Hrdinové mikrosvěta

Na počátku všeho byl ELEKTRON

Vraťme se do 6. třídy základní školy. Někteří z vás si určitě vzpomínají, že ve fyzice poprvé zaslechli něco o atomech. A určitě i o tom, že atomové jádro má kladný náboj, protože obsahuje protony, a atomový obal je záporný, protože obsahuje “obíhající” elektrony. Znalosti těch méně zvídavých z nás u těchto informací končí a další přenecháváme vědcům do laboratoří a ostatním nadšencům pro fyziku. To je ale škoda. Zkusme více vplout do tajů světa elektronů. Ty patří k těm nejzajímavějším částicím, které známe.

Elektron objevil v roce 1897 anglický fyzik sir Joseph John Thomson. Rozhodně si elektron nepředstavujte jako malou kuličku. Nemusí být na jednom jediném místě, má vlnové vlastnosti, dokáže se ohýbat na překážkách a konat další, pro nás neuvěřitelné, až kouzelnické kousky. Elektron je velice malým objektem. Podléhá proto kvantovým jevům, ovládajícím svět minimálních rozměrů. Na elektron můžeme nahlížet nejen jako na částici, ale také jako na vlnu. Když je vázaný v atomu, je jeho vlnová povaha zřetelnější. Elektron s dostatečně vysokou energií má vlnovou délku srovnatelnou s velikostí atomu. S proudem elektronů ve vakuu pracují právě elektronové mikroskopy.

Zajímá vás elektron v makro i mikro světě? Přijďte na přednášku Pavla Dvořáka, která proběhne v pátek 23. 3. 2023 17 hodin na FSI VUT - Přednáškový sál Fakulty strojního inženýrství, Technická 2896, místnost P2.

ŽELVUŠKA - gurmánka, která přežije i vlastní smrt

Vodní medvíďátka, jak se želvuškám také říká, vědci považují za nejodolnější tvory naší planety. Toto stvoření o průměrné velikosti 0,5 mm můžete několik hodin vařit v hrnci s vodou nebo zmrazit na -196 stupňů Celsia. Přežijí i radioaktivní záření, vysoký tlak v hlubinách oceánů i podmínky v kosmu. Určitě přemýšlíte, jak je to možné? Tímto “kouzlem” je u želvušek tzv. kryptobióza (z řečtiny: krypto-skrytý, bios-život). Jedná se o schopnost nafingovat vlastní smrt. Kdykoliv se medvíďátkům něco nelíbí a řeknou si, že je na ně například moc sucho, jednoduše sama vyschnou. Vyschlé želvušky ve stavu kryptobiózy nedýchají ani nepřijímají potravu. A čas, po který jsou v tomto stavu, se nepočítá do délky jejich života. Jakmile se podmínky zlepší a želvušky zalije voda, probudí se a pokračují ve svých životech tam, kde před několika lety skončily. Průměrný život tohoto tvorečka trvá několik měsíců, někdy i přes rok. Ale ve vyschlém stavu dokáže “nežít” i 30 let.

A proč jsou želvušky pro přírodu tak důležité? Nepředstavují žádný důležitý potravní zdroj jiných organismů. I když si je na jídelníček kdekdo zařadí. Na první pohled se zdá, že by se bez nich život v půdě docela dobře obešel. Želvušky se však stávají superhrdinkami, až kdy jde tzv. “do tuhého”. Pracují tam, kde ostatní kvůli nepříznivým podmínkám hynou - v polárních oblastech nebo v půdách zasažených suchem. V takových půdách urychlují koloběh živin a zpřístupňují je rostlinám. Navíc jsou schopné nahradit větší organismy, které se musely odstěhovat nebo sucho nepřežily, a namísto nich regulovat počty hlístic nebo drobných červíků. Želvušky jsou v tomto směru “gurmánky”. Rády se nacpou téměř k prasknutí. Pro porovnání, jeden průměrný roztoč sežere denně kolem pěti až deseti hlístic, zatímco jedna želvuška spořádá až kolem šedesáti hlístic denně.

Chcete se o želvuškách dozvědět více? Tak to si určitě nenechte ujít povídání Michaly Tůmové z Biologického centra AV ČR, která tyto velezajímavé tvory studuje i v polárních oblastech. Přednáška se uskuteční v sobotu 25. března v 16 hodin na Hvězdárně a planetáriu Brno a je vhodná pro zájemce od 6 let.

