Złota proporcja, czyli nie wszystko złoto co się świeci

Pragnę wyczulić odbiorców na fałszywe treści zalewające nas z przepaści internetów i wyrobić zmysł krytyczny, nawet wobec Wikipedii. Wcześniej, w trzyczęściowym materiale o fałszowaniu wykresów cz. 1, cz. 2, cz. 3 pokazywałem sposoby przemycania fałszywej narracji za pomocą wykresów w oparciu o prawdziwe dane. Półprawda jest czasem gorsza od ewidentnego kłamstwa ponieważ jest trudniejsza do zweryfikowania ale za to łatwiejsza do zaakceptowania, gdyż w umyśle czytelnika powstaje mozaika prawd różnej “próby”. Mamy z tym do czynienia obecnie, w czasach, kiedy podstawowym źródłem wiedzy jest Wikipedia i media społecznościowe. Nie jesteśmy w stanie łatwo oddzielić prawdy od fałszu, próbujemy to sobie jakoś racjonalizować, katalogować i uśredniać. Nie zawsze się to jednak udaje. To nie jest normalny proces kształcenia ale raczej przyswajanie wysepek informacji (nie wiedzy). Stąd tak powszechne niedoinformowanie, brak podstaw wiedzy dziedzinowej i podatność na dezinformację. Dodatkowo, łatwy dostęp do terabajtów łatwej do przeszukiwania informacji tworzy złudne przeświadczenie o nabyciu kompetencji w danej dziedzinie po przeczytaniu kilkunastu, kilkudziesięciu wpisów internetowych niewiadomej proweniencji.

Zawsze podchodźmy sceptycznie do nowych treści pochodzących ze źródeł o nie do końca potwierdzonej wiarygodności. Zwłaszcza tych, które są sensacyjne, uogólniające albo wręcz burzące naszą dotychczasową wiedzę.

W tym wpisie postaram się obalić mit o wszechobecności złotej proporcji w naszym otoczeniu. Przeglądając źródła na ten temat mogę stwierdzić, że stosunek liczby stron internetowych prezentujących nie podlegające dyskusji przykłady złotej proporcji do liczby stron rzetelnie, krytycznie analizujących to niewątpliwie istniejące zjawisko jest jak 10 do jednego.

Poprzedni wpis Złoty podział, Fibonacci i ten trzeci traktował o ścisłym związku ciągu Fibonacciego ze złotą proporcją czyli liczbą φ oraz dodatkowo prezentował ciąg Lucasa i jego powiązania z tymi dwoma bytami matematycznymi. Pokazałem podstawy matematyczne tych zależności. Są one niepodważalne, jak cała matematyka. Przytoczone zostały też przykłady występowania złotej proporcji w przyrodzie oraz jego zastosowania w rozlicznych dziedzinach ludzkiej twórczości. Nie przeprowadziłem analizy krytycznej więc mogło to zostać zrozumiane w zbyt dosłowny sposób, na przykład, że liczba φ jest dokładnie odwzorowywana w przyrodzie i sztuce, bez żadnych odstępstw ani niedokładności. Tak nie jest. Wejdźmy więc w rolę adwokata diabła i poszukajmy dziury w całym.

Przyroda

Spirala to najczęściej powtarzający się motyw geometryczny w przyrodzie. Układ ziaren słonecznika, łuski szyszki, liście roślin, muszla ślimaka. Nie są to spirale przypadkowe.

W przyrodzie proporcja złotego podziału występuje najczęściej w postaci tzw. złotej spirali. Jeśli na przykład dobrze się przyjrzeć układowi spiral na szyszce czy słoneczniku to widać, że część z nich jest prawo- a część lewoskrętnych. Widać to na Ryc. 1.

Ryc. 1 Łuski szyszki układające się w spirale. Źródło: [1]

Liczba spiral jest też nieprzypadkowa. Są to przeważnie kolejne liczby ciągu Fibonacciego lub ciągu Lucasa. Dla przykładu szyszka posiada 8 spiral skręcających się w jednym kierunku i 13 w kierunku przeciwnym, słonecznik odpowiednio 34 i 55. Należy jednak zauważyć, że taki układ nie jest regułą dla wszystkich roślin, a jedynie dla niektórych.
Alfred Brosseau w 1968 roku zbadał liczbę spiral w 4290 szyszkach z 10 gatunków sosny kalifornijskiej. Liczby z ciągu Fibonacciego znalazł w 98,3% przebadanych szyszek. Badanie powtórzono w 1992 roku w Kanadzie dla 12750 szyszek większej liczby gatunków otrzymując wynik 92%. [6]

Niewątpliwie jest coś na rzeczy. Dlaczego tak się dzieje? Jak pokazano na Ryc. 4 duże znaczenie ma optymalne wykorzystanie miejsca dla rozrastającej się szyszki.

Ciąg Fibonacciego możemy spotkać, i to jest powszechne, w liczbie nowych pędów wyrastających w jednym sezonie wegetacyjnym. Jest to tzw. spiralna filotaksja i dotyczy nowych pędów, liści, gałęzi. Filotaksja zgodna z ciągiem Fibonacciego ma swoje uzasadnienie. Taki sposób rozmieszczenia liści (pędów) zapewnia optymalny dostęp do światła słonecznego i kropel deszczu oraz zapewnia spływanie wody padającej na roślinę w kierunku pnia, a później do korzeni.

Ryc. 2 Źródło: “Odlotowa matematyka” część 2 Zdzisława Głowackiego.

U niektórych roślin kąt między kolejnymi kwiatami lub liśćmi jest tzw. złotym kątem czyli 137,5°. Liczba kwiatów w kwiatostanie często jest także liczbą z ciągu Fibonacciego. Często nie znaczy zawsze. U niektórych roślin liczba kwiatów lub liści jest wartością z innych ciągów podobnych do ciągu Fibonacciego, np. ciągu Lucasa. Oba wymienione ciągi mają jedną wspólną cechę, stosunek kolejnych wartości ciągu jest zbliżony do liczby φ czyli znowu złota proporcja.

