Wydział Biologii UW

W jaki sposób wykrywa się ołów, kadm, cynk? Czy rośliny i zwierzęta mogą pomóc w określeniu zanieczyszczenia środowiska? I jak bronią się przed działaniem toksycznych pierwiastków? Odpowiedzi na te i inne pytania poznacie podczas wycieczki do Zakładu Ekotoksykologii, w którym na co dzień prowadzone są badania nad metalami ciężkimi i ich wpływem na organizmy żywe.

W trakcie zwiedzania pracowni przedstawimy metody, dzięki którym oceniane jest skażenie gleb, wody i powietrza. Zaprezentujemy techniki lokalizacji toksycznych związków w tkankach i komórkach roślinnych. Zabierzemy Was do wyjątkowych miejsc, gdzie rośliny kiełkują i rosną nawet zimą oraz zdradzimy tajniki hodowli hydroponicznej. Na własne oczy zobaczycie stosowane w ocenie ekotoksykologicznej techniki mikroskopowe, barwienia tkanek i żmudny proces przygotowania preparatów do mikroskopu elektronowego. Jeśli jesteście ciekawi, jak wygląda praca badacza, zapraszamy do naszego laboratorium!

W trakcie warsztatów uczestnicy będą mieć okazję wyizolować naturalne barwniki z roślin i dowiedzieć się, dlaczego liście zmieniają kolor w zależności od pory roku. Dlaczego liście są zielone latem i kolorowe jesienią?

Warsztaty te stanowią wstęp do poznania świata glonów. Podczas zajęć uczestnicy będą mogli zobaczyć, jak prowadzona jest hodowla jednokomórkowych glonów na przykładzie Coccomyxa subellipsoidea oraz Cyanidioschyzon merolae w warunkach laboratoryjnych. Glony postrzegane są jako fabryki żywych komórek wykorzystywanych do produkcji biopaliw i różnych biochemikaliów. Uczestnicy będą mieli okazję samodzielnie wyizolować z nich DNA oraz założyć własne hodowle na stałym podłożu.

Nanotechnologia – to ogólna nazwa całego zestawu technik i sposobów tworzenia rozmaitych struktur o rozmiarach nanometrycznych (od 0,1 do 100 nanometrów), czyli na poziomie pojedynczych atomów i cząsteczek. 

     Do struktur nanometrycznych można zaliczyć: druty, kropki kwantowe, tworzywa sztuczne, włókna sztuczne, nanorurki – których struktura jest kontrolowana na poziomie pojedynczych cząsteczek, oraz nanocząstki – materiały rozdrobnione do postaci pyłu o ziarnach będących np. klasterami atomów metalu. Na masową skalę wykorzystywane jest srebro i złoto w tej postaci. W środowisku dominują nanocząstki naturalne, antropogeniczne oraz inżynierskie.

    Nanocząstki (NPs) wytwarzane są metodami chemicznymi, fizycznymi oraz „biologicznymi” (mogą być wytwarzane przez bakterie, grzyby a także niektóre rośliny). Srebro nanocząstkowe jest ponad 100 000 razy czystsze niż srebro jonowe Ag+.

    Nanocząstki mają właściwości charakterystyczne dla metalu szlachetnego oraz dla substancji o dużym rozdrobnieniu. Czym mniejsza nanocząstka, tym większa jej skuteczność? Powierzchnia, z którą oddziałują nanocząstki, w stosunku do ich małego rozmiaru jest ogromna. Wykazują więc one bardzo silną aktywność biologiczną, już nawet w bardzo małych ilościach. W ramach wykładu zostaną przedstawione zastosowania nanocząstek srebra i złota w medycynie, biotechnologii oraz w przemyśle; omówiony zostanie również mechanizm ich działania oraz zastosowanie jako potencjalnych terapeutyków antybakteryjnych. Oprócz nanocząstek metali szlachetnych omówione zostanie zastosowanie nanocząstek tlenku cynku w stomatologii oraz „nanoroboty” w krwioobiegu i inteligentne opatrunki, jako najnowsze zastosowania NPs.