ŽELVUŠKA - gurmánka, která přežije i vlastní smrt

ROZSIVKA - superhrdinka s krabičkou

Rozsivky jsou jednobuněčné řasy a patří mezi jedny z nejrozšířenějších organismů na naší planetě. Charakteristickým znakem rozsivek je křemitá schránka, která připomíná krabičku. Najdete je v oceánech, mořích, sladkých vodách i v půdě. V našich zeměpisných šířkách vytvářejí podstatnou část fytoplanktonu přehrad a nádrží. Jejich přítomnost poznáte podle hnědého zabarvení vody. Uklouzli jste někdy na hladkém povrchu nějakého balvanu v řece či potoce? Tak pak vězte, že tento kámen byl s největší pravděpodobností pokryt vrstvou rozsivek.

A proč právě tyto řasy zařazujeme mezi naše hrdiny? Důvodů je hned několik. A tím hlavním je produkce kyslíku. Na světě žije takové množství rozsivek, že dokážou “vyrobit” kyslík pro každý náš třetí nádech. A to je dokonce více, než vyprodukují deštné pralesy! A zde jejich zásluhy nekončí. Ze zásobních látek fosilních rozsivek vznikla některá ložiska ropy. Využívají se v kriminalistice například při objasňování vražd. U mrtvoly nalezené ve vodě se porovnává, zda se rozsivky v plicích shodují s těmi, které žijí na místě činu. Dále jsou užitečné v paleoekologii, archeologii i biomonitoringu při stanovení jakosti povrchových vod. Tvoří součást dynamitu, používají se jako izolační a filtrační materiál i v oblastech nanotechnologií. Jsou totiž schopny zabudovávat do svých schránek atomy křemíku s udivující přesností, která je doposud nedosažitelná jakoukoliv současnou technologií. Z tohoto důvodu se rozsivky stávají v poslední době předmětem zkoumání mnoha předních vědeckých týmů.

Zajímá vás, jaké rozsivky žijí v Brně a okolí? Pak přijďte na workshop Brno pod mikroskopem, který si pro vás připravilo Biskupské gymnázium Brno spolu s Botanickým ústavem Akademie věd. Workshop probíhá v sobotu 25. 3. a v neděli 26. 3. v labodílnách ve VIDA! Více informací naleznete pod tímto odkazem.

“Hodný” vir BAKTERIOFÁG

Bakteriofágy, zkráceně fágy, jsou vlastně viry, které jsou schopné infikovat některé bakterie. Čtete správně. Tyto mikroorganismy si zařazení mezi hrdiny bezpochyby zaslouží. Namítnete, že viry jsou všeobecně známé jako původci chorob. Ano. To je sice pravda, nicméně mnohé z nich ve skutečnosti přinášejí organismům adaptivní výhody a život na Zemi by bez nich nebyl možný.
Bakteriofágy naleznete ve všech místech osídlených jejich bakteriálními hostiteli. Žijí například ve střevech živočichů, v půdě a zejména ve vodách. Jsou neškodné pro rostliny a živočichy, ale zásadní pro zdravý mořský ekosystém. Pozemské oceány se tak hemží bakteriofágy a dalšími viry. A jak zmiňuje časopis National Geographic, v oceánech je dokonce více těchto virových částic, než je hvězd v pozorovatelném vesmíru.

Navíc mohou pomoci řešit jeden z významných problémů současného zdravotnictví. Tím je zvyšující se odolnost bakterií na antibiotika z důvodu jejich častého používání. Infekce způsobené rezistentními bakteriemi se léčí jen velmi obtížně a jde o dlouhý proces s nejistým koncem. A právě zde nastupují bakteriofágy. Tito přirození predátoři bakterií jsou již dlouho považováni za potenciální terapeutický prostředek, který by mohl být použit právě proti bakteriím, na které antibiotika už nestačí.

Víte, že v Brně ve vědeckém centru CEITEC MU se právě bakteriofágy zabývají a jsou v tom světoví? Přijďte si v sobotu 25. 3. prohlédnout výzkumné laboratoře i elektronový mikroskop velký jako dvě patra. Více informací naleznete zde.