Dlaczego tak się dzieje?
Do końca nie wiadomo. Najpopularniejszą teorią jest optymalizacja dostępu do światła i maksymalne wykorzystanie dostępnej przestrzeni. O ile dostęp do światła ma głęboki sens w przypadku układu liści (filotaksja) to kwiaty przeważnie nie przeprowadzają fotosyntezy.

Wspomniana wyżej optymalizacja rzeczywiście ma sens gdyż przeprowadzone symulacje wykazały, że uwzględnienie liczby φ w algorytmie spiralnego rozmieszczenia elementów daje najlepszy stosunek wykorzystanej powierzchni do powierzchni całkowitej.

Poniżej przedstawiam wyniki symulacji takiego rozmieszczenia zgodnie z następującym algorytmem [4]: każdy następny punkt o numerze x jest odległy o √x od środka i obrócony względem poprzedniego o 2*π/z, gdzie z jest liczbą rzeczywistą. Widać, że dla z = √3 zauważalne są regularne spiralne smugi wolnego miejsca. Natomiast podstawiając za z liczbę φ czyli 1,618… wypełnienie przestrzeni jest prawie idealne. Dla liczb naturalnych odwzorowaniem będzie pęk półprostych.

Ryc. 3 Symulacja wypełnienia obszaru, porównanie φ i √3. Źródło [4]

Poniżej przedstawiony jest układ spiral prawo- i lewoskrętnych prowadzonych przez punkty utworzone w wyżej opisanej symulacji z użyciem liczby φ. Jak widać, jest ich 21 i 34 i są to kolejne liczby ciągu Fibonacciego.

Ryc 4. Liczba prawo- i lewoskrętnych spiral przy rozmieszczeniu bazującym na liczbie φ. Źródło: [4]

Struktury spiralne tworzone przez rośliny są wciąż badane przez naukowców. Jednym z pytań jest kwestia pochodzenia takiej a nie innej organizacji elementów rośliny. Początkowo uważano, że spiralne wzory są determinowane genetycznie. Ostatnio jednak przeważa wersja samoorganizacji w trakcie wzrostu rośliny. Odpowiadają za to hormony stymulujące wzrost rośliny – auksyny syntetyzowane w merystemie (stożku wzrostu). Przeprowadzono badania mające na celu skłonienie merystemu rośliny do zmiany sposobu filotaksji w trakcie życia rośliny. Mary i Robert Snow przecięli merystem wierzbownicy kosmatej na dwie części. Roślina, która posługiwała się filotaksją naprzeciwległą zmieniła ją na filotaksję spiralną [1].

Dokładny mechanizm filotaksji nie jest znany i czeka na swojego odkrywcę.

Chciałbym także, częściowo, “rozprawić się” z często cytowanym przykładem istnienia złotej proporcji w świecie zwierząt. Chodzi o muszle ślimaków, szczególnie muszlę łodzika prezentowaną przeze mnie w poprzednim wpisie. Logarytmiczny charakter spirali muszli łodzika jest bezsprzecznie prawdziwy, wynika z potrzeby wzrostu muszli bez zmiany jej kształtu. Jednakże podobieństwo do złotej spirali jest jedynie powierzchowne, nie ma żadnych dowodów na udział liczby φ w procesie jej wzrostu.

Architektura, sztuka, fotografia

Złoty podział jest powszechnie wykorzystywany w architekturze, taka jest obiegowa opinia. A jak jest naprawdę? Charles-Édouard Jeanneret-Gris znany jako Le Corbusier opracował system proporcji architektonicznych na bazie złotego podziału. Ale czy złota proporcja jest tak powszechna w zrealizowanych projektach? Niekoniecznie. Jest wspominana w propozycjach projektowych jako atrakcja, wabik dla klienta, ale z realizacją jest różnie. Przykładem może być rozmowa z prof. Keithem Devlinem [1], który zapytał architektów biorących udział w konkursie architektonicznym, czy używają “złotej proporcji”. Odpowiedź brzmiała “nie, ale znam kogoś, kto używał”.

Równie obiegową opinią na temat złotej proporcji cieszy się Partenon na wzgórzu Akropol w Atenach. Naprawdę trzeba się dobrze napocić, aby znaleźć liczbę φ w proporcjach tej budowli. Niektóre liczby, będące proporcją wybranych (!) wymiarów Partenonu są zbliżone do liczby 1,618…, ale nie znaczy to, że liczba φ była wiodącą w projekcie.

Ryc. 5 “Dowód” na złotą proporcję w Partenonie. Źródło: [3]

Na rycinie 5 przedstawiono najbardziej znany “dowód” na istnienie złotej proporcji w projekcie Partenonu. Nie wiadomo niestety, dlaczego linie podziału wprowadzono w tych a nie innych miejscach. Nawet wybór stopnia schodów dla dolnej linii największego prostokąta, na którym bazują wszystkie pozostałe podziały, wydaje się mocno arbitralny. Nie wspomnę o rzeczywistych proporcjach narysowanych odcinków, jak bardzo są zbliżone do złotej proporcji φ. Linie są grube i proporcje boków w najmniejszych prostokątach z pewnością “nie trzymają” liczby 1,618… Zresztą, kto by to mierzył i liczył? Wystarczy uwierzyć.

Artystą, który wykorzystywał (w popularnym współczesnym przekazie medialnym) w prawie każdym swoim dziele złotą proporcję jest Leonardo da Vinci. Niestety, to mit popkultury. Być może wynika z faktu, że księga Luki Paciolego Divina Proportione była ilustrowana przez Leonarda.
Zarówno Mona Lisa, Zwiastowanie, Ostatnia Wieczerza jak też Człowiek Witruwiański, złotą proporcję mają mocno naciąganą. Duży w tym udział Muzeum Bostońskiego, które na swojej stronie internetowej gorliwie promuje taką właśnie interpretację tych dzieł. Każdy z obrazów posiada wiele punktów odniesienia, na których można oprzeć boki prostokątów. Nie jest więc wielką sztuką wybrać kilka z nich do skonstruowania “złotych” prostokątów albo chociaż zbliżonych do “złotych”.

