Kategoria: today I learned

KategorieBiologiatoday I learned

Dlaczego pestka awokado jest taka duża?

Opublikowano 23 lipca, 2020Autor: Dawid Czech

Pierwszą rzeczą, która w przypadku takich pytań przychodzi do głowy to kolejne pytanie: a czemu by nie? Otóż wyprodukowanie nasion kosztuje energię, a duże nasiono kosztuje odpowiednio więcej energii. Zatem taka inwestycja musi roślinie się opłacać z ewolucyjnego punktu widzenia. W przeciwnym razie roślina ta mogłaby zostać wyparta przez organizmy z bardziej „rozsądnym” budżetem energetycznym.

Podstawowe wytłumaczenie rozmiaru pestki awokado ma związek z pełnioną przez nią funkcją. Pestka awokado jest nasionem, a zatem odgrywa kluczową rolę w procesie rozmnażania rośliny. Nasiono zapewnia także substancje odżywcze, w postaci tzw. tkanki zapasowej (spichrzowej), niezbędne do wczesnego rozwoju rośliny (zanim będzie w stanie samo fotosyntezować swoje własne pożywienie). To „wsparcie na starcie” jest jednym z powodów, dla którego rośliny nasienne zdominowały tak wiele nisz ekologicznych. Zgodnie z tą logiką, im większe nasiono tym lepszy start dla rośliny, co nie jest bez znaczenia w lesie tropikalnym, w którym wiele szybko rosnących roślin konkuruje o przestrzeń i nasłonecznienie.

Poza tym musi jeszcze istnieć jakiś mechanizm rozsiewania nasion. Dzięki niemu roślina nie będzie konkurować z własnym potomstwem i będzie mogła dotrzeć do innych, potencjalnie niezamieszkałych nisz. W przypadku roślin wytwarzających owoce do rozsiewania nasion wykorzystywane są roślinożerne zwierzęta. To uczciwa wymiana: roślina oddaje część wyprodukowanej przez siebie energii w postaci owocu, a zwierzę, służy za mechanizm dyspersji, zjadając owoc, oddalając się i wydalając nasiono z dala od macierzystego drzewa. Nota bene dlatego nasiona otoczone są wytrzymałą łupiną – gwarantuje ona, że nasiono przejdzie nienaruszone przez układ trawienny zwierzęcia.

Być może zauważyliście już pewien problem z awokado – ze względu na rozmiary jego nasiona, niewiele zwierząt byłoby wstanie zjeść cały owoc i bezpiecznie wydalić samą pestkę. I tutaj docieramy do pewnej ciekawostki: drzewa awokado wyewoluowały w plejstocenie, kiedy na ziemi kroczyła megafauna np. ogromny leniwiec naziemny (Megaterium) wielkości współczesnego słonia. Drzewa awokado zawdzięczają swoje przetrwanie ludziom, którzy świadomie zaczęli rozsiewać nasiona. Z drugiej strony to ludzie najpewniej odpowiedzialni byli za wymieranie megafauny, więc… dzięki za nic?    

PS. Na straży zdrowych relacji roślina owocująca-zwierzę owocożerne stoją pewne mechanizmy ochronne. Nasiona niektórych roślin zawierają także niewielkie ilości trujących, gorzko smakujących związków chemicznych (np. nasiona jabłek zawierają amigdalinę). Ma to na celu zniechęcenie zwierząt do rozłupywania i zjadania samych nasion – ewolucyjny oszuści nie są mile widziani. 

Źródełko zdjęcia: Photo by Estúdio Bloom on Unsplash

KategorieFizykatoday I learned

Tajemnicza przesyłka

Opublikowano 19 lipca, 2020Autor: Dawid Czech

Poczta Polska nie zawodzi, jeżeli chodzi o dostarczanie powodów do ekscytacji. Dostałem smsa, że na mój adres nadana została paczka i mogę ją śledzić pod wskazanym adresem. Kliknąłem na niego bardziej z ciekawości niż niecierpliwości i czego się dowiedziałem? Paczka ma gabaryty XXL, a waży zaledwie 70 gramów. Moja wyobraźnia natychmiast zaczęła wędrować w dziwne miejsca – co może być tak duże a jednocześnie tak lekkie?

