Artwork for podcast Naukowo
Magiczne grzybki, leniwe dinozaury, starożytne wina i magazyny piachu - #033
Episode 336th July 2022 • Naukowo • Arkadiusz Polak
00:00:00 00:19:00

Share Episode

Transcripts

Arkadiusz:

Czy wszystkie dinozaury były szybkimi, żarłocznymi zwierzętami? Co znaleziono w amforze po winie ze starożytnego Rzymu? Czy psylocybina z magicznych grzybków pomaga w walce ze schorzeniami psychicznymi? Arkadiusz Polak, witajcie, zapraszam na kolejny odcinek podkastu Naukowo, w którym przyjrzymy się technologii piaskowych magazynów ciepła oraz zastanowimy się skąd pochodzą ludzie na odległych wyspach Mikronezji. Jeśli odcinek Wam się spodoba, udostępniajcie go, komentujcie i lajkujcie, a jeśli chcecie wesprzeć mój podkastowy projekt to zapraszam do serwisu Patronite za pomocą którego najłatwiej to zrobić. Wszystkie linki znajdziecie opisie tego odcinka, nie przedłużając, zaczynamy!

Arkadiusz:

Na niewielkiej polanie pośród gigantycznych drzew i tumanów kurzu dwa małe, szybkie i zwinne dinozaury rozpoczęły swój morderczy taniec. Potężne tylne łapy zakończone kilkunastocentymetrowymi pazurami i najeżone szeregiem ostrych jak sztylety zębów paszcze starały się przebić grubą skórę przeciwnika. Leżąca nieopodal, upolowana przez jednego z nich ofiara, była już tylko martwym świadkiem walki o przetrwanie kolejnego dnia. Gwałtowne ruchy obu zwierząt, szybkie zmiany pozycji i ciągłe odskoki, aby uniknąć ciosu przeciwnika zwiastowały długą i wyczerpującą walkę. Żaden z dinozaurów nie miał zamiaru odpuścić, napędzane przez krew, instynkt i wolę przetrwania. Ale czy taki obraz dinozaurów jest prawdziwy? Czy nasze wyobrażenie o szybkich, morderczych istotach nie jest zafałszowane przez filmy i opowiadania, a może były one leniwymi i nieskłonnymi do ruchu gigantami? Jaki naprawdę był metabolizm prehistorycznych gadów i w jaki sposób determinuje to ich postrzeganie? Pomimo, że dinozaury stały się swoistymi produktami popkultury i wydaje się, że mamy o nich dużą wiedzę temat ich metabolizmu stanowi od lat przyczynę sporu wśród paleontologów. Czy były one bardziej podobne do aktywnych ssaków i ptaków czy może do leniwych i wygrzewających się na słońcu jaszczurek? W XIX wieku naukowcy zaczęli dopiero odkrywać szkielety nieznanych gatunków i wysunęli z nich wniosek, że były to zwierzęta wielkie, powolne, podobne do krokodyli czy przerośniętych jaszczurek właśnie. Ale wraz z upływem czasu i nowymi odkryciami dostarczano dowodów, że przynajmniej niektóre gatunki musiały być szybkie i zwinne z wysokim tempem przemiany materii, będąc zwierzętami endotermicznymi, które utrzymują wysoką temperaturę ciała. Wbrew pozorom to istotna różnica. Zwierzę zimnokrwiste, aby regulować temperaturę ciała korzysta z czynników zewnętrznych takich jak słońce i nie musi dostarczać zbyt wiele energii generujące ciepło. W badaniach paleontologów dinozaury jako ciepłokrwiste organizmy musiały dostarczać dużych ilości pożywienia, a to wpływało nie tylko na inne gatunki ówczesnych zwierząt, ale także na ewolucję masowo pożeranych roślin. Dinozaury szybko rosły po wykluciu, mogły żyć w różnych warunkach klimatycznych, strawiony pokarm był szybko usuwany, a wiele gatunków miało puch, pióra i inne izolacyjne sposoby na utrzymanie wysokiej temperatury ciała. Ale w byciu ciepłokrwistym nie chodzi tylko o temperaturę ciała, ale także o sposób jej regulacji. Niektóre zwierzęta, takie jak ludzie, wytwarzają ciepło wewnętrznie i utrzymują je dość stabilnie, co różni je od jaszczurki, która w nocy staje się chłodniejsza i bardziej ospała bez energii dostarczanej ze słońca. Nowe badanie opublikowane w Nature wykazało, że różne dinozaury miały różny metabolizm związany z temperaturą ciała i poziomem aktywności, przy czym niektóre były bardziej podobne do ptaków, a inne do krokodyli. Badając materiał biologiczny zachowany w kościach dinozaurów, naukowcy potwierdzili, że dinozaury rzeczywiście odziedziczyły wysokie tempo metabolizmu po swoich przodkach. Wspólny dla dinozaurów i pterozaurów, czyli latających gadów, przodek był ciepłokrwisty więc cecha ta została ewolucyjnie odziedziczona. Wiele dinozaurów, takich jak Tyranozaur miało bardzo aktywny metabolizm i były ciepłokrwiste jak ptaki, ale badanie to dostarczyło pierwszych dowodów na niskie tempo metabolizmu i ektotermię u niektórych dinozaurów. Najwyraźniej z czasem dinozaury takie jak Triceratops i Stegozaur rozwinęły nieco niższe tempo przemiany materii i wydaje się, że były bardziej podobne do zwierząt uważanych za zimnokrwiste. Każda hipoteza dotycząca konkretnego dinozaura lub grupy będzie sprawdzana, w miarę jak paleontolodzy będą się w niej zagłębiać i zdobywać nowe dowody. Jedno jest pewne, dinozaury były aktywnymi zwierzętami z niesamowitymi zachowaniami, które pozwoliły im przeżyć miliony lat usiane gwałtownymi zjawiskami zachodzącymi na planecie. A nowe badanie pokazało, że mogły być dużo bardziej różnorodne niż nam się dotąd wydawało.