Ryc. 6 “Dowody” na złotą proporcję Mony Lisy prezentowane przez Museum of Science w Bostonie [5]
Ryc. 7 “Dowody” na złotą proporcję Ostatniej wieczerzy prezentowane przez Museum of Science w Bostonie [5]

Co do Człowieka Witruwiańskiego, jest to ilustracja do księgi Witruwiusza O architekturze ksiąg dziesięć. Witruwiusz opisał proporcje ciała ludzkiego, którymi zaleca posługiwać się architektom i malarzom w następujący sposób [2]:

“Przyroda bowiem w ten sposób stworzyła ciało ludzkie, że czaszka od brody do górnej części czoła i do korzeni włosów wynosi jedną dziesiątą długości ciała; podobnie jedną dziesiątą stanowi odległość od przegubu dłoni do końca średniego palca; głowa od brody do najwyższego punktu czaszki stanowi ósmą część długości ciała; odległość górnej części klatki piersiowej i nasady szyi do korzeni włosów wynosi jedną szóstą, a odległość od środka klatki piersiowej do najwyższego punktu czaszki jedną czwartą.”

Proporcje zastosowane przez Leonarda nie tylko nie zachowują tych zalecanych przez Witruwiusza, ale też trudno wśród nich znaleźć jakąkolwiek zbliżoną do złotej liczby φ. Może oprócz słynnego stosunku wzrostu do wysokości od pępka do podstawy stóp, który też nie jest idealny.

Ryc. 8 “Dowody” na złotą proporcję Człowieka Witruwiańskiego prezentowane przez Museum of Science w Bostonie [5]
Ryc. 8 “Dowody” na złotą proporcję Zwiastowania prezentowane przez Museum of Science w Bostonie [5]

Źródła:

  1. “Rośliny liczą” https://www.projektpulsar.pl/srodowisko/2097379,1,rosliny-licza.read
  2. “Złota proporcja w sztuce. Czy naprawdę jest tak popularna?” https://www.beta-iks.pl/index.php/2021/04/10/zlota-proporcja-w-sztuce/
  3. “Złota proporcja w sztuce. Czy naprawdę jest tak popularna?” https://www.beta-iks.pl/index.php/2021/04/10/zlota-proporcja-w-sztuce/
  4. “Złota liczba” http://www.zobaczycmatematyke.krk.pl/003-golonka-kalwaria/index.html
  5. Museum of Science, Boston https://www.mos.org/leonardo/activities/golden-ratio
  6. Drzewa, ciąg Fibonacciego i złota proporcja https://drzewapolski.blogspot.com/2021/03/drzewa-ciag-fibonacciego-i-zota.html

Dziennik Królowej Stworków o zabarwieniu letko edukacyjnym

UWAGA!

Dziś wpis szczególny, gościnny. Autorka – miłośniczka i znawczyni zwierzaków rozmaitych na Twitterze jest znana jako Instytut Stworków, Potworków i Przytulasków. Warto obserwować, bo pokazuje cudne i cudaczne zwierzaki.
Mamy nadzieję, że dołączy do naszego zespołu jako regularna autorka.

Poniedziałek

Nie jestem zwolennikiem poniedziałków, budzą we mnie swoistą odrazę, zupełnie jak koprofagia. Zapytacie jednak, co wspólnego ma początek tygodnia i konsumpcja fekaliów? Odpowiedź znajduje się w filiżance i towarzyszy nam w zaspanych porankach! Czy wiecie, czym jest kopi luwak? To nazwa ekskluzywnej kawy, pozyskiwanej z odchodów pewnego kotokształtnego. Zanim podejrzliwe zerkniecie na swoje kubki, zaznaczam, że większość społeczeństwa delektuje się jego „ubogim krewnym”, czyli kawą zbieraną w tradycyjny sposób, co biorąc pod uwagę wątpliwości natury etycznej, w tym konkretnym przypadku stawia nas w uprzywilejowanej pozycji.

Zaczniemy jednak od początku, omijając fragment z chaosem i płynnie przechodząc do wspomnianego wcześniej producenta kawy. Otóż łaskuny palmowe (Paradoxurus hermaphroditus), zwane także muzangami, to ssaki drapieżne należące do rodziny wiwerowatych (Viverridae). Występują w południowej i południowo-wschodniej Azji. Łaskuny w naturze są gatunkiem wszystkożernym. Spożywają głównie owoce i zielone części roślin, ale nie pogardzą gryzoniami, drobnymi kręgowcami czy też owadami. Owoce kawowca traktują bardziej jak przysmak, wybierając te dojrzałe i najsłodsze. Podczas przejścia przez układ pokarmowy łaskuna pestka ulega delikatnemu nadtrawieniu w żołądku, następnie poddana zostaje działaniu bakterii bytujących w jelitach, żeby ostatecznie wydostać się na zewnątrz w formie zbitego brykietu odchodów. Te są zbierane przez ludzi i po starannym oczyszczeniu ziaren z resztek odchodów, sprzedawane w stanie surowym lub palone.

Oryginalny smak kawy kopi luwak, według naukowców z Uniwersytetu w Guelph w Kanadzie, wynika z pozbawienia ziaren zewnętrznej otoczki zawierającej najwięcej aldehydów i olejków eterycznych. To otoczka odpowiada za kwaśny posmak kawy. Czas który jest potrzebny na przejście owoców kawowca przez przewód pokarmowy sprawia że delikatnie słodują, w efekcie nabierając słodkawego smaku o karmelowej nucie. Dogłębna transformacja świeżych ziaren w ziarna przetworzone przez łaskuny obejmuje również nadanie jej łagodniejszego smaku poprzez rozłożenie pewnych białek i węglowodanów, które bezpośrednio odpowiadają za charakterystyczną goryczkę kawy.

