Nauka To Lubię

Oficjalna strona Tomasza Rożka

Tag: biologia

Najgroźniejsza broń biologiczna

Gdybym miał powiedzieć, którego rodzaju broni masowego rażenia boję się najbardziej, powiedziałbym, że biologicznej. Moim zdaniem, jest ona bardziej perfidna, niż chemiczna i atomowa.

Gdybym miał powiedzieć, którego rodzaju broni masowego rażenia boję się najbardziej, powiedziałbym, że biologicznej. Moim zdaniem jest ona bardziej perfidna niż broń jądrowa i chemiczna.

Zobacz odcinek:       https://youtu.be/raMiib2O28k

Tworząc ranking najgroźniejszych rodzajów broni zacząłem się zastanawiać, jakie kryteria powinienem wziąć pod uwagę. Na pewno skalę i skuteczność rażenia, koszty produkcji i dostępność komponentów, zaawansowanie technologiczne i łatwość zatrudnienia specjalistów. Nie bez znaczenia jest także to czy po użyciu można zająć zdobyty teren, czy też trzeba latami czekać, aż „czynnik zabijający” się zneutralizuje.

Organizmy chorobotwórcze, które wywołują tak groźne choroby jak cholerę, ospę, dur brzuszny, plamisty, dżumę czy żółtą febrę, a także grypę można zdobyć stosunkowo łatwo w licznych bankach genetycznych, znajdujących się przy dużych ośrodkach naukowych. Znane są przypadki kiedy państwom rządzonym przez dyktatorów, chorobotwórcze bakterie czy wirusy dostarczała firma kurierska. Koszty produkcji broni biologicznej są bardzo małe.

Do rozmnażania bakterii wystarczy wiedza zdobyta na podstawowym kursie biologii, a można to robić w niewielkim laboratorium, które można umieścić właściwie wszędzie. Do rozmnażania na masową skalę groźnych organizmów można użyć kadzi, które wykorzystuje się np. do … warzenie piwa.

Broń biologiczna jest bardziej perfidna niż chemiczna. Można rozsiać nad wybranym terenem bakterie, które np., zniszczą uprawy i doprowadzając mieszkańców do głodu, albo gospodarkę do upadku. To się nazywa terroryzm socjoekonomiczny. W taki sam sposób można zabić wszystkie zwierzęta hodowlane. Zarazki nie muszą być zrzucane z samolotów, mogą być roznoszone przez owady czy gryzonie. W rzeczywistości historia zna takie przypadki.

W 1940 roku, na chińskie miasta, Japończycy rozrzucili zakażone dżumą pchły, wywołując epidemię. Ale to nie był pierwszy przypadek użycia broni biologicznej. W starożytności zatruwano studnie wrzucając do nich zdechłe zwierzęta, a nierzadko zdarzało się, że w czasie oblężenia z katapult w kierunku miast wystrzeliwano zwłoki ludzi czy zwierząt, które zmarły na jakąś chorobę zakaźną. W czasie jednej z wojen pod koniec XV wieku Hiszpanie skazili wino w Neapolu krwią trędowatych.

Bardzo trudno powiedzieć kiedy po raz ostatni mieliśmy do czynienia z atakiem bronią biologiczną. W zależności od wykorzystanego patogenu, od ataku do epidemii może minąć nawet kilka tygodni. W innych przypadkach skutki chorobotwórcze mogą nastąpić niemalże natychmiast po ataku. Nawet gdybyśmy wiedzieli że właśnie zrzucono na nas, wpuszczono do wody w wodociągach, albo do wentylacji w budynku chorobotwórcze bakterie, niewiele możemy zrobić. Szybka i wysoka dawka antybiotyków? Tak, ale tylko wtedy, gdy wiemy czym zaatakowano. A określenie tego wcale nie jest takie proste. Testy wyszkolonych grup ludzi (muszą jeszcze znajdować się gdzieś w pobliżu) mogą trwać nawet kilka godzin, a jest to czas w którym większość bakterii już się w organizmie „zadomowiła”. Nawet jednak, gdyby od razu było wiadomo jakimi bakteriami zaatakowano, z symulacji robionych w USA wynika, że skuteczny atak biologiczny bakteriami wąglika tylko na jedno większe miasto zaowocowałby zużyciem całych krajowych zapasów antybiotyków w ciągu dwóch tygodni.

