معلومة

ما هو الحد الأدنى للعين؟

ما هو الحد الأدنى للعين؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

ما هو الحد الأدنى للعين الذي يمنح بعض المزايا التطورية؟

أعني بالحد الأدنى أن أي شيء أقل من هذا ليس له أي ميزة على الإطلاق ، وبالتالي لا يفضله الانتقاء الطبيعي.

بالعين ، أعني ليس فقط مستشعر الضوء ولكن أيضًا البنية التحتية التي تحول منبه الضوء إلى استجابة مفيدة.

من الناحية المثالية ، قد ترغب في حالة واضحة لا لبس فيها قبل / بعد ، خاصة على البنية التحتية بين البروتين المتحور وآلية استجابة الخلية التي تترجم هذا إلى ميزة البقاء على قيد الحياة.

(أفترض أن بروتينات Opsin التي تطفو حول السيتوبلازم في حد ذاتها لا تمنح أي ميزة بدون نوع من البنية التحتية الأخرى)

يرجى أيضًا تقديم تقدير لعدد أزواج قواعد الحمض النووي المنسقة التي يلزم تغييرها لمنح هذه الميزة بحيث يمكن إجراء تقدير احتمالي مناسب.


أعتقد أنك تتوقع نظامًا معقدًا بينما هذه الأشياء ليست بالضرورة متضمنة. أنت في الأساس تحتاج فقط إلى بروتين حساس للضوء وبعض سلسلة نقل الإشارة. البروتين الحساس للضوء هو مجرد بروتين يتغير شكله بوجود فوتونات ذات طول موجي معين. يمكن أن يكون تسلسل نقل الإشارة هذا قياسيًا جدًا. ليس من الضروري أن يكون أي شيء غير عادي.

ضع في اعتبارك حدوث طفرة تحول بروتينًا معينًا إلى بروتين حساس للضوء. يمكن لمثل هذا البروتين الطافرة أن ينشط نفس السلسلة بسهولة (وينظم في النهاية التعبير عن نفس الجين) وقد يكون مفيدًا في النهاية. تؤثر الإشارة المرئية (وجود / عدم وجود فوتونات ذات طول موجي معين) بشكل مباشر على تشكيل البروتين مما يؤدي إلى تنشيط سلسلة كاملة. ليس من الضروري أن يكون الشلال قد تطور بعد أن اكتسب البروتين القدرة على الاستجابة للفوتونات. قد ترغب في الغوص في تفاصيل كيفية بنية ووظيفة بروتينات opsin.

توضح هذه المقالة كيف تطور بروتين أسلاف غير حساس للضوء (مشفر في جين GPCR. تسمى البروتينات أيضًا السربنتين) إلى بروتين حساس للضوء (opsin). ترتبط المقالة أيضًا بمقالات أخرى تناقش هذا الانتقال.

هناك عدة أنواع من البروتينات الحساسة للضوء في مملكة مختلفة ، بما في ذلك النباتات والبكتيريا التي لا تحتوي على أعصاب.

يمكنك معرفة المزيد عن سلسلة التحويل على ويكيبيديا (هنا أو هنا على سبيل المثال). قد ترغب في معرفة المزيد عن بروتينات الأوبسين ومعرفة المزيد عن البروتينات الحساسة للضوء.

صفحة ويكيبيديا: تطور العيون> من المحتمل أن تثير العيون المبكرة اهتمامك أيضًا. اعتمادًا على التعريف الذي تستخدمه لـ "العين" (ملاحظة ، تطورت "العيون" بشكل مستقل من 50 إلى 100 مرة) ، قد يكون Planarian مثالًا جيدًا للأنواع التي لها عين بدائية.


العين البدائية البسيطة نسبيًا هي الغده النخاميه. تعتبر العين الثالثة وتشارك في إيقاعات الساعة البيولوجية للإنسان ، وتشارك في التنظيم الحراري ، وفي الزواحف والبرمائيات فهي في الواقع حساسة للضوء بشكل مباشر.