Obiektywnie rzecz ujmując, smak kopi luwak nie wydaje się na tyle niepowtarzalny i doskonały, aby płacić za nią horrendalnie wysoką cenę, a klatkowy chów łaskunów jest najzwyczajniej nieetyczny. Sama kawa nie jest już kawą, a raczej kawowym słodem, pozbawionym typowego smaku i aromatu. Swoją sławę i wysoką cenę zawdzięcza raczej dość nietypowemu sposobowi pozyskiwania. Osobiście nie ufam niczemu, co już raz zwiedzało układ pokarmowy!

_____________________________________________________

Wtorek

Wtorków też nie lubię, zwykłam na nie patrzeć jak na ostatki poniedziałku. Tydzień złudnie posunął się do przodu, ale nie na tyle żeby już odczuwać satysfakcję. Po dotarciu do pracy kumuluję w sobie moc i wykonuję staranie zaplanowane huraganowe przejście, od progu dając do zrozumienia, że jestem w wirze zajęć. Wspaniała taktyka kamuflażu zapewniająca przetrwanie i odrobinę spokoju. W świecie Stworków nazywamy to mimikrą, czyli szczególną odmianą mimetyzmu. Definicja mimikry w dużej mierze zależy od tego, z jakim jej typem mamy do czynienia i jakich organizmów dotyczy. Na przykład w świecie flory występują osobliwe przypadki mimikry seksualnej. Z kolei pojęciem innej wagi jest mimikra molekularna, dająca możliwość upodobniania się genów bakterii i wirusów do genów gospodarza. W świecie zwierząt – i o nim mogę powiedzieć coś więcej – jest zjawiskiem polegającym na upodabnianiu się do innych organizmów, które ze względu na swoją jadowitość, toksyczność lub nieprzyjemny posmak są dyskwalifikowane przez potencjalne drapieżniki.

I to jest moment, kiedy na scenie pojawia się postać larwalna ćmy Hemeroplanes triptolemus z rodziny zawisakowatych (Sphingidae). Przedstawiając to najbardziej obrazowo, gąsienice jawią się drapieżnikom jako soczyste, smaczne i dość łatwe do zdobycia kąski. Pobudziło to do kreatywności matkę naturę, dając tym maleństwom unikatowy arsenał obronny. Podziały jednak nie były sprawiedliwe i o ile część gąsienic w sposób realny potrafi zagrozić swoim oprawcom, o tyle pozostałym dano tylko (albo aż) kamuflaż. Wspomniana wcześniej Hemeroplanes triptolemus posiada zdolność rozszerzania tylnych segmentów swojego ciała, upodabniając się tym do węży! Ale to nie koniec. Jej odwłok do złudzenia przypomina głowę gada, a że kamuflaż jest dopracowany w najdrobniejszych szczegółach, więc plamki przypominające wężowe oczy nie powinny was zaskoczyć. Mimikra weszła jej tak mocno, że gąsienica przyjmuje postawę węża i atakuje, oczywiście nieszkodliwie, potencjalnych drapieżników!

Wnioski nasuwają się same: kamuflaż w pracownika miesiąca może nie sprawi, że nim zostaniemy, ale da nam gwarancję braku ataku ze strony szefa!

_____________________________________________________

ŚRODA

Połowa tygodnia orzeźwia mnie lekką bryzą optymizmu. Coraz cichsze stają się dyskusje dotyczące ubiegłego weekendu, coraz głośniejsze chojrackie plany na nadchodzący. Słuchając otaczających mnie dźwięków skłaniam się jednak do tezy, że zdolności słuchowe bywają wybiórcze. Bo jak inaczej wytłumaczyć wyostrzenie ich na biurowe ploteczki i otępienie na polecenia przełożonych? A z czego właściwie to wynika? Otóż w zależności od środowiska w którym przyszło Stworkom egzystować oraz od tego jaki tryb życia prowadzą, rozwijają się u nich zmysły najpotrzebniejsze, czyli takie które zwiększają możliwość przeżycia. Słyszalność dźwięków daje im możliwość szybkiej reakcji na potencjalne niebezpieczeństwo, ale pozwala również komunikować się w sposób niesłyszalny dla innych.

Spróbuję to trochę uporządkować. Dźwięki możemy podzielić ze względu na ich częstotliwość. Infradźwięki to dźwięki poniżej progu słyszalności człowieka, czyli ok. 20 Hz. Dźwięki słyszalne to te o częstotliwości 20 Hz – 20 kHz, a ultradźwięki to dźwięki powyżej progu słyszalności. Te ostatnie są z dużym sukcesem wykorzystywane między innymi przez delfiny, wieloryby oraz nietoperze, które wykorzystują ultradźwięki do echolokacji, czyli nawigacji przy pomocy dźwięku. Prawdopodobnie dla wielu z was może być zaskoczeniem, że w kategorii „super słuch” nagrodę bezkonkurencyjnie zgarnia nocny motylek, barciak większy (Galleria mellonella) z rodziny omacnicowatych. To maleństwo wyczuwa ultradźwięki o częstotliwości 300 kHz! Zdolności barciaka zbadali dokładnie szkoccy naukowcy z University of Strathclyde w Glasgow. Ich zdaniem wynika to z chęci przetrwania, czyli niemal jak zawsze, ewolucyjnego wyścigu zbrojeń między motylami a ich oprawcami. W tym przypadku są nimi polujące nietoperze. Umiejętność odbierania dźwięków na tak wysokim poziomie pozwala komunikować się motylom na częstotliwościach niesłyszalnych dla nietoperzy (których możliwości mieszczą się w przedziale 11–212 kHz), a tym samym uniknąć schwytania przez nie.

O takiej wrażliwości na dźwięk możemy tylko pomarzyć, jednak praktyka pozwoli nam zarejestrować kroki szefa, a to też jest umiejętność w kategorii przeżycia!