A co się stanie gdy na czynnik biologiczny nie ma antybiotyków? Jeden z twórców radzieckiego programu broni biologicznej Ken Alibek po ucieczce do USA mówił wprost, że celem radzieckich naukowców pracujących nad bronią biologiczną było produkowanie takich bakterii i wirusów, na które nie ma szczepionek ani antybiotyków. W praktyce jedna grupa naukowców produkowała metodami inżynierii genetycznej zabójczy organizm, a druga próbowała znaleźć antidotum. Jak się to NIE udawało, uznawano czynnik za idealny do użycia. Usilnie pracowano – a może dalej się to robi – nad zwiększeniem tzw. wirulencji bakterii czy wirusów, których naturalną szkodliwość uznano za niewystarczającą. Wirulencja to zdolności do wniknięcia, namnożenia się oraz uszkodzenia tkanek. Stwarzano także szczepy, które w naturze nie występują, łącząc np. najbardziej groźne cechy dwóch bakterii. Można było mieć pewność, że wróg na pewno nie ma na taki czynnik ani szczepionki ani antybiotyku. W ten sposób powstawały nowe odmiany wirusa ospy i wirusa Marburg.

Broń biologiczna jest groźniejsza od chemicznej jeszcze pod jednym względem. Jest samopowielająca się. Jej zabójcze działanie może się potęgować z biegiem czasu.Drobnoustroje rozsiane podczas ataku biologicznego rozmnażają się w organizmach ofiar i dalej rozprzestrzeniają się same. Tak właściwie wcale nie trzeba dużej ilości bakterii, żeby zarazić sporą grupę ludzi. Niewielka ilość bakterii wąglika – które w formie przetrwalnikowej wyglądają jak kakao – można przetransportować wszędzie. Nawet najbardziej drobiazgowe kontrole nic tutaj nie pomogą.

Broń biologiczna ma jednak dosyć istotną wadę z punktu widzenia prowadzenia wojny. Na długi czas może skazić zaatakowany teren. Brytyjczycy w czasie testów skuteczności laseczek wąglika pod koniec II Wojny Światowej skazili na 50 lat tereny szkockiej wyspy Gruinard. Oczywiście z punktu widzenia terrorystów, skażenie to żadna wada. Terroryści zwykle nie zajmują zaatakowanych przez siebie terenów.

Podsumowując. Broń biologiczna jest łatwa w użyciu i transporcie. Można ją – np. wąglik – przesłać nawet listem. Sama się powiela a jej wyprodukowanie – mówię tutaj o najbardziej dostępnych szczepach – nie wymaga dużej wiedzy. Dla terrorystów jest mniej dostępna niż niektóre trujące gazy, a jej sporym minusem jest to że zostawia za sobą skażony teren. Z kolei plusem jest to, że używający tej broni może zostać niewykryty. Śmierć ludzi, zwierząt, zagłada upraw może wystąpić wiele dni a nawet tygodni po użyciu tej broni.

Brak komentarzy do Najgroźniejsza broń biologiczna

Szkodliwe szufladki

Wściekam się, że nauk ścisłych w szkole często uczy się w tak nieatrakcyjny sposób. Jaki jest tego efekt? Na hasło „jestem fizykiem” widzę w oczach wielu (zbyt wielu) młodych ludzi przerażenie pomieszane ze współczuciem. Już słyszę jak w myślach mówią „mój Boże, jakie on musiał mieć nieszczęśliwe życie”.

Wściekam się, że nauk ścisłych w szkole często uczy się w tak nieatrakcyjny sposób. Kogo to wina? Wszystkich po trochu. Ale nie o tym chcę pisać (a przynajmniej nie tym razem). Wiem za to jaki jest efekt. Otóż na hasło „jestem fizykiem” widzę w oczach wielu (zbyt wielu) młodych ludzi przerażenie pomieszane ze współczuciem. Już słyszę jak w myślach mówią „mój Boże, jakie on musiał mieć nieszczęśliwe życie”.

>> Polub FB.com/NaukaToLubie i pomóż mi tworzyć stronę pełną nauki. 

W czym jest problem z nauczaniem przedmiotów ścisłych? Otóż z tym, że niewielu udaje się nimi zaciekawić. Dlaczego fizyka jest nudna? Bo ciągle wzory. A chemia? Bo nic nie kapuję z tych doświadczeń. To może biologia? A kogo interesują pantofelki?