Arkadiusz:

Bardziej różnorodne i powszechne mogło być także wino spożywane za czasów starożytnego Rzymu. Było ono wówczas przechowywane w amforach, a trzy z nich liczące 1500 lat odnaleziono na kotwicowisku i wydobyto z dna morskiego w San Felice Circeo, około 88 kilometrów na południowy wschód od Rzymu. Ich zbadanie za pomocą różnych metod pozwoliło wysnuć wniosek, że picie wina było powszechną praktyką w starożytnym Rzymie, z której korzystali nie tylko arystokraci i klasa wyższa, ale także niewolnicy czy chłopi. Łącząc narzędzia chromatograficzne z badaniem szczątków roślin, naukowcy starali się lepiej zrozumieć powłokę i zawartość amfor oraz ich zastosowanie. Wyniki chemiczne i archeobotaniczne pokazały, że do pokrywania wnętrza amfor używano smoły z drewna sosnowego, gdyż żywica ma działanie bakteriobójcze i impregnujące. Ale badacze spekulują, że mogło to być zrobione w celu aromatyzowania samego wina, a ponieważ sosna nie pochodziła z regionu produkcji wina, musiała być importowana, najprawdopodobniej z Kalabrii lub Sycylii. Historyczne i archeologiczne dowody przemawiają za stosowaniem dzikich winogron w tym samym czasie co winogron uprawnych, a pyłek pobrany z rzymskiej amfory może reprezentować pośredni etap udomowienia, pomiędzy wysoce uprawianymi, a prymitywnymi odmianami pochodzącymi od dzikich przodków z południowej Francji. Z dzikich winogron można było wyprodukować lokalne wino stołowe przeznaczone do powszechnego użytku, ale także wina bardziej wyrafinowane. Niestety wobec braku etykiet na amforach ewentualne możliwości użycia ich zawartości pozostają hipotetyczne, gdyż żaden biomarker chemiczny nie jest w stanie odróżnić wina od innych tradycyjnych receptur fermentacji winogronowej. Niektóre rzymskie przepisy kulinarne, poświadczają użycie wina gronowego w tradycyjnej kuchni z wykorzystaniem przypraw i sosów rybnych. Opierając się na dowodach botanicznych, naukowcy wysnuli też hipotezę istnienia wina smakowego znanego ze swoich właściwości leczniczych. Istnieje wiele dowodów na powszechne stosowanie mikstur ziołowych w napojach alkoholowych lub fermentowanych. Zastosowanie mikstur prozdrowotnych zostało odnotowane w starożytnych egipskich winach ziołowych, w starożytnej Grecji, a także poprzez dodatki ziołowe we wczesnośredniowiecznych piwach. Badanie to pokazuje niezwykłe korzyści wynikające z zastosowania podejścia multidyscyplinarnego. Połączone dowody typologii amfor, świadectwo historyczne Pliniusza, wcześniejsze znaleziska archeobotaniczne wskazujące na wykorzystanie dzikich winogron, wyniki chromatograficzne oraz morfologia pyłków i tkanek doprowadziły do nowych interpretacji archeologicznych i antropologicznych.