Ogromnym zaskoczeniem dla świata nauki było odkrycie na początku XX wieku u niektórych gatunków z rodziny obrazkowatych (Araceae) istnienia osobliwego oddychania związanego z podgrzewaniem kwiatostanów. Badania wykazały, że termogeneza jest możliwa dzięki wysokiej aktywności małego mitochondrialnego białka  - oksydazy alternatywnej. Badając obrazkowate, zaobserwowano, że cyjanek nie ma u nich wpływu na oddychanie komórkowe. Zupełnie inaczej niż u zwierząt, dla których cyjanek jest śmiertelną trucizną już w stosunkowo niewielkiej dawce. Obecnie wiadomo, że oddychanie odporne na cyjanek jest powszechne w świecie roślin. Wykład będzie poświęcony odpowiedzi na następujące pytania: Po co roślinom oddychanie odporne na cyjanek? Czy oksydaza alternatywna bierze także udział w oddychaniu, na przykład w liściach? Czy ciepło wydzielane przy udziale oksydazy alternatywnej może zwiększać temperaturę roślin, kiedy dookoła jest zimno?

Początek życia jest intrygującym i wciąż intensywnie badanym zagadnieniem. Część badaczy, rozważając pochodzenie związków organicznych niezbędnych do życia na Ziemi, postuluje, że powstały one w przestrzeni kosmicznej i pojawiły się na naszej planecie wraz z meteorytami. Badaniami takich scenariuszy zajmuje się właśnie stosunkowo nowa dziedzina nauki – astrobiologia, którą NASA ogłosiła jedną z najważniejszych nauk XXI wieku! To jednak nie wszystko, czym zajmują się astrobiolodzy. W czasach, gdy ludzie, a wraz z nimi organizmy modelowe służące badaniom naukowym, przebywają stale na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, planowane jest rozpoczęcie stałej obecności na Księżycu, a budowanie kolonii na Marsie przestaje być tylko mrzonką z zakresu science-fiction, a jest realnym celem prac naukowców z całego świata, pytań dotyczących funkcjonowania organizmów w warunkach mikrograwitacji jest coraz więcej. Wykład będzie aktualnym przeglądem ostatnich osiągnięć astrobiologii.

Wykład przedstawi najnowsze wyniki naukowe dotyczące wpływu tylakoidów - błon zawartych w zielonych częściach warzyw - na rozwój niektórych chorób nowotworowych.

Czynniki żywieniowe odgrywają ważną rolę w rozwoju różnych chorób metabolicznych. Dieta oparta na liściach zielonych warzyw, bogata w specjalne błony zwane „tylakoidami”, może pełnić rolę ochronną przed niektórymi nowotworami. Badania nad chemicznym składem szpinaku wykazały wysoki poziom niektórych związków żywieniowych, w tym witamin, kwasów tłuszczowych oraz minerałów, istotnych w leczeniu wielu problemów zdrowotnych, w tym chorób nowotworowych

Intensywny rozwój miast oraz dużych projektów geoinżynieryjnych, zwłaszcza w Chinach, Indiach i Afryce, spowodował zwiększenie zużycia piasku, który jest niezbędnym składnikiem betonu i szkła. Jednak nie każdy piasek nadaje się do wykorzystanie przez przemysł budowlany. Ten, którego mamy najwięcej - piasek z pustyń - ma zbyt wygładzone ziarenka. Dlatego przemysł budowlany eksploatuje piasek rzeczny i morski, w ilościach szacowanych nawet na 50 miliardów ton rocznie. Przy tym zapotrzebowaniu piasek jest eksploatowany dużo szybciej niż jest w stanie odtworzyć się dzięki naturalnym procesom erozji. Ceny piasku rosną, w wielu rejonach eksploatacja piasku odbywa się nielegalnie, a nadzorują ją mafie piaskowe.  Na skutek rabunkowej eksploatacji niszczone są koryta rzeczne, wybrzeża morskie i istniejące w ich obrębie ekosystemy. Ludzie pracują ponad siły, często w warunkach niebezpiecznych dla zdrowia, a nadmierną dociekliwość w sprawie funkcjonowania legalnych i nielegalnych piaskarni można przypłacić życiem. Czy mamy jeszcze szansę, aby powstrzymać te procesy?

Zapach to najbardziej pierwotny, chemiczny zmysł, który jednak odgrywa w naszym życiu ogromną rolę, zarówno w sensie biologicznym, jak i społecznym. Na wykładzie skupimy się nad znaczeniem zapachu w naszym życiu, przyjrzymy się cennym roślinnym surowcom perfumeryjnym oraz poznamy biochemię substancji zapachowych. Zastanowimy się także, czym pachniała Kleopatra i poznamy przepis na perfumy rodem ze starożytnej Grecji.