چرا رنگ آبی در طبیعت اینقدر کمیاب است؟

منبع:

https://www.livescience.com/why-blue-rare-in-nature.html

وقتی به پهنه آبی آسمان یا ژرفای آبی اقیانوس می نگرید، شاید اندیشه کنید که رنگ آبی در طبیعت متداول است. اما در میان تمام رنگهایی که در صخره ها، گیاهان و گل ها یا در پشم و پر و پوست حیوانات یافت می شود آبی بطرز شگفت آوری نادر است.

اما چرا رنگ آبی تا به این حد کمیاب است؟ پاسخ را در شیمی و فیزیک تولید رنگ و نحوه دیدن آن می توان یافت.

هر کدام از چشمان ما دارای 6 تا 7 میلیون سلول حساس به نور است که سلولهای مخروطی (cones) نامیده می شوند. سه نوع از این سلولها در چشم هر فرد با دید رنگی طبیعی وجود دارد و هرکدام به یک طول موج خاص نور حساس هستند: قرمز، سبز یا آبی. اطلاعات حاصل از میلیونها مخروط بصورت سیگنالهای الکتریکی به مغز ما می رسد. این سیگنالها نوع رنگ بازتابیده از یک جسم را به مغز مخابره می کنند که بصورت سایه رنگی توسط مغز تعبیر می شود.

وقتی ما به یک شی رنگی نگاه می کنیم، آن شی بخشی از طول موجهای نور سفید تابیده بر خود را جذب کرده بقیه را باز می تاباند. برای نمونه وقتی یک گل آبی رنگ مانند گل ذرت را می بینید، به این دلیل آن را آبی می بینید که گل طول موج قرمز نور را جذب کرده است. به عبارتی آبی بخشی از طیف نوری است که گلبرگهای آن باز می تابانند.

در طیف مرئی، قرمز دارای طول موجهای بلند است که به معنای دارا بودن انرژی بسیار پایین نسبت به سایر رنگها است. برای این که یک گل آبی به نظر برسد باید بتواند مولکولی تولید کند که قادر به جذب مقادیر بسیار کم انرژی طول موج قرمز باشد.

تولید چنین مولکولهایی که بسیار زرگ و پیچیده اند، برای گیاه مشکل است. به همین دلیل گلهای آبی رنگ تنها 10 درصد تقریبا 300 هزار نوع گل موجود در دنیا را تشکیل می دهند. یکی از محرکهای تکامل گلهای آبی رنگ این است که آبی برای گرده افشانهایی مانند زنبور بسیار قابل دیدن است و تولید شکوفه های آبی برای گیاهان در زیست بومهای رقابتی بسیار سودمند است و با جذب زنبورها می تواند باعث افزایش گرده افشانی و تکثیر گیاه گردد.

اما در دنیای حیوانات دلیل تکاملی برای ایجاد رنگ آبی وجود ندارد  به همین دلیل آبی در حیوانات بسیار نادر تر است.

---

تدریس دروس ریاضیات دبیرستان و دانشگاه

با کیفیت عالی، ارائه جزوات مدون و جامع و نمونه سوال

پشتیبانی در آزمونهای مختلف

توسط مدرس خصوصی دروس دانشگاه با بیش از بیست سال سابقه تدریس

شماره تماس [phone] (ترجیحا پیامک یا واتس آپ)

مفهوم عدد CT در تست های کووید 19

عدد CT مخفف آستانه چرخه یا Cycle Threshold در تست کووید 19، به معنای میزان ویروسی است که شخصی در بدن خود میزبانی می‌کند.

این عدد می‌تواند تا اندازه‌ای نشان دهنده میزان خطرناک بودن ابتلا باشد. همچنین میزانی باشد از آلوده کنندگی فرد مبتلا که باید از سایرین جدا و قرنطینه شود. عدد CT یک معیار ناقص است و افزودن آن به نتیجه تست هنوز مورد مناقشه کارشناسان مرتبط می‌باشد.