Ostatecznie uznałem, że najpewniej jakaś dobra duszyczka wysłała mi ogromną płachtę aerożelu. Aeorżel to to syntetyczny materiał wytworzony z żelu krzemionkowego, w którym komponenty ciekłe zastąpione zostały gazem (powietrzem), tworząc rodzaj bardzo porowatej sztywnej piany. Jest nie tylko ultra-lekki, ale i odporny na mechaniczne ściskanie.

Aerożel jest też wyjątkowo dobrym materiałem do izolacji termicznej, ze względu na jego bardzo słabe przewodnictwo cieplne (ściślej: najniższe przewodnictwo cieplne z istniejących materiałów stałych). Jeśli na cienkim plasterku aerożelu podgrzewanym od dołu przez palnik umieścimy kostkę czekolady to czekolada się nie roztopi, o ile nie dosięgnie jej ciepło emitowane dookoła i ponad płytką.

Aeorożel nie jest jedynie ciekawostką z zakresu badań materiałowych (material science). Znalazł zastosowanie m.in. w sondzie kosmicznej Stardust, w której użyty został do stworzenia „pułapki” na pył kometarny oraz jako izolacja cieplna elektroniki w łazikach Soujourner, Opportunity i Curiosity wysłanych na Marsa. Zastosowanie aerożelu jest jednak ograniczone przez to jak bardzo kruchy jest to materiał (bez większego problemu można go złamać w palcach). Pierwsze wersje aerożelu były też wysoce hydrofilowe – łatwo wchłaniały wodę, która niszczyła jego wewnętrzną strukturę i pozbawiała go jego właściwości. 

PS. Wiem, że to pewnie tylko błąd w systemie Poczty Polskiej, ale preferuję swoją interpretację.

PS2. Dzisiaj trochę shitposting, ale wybieram się zaraz na dłuższą wycieczkę rowerową i nie zdążę skończyć żadnego dłuższego posta. Zresztą wolę dać sobie czas i zrobić solidny research zamiast wypuścić coś na szybko. PS3. Derek Muller zrobił fajny filmik o aerożelu na swoim kanale na YouTube.

Źródełko zdjęcia: NASA/JPL-Caltech – NASA Stardust Website

KategorieFizykatoday I learned

Mleko UHT

Opublikowano 16 lipca, 2020Autor: Dawid Czech

W ciągu całego swojego dotychczasowego życia widziałem pewnie setki kartonów mleka, ale nigdy nie zadałem sobie pytania, o co tak naprawdę chodzi z „mlekiem UHT”. Coś tam mi świtało, że chodzi pewnie o pasteryzację, ale nic ponadto. Skrótowiec „UHT” odnosi się do „Ultra-high temperaturę processing”, metody pasteryzacji polegającej na bardzo szybkim podgrzaniu mleka do temperatury ok. 120-135 stopni Celsjusza na kilka sekund a potem równie szybkim ochłodzeniu do temperatury pokojowej.

Proces ten pozwala na skuteczne zlikwidowanie potencjalnie niebezpiecznych bakterii, co umożliwia przechowywanie nieotwartego mleka nawet przez kilka miesięcy poza lodówką. Jako ciekawostkę dodam, że w USA tego typu metoda pasteryzacji nie jest tak powszechna jak u nas – typowe mleko ze sklepu trzeba zatem przechowywać w lodówce nawet przed otwarciem (tak jak w przypadku polskiego mleka butelkowanego).

PS. Picie surowego, niepasteryzowanego mleka nie jest dobrym pomysłem. Mleko pasteryzuje się po to, żeby usunąć z niego szczepy niebezpiecznych dla człowieka bakterii. Nawet jeśli mleko UHT traci część swoich walorów odżywczych w trakcie sterylizacji to nie powinniśmy się tym przejmować. Dla naszych przodków żyjących w warunkach, w których utrzymanie pozytywnego bilansu kalorycznego i właściwej diety było wyzwaniem, mleko było niezwykle wartościowe, bo stanowiło kolejne źródło  wysokoenergetycznego pokarmu bogatego w cukier (laktozę), tłuszcze, minerały i witaminy.