_____________________________________________________

CZWARTEK

Czwartek to najlepszy dzień tygodnia! Jest też o tyle wyjątkowy, że właśnie w ten dzień mam dokładnie 50% szans na punktualne dotarcie do pracy, w pozostałe dni nie udaje mi się to nigdy. Nałogowo zasypiam, ignorując kilkanaście alarmów, i z każdym następnym budzikiem objęcia Morfeusza są silniejsze. Gdyby istniała możliwość jednoczesnego snu i drogi do pracy, ułatwiłoby mi to funkcjonowanie.

Jak zwykle świat Stworków proponuje bardzo ciekawe rozwiązanie: umiejętność snu jedną połową mózgu, podczas gdy druga zachowuje czujność. Określa się to jako jednopółkulowy sen wolnofalowy (unihemispheric slow-wave sleep – USWS). Podczas zwykłego snu, przy zamkniętych obu oczach, obie półkule mózgu wykazują zredukowaną świadomość. W USWS jedna z półkul mózgu pogrążona jest w śnie głębokim (rodzaj snu NREM), a odpowiadające tej półkuli oko jest zamknięte. W tym samym czasie drugie oko pozostaje otwarte, a odpowiadająca mu półkula wykazuje cechy czuwania. Zalety tego rozwiązania opiszę na przykładzie delfina, który bez tej umiejętności niechcący udałby się na wieczny odpoczynek. Podczas USWS czuwająca półkula mózgu kontroluje pływanie i wynurzanie się na powierzchnię w celu zaczerpnięcia oddechu. Z kolei otwarte oko powiązane z czuwającą półkulą mózgową pozwala delfinowi wypatrywać drapieżników i płynąć bez zakłócania formacji stada i przy zachowaniu łączności pomiędzy osobnikami. Naukowcy z University of the Witwatersrand w Johannesburgu zwrócili również uwagę na problem utraty ciepła przez delfiny. Zachowanie jednej półkuli mózgu w stanie czuwania, dzięki nieprzerwanemu poruszaniu płetwami i ogonem, gwarantuje pozostanie blisko powierzchni wody i pozwala zwierzętom utrzymywać ciepło.

Wiele gatunków ptaków i ssaków morskich, a prawdopodobnie także gady, czerpie korzyści z możliwości zapadania w jednopółkulowy sen wolnofalowy. Nas jednak ta umiejętność ominęła, tym samym nie polecam ucinać sobie drzemki w drodze do pracy, zwłaszcza jeśli jest się kierowcą. Chyba że się nie jest, to wtedy można!

_____________________________________________________

PIĄTEK

Piątek, piąteczek, piątunio. Jak cudownie to brzmi! W całym tygodniu, to właśnie ten dzień kojarzy mi się z dobrą zabawą. Jednak w pewnym wieku, a właśnie w nim jestem, wyjście na drinka musi być ubezpieczone przynajmniej dwoma dniami na regenerację. Uciechę ze spożycia fermentujących owoców Stworki odkryły już dawno, ba, być może to one zasugerowały nam skorzystanie z mocniejszych darów natury. Alkohol, podobnie jak u ludzi, jest bestsellerem i to zdecydowanie bezpieczniejszym niż roślinne narkotyki, od których również nie stronią. Ale dlaczego Stworki w ogóle dają w szyję?

Prawdopodobnie z tych samych powodów co my. Żeby zrobić na złość demografii, jednak przede wszystkim, żeby dobrze się bawić, a także by ukoić smutki. Najprawdopodobniej w mózgu zwierząt i ludzi zachodzą podobne mechanizmy pobudzenia przez alkohol układu nagrody. Alkohol podnosi bowiem poziom dopaminy – neuroprzekaźnika, który szybko oddziałuje na ośrodek przyjemności, przynosząc uczucie natychmiastowego zadowolenia i ulgi w cierpieniu. To co jednak jest fascynujące to picie i nie upijanie się, ale to potrafią nieliczni. Doskonałym przykładem jest ogonopiór uszasty (Ptilocercus lowii), niewielki ssak z rodziny ogonopiórowatych (Ptilocercidae), rzędu wiewióreczników. Zwierzęta te są wszystkożerne, w skład ich diety wchodzą rośliny, owady, a zdarza im się również upolować małego kręgowca. Ogonopiór wykazuje jednak wysoką i systematyczną skłonność do nektaru z kwiatów eugejsony, palmy której soki w wyniku naturalnej fermentacji osiągają 0,5–3,8% stężenia alkoholu. Palma kwitnie przez cały rok, a jeden kwiat żyje około półtora miesiąca, roznosząc charakterystyczną browarową woń. Nasz niespełna 50-gramowy Stworek w przeliczeniu na masę ciała spożywa taką ilość alkoholu, że analogiczna u człowieka wprawiłaby go w zaawansowany rausz. Jakież musiało być zaskoczenie naukowców pod przewodnictwem dr. Franka Wiensa z Uniwersytetu w Bayreuth, kiedy okazało się, że ogonopiór jest trzeźwy jak niemowlę!

Prawdopodobnie w toku ewolucji to maleństwo wykształciło nieprawdopodobne zdolności szybkiego metabolizmu alkoholu, co pozwala mu zachować trzeźwość umysłu mimo wysokoprocentowej diety. I ponownie – motorem napędowym ewolucyjnych ścieżek jest chęć przetrwania, pijany byłby przecież niezwykle łatwym kąskiem dla wszystkich drapieżników. Coś za coś: ogonopiór jest uboższy o przyjemność płynącą z podchmielenia, ale żyje i co więcej – raczy się kieliszeczkiem nektaru bez strachu, że trafi na terapię AA. Wypadamy dość blado na tle tego przykładu, na nasze szczęście ewolucja nie musiała dokonywać drastycznych wyborów i przynajmniej nie odebrała nam możliwości strzelenia sobie głębszego z całą paletą towarzyszących temu konsekwencji.

_____________________________________________________

SOBOTA

Szósty dzień tygodnia jest wolny od presji tygodniowych obowiązków. O ile dzień ją poprzedzający dla wielu z nas jest subtelnym balansem między pracą a relaksem, o tyle właśnie sobota skłania nas do czerpania pełnej przyjemności. Zazwyczaj mamy możliwość wyspania się, co pozwala efektywniej odbierać kształtne bodźce ze świata nas otaczającego. Spokojne śniadanie z partnerką/partnerem, albo samemu i brak pośpiechu otwierają przyjemną przestrzeń do ulubionej aktywność fizycznej i nie mam na myśli joggingu. Ten akurat jest dziwny, bo po co biec, skoro nikt nikogo nie goni?!