Arkadiusz:

Wiele badań skupia się także na psylocybinie. Jest to organiczny związek o właściwościach psychodelicznych występujący naturalnie w setkach gatunków grzybów. Psylocybina obok LSD jest najbardziej popularnym i najczęściej używanym psychodelikiem, ale ostatnie badania wskazują na ogromny potencjał psylocybiny w leczeniu depresji. Wykorzystanie grzybów zawierających psylocybinę do poprawy zdrowia i samopoczucia ma długą historię w różnych kulturach, ale ostatnio psylocybina pojawiła się ponownie poza tradycyjnymi kontekstami tubylczymi, jako środek terapeutyczny do leczenia chorób psychicznych i poprawy samopoczucia. Wykorzystuje się przy tym mikrodawkowanie, które polega na wielokrotnym i samodzielnym przyjmowaniu grzybów zawierających psylocybinę w dawkach wystarczająco małych, aby nie wywoływać zmian w świadomości i nie wpływać na regularne funkcjonowanie, czyli do maksymalnie 0,3 gramów suszonego grzyba. Równocześnie ze wzrostem zainteresowania mikrodawkowaniem grzybów zawierających psylocybinę nastąpił wzrost zainteresowania innymi grzybami o przypuszczalnym działaniu terapeutycznym. W szczególności soplówka jeżowata, nazywana tez lwią grzywą, wzbudziła znaczne zainteresowanie ze względu na proponowane leczenie depresji i łagodnych zaburzeń poznawczych oraz przedkliniczne dowody na ułatwianie neurogenezy, co może mieć wpływ na leczenie zaburzeń neurodegeneracyjnych. Grzyb ten jest stosowany od setek lat przez zielarzy medycyny chińskiej jako lek na schorzenia wątroby, nerek, śledziony, żołądka, a także przy zaburzeniach pracy serca, Indianie wykorzystywali go jako środek o właściwościach hemostatycznych, a w postaci sproszkowanej do leczenia ran. Niektórzy ludzie stosujący mikrodozowanie psylocybiny łączyli ją z lwią grzywą właśnie, a także z witaminą B3 w oparciu o przypuszczenie, że witamina B3 może ułatwić wchłanianie grzybów poprzez rozszerzenie naczyń. Aby lepiej ocenić konsekwencje zdrowotne tego pojawiającego się zjawiska, konieczne są dalsze badania z grupami kontrolnymi i dużymi próbami, uwzględniając przy tym czynniki takie jak stan zdrowia psychicznego, wiek i płeć. W nowym badaniu, trwającym dwa lata, zrekrutowano 1133 uczestników w wieku 18 lat lub starszych zarówno stosujących mikrodawki jak i osoby niezaangażowane w takie praktyki. Badanie składało się z oceny wyjściowej wypełnianej na początku badania oraz oceny kontrolnej wypełnianej 22-35 dni później i dotyczyły praktyk psychodelicznych w ostatnim miesiącu, nastroju i zdrowia psychicznego, a także prezentowały zadania testujące przetwarzanie poznawcze i psychomotoryczne. Badacze nie dostarczyli uczestnikom żadnych grzybów psylocybinowych, ale obserwowali i nagrywali doświadczenia uczestników, gdy angażowali się w swoje własne praktyki mikrodozowania. W wynikach zaobserwowano znaczące korzyści dla nastroju i zdrowia psychicznego po jednym miesiącu mikrodozowania grzybów psylocybinowych. Grupa badanych, którzy zgłosili obawy dotyczące zdrowia psychicznego w czasie oceny początkowej, wykazała redukcję objawów depresyjnych z umiarkowanych do łagodnych po około 30 dniach mikrodozowania psychodelików. Wpływ mikrodawkowania na testy funkcjonowania poznawczego i psychomotorycznego był mieszany i ograniczony do sprawności psychomotorycznej, bez widocznego wpływu na pamięć przestrzenną czy szybkość przetwarzania, a wielkość tych efektów wydawała się być zależna od wieku i od łączenia przyjmowania psylocybiny zarówno z lwią grzywą jak i witaminą B3. Jak sami autorzy pracy wskazują, to obserwacyjne badanie miało wiele ograniczeń i aby udoskonalić nasze rozumienie wpływu tych kluczowych czynników konieczne będą badania umożliwiające dokładną ocenę siły działania, składu i ilości mikrodawkowanych substancji. W badaniu nie oceniano działań niepożądanych i interakcji z typowymi lekami przeciwdepresyjnymi, a takie dane będą niezbędne do lepszego zrozumienia bezpieczeństwa i akceptowalności mikrodawkowania. Niemniej jednak, jeśli te ustalenia zostaną poparte podobnymi wynikami w innych próbach i badaniach mogą stanowić ważny pierwszy krok w rozwoju nowych metod leczenia dominujących i opornych zaburzeń neurologicznych.

