiež by vás mohlo zaujímať: Túlavé vlny

 

Čo sa udialo vo výskume?

Z fosílie kosti nájdenej v povodí rieky Uinta vo východnom Utahu identifikovali nový druh vyhynutého vtáka podobného prepelici.

Vedci zo Stanfordovej univerzity prišli s novým postupom na výrobu čistých diamantov.

Výskumníci našli dôkaz kozmického dopadu, ktorý pravdepodobne spôsobil zánik jedného z prvých ľudských sídiel v histórii.

Autonómny kamerový systém má strážiť plavcov v bazéne.

Vedci odhalili kľúčové informácie o génovej expresii medzi „listami a stonkami“ jednobunkovej riasy známej ako morské hrozno.

Psy sú schopné pomocou svojich ňufákov vnímať tepelné žiarenie.

Analýza DNA ukázala, že existujú dva rôzne druhy ohrozenej pandy červenej.

Vedci vyvinuli čip, ktorý predstavuje umelú neurálnu sieť schopnú učiť sa a poskytovať informácie o tom, čo v súčasnosti vidí, a to v nanosekundách!

Najstaršia fosília bambusu a hlavný fosílny dôkaz o gondwanskom pôvode bambusov sa skôr javí, že v skutočnosti ide o ihličnan.

Čítajte viac...

 

Nové vydanie časopisu Quark nájdete v novinových stánkoch od 1. mája 2020. 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 stránku na Facebooku www.facebook.com/casopisquark.

Súvisiace:

Články
Hore
Veda v CENTRE / Vedecká kaviareň 9/2020
TVT2020 prihlasovanie
sutaz FB TVT 2020
Agrofilm
Quark_9/2020
TVT2020 súťaže
Veda v CENTRE máj
Vedecká cukráreň 5/2020
Aurelium - centrum vedy
Vírusy, vakcíny, imunita
Quark 25 rokov
TAG Slovenská veda
kúpa časopisov jún 2016
banner záhrady
Publikácie Veda v CENTRE
Zaujímavosti vo vede
Najväčšia povodňová situácia na slovenskom území za posledných 450 rokov bola povodeň z augusta 1813
Zistite viac