Myślę, że jednym z głównych problemów… mój były szef, wybitny fizyk, który jako pierwszy człowiek na świecie wyprodukował kompletny atom antymaterii mawiał, że nie ma problemów, są tylko wyzwania… no to jeszcze raz. Myślę, że jednym z głównych wyzwań jakie stoją przed współczesną edukacją, jest zasypywanie szufladek, które sami stworzyliśmy w naszych mózgach, a teraz kopiujemy je do mózgów naszych dzieci. Chodzi mi o szufladki z napisem „fizyka”, „chemia”, „biologia”, „matematyka”. Małe, zainteresowane światem, dziecko nie rozróżnia dziedzin nauki. Dla niego jest nieistotne czy zmieniające kolor jesienne liście to domena biologii, chemii czy fizyki (prawdę mówiąc wszystkiego po trochu). Podobnie jak nie interesuje je czy spadającym z chmury deszczem powinien zajmować się fizyk czy chemik (podobnie jak poprzednio i jeden i drugi może o tym zjawisku sporo opowiedzieć). Dziecko interesuje znalezienie odpowiedzi, a nie to, kto jej udziela. Tymczasem my zamiast odpowiadać, zbyt wiele energii poświęcamy na to by dokładnie „rozdzielić kompetencje”.

Gdzie przebiega granica pomiędzy fizyką i chemią? A gdzie pomiędzy chemią i biologią? Czy cykle komórkowe to biologia czy chemia? A budowa materii? Atomy są chemiczne czy fizyczne? A potęgi? Powinien ich uczyć matematyk, fizyk czy chemik? W rzeczywistości uczy tego każdy na swój sposób, a uczeń – nie tylko ten, który miewa trudności z nauką – zastanawia się czy potęgi znane z matematyki, to te same o których słyszał na chemii czy fizyce? Na domiar złego, niektóre zjawiska zamiast pojawiać się równocześnie, na lekcjach np. chemii i fizyki wprowadzane są w sporych odstępach czasowych. To wszystko powoduje, że czym dłużej młody człowiek jest pod opieką systemu edukacji, tym większy ma problem z ogarnięciem nauk przyrodniczych jako całości. W pewnym sensie to powrót do dalekiej przeszłości, kiedy uważano, że prawa natury nie są uniwersalne. Że zasady, które rządzą zjawiskami przyrody nie wszędzie tak samo „działają”. Osobą, która dokonała przełomu, był Izaak Newton, lekarz, fizyk, filozof, ekonomista i teolog. Prawo powszechnego ciążenia jego autorstwa jako bodaj pierwsze pokazało, że „tutaj” czyli na Ziemi i „tam” czyli w kosmosie, obowiązują te same zasady. Że te same prawa opisują ruch planety wokół Słońca i ruch spadającego z drzewa jabłka. I pomyśleć, że 330 lat po opublikowaniu prac Newtona, nasz system edukacji wypuszcza „w świat” ludzi, którzy mają wątpliwości, czy gęstość oznaczana w chemii jako „d” a w fizyce jako ρ (ro), to ta sama wielkość.

Nasze wyobrażenie o świecie, nasza wiedza o nim jest weryfikowana praktycznie każdego dnia. Ale prawdziwe rewolucje zdarzają się stosunkowo rzadko. Kto tych rewolucji dokonuje? Czyimi rękami są one wprowadzane? Gdyby prześledzić historię nauki, dosyć szybko można dojść do wniosku, że rewolucje robią ci, którzy nie zostali zaszufladkowani, ci którzy potrafią się wznieść ponad tradycyjny – sztuczny i moim zdaniem mocno krzywdzący młodego człowieka – podział na przedmioty. Tak było nie tylko setki lat temu, kiedy jedna osoba studiowała tak różne (z dzisiejszego punktu widzenia) kierunki jak medycyna, filozofia, nauki przyrodnicze, teologia i prawo (Kopernik, Newton czy Kant), ale także w czasach nam bliższych (Hubble, Lemaitre, Rubin). Prawdziwych odkryć, prawdziwych rewolucji w nauce dokonują ci, którzy swoją wiedzą ogarniają wiele półek w bibliotece, a nie ci, którzy znają tylko kilka książek na wyrywki. Choćby znali je na pamięć. No bo na dobrą sprawę, czy jest sens czytać książki na wyrywki, czasami nie po kolei? Wydaje mi się, ba! jestem tego pewny, że opowiadana w książkach historia nabiera rumieńców, wciąga i inspiruje dopiero wtedy gdy jest opowiedziana w całości.