Pocić można się przyjemniej i krócej niż trwa maraton, więc wybór zdaje się oczywisty – seks! Bardzo chciałbym potrzymać wyidealizowany obraz miłości z filmu „Zakochany kundel” i powiedzieć wam, że wszystkie Stworki zajadają spaghetti, kończąc nitkę makaronu niewinnym całusem. Prawda wygląda jednak bardziej jak wyuzdany film dla dorosłych i to zabroniony w wielu krajach ze względu na treść. Mocno zakorzeniony w naszej świadomości jest uroczy obraz pingwinów; zabawnie się poruszają i noszą fraki, co jednoznacznie utożsamiamy z wysoką kulturą. Pingwiny białookie (Pygoscelis adeliae) już na przełomie 1911–1912 były obiektem badań lekarza George’a Murraya Levicka. Poświęcił im on dwanaście tygodni, zapisując dwa grube notesy. Niestety ich treść była zbyt gorsząca jak na ówczesne czasy. Katalog zachowań seksualnych, jakie zaobserwował, obejmowała gwałty na samcach oraz samicach, gwałty zbiorowe, kopulowanie z pisklętami, w tym również z własnym potomstwem, zachowania autoerotyczne przejawiające się spontanicznymi wytryskami na lód, próby energicznej kopulacji z kamieniami czy kępami roślin oraz przypadki kopulacji ze zwłokami (tu trzeba zaznaczyć, że niskie temperatury świetnie konserwują truchła). W tym przypadku antropomorficzna interpretacja może nas odrobinę wykoleić, nekrofilia w tym wydaniu nie ma nic wspólnego z taką w kontekście ludzkim. Takie zachowanie wynika z automatycznej reakcji samców, widzących samicę w określonej pozycji. Nie są w stanie odróżnić żywej od martwej, jeśli wszystkie wyglądają tak samo…

Warto podkreślić, że takie incydenty dotyczą raczej bardzo młodych pingwinów, które nie wiedzą jeszcze, w jaki sposób dać upust swoim popędom w okresie godowym. Być może szereg dziwnych zachowań seksualnych pozwala obniżyć napięcie seksualne lub jest osobliwym treningiem przed właściwym kojarzeniem. Istnieje też niewielka szansa, że nieprzyzwoite praktyki mogłyby zastąpić joggingiem – gdyby tylko wiedziały o jego istnieniu.

_____________________________________________________

NIEDZIELA

Nadrzędna zasada niedzieli: jeśli nie możesz czegoś dosięgnąć, to tego nie potrzebujesz! Lenistwo i siódmy dzień tygodnia łączy nierozerwalna więź wypracowana na wyzysku dni pracujących. Jeśli zerknąć do świata Stworków, niemal bez namysłu każdy wskaże leniwca jako przykład wręcz doskonały, wszak nazwa zobowiązuje. Pokuszę się jednak o inne zilustrowanie grzechu lekkiego (sprawdziłam, za lenistwo nie idzie się do piekła!).

Odmieniec jaskiniowy (Proteus anguinus) to gatunek endemicznego płaza wód jaskiń krasowych Gór Dynarskich na Bałkanach. Jego niezwykłość polega na minimalistycznym stylu życia w myśli zasady slow life. Naukowcy z Uniwersytetu Budapesztańskiego zbadali ten gatunek i ku ich zaskoczeniu okazało się, że jeden okaz nie poruszył się przez siedem lat! Jaskinie, w których mieszka, są niemal pozbawione światła, zatem zmysł wzroku się u niego nie wykształcił, przy czym uwstecznione oczy zachowały wrażliwość na światło. W zamian za to wyostrzeniu uległ węch i słuch. Odmieniec posiada także specjalną linię boczną, której mechanoreceptory wyczuwają wibracje otaczającej go wody. Dzięki temu poluje na niewielkie kręgowce, ślimaki i czasem owady. Brakuje mu także zauważalnej pigmentacji skóry i w przeciwieństwie do większości płazów prowadzi całkowicie wodny tryb życia. Rozmnaża się niezwykle rzadko, bo jedynie raz na 12 lat, składając do 70 jaj. Ponadto zwierzęta te są długowieczne. Średnia długość ich życia to 68,5 roku, ale zakłada się, że wiele z nich spokojnie przeżyje cały wiek. Wykazują również niezwykłą odporność na głód. Doświadczenia wykazały, że potrafią obejść się bez jedzenia przez 10 lat, a przez pierwsze 3 lata nie wykazują żadnych objawów chorobowych. Potem zaczynają tracić na wadze, przestają się ruszać, czekając aż ofiara przejdzie obok. Jednorazowo potrafią pochłonąć dużą ilość pokarmu i zmagazynować składniki odżywcze w postaci lipidów i glikogenu w wątrobie, po czym wracają do swojego ulubionego lenistwa.

Jak podsumował to zoolog Gergely Balázs z Uniwersytetu Loránda Eötvösa: „Większość schwytanych osobników poruszała się w ciągu kilku lat na odległość mniejszą niż 10 metrów. Wałęsają się wokół siebie i prawie nic nie robią”. I to jest osiągnięcie godne każdej niedzieli.

_____________________________________________________

Tekst: Królowa Stworków

Kompetencje: Tytuł Królowej i korona… świecąca☝

Jeżeli ktokolwiek dotarł do tego momentu, to współczuję straty czasu, skorzystam jednak z okazji i zapytam, czy ktoś próbował majonezu Pudliszki?