ومع ذلك ، فهي ليست عينًا على هذا النحو ، لأن الصنوبرية لا تنقل المعلومات الطبوغرافية عن البيئة إلى الدماغ. إنه أكثر من مستشعر الضوء في الزواحف والبرمائيات. ومع ذلك ، فهو جهاز استشعار جزء لا يتجزأ من الجهاز العصبي المركزي من الكائنات الحية الأعلى بما في ذلك البشر. على هذا النحو ، هو ليس مجرد جهاز استشعار للضوء، ولكن عضو الغدد الصماء المتورط في دخول الضوء للساعات اليومية الذاتية موجود في مختلف الأجهزة. تم اعتباره جزءًا لا يتجزأ من النظام البصري في وقت مبكر من الحياة:

بروتوفيرتيفيتي ذو الأربع عيون. المصدر: Vigh et al.، 2002

لا يختلف النظام الافتراضي في الصورة كثيرًا عن سمكة الوخز اليوم ، وهي "أحفورة حية". في وقت مبكر من الحياة ، والزواحف والبرمائيات اليوم ، الصنوبرية حساسة للضوء بشكل مباشر ، وبالتالي فهي تدخل الساعة البيولوجية مباشرة عبر وظائف الغدد الصماء. تساعد مزامنة الساعة البيولوجية الكائنات الحية على التكيف مع فترات الضوء البيئي ، وبعبارة أخرى إعداد الكائنات النهارية للاستيقاظ في الصباح والاستعداد للصيد وما إلى ذلك. ). في البشر والثدييات الأخرى ذات الإحساس الكثيف والصلب للضوء في الجمجمة ، تتولى شبكية العين ، لأن الجمجمة تمنع دخول الضوء. هنا يكون للصنوبر وظيفة غدد صماء فقط تتلقى مدخلات واردة من العين.

المرجعي
Vigh وآخرون. هيستوباثول 2002;17:555-90


ما هو علم الأحياء الدقيقة؟

تعد الكائنات الحية الدقيقة وأنشطتها ذات أهمية حيوية لجميع العمليات تقريبًا على الأرض. الكائنات الدقيقة مهمة لأنها تؤثر على كل جانب من جوانب حياتنا - فهي موجودة فينا وعلينا ومن حولنا.

علم الأحياء الدقيقة هو دراسة جميع الكائنات الحية الصغيرة جدًا بحيث لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة. وهذا يشمل البكتيريا والعتائق والفيروسات والفطريات والبريونات والأوليات والطحالب ، والمعروفة مجتمعة باسم & # 39microbes & # 39. تلعب هذه الميكروبات أدوارًا رئيسية في دورة المغذيات ، والتحلل البيولوجي / التدهور البيولوجي ، وتغير المناخ ، وتلف الطعام ، وسبب المرض والسيطرة عليه ، والتكنولوجيا الحيوية. بفضل تعدد استخداماتها ، يمكن تشغيل الميكروبات بعدة طرق: صنع الأدوية المنقذة للحياة ، وتصنيع الوقود الحيوي ، وتنظيف التلوث ، وإنتاج / معالجة الطعام والشراب.

يدرس علماء الأحياء المجهرية الميكروبات ، وقد نتجت بعض أهم الاكتشافات التي قام عليها المجتمع الحديث من أبحاث علماء الأحياء الدقيقة المشهورين ، مثل جينر ولقاحه ضد الجدري وفليمينج واكتشاف البنسلين ومارشال وتحديد الصلة بين هيليكوباكتر بيلوري العدوى وقرح المعدة ، وزور هاوزن الذي حدد الصلة بين فيروس الورم الحليمي البشري وسرطان عنق الرحم.