تست های استاندارد ابتلا به کووید 19 را با جداسازی و تکثیر رشته وراثتی ویروس با استفاده از فنی به نام واکنش زنجیره ی پلیمراز (PCR) انجام می‌دهند که بر چرخه های متعدد تکثیر رشته وراثتی جهت تولید میزان قابل شناسایی RNA ویروس متکی است. مقدار CT تعداد چرخه‌هایی است که برای آشکارسازی ویروس لازم است. ماشین های PCR پس از رسیدن به نقطه آشکارسازی از کار می‌ایستند. اگر پس از 37 تا 40 چرخه ویروس آشکارسازی نشد، تست منفی محسوب می‌شود. اما نمونه‌های مثبت می‌توانند مقادیر CT بسیار متفاوتی داشته باشند.

ماشین های مختلف PCR نیز می‌توانند در مقادیر مختلف CT از کار بایستند. سواب‌های مختلف از یک فرد نیز می‌توانند نتایج مختلفی بدست دهند. بنابراین مقدار CT یک مقیاس مطلق محسوب نمی‌شود.

نتایج تحقیقات نشان می دهند فرد مبتلا در روزهای نخست دارای مقدار CT زیر 20 است و سپس با پاک شدن ویروس کرونا این مقدار به تدریج بالاتر می‌رود. یادآوری می شود که این عدد به معنای بار ویروسی موجود در بدن شخص نیز هست.

منبع:

https://www.sciencemag.org/news/2020/09/one-number-could-help-reveal-how-infectious-covid-19-patient-should-test-results

رابطه میان گروه خونی و احتمال ابتلا به کووید 19

گروه خونی فرد به ژن هایی بستگی دارد که از والدین خود به ارث برده است. نظام ABO شناخته شده ترین روش گروه بندی نوع خون افراد است. چهار گروه خونی مختلف عبارتند از A، B، AB و O. درون این گروهها هشت نوع خونی متفاوت دیگر نیز می توان تشخیص داد.

وقتی فردی به تزریق خون نیاز دارد، ابتدا باید گروه خونی او مشخص شود. تزریق گروه خونی ناسازگار می تواند برای فرد بیمار خطر مرگ داشته باشد.

خون انسان از چهار جزء اصلی تشکیل شده است:

-        گلبول های قرمز که اکسیژن را در سراسر بدن منتقل می کنند.

-        گلبول های سفید که نقش دفاع از بدن در برابر عوامل بیماری زا را به عهده دارند.

-        پلاسما که مایع زردرنگی است حاوی پروتئین و نمک

-        پلاکت ها که موجب لخته شدن خون می شوند.

گروه خونی به آنتی ژن هایی بستگی دارد که روی سطح گلبول های قرمز وجود دارند.

آنتی ژن ها مولکولهایی پروتئینی یا شکر هستند. نوع و ویژگی آنتی ژنها بخاطر تفاوتهای ژنتیکی بین افراد فرق می کند. آنتی ژنهای موجود در خون وظایف متعددی بر عهده دارند:

-        انتقال سایر مولکولها به درون و بیرون سلول

-        حفظ ساختار گلبولهای قرمز

-        شناسایی سلولهای ناخواسته که می توانند موجب بیماری شوند.

برای رده بندی انواع  خون دانشمندان از دو نوع آنتی ژن استفاده می کنند:

-        آنتی ژنهای ABO

-        آنتی ژنهای Rh

آنتی ژنها و آنتی بادی ها (پادتنها) نقش مهمی در سازوکار دفاعی سیستم ایمنی بدن ایفا می کنند. آنتی بادی توسط گلبولهای سفید تولید می شود. این آنتی بادی ها اگر یک آنتی ژن را به عنوان شیء خارجی تشخیص دهند به آن حمله می کنند. به همین دلیل باید به هر فرد گروه خونی خودش را تزریق کرد. در غیر اینصورت گلبولهای سفید بدن آن شخص خون تزریق شده را به عنوان ماده خارجی تلقی کرده و به آن حمله ور می شوند. این امر موجب لخته شدن خون تزریقی و مرگ فرد مزبور خواهد شد.