male wielkie odkrycia 1500px 3d

„Małe wielkie odkrycia – najważniejsze wynalazki, które odmieniły świat”. Steven Johnson

A skoro już piszę o książkach i półkach. Do przemyśleń nad systemem edukacji nakłoniła mnie lektura pewnej książki. Nakładem wydawnictwa Sine Qua Non właśnie ukazały się „Małe wielkie odkrycia – najważniejsze wynalazki, które odmieniły świat”. Bardzo żałuję, że w polskiej szkole w ten sposób nie uczy się nauk ścisłych. Jasne, na fizyce czy na chemii muszą być wzory i zadania z treścią, ale szkoda, że bardzo często przysypani rachunkami, zapominamy co tak właściwie liczymy. Steven Johnson, autor „Małe wielkie odkrycia…” napisał książkę, która pokazuje historię rozwoju naszej cywilizacji. Pokazuje zawiłą, ale równocześnie pasjonującą drogę jaką przechodzili ludzie ciekawi i uparci. Nie opisuje pojedynczych wynalazków, nie dzieli ich na te dokonane przez fizyków, chemików i biologów. Pokazuje historię dochodzenia do odkryć. Do wybudowania teleskopu przyczyniło się oblężenie, setki lat wcześniej, Konstantynopola. Do skonstruowania pierwszego mikroskopu, wynalezienie dużo wcześniej prasy drukarskiej. Ta książka jest pełna, tak zaskakujących „związków”. Nie będę więcej zdradzał. Powiem tylko, że te największe odkrycia nie byłyby możliwe, bez tych małych. Małych wcale nie znaczy banalnych i nudnych. Przeciwnie. Małych, znaczy tajemniczych, nieznanych i nieoczywistych.

>> Polub FB.com/NaukaToLubie i pomóż mi tworzyć stronę pełną nauki. 
7 komentarzy do Szkodliwe szufladki

Kolorowa jesień naukowo

Jest taki moment w roku, kiedy las – zwykle zielony – mieni się niemalże wszystkimi możliwymi kolorami. Dlaczego liście zmieniają kolor jesienią?

Liście są zielone, bo zawierają chlorofil. To związek chemiczny, barwnik, który potrafi „produkować” elektrony pod wpływem światła słonecznego. Po co roślinom elektrony? Potrzebują ich po to, by zaszła fotosynteza, czyli proces, w trakcie którego – w skrócie – z wody, dwutlenku węgla i światła powstają cukry i tlen. Ten ostatni jest usuwany do atmosfery, a cukry stanowią pożywienie dla roślin. W ciągu roku ilość wody i dwutlenku węgla jest mniej więcej stała. Co innego jednak ze światłem. Jego ilość w ciągu 12 miesięcy zmienia się diametralnie.

Sekret tkwi w świetle
Chlorofil to niejedyny barwnik – choć najważniejszy – z wielu występujących w roślinach zielonych. Gdy jesienią temperatura obniża się i powoli spada ilość dochodzącego do powierzchni ziemi światła słonecznego, dla roślin to znak, że zbliża się zima. Czas odpoczynku, a właściwie snu. To także sygnał, by przestać produkować chlorofil. To dosyć racjonalna decyzja. Skoro światła i tak jest coraz mniej, a za chwilę przyjdzie w ogóle „przystopować”, po co tracić energię na produkcję chlorofilu?

A więc chlorofilu jest coraz mniej, ale tutaj niespodzianka. Można by się spodziewać, że wraz z zanikiem barwnika liści, powinny one stawać się coraz bardziej przezroczyste. Otóż nie! Chlorofil znika a wraz ze zbliżaniem się zimy „do głosu” dochodzą inne barwniki. Są w liściach przez cały czas, ale „hegemonia” chlorofilu powoduje, że tych innych po prostu nie widać. Pojawiają się dopiero wtedy, gdy zmniejsza się ilość zielonego barwnika. Liście stają się coraz bardziej żółte i pomarańczowe, ale nie dlatego, że przysychają, ale dlatego, że znajduje się w nich całkiem sporo barwników z grupy karotenoidów. To te, które nadają kolor marchewce czy pomarańczom. Dzięki karotenoidom liście stają się żółte, pomarańczowe czy brązowe. Ale nie wszystkie liście są tak samo żółte. Sekret tkwi w ilości dochodzącego do powierzchni ziemi światła, a także temperaturze, gatunku drzewa, a nawet odczynie pH gruntu, na którym roślina się rozwija. Na jesień bardzo żółte są liście osiki, ale już liście klonu czy jesionu w ogóle nie żółkną. Te stają się intensywnie czerwone.