Dla nas, tj. ludzi żyjących w warunkach względnie łatwej dostępności do zróżnicowanego pożywienia, mleko jest nie tylko zbędne (przynajmniej w przypadku osób dorosłych), ale i potencjalnie szkodliwe ze względu na dodatkowe kalorie. Produkcja mleka wiąże się też z negatywnymi konsekwencjami dla środowiska i dobrostanu zwierząt hodowlanych, ale to kwestia na innego rodzaju post.

Jeżeli chcecie przeczytać coś więcej na ten temat problemu surowego mleka polecam ten artykuł. Na kanale Kurzgesagt jest też dobrze opracowany materiał wideo o mleku ogólnie.

Źródełko zdjęcia: Photo by Mehrshad Rajabi on Unsplash

KategorieJęzykoznawstwoMatematykatoday I learned

Strukturalna stabilność języka a interpretacja

Opublikowano 13 lipca, 2020Autor: Dawid Czech

To, że w języku zdarzają się dwuznaczności (np. w zdaniu Profesor kazał jej przenieść swoją pracę – czyją? Jej czy profesora?) jest niezbędne do istnienia skutecznej komunikacji. Nieostrość znaczenia w języku jest gwarantem jego strukturalnej stabilności. Wyobraźmy sobie, co by się stało gdyby język naturalny był jak matematyka, która dla wielu filozofów (np. dla Leibniza) stanowiła wzór języka doskonałego, pozbawionego problemu błędnych interpretacji.

Na pewno zyskalibyśmy dużo na precyzji, bo wieloznaczności interpretacyjne w matematyce zdarzają się rzadko. Poświęcilibyśmy jednak stabilność. Wystarczy zmienić jeden symbol w wyrażeniu algebraicznym a jego wynik będzie zupełnie inny. Dobrym tego przykładem jest zmiana operacji potęgowania na odejmowanie:

z (2+3)^7

na (2+3)-7

Zależnie od jednego symbolu mamy zatem albo 78125 albo -2.

Język matematyki jest strukturalnie niestabilny. W podanym wcześniej dwuznacznym zdaniu różnica pomiędzy poszczególnymi interpretacjami nie była aż tak rażąca.

A ponieważ rzeczywista komunikacja rzadko odbywa się w warunkach idealnych (o ile coś takiego jest w ogóle możliwe) to precyzja, którą potencjalnie uzyskalibyśmy przez ścisłą formalizację języka, szybko ustąpiłaby miejsca katastrofalnym przekłamaniom informacji.

PS. Przykładem dwuznacznego równania matematycznego jest np. 48/2(9+3). W Internecie jest mnóstwo wątków, w których ludzie kłócą się o poprawne rozwiązanie a tymczasem problem tkwi w przyjętej konwencji notacji.

PS2. Więcej na temat strukturalnej stabilności języka można przeczytać w książce Bartosza Brożka „Granice Interpretacji”.

Źródełko zdjęcia: Photo by Antoine Dautry on Unsplash

KategorieBiologiatoday I learned

Zasada Anny Kareniny w udomowianiu zwierząt

Opublikowano 8 lipca, 2020Autor: Dawid Czech

Zastanawialiście się kiedyś, dlaczego mimo tysięcy lat praktyki i całej wiedzy jako posiedliśmy o genetyce oraz teorii ewolucji jedne zwierzęta udało się udomowić a inne nie? Dlaczego np. konie tak dobrze współpracują z człowiekiem a zebry już nie? Albo dlaczego mamy psy obronne, ale, wbrew wyobrażeniom z literatury fantastycznej, nie doczekaliśmy się nigdy bojowych niedźwiedzi?