متداولترین انواع خون

سیستم ABO انواع خون را بر اساس آنتی ژنهای گلبولهای قرمز و آنتی بادی های موجود در پلاسما رده بندی می کند. بر اساس سیستم ABO و آنتی ژنهای RhD نوع خون شخص جهت انتقال ایمن خون تعیین می شود. چهار گروه ABO وجود دارد:

گروه A: سطح گلبولهای قرمز محتوی آنتی ژنهای A و پلاسما حاوی آنتی بادی های ضد B است. آنتی بادی ضد B به گلبولهای قرمز محتوی آنتی ژنهای B حمله خواهد کرد.

گروه B: سطح گلبولهای قرمز محتوی آنتی ژنهای B و پلاسما حاوی آنتی بادی های ضد A است. آنتی بادی ضد A به گلبولهای قرمز محتوی آنتی ژنهای A حمله خواهد کرد.

گروه AB: سطح گلبولهای قرمز محتوی هم آنتی ژنهای A و هم آنتی ژنهای B هستند. اما پلاسما حاوی آنتی بادی های ضد A یا ضد B نیست. افراد دارای این گروه خونی می توانند هر گروه خونی دیگر را دریافت کنند.

گروه O: پلاسما حاوی هر دو آنتی بادی ضد A و ضد B بوده ولی سطح گلبول های قرمز حاوی هیچ آنتی ژن A یا B نیست. خون گروه O می تواند به هر فردی با گروه خونی دلخواه تزریق شود.

عامل رزوس

برخی گلبولهای خون دارای عامل Rh هستند که به عنوان آنتی ژن RhD خوانده نیز خوانده می شوند. گروه بندی بر اساس رزوس بعد دیگری بر رده بندی انواع خون می افزاید. اگر گلبولهای قرمز دارای آنتی ژن RhD باشد RhD مثبت خوانده می شوند. در غیر اینصورت RhD منفی نامیده می شوند. بدین ترتیب هشت گروه خونی مختلف وجود دارد که فراوانی آنها در انسانها مطابق جدول زیر است:

نوع گروه خونی	درصد افراد دارای این گروه خونی
A-positive (A+)	30%
A-negative (A-)	6%
B-positive (B+)	9%
B-negative (B-)	2%
AB-positive (AB+)	4%
AB-negative (AB-)	1%
O-positive (O+)	39%
O-negative (O-)	9%

خون O^- حاوی هیچ آنتی ژنی نیست. تقریبا همه افراد با هر گروه خونی می توانند از این نوع گروه خونی دریافت کنند. فردی که دارای Rh مثبت است تنها به فردی با Rh مثبت می تواند خون اهدا کند ولی فردی با Rh منفی می تواند هم به Rh مثبت و هم Rh منفی خون اهدا نماید. قاعده در مورد اهدای پلاسما کاملا بر عکس است و فردی که گروه خونی AB دارد می تواند به همه افراد پلاسما اهدا کند.

رابطه ابتلا به کووید 19 و گروه خونی

تاکنون مطالعه جامعی بر روی رابطه میان گروه خونی و درصد افراد مبتلا به کووید 19 انجام نشده است. تنها مقاله ای که توسط نگارنده یافت شده و اشاره مستقیم به این موضوع کرده در سایت کتابخانه ملی وزارت بهداشت منتشر گردیده و حاوی آدرس و مشخصات زیر است. عین جمله ای که در نتیجه گیری مقاله به این موضوع اشاره می کند و ترجمه آن نیز در ادامه آورده شده است.

Potential association of COVID-19 and ABO blood group: An Indian study

Clinical findings of present study concluded that the blood group O might be protective while the blood group A and B might have increased susceptibility to the COVID-19 infection.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8168328/

یافته های بالینی مطالعه حاضر بر این نتیجه دلالت دارند که نوع گروه خونی O ممکن است در برابر بیماری کووید 19 مقاوم باشد در حالی که گروه های خونی A و B استعداد بیشتری برای ابتلا به کووید 19 دارند.