O co chodzi z czerwienią?
Barwniki, które odpowiadają za wiele odcieni czerwieni jesiennych liści, pochodzą z grupy antocyjanidyn. Te same związki występują zresztą w kwiatach. I tutaj ciekawostka. Dokładnie ten sam barwnik (cyjanidyna) nadaje róży kolor krwistej czerwieni i chabrom ciemnego błękitu. Wracając jednak do liści. Tak jak barwnik żółty czy pomarańczowy jest w liściach przez okrągły rok, tak barwniki czerwone produkowane są dopiero jesienią. Bez sensu? Po co tuż przed opadnięciem liść traci energię na produkcję czegokolwiek? To rzeczywiście swego rodzaju tajemnica. Dzisiaj naukowcy sądzą, że barwniki z grupy czerwonych chronią komórki liści przed zamarznięciem.

Jesienią nocne przymrozki są czymś zupełnie normalnym. Rośliny, w których liściach jest dużo czerwonych barwników, są odporniejsze na nie. To, co zastanawia badaczy, to fakt, że związki z grupy antocyjanidyn są produkowane także w innych okolicznościach. Na przykład wtedy, gdy roślinę zaatakują jednokomórkowe grzyby, gdy natężenie światła UV jest zbyt wielkie albo gdy zanieczyszczenie środowiska staje się dla nich uciążliwe. Czerwone liście mogą świadczyć o chorobie roślin. I znowu pojawia się pytanie. Dlaczego wyczerpana, chora roślina marnuje swoją energię na produkcję czerwonych barwników ? Czy nie lepiej, by w tej sytuacji ją oszczędzała? Eksperci przypuszczają, że jeżeli antocyjanidyny są produkowane po to, by liść wisiał na drzewie tylko troszkę dłużej, może oznaczać, że tuż przed zimą drzewo chce pobrać ze środowiska coś, co pomoże mu we wzroście w kolejnym sezonie. Być może tak jest rzeczywiście. W końcu liść zawiera wiele soli mineralnych czy pierwiastków, które roślinie mogą się jeszcze przydać. Część z nich drzewo odzyska, gdy liść zgnije na powierzchni gruntu, ale być może substancje najbardziej potrzebne roślina chce odzyskać bezpośrednio z liścia? Jeżeli tak, czerwone barwniki przypominałyby nieco komandosów czy BORowców, którzy w sytuacji zagrożenia pilnują ewakuacji ważnych osób. Dbają by liść wisiał jak najdłużej, po to by zanim spadnie, udało się z niego nak najwięcej wyciągnąć.

Przepis na kolorową jesień
Niektóre barwniki są charakterystyczne dla konkretnego gatunku roślin. Inne występują we wszystkich, ale pojawiają się w zależności od warunków zewnętrznych. To dlatego liście nawet dwóch stojących obok siebie drzew mogą mieć nieco inny odcień. Czy można sformułować przepis na kolorową jesień? Listę warunków, jakie muszą zostać spełnione, by spacer po jesiennym lesie był przeżyciem wręcz metafizycznym? Można się o to pokusić. Temperatura powietrza powinna spadać powoli, nie gwałtownie. To samo dotyczy ilości dochodzącego do liści światła. Pogoda powinna być słoneczna, a niebo niezasnute chmurami. Tylko wtedy chlorofil będzie ustępował innym barwnikom w sposób ciągły. Jakiekolwiek nagłe zmiany mogą spowodować, że liście znajdą się na ziemi, zanim zdążą zapłonąć feerią kolorów. Jeżeli jest zbyt mokro, liście wcześniej spadną, a jeżeli zbyt często chmury będą przysłaniały słońce, liście nie wyprodukują czerwonego barwnika. W skrócie: jesień musi być ciepła, sucha i słoneczna. Wtedy będzie złota, czerwona, brązowa, żółta, pomarańczowa…

 

Polecam wideo  „Tajemnica czerwonego drzewa – Nauka. To lubię.”

 

Polecam wideo „Liście jesienią (okiem fizyka) – Nauka. To lubię.”

Brak komentarzy do Kolorowa jesień naukowo

Type on the field below and hit Enter/Return to search