Arkadiusz:

Czasem zdarza się także, że nowe badania weryfikują wiedzę, ale przez to bardzo ją komplikują. Wydaje się, że jest tak w kwestii pochodzenia ludzi z Mikronezji, obejmującej około 2000 małych wysp rozrzuconych w rozległym regionie Pacyfiku. Mikronezja to odrębny od Polinezji i Melanezji naród, choć one również położone sa na małych pacyficznych wyspach. Mikronezja zaczęła być zaludniana wcześniej niż inne części odległej Oceanii, ale pochodzenie jej mieszkańców pozostawało niejasne. Współcześni ludzie przybyli do Oceanii co najmniej 47 000 lat przed naszą erą i rozprzestrzenili się między innymi w Australii, Nowej Gwinei i Wyspach Salomona. Ale dowody archeologiczne, poparte badaniami lingwistycznymi, sugerują, że ludzie po raz pierwszy dotarli do rozległego regionu Mikronezji znacznie później, bo dopiero około 3500 lat temu z czasem docierając na kolejne niezamieszkane wyspy odległej Oceanii. Przemieszczanie się starożytnych ludzi może być trudne do ustalenia na podstawie obecnej struktury genetycznej populacji. Badając zaludnienie wysp Mikronezji, naukowcy przeanalizowali 164 starożytne szczątki ludzkie z pięciu różnych stanowisk archeologicznych, pochodzące z różnych prehistorycznych przedziałów czasowych, wraz ze 112 współczesnymi osobnikami z tego samego obszaru. Połączyli te nowe dane z wynikami poprzednich badań, a także porównali swoje wyniki z badaniami lingwistycznymi. Analiza ujawniła pięć strumieni migracyjnych do Mikronezji. Trzy są związane z Azją Wschodnią, jeden jest polinezyjski, a piąty jest źródłem papuaskim związanym z kontynentalnymi Nowogwinejczykami. Ludzie z Archipelagu Marianów mogą wywodzić całe swoje przed kolonialne pochodzenie ze źródeł wschodnioazjatyckich, co czyni ich jedynymi odległymi Oceańczykami bez papuaskiego rodowodu. Dziedziczone tylko od matki mitochondrialne DNA było bardzo zróżnicowane we wczesnych społecznościach oceanicznych, ale jednorodne wewnątrz grup, co sugeruje matrylokalne praktyki, dzięki którym kobiety prawie nigdy nie wychowywały swoich dzieci w społecznościach innych niż te, w których dorastały. Gospodarstwa domowe były skupione wokół kobiet, podczas gdy mężczyźni żeglowali pomiędzy wyspami, migrując i przenosząc w ten sposób geny. Od czasów kolonialnych ludy Pacyfiku dzieli się na "Melanezyjczyków", "Polinezyjczyków" i "Mikronezyjczyków", kierując się teoriami o wspólnym pochodzeniu. Jednakże nowe wyniki pokazują, że ludzie w Mikronezji mają różne pochodzenie przodków nawet w tym samym regionie geograficznym, co sugeruje, że termin "Mikronezja" powinien być używany jako etykieta geograficzna bez sugerowania pochodzenia biologicznego.