Ciekawą odpowiedź na te pytania znalazłem w książce „Strzelby, zarazki, stal. Krótka historia ludzkości” Jareda Diamonda. Jej autor analizuję historię ludzkiego rozwoju, starając się wyjaśnić dlaczego jedne cywilizacje okazały się technologicznie bardziej zaawansowane od innych (bez uciekania się do nienaukowych, rasistowskich argumentów). Zdaniem Diamonda jednym z kluczowych powodów tego zróżnicowania jest dostęp do dających się udomowić zwierząt. To czy zwierzę nadaje się do udomowienia, tj. czy będziemy w stanie hodować je w niewoli i przystosować do własnych potrzeb, świadomie kierując jego torem ewolucyjnym za pomocą sztucznej selekcji (jak w przypadków np. psów, krów i koni), zależy od czegoś co Diamond nazywa „zasadą Anny Kareniny”. Nazwa tej zasady bierze się z pierwszego zdania powieści Lwa Tołstoja „Anna Karenina”:

Wszystkie szczęśliwe rodziny podobne są do siebie, każda zaś nieszczęśliwa jest nieszczęśliwą po swojemu.

Kiedy przekształcimy zawartą w nim w myśl w coś bardziej ogólnego i abstrakcyjnego wyjdzie nam mniej więcej coś takiego: jeśli z pewnej grupy cech (to co sprawia, że rodziny są szczęśliwe) zabraknie choćby jednej to osiągnięcie pożądanego rezultatu nie będzie możliwe (i stąd różne powody rodzin nieszczęśliwych). W przypadku zwierząt hodowlanych Diamond wymienia szereg cech, które muszą być jednocześnie spełnione, zgodnie z powyższą zasadą:

  • Dieta (zwierzę nie może być zbyt wybredne i musi mieć dobrze przekształcać przyswajany pokarm w masę mięśniową; nota bene to jeden z powodów dla którego żadna cywilizacja nie hodowała np. tygrysów czy innych drapieżników na mięso, to się po prostu nie opłaca);
  • Szybkość wzrostu (zwierzę nie może rosnąć za wolno, co wyklucza np. słonie, które potrzebują na to 15-20 lat);
  • Potencjał do rozmnażania w niewoli (zwierzę nie może być „wstydliwe” ani mieć np. skomplikowanych rytuałów godowych);
  • Usposobienie (zwierzę nie może być zbyt agresywne i przez to nadmiernie niebezpieczne dla człowieka);
  • Zachowanie podczas płoszenia się (spanikowane zwierzę nie może reagować agresją);
  • Struktura stadna (zwierzę musi rozwijać się i funkcjonować w ramach struktury stadnej, w którą człowiek mógłby zastępczo wejść np. osobnik alfa u wilków, ogier w stadzie koni).

Mając przed sobą kategorie Diamonda możemy udzielić odpowiedzi na pytania z początku tego posta. Zebry, chociaż z pozoru wyglądają jak pasiaste konie, mają kilka cech, które zasadniczo od koni je odróżniają: nie posiadają tej samej struktury stadnej co konie; mają paskudny nawyk kąsania i przytrzymywania potencjalnego agresora; łatwo się płoszą, a spłoszone potrafią być wyjątkowo agresywne; a do tego potrafią skutecznie unikać schwytania lassem. Co do niedźwiedzi natomiast… to już pozostawię Waszej wyobraźni.

PS. Postanowiłem teraz wspomnieć o książce Diamonda, ponieważ zauważyłem, że pojawiło się nowe polskie wydanie. To nie jest żadna płatna promocja, po prostu sam czytałem tę książkę i ją polecam. Poza tym kaman, jakie ja mam zasięgi. Chyba tylko jacyś desperaci chcieliby się tutaj reklamować.

PS2. Od udomowienia trzeba też odróżnić oswojenie. Wiele dzikich zwierząt da się oswoić tj. zwykle brutalną tresurą zmusić do uległości. Takie zwierzę zawsze pozostanie dzikie i zawsze będzie stwarzać zagrożenie dla ludzi, co najlepiej obrazują śmiertelne wypadki wśród ludzi pracujących z oswojonymi zwierzętami (np. słoniami czy tygrysami).

PS3. Lionel Walter Rothschild, brytyjski zoolog, tak bardzo chciał pokazać, że zebry da się jednak udomowić, że przejechał się karocą zaprzęgnięta w zebry do Pałacu Buckingham. Niestety, jak się domyślacie, z ostatecznego udomowienia zebr nic nie wyszło. Więcej możecie o tym przeczytać np. tutaj.

Źródełko zdjęcia: Photo by Ron Dauphin on Unsplash