ZDJĘCIA

Poniedziałek: Masked Palm Civet, fot. Paguma larvata, licencja: Uznanie autorstwa-Użycie niekomercyjne – Bez utworów zależnych 2.0 Ogólny (CC BY-NC-ND 2.0) Link do źródła

Wtorek: Hemeroplanes triptolemus, fot. Reinaldo Aguilar, licencja: Attribution-NonCommercial-ShareAlike 2.0 Generic (CC BY-NC-SA 2.0) Link do źródła

Środa: Greater Wax Moth (Galleria mellonella), fot. Andy Reago & Chrissy McClarren, Some Rights Reserved, Licencja: Attribution 2.0 Generic (CC BY 2.0) Link do źródła

Czwartek: Dolphins, fot. nataliej, Some Rights Reserved, Attribution-NonCommercial 2.0 Generic (CC BY-NC 2.0) Link do źródła

Piątek: Biodiversity Heritage Library, Public Domain Link do źródła

Sobota: Four Friends, fot. Ignacio Ferre Pérez, Some Rights Reserved, Attribution – NonCommercial-NoDerivs 2.0 Generic (CC BY-NC-ND 2.0) Link do źródła

Niedziela: Proteus anguinus, fot. Leonardo, Some Rights Reserved, Attribution – NonCommercial 2.0 Generic (CC BY-NC 2.0) Link do źródła

Jeśli spodobał ci się ten wpis – prosimy o wykop na wykopie:
https://wykop.pl/link/7115761/dziennik-krolowej-stworkow-o-zabarwieniu-letko-edukacyjnym-eksperyment-myslowy

Mało znane organizmy: Wątrobowce

Pierwsze rośliny, które skolonizowały ląd – prawdopodobnie około 500 mln lat temu, a być może nawet znacznie wcześniej – podzieliły się na dwie linie ewolucyjne. Jedna z nich dała początek roślinom naczyniowym (spośród dzisiejszej flory zaliczamy tu widłaki, paprocie wraz ze skrzypami i rośliny nasienne, czyli w sumie ok. 300 tys. opisanych gatunków). Druga linia to mszaki, dziś pozostające trochę w cieniu roślin naczyniowych i mniej liczne (20 tys. gatunków). Do niedawna przeważał poogląd, że mszaki są grupą starszą i że rośliny „bardziej zaawansowane ewolucyjne” powstały w ich obrębie, ale badania ostatnich lat sugerują raczej, że mszaki i rośliny naczyniowe to grupy siostrzane, pochodzące od wspólnego przodka, lecz obie równie stare i rozwijające się niezależnie (choć spory na ten temat nie są do końca rozstrzygnięte).

Zajmijmy się grupą mniejszą i mniej znaną, czyli mszakami. Są zwykle małe i niewielu laików potrafi rozpoznać choćby kilka gatunków, ale odgrywają ogromną rolę ekologiczną np. jako rośliny pionierskie, odporne na trudne warunki środowiskowe, dające schronienie tysiącom gatunków drobnych zwierząt i mikroorganizmów. Choć w krajach zdecydowanie ciepłych dominują rośliny naczyniowe, to im dalej od równika, tym większą rolę odgrywają mszaki. Na przykład w Antarktyce żyją stale zaledwie trzy gatunki roślin naczyniowych, ale za to ok. 130 gatunków mszaków. Około 100 z nich to mchy, a 25–30 to wątrobowce. Czym są wątrobowce, wyjaśnię za chwilę, ale dodam jeszcze, że istnieje także trzecia, najmniej liczna i najmniej znana grupa mszaków, glewiki. W Polsce żyje tylko 5 gatunków glewików (obok prawie tysiąca mchów i ok. 250 wątrobowców). Mimo usilnych starań dotąd nie natrafiłem na glewiki w naturze, ale jeśli trafię, dam znać i opowiem o nich więcej.

Metzgeria furcata (widlik zwyczajny) na korze klonu.

Wszystkie mszaki różnią się od roślin naczyniowych pod pewnym zasadniczym względem. Rośliny lądowe „wynalazły” cykl życiowy, w którym występują naprzemiennie dwa stadia (pokolenia różnego typu): haploidalny gametofit i diploidalny sporofit. Haploidalny to taki, który w komórkach posiada jeden zestaw chromosomów; diploidalny ma dwa zestawy. Stadium haploidalne (żeńskie lub męskie) wytwarza komórki linii płciowej, które mogą się łączyć (czyli koniugować), tworząc diploidalną zygotę. Dzięki gametofitom rośliny mogą się rozmnażać płciowo.

Przodkowie roślin lądowych byli blisko spokrewnieni z zielonym glonami wodnymi z klasy sprzężnic (Zygnematophyceae). Sprzężnice są haploidalne, a produkowane podczas zapłodnienia (koniugacji) diploidalne zygoty natychmiast ulegają podziałowi mejotycznemu na dwa haploidalne zarodniki, z których wyrasta kolejne pokolenie, także haploidalne. U przodków roślin lądowych podział mejotyczny został powstrzymany (a właściwie odsunięty w czasie). Zygota ulega podziałom mitotycznym (zachowującym diploidalność). Powstaje w ten sposób wielokomórkowy sporofit. W jego wyspecjalizowanych narządach, zwanych zarodniami, następują w końcu podziały mejotyczne, produkujące haploidalne zarodniki. Wyrastają z nich haploidalne gametofity. Wyrósłszy, zaczynają za pomocą mitozy produkować żeńskie lub męskie komórki płciowe, które koniugują, tworząc embrion diploidalnej rośliny. W ten sposób cykl życiowy się domyka.

Lophocolea heterophylla (płozik różnolistny) na martwym pniu zwalonej sosny.
Sporofity płozika różnolistnego (z zarodniami) wyrastające z gametofitów.

To, co zwykle widzimy i rozpoznajemy jako „roślinę” (na przykład krzaczek paproci albo stumetrową sekwoję), jest w przypadku roślin naczyniowych diploidalnym sporofitem. U widłaków, paproci i skrzypów gametofit bywa zdolny do niezależnej egzystencji, ale jest ledwo widoczny jako drobna bulwka lub listkowata plecha. U roślin nasiennych gametofit został zredukowany do maleńkiej struktury wytwarzającej komórki płciowe, ukrytej w zalążkach wewnątrz kwiatu (gametofit żeński) lub ziarnach pyłku (gametofit męski). Nie zachodzi w nim fotosynteza i nie jest on zdolny do do samodzielnego życia.