كانت أبحاث علم الأحياء الدقيقة ، ولا تزال ، أساسية لتلبية العديد من التطلعات والتحديات العالمية الحالية ، مثل الحفاظ على الغذاء والماء وأمن الطاقة لسكان أصحاء على أرض صالحة للسكن. ستساعد أبحاث علم الأحياء الدقيقة أيضًا في الإجابة عن أسئلة كبيرة مثل & # 39 ما مدى تنوع الحياة على الأرض؟ & # 39 ، و & # 39 & # 39 ؛ هل توجد الحياة في مكان آخر في الكون & # 39؟


ما هو & # 039s الخاص جدا في المقياس النانوي؟

الجسيمات النانوية ليست جديدة في الطبيعة أو العلم. ومع ذلك ، فإن القفزات الأخيرة في مجالات مثل الفحص المجهري قد أعطت العلماء أدوات جديدة لفهم والاستفادة من الظواهر التي تحدث بشكل طبيعي عندما يتم تنظيم المادة على المستوى النانوي. في جوهرها ، تستند هذه الظواهر على "التأثيرات الكمومية" والتأثيرات الفيزيائية البسيطة الأخرى مثل توسيع مساحة السطح (المزيد حول هذه أدناه). بالإضافة إلى ذلك ، فإن حقيقة أن غالبية العمليات البيولوجية تحدث على المستوى النانوي تعطي العلماء نماذج وقوالب لتخيل وبناء عمليات جديدة يمكن أن تعزز عملهم في الطب والتصوير والحوسبة والطباعة والحفز الكيميائي وتخليق المواد والعديد من المجالات الأخرى . لا تعمل تقنية النانو ببساطة في أبعاد أصغر من أي وقت مضى ، بل إن العمل على المقياس النانوي يتيح للعلماء الاستفادة من الخصائص الفيزيائية والكيميائية والميكانيكية والبصرية الفريدة للمواد التي تحدث بشكل طبيعي على هذا النطاق.

محاكاة حاسوبية لحركات الإلكترون داخل سلك نانوي بقطر في
نطاق المقياس النانوي. (الصورة: NSF multimedia / معرض إريك هيلر)

المقياس الذي تهيمن فيه التأثيرات الكمية على خصائص المواد

عندما تتم مقارنة أحجام الجسيمات من المادة الصلبة في المقياس المرئي بما يمكن رؤيته في المجهر الضوئي العادي ، يكون هناك اختلاف بسيط في خصائص الجسيمات. ولكن عندما يتم إنشاء جسيمات بأبعاد تتراوح من 1 إلى 100 نانومتر (حيث لا يمكن "رؤية" الجسيمات إلا باستخدام مجاهر متخصصة قوية) ، تتغير خصائص المواد بشكل كبير عن تلك الموجودة على المقاييس الأكبر. هذا هو مقياس الحجم حيث تحكم التأثيرات الكمية المزعومة سلوك وخصائص الجسيمات. تعتمد خصائص المواد على الحجم في نطاق المقياس هذا. وبالتالي ، عندما يتم جعل حجم الجسيمات على نطاق نانوي ، فإن الخصائص مثل نقطة الانصهار ، والتألق ، والتوصيل الكهربائي ، والنفاذية المغناطيسية ، والتفاعل الكيميائي تتغير كدالة لحجم الجسيم.

يوضح الذهب النانوي الخصائص الفريدة التي تحدث على المقياس النانوي. جزيئات الذهب النانوية ليست اللون الأصفر الذي نعرفه عن الذهب النانوي يمكن أن يظهر باللون الأحمر أو الأرجواني. على المقياس النانوي ، فإن حركة إلكترونات الذهب مقيدة. نظرًا لأن هذه الحركة مقيدة ، تتفاعل جسيمات الذهب النانوية بشكل مختلف مع الضوء مقارنة بجزيئات الذهب الكبيرة الحجم. يمكن استخدام حجمها وخصائصها الضوئية عمليًا: تتراكم جزيئات الذهب النانوية بشكل انتقائي في الأورام ، حيث يمكنها تمكين كل من التصوير الدقيق والتدمير المستهدف بالليزر للورم عن طريق تجنب الإضرار بالخلايا السليمة.