Arkadiusz:

Na koniec opowiem o piaskowych magazynach ciepła, które mogą być znakomitym magazynem energii, pochodzącej z farm wiatrowych lub słonecznych. Nowa technologia została opracowana i opatentowana przez młodych fińskich inżynierów, założycieli Polar Night Energy i może być stosowana na całym świecie. Co więcej istnieje już pierwszy komercyjny magazyn ciepła na bazie piasku zbudowany dla przedsiębiorstwa energetycznego z zachodniej Finlandii i będzie on dostarczał ciepło dla sieci ciepłowniczej miasta Kankaanpää. Jak to w ogóle działa? Z grubsza, energię elektryczną pochodzącą z dowolnego źródła zamienia się na ciepło i przechowuje do późniejszego wykorzystania w magazynach wypełnionych piachem. Okazuje się, że ziarna piasku są zaskakująco pojemne, jeśli chodzi o magazynowanie energii. Magazyn o szerokości 4 metrów i wysokości 7 metrów wypełniono niskiej jakości piaskiem o wadze 100 ton i ładowany jest ciepłem pochodzącym z nadmiaru energii słonecznej i wiatrowej. Wielkość magazynów może wahać się od kilkudziesięciu do kilku tysięcy metrów sześciennych, istnieje też możliwość zlokalizowania magazynu pod ziemią, aby zaoszczędzić miejsce. Wewnątrz magazynu w procesie zwanym ogrzewaniem oporowym, ciepło jest generowane przez tarcie powstające, gdy prąd elektryczny przechodzi przez jakikolwiek materiał, który nie jest super przewodnikiem. Gorące powietrze krąży następnie rozprowadzane w zbiorniku poprzez wymiennik ciepła, montowany jest też system wymiany, który umożliwia efektywny transport energii do i z magazynu. Odpowiednia izolacja pomiędzy magazynem, a otoczeniem zapewnia długi okres przechowywania, nawet do kilku miesięcy, przy minimalnych stratach ciepła, sam piasek może magazynować ciepło o temperaturze około 500C. Jak rozwiązano problem z dostępnością piasku? Według holenderskich badań opublikowanych na początku tego roku, zapotrzebowanie na ten materiał budowlany wzrośnie o 45% w ciągu najbliższych 40 lat. Piasek budowlany jest zwykle wydobywany z rzek i jezior, ponieważ musi mieć odpowiednią strukturę, aby nadawał się dla budownictwa, a piaskowe mafie przyspieszają jego utratę z tych ekosystemów. Fińskie rozwiązanie mniejszą wagę przykłada do rodzaju piachu, magazyny piaskowe działają z każdym rodzajem, który ma wystarczająco dużą gęstość, w ramach określonych parametrów termodynamicznych. "Skomplikowana część dzieje się w komputerze; musimy wiedzieć, jak energia, czyli ciepło, porusza się wewnątrz magazynu, abyśmy wiedzieli przez cały czas, ile ciepła jest dostępne i w jakim tempie możemy go rozładowywać i ładować", mówi jeden z konstruktorów. Pierwsza, pilotażowa konstrukcja wybudowana w mieście Tampere, jest podłączona do lokalnej sieci ciepłowniczej i dostarcza ciepło dla kilku budynków w tym miejskiego basenu. Pilotaż umożliwia testowanie, sprawdzanie i optymalizację rozwiązania w zakresie magazynowania ciepła. W projekcie pilotażowym energia pochodzi częściowo z paneli słonecznych o powierzchni 100 metrów kwadratowych, a częściowo z sieci elektrycznej. Magazyny ciepła można podłączyć do większości systemów przesyłu i są one kompatybilne z pompami ciepła. System może produkować gorącą wodę dla systemów obiegu wody lub gorące powietrze i parę technologiczną do zastosowań przemysłowych. Pierwszą instalację tego systemu firma wykorzystuje do podgrzania ciepła odpadowego odzyskiwanego z serwerów danych, które są przeznaczone do wysokowydajnych obliczeń. W zależności od pory roku, temperatura 60-stopniowego ciepła odpadowego z serwerów musi zostać podniesiona do 75-100 stopni, zanim zostanie ono wprowadzone do sieci ciepłowniczej. Takie rozwiązania są nie tylko oryginalne i ciekawe, mogą być technologią znacząco ograniczającą emisję gazów cieplarnianych, ale mogą też stanowić przyszłość w zakresie magazynowania energii przy potencjalnych problemach z dostępem do niej po zaostrzeniu stosunków z Rosją w obliczu jej agresji na Ukrainę i dołączeniem Finlandii do NATO.

Arkadiusz:

I to już wszystko na dziś na kolejny odcinek zapraszam w sobotę, dziękuję Wam za uwagę i do usłyszenia!