منابعی برای مطالعه بیشتر:

https://www.medicalnewstoday.com/articles/218285

 _______________________________________________________________

تدریس دروس ریاضیات دبیرستان و دانشگاه

با کیفیت عالی

توسط مدرس خصوصی دروس دانشگاه با بیش از بیست سال سابقه تدریس

شماره تماس [phone] 

اگر زمین به ناگاه از چرخش بایستد چه اتفاقی خواهد افتاد؟

زمین بطور پیوسته با سرعت محیطی بالایی به دور خود می چرخد. ما نمی توانیم این حرکت را حس کنیم ولی اگر زمین به ناگاه از حرکت بایستد چه اتفاقی می افتد؟

اگر چرخش زمین به دور خود به ناگاه متوقف شود، تکانه زاویه ای هر شی بر روی زمین باعث از هم گسیختگی سطح زمین خواهد شد و به واقع روز بسیار بدی را برای ساکنان زمین رقم خواهد زد.

در حال حاضر هیچ نیروی طبیعی برای توقف حرکت چرخشی زمین وجود ندارد و به همین دلیل زمین از نخستین لحظه پیدایش آن همواره در حال چرخش بوده است.

کره زمین هر 23 ساعت و 56 دقیقه و 4.09053 ثانیه یک دور به دور محور خود می گردد. بدین ترتیب هر نقطه روی استوای زمین با سرعت 1770 کیلومتر بر ساعت به دور این محور حرکت می کند. این سرعت دورانی در دو قطب به صفر می رسد. اگر زمین به ناگاه از دوران بازداشته شود تکانه زاویه ای وارد شده به هوا، آب و حتی صخره ها در طول خط استوا باعث تداوم حرکت آنها با سرعت 1770 کیلومتر بر ساعت می شود. این جنبش سطح زمین را از هم گسیخته و قطعات آن را به لایه های بالایی اتمسفر پرتاب می کند.

سپس این قطعات صخره ای از لایه های بالایی جو دوباره به سوی زمین جذب شده و مانند باران مداومی از شهابسنگ ها بر زمین فرود می آیند. بمباران مداوم این قطعات ملتهب پوسته زمین را به صورت یک اقیانوس مذاب از مواد در خواهد آورد. تقریبا تمامی آب روی سطح زمین نیز تبخیر می شود.

بدین ترتیب این پدیده غیرقابل تصور در صورت وقوع نتایج بسیار وخیمی برای کل کره زمین خواهد داشت.

برگرفته از:

https://www.livescience.com/what-if-earth-stopped-spinning.html

روش CRISPR برای جلوگیری از تکثیر ویروس کرونا در سلولهای انسانی

دانشمندان فناوری ویرایش ژنهای  CRISPR را برای متوقف ساختن تکثیر ویروس کرونا در سلولهای انسانی بکار گرفته اند، رویکردی که شاید یک روز به عنوان درمان موثری برای کووید 19 عمل کند.

لیکن این مطالعه بر روی بشقابهای آزمایشگاهی انجام شده و هنوز بر روی حیوانات یا انسانها آزمایش نشده است، بدین معنی که دست یافتن به درمان بیماری بر اساس این روش ممکن است سالها بطول بیانجامد.

CRISPR ابزاری است که پژوهشگران را قادر می سازد DNA را با دقت ویرایش کنند. این فناوری بر اساس یک سیستم دفاعی طبیعی است که در باکتری مورد استفاده واقع شده و میکروبها را قادر می سازد ماده وراثتی ویروسها را هدف قرار داده و نابود سازند.

در این مطالعه جدید که 13 جولای در نشریه Nature Communications چاپ شده، پژوهشگران از یک سیستم CRISPR استفاده کردند که بجای DNA، رشته های RNA را هدف قرار داده و نابود می ساخت. این روش بویژه در آنزیمی به نام Cas13b بکار رفته که رشته های RNA را همانند آنچه در ویروس SARS-CoV-2 مولد بیماری کووید 19 وجود دارد، از هم می گسلد. به محض چسبیدن این آنزیم به RNA، بخشی از ویروس که برای تکثیر لازم است را نابود می سازد. این آنزیم به محض تشخیص ویروس در بدن فعال شده و رشته های وراثتی آن را تکه تکه می کند. این روی در مورد واریانت های جدید ناشی از جهش نیز موثر است.

هم اکنون واکسن های موثری در دنیا تولید و توزیع شده اند لیکن نیاز به درمانی موثر برای مبتلایان هنوز وجود دارد و این نگرانی نیز هست که جهش های جدید واکسن های موجود را بی اثر سازند.