النتيجة الرائعة والقوية للتأثيرات الكمومية للمقياس النانوي هي مفهوم "قابلية الانضباط" للخصائص. وهذا يعني أنه من خلال تغيير حجم الجسيم ، يمكن للعالم أن يضبط حرفيًا خاصية المادة ذات الأهمية (على سبيل المثال ، تغيير لون التألق بدوره ، يمكن استخدام لون التألق للجسيم لتحديد الجسيم ، ويمكن للمواد المختلفة أن أن يتم "تمييزها" بعلامات الفلورسنت لأغراض مختلفة). يُعرف التأثير الكمي القوي الآخر للمقياس النانوي باسم "النفق" ، وهي ظاهرة تمكن مجهر المسح النفقي وذاكرة فلاش للحوسبة.

المقياس الذي يحدث فيه الكثير من علم الأحياء

على مدى آلاف السنين ، أتقنت الطبيعة فن علم الأحياء على المستوى النانوي. تحدث العديد من الأعمال الداخلية للخلايا بشكل طبيعي على المستوى النانوي. على سبيل المثال ، يبلغ قطر الهيموغلوبين ، وهو البروتين الذي ينقل الأكسجين عبر الجسم ، 5.5 نانومتر. يبلغ قطر خيط من الحمض النووي ، وهو أحد اللبنات الأساسية للحياة البشرية ، حوالي 2 نانومتر فقط.

بالاعتماد على المقياس النانوي الطبيعي للبيولوجيا ، يعمل العديد من الباحثين الطبيين على تصميم أدوات وعلاجات وعلاجات أكثر دقة وشخصية من التقليدية - والتي يمكن تطبيقها في وقت مبكر من مسار المرض وتؤدي إلى جانب ضار أقل- تأثيرات. أحد الأمثلة الطبية لتقنية النانو هو مقايسة الباركود الحيوي ، وهي طريقة منخفضة التكلفة نسبيًا للكشف عن المؤشرات الحيوية الخاصة بالأمراض في الدم ، حتى عندما يكون هناك عدد قليل جدًا منها في العينة. العملية الأساسية ، التي تربط جزيئات "التعرف" و "مكبرات" الحمض النووي بجسيمات الذهب النانوية ، تم عرضها في الأصل في جامعة نورث وسترن لعلامة حيوية لسرطان البروستاتا بعد استئصال البروستاتا. أثبت اختبار الباركود الحيوي أنه أكثر حساسية من المقايسات التقليدية لنفس المرقمات الحيوية المستهدفة ، ويمكن تكييفه لاكتشاف أي هدف جزيئي تقريبًا. أنا

يؤثر فهم الهياكل الجزيئية الحيوية على نطاق النانو على مجالات أخرى غير الطب. يبحث بعض العلماء في طرق لاستخدام المبادئ البيولوجية للمقياس النانوي للتجميع الذاتي الجزيئي ، والتنظيم الذاتي ، وميكانيكا الكم لإنشاء منصات حوسبة جديدة. اكتشف باحثون آخرون أنه في عملية التمثيل الضوئي ، يتم تحويل الطاقة التي تحصدها النباتات من ضوء الشمس على الفور تقريبًا إلى "مراكز التفاعل" النباتية عن طريق العمليات الميكانيكية الكمية بكفاءة تقارب 100٪ (القليل من الطاقة المُهدرة كحرارة). إنهم يدرسون التمثيل الضوئي كنموذج للأنظمة النانوية "للطاقة الخضراء" لإنتاج وتخزين غير مكلف للطاقة الشمسية غير الملوثة. ثانيا

مقياس تلعب فيه الأسطح والواجهات دورًا كبيرًا في خصائص المواد والتفاعلات

تحتوي المواد النانوية على مساحات سطحية أكبر بكثير من كتل مماثلة من مواد أكبر حجمًا. مع زيادة مساحة السطح لكل كتلة مادة ما ، يمكن أن تتلامس كمية أكبر من المادة مع المواد المحيطة ، مما يؤثر على التفاعل.