U mszaków – na odwrót – to gametofit jest formą dominującą. Sporofit wyrasta z zapłodnionej komórki jajowej na roślinach żeńskich, żyje krótko w porównaniu z gametofitem i zwykle ma charakterystyczną postać puszki zarodnikowej na wydłużonym trzonku (botanicy nazywają go setą). W przypadku mszaków to właśnie dojrzały sporofit nie zawiera chlorofilu i nie może żyć samodzielnie. Choć typowy mech może powierzchownie przypominać rośliny naczyniowe (posiada łodyżkę z fotosyntetyzującymi listkami i chwytniki przypominające korzenie), trzeba pamiętać, że struktury tego typu wyewoluowały niezależnie w różnych liniach ewolucyjnych roślin, a to, co widzimy i rozpoznajemy jako „mech”, jest gametofitem. Gametofit mszaków może się rozmnażać nie tylko płciowo, ale także wegetatywnie, tworząc odrosty lub produkując tzw. rozmnóżki (gemmy), z których może się rozwinąć kopia rośliny rodzicielskiej – sklonowany gametofit.

Frullania dilatata (miedzik płaski) na korze klonu.
Miedzik płaski bez powiększenia. Blisko lewego dolnego rogu widać także mniejszą plechę widlika zwyczajnego.

Wątrobowce (Marchantiophyta), kuzyni mchów, różnią się od nich wyglądem i budową. Choć część z nich także wytwarza łodyżki z listkami (zwykle płożące się po podłożu), inne mają postać przylegającej do podłoża plechy. Listki wątrobowców, o ile występują, nie są wzmocnione centralnym żeberkiem, powszechnym u mchów; bywają za to wcięte lub podzielone na dwie klapy, co u mchów się nie zdarza. Wątrobowce  w odróżnieniu od mchów nie wytwarzają tkanki przewodzącej wodę i substancje odżywcze. Ich chwytniki składają się z pojedynczych komórek. Z tych i innych względów wątrobowce bywały uważane za mszaki prymitywniejsze od mchów i odleglejsze ewolucyjnie od roślin naczyniowych, a zarazem zbliżone morfologicznie do najstarszych roślin lądowych. Jest to najprawdobniej pogląd błędny. Niektóre „prymitywne” cechy wątrobowców to skutek ich niezależnego rozwoju, a nie tylko zachowania cech autentycznie pierwotnych. Niemniej jako grupa „odmienna” wśród mszaków, które same są „roślinami na opak”, wątrobowce są cennym i ciekawym reliktem historii życia na Ziemi – świadectwem, jak różnymi drogami może się toczyć ewolucja.

Radula complanata (usznica spłaszczona) na korze klonu wśród mchów. W powiększeniu można dostrzec strzępkowate rozmnóżki na krawędziach łuskowatych listków.
Usznica spłaszczona w zbliżeniu na pniu osiki.
Sporofity usznicy spłaszczonej wyrastające z rurkowatych osłonek zawierających archegonia (żeńskie narządy płciowe gametofitu).

Różne wątrobowce można spotkać na powierzchni ziemi, na skałach, na martwym drewnie, a często także na korze żywych drzew, zwykle w sąsiedztwie licznych gatunków mchów. Nie są tak odporne na wysychanie jak mchy, więc przeważnie preferują miejsca wilgotne i cieniste, nienarażone na bezpośrednie działanie słońca. Nie są szczególnie rzadkie ani nawet mało widoczne, ale aby je znaleźć, trzeba – jak zwykle w przypadku organizmów mało znanych – posiadać jako tako wyrobiony zmysł obserwacji i minimum wiedzy o tym, czego się szuka. Tutaj prezentuję pięć gatunków, które rosną w promieniu kilometra od mojego domu. Jestem prawie pewien, że jest ich więcej, tylko jeszcze nie wszystkie potrafię wypatrzyć podczas swoich amatorskich badań okolicy.

Ostatni pokazany gatunek to Marchantia polymorpha (porostnica wielokształtna), szeroko rozpowszechniona jako gatunek chętnie towarzyszący człowiekowi. Można ją znaleźć na żwirowanych ścieżkach starych parków, pod murami budynków, w centrach ogrodniczych i w wielu innych środowiskach antropogenicznych. Jest to jeden z najłatwiej rozpoznawalnych porostów, znany ludziom od dawna. Kształt i faktura plechy porostnicy mogą przywodzić na myśl ludzką wątrobę. Stąd wzięła się nazwa wątrobowców w wielu językach (także oczywiście w polskim). W dawnej medycynie, w czasach, gdy zgodnie z tzw. „nauką o sygnaturach” Paracelsusa wierzono, że sam kształt rośliny wskazuje, jakie choroby można nią leczyć, polecano porostnicę gotowaną w winie jako znakomity lek na schorzenia wątroby. Nie radzę jednak stosować w naszych czasach medycyny opartej na magicznych związkach mikrokosmosu z makrokosmosem (choć wątrobowce są potencjalnym źródłem związków chemicznych o możliwych zastosowaniach w medycynie).

Marchantia polymorpha subsp. ruderalis (porostnica wielokształtna). Na powierzchni plech widoczne są miseczki, w których powstają rozmnóżki (gemmy) służące do bezpłciowego rozmnażania się gametofitu.

Porostnica wielokształtna z widocznymi strukturami przypominającymi miniaturowe palmy lub parasolki koktajlowe. Są to archegonia produkujące żeńskie komórki rozrodcze. Tu i ówdzie widać wyrastające z plech męskich anteridia (płaskie ośmiopłatkowe tarczki na krótszych trzonkach), na których produkowane są męskie komórki rozrodcze. Widać także miseczki z rozmnóżkami. Fotografia wykonana na ścieżce w centrum ogrodniczym.