تُظهر تجربة فكرية بسيطة سبب احتواء الجسيمات النانوية على مساحات سطحية عالية بشكل هائل. مكعب صلب من مادة طولها 1 سم على جانبه 6 سنتيمترات مربعة من مساحة السطح ، أي يساوي جانبًا واحدًا من نصف عود من العلكة. ولكن إذا كان الحجم 1 سم مكعب مملوءًا بمكعبات 1 مم على جانب ، فسيكون ذلك مكعبات بحجم 1000 مليمتر (10 × 10 × 10) ، كل منها مساحة سطحه 6 مليمترات مربعة ، ليصبح المجموع مساحة سطحها 60 سنتيمترًا مربعًا - تقريبًا نفس جانب واحد من ثلثي بطاقة ملاحظة مقاس 3 × 5 بوصة. عندما يتم ملء 1 سم مكعب بمكعبات بحجم ميكرومتر - تريليون (10 12) منها ، مساحة كل منها 6 ميكرومتر مربع - تبلغ مساحة السطح الإجمالية 6 أمتار مربعة ، أو حوالي مساحة الحمام الرئيسي في منزل متوسط. وعندما يتم ملء هذا السنتيمتر المكعب الفردي من الحجم بمكعبات بحجم 1 نانومتر - 10 21 منها ، مساحة كل منها 6 نانومترات مربعة - تصل مساحة سطحها الإجمالية إلى 6000 متر مربع. بعبارة أخرى ، يبلغ إجمالي مساحة السنتيمتر المكعب من الجسيمات النانوية المكعبة ثلث مساحة ملعب كرة القدم!

رسم توضيحي يوضح تأثير زيادة مساحة السطح التي توفرها المواد ذات البنية النانوية

تتمثل إحدى فوائد مساحة السطح الأكبر - والتفاعلية المحسنة - في المواد ذات البنية النانوية في أنها ساعدت في تكوين محفزات أفضل. ونتيجة لذلك ، فإن التحفيز بواسطة المواد ذات البنية النانوية المصممة هندسيًا يؤثر بالفعل على حوالي ثلث أسواق المحفزات الضخمة في الولايات المتحدة - والعالمية - ، مما يؤثر على مليارات الدولارات من العائدات في صناعات النفط والكيماويات. iii من الأمثلة اليومية على التحفيز هو المحول الحفاز في السيارة ، والذي يقلل من سمية أبخرة المحرك. يمكن للبطاريات المهندسة بالنانو وخلايا الوقود والمحفزات أن تستخدم تفاعلًا محسنًا على المستوى النانوي لإنتاج أنماط أنظف وأكثر أمانًا وبأسعار معقولة لإنتاج الطاقة وتخزينها.

كما أن مساحة السطح الكبيرة تجعل الأغشية والمواد النانوية مرشحة مثالية لمعالجة المياه وتحلية المياه ، من بين استخدامات أخرى. كما أنه يساعد في دعم "التشغيل الوظيفي" لأسطح المواد النانوية (إضافة جزيئات لأغراض محددة) ، لتطبيقات تتراوح من توصيل الأدوية إلى عزل الملابس.


هل يستطيع التطور أن ينتج عين؟ ليست فرصة!

ملاحظة المحرر: نشرت لأول مرة في متروفويس سانت لويس 4 ، لا. 4 (أبريل 1994).

يتكون دماغ الإنسان من حوالي 12 مليار خلية ، وتشكل 120 تريليون اتصال بيني. تحتوي شبكية العين الحساسة للضوء (والتي هي في الحقيقة جزء من الدماغ) على أكثر من 10 ملايين خلية مستقبلة للضوء. تلتقط هذه الخلايا نمط الضوء الذي تشكله العدسة وتحوله إلى إشارات كهربائية معقدة ، والتي يتم إرسالها بعد ذلك إلى منطقة خاصة من الدماغ حيث يتم تحويلها إلى الإحساس الذي نسميه الرؤية.

في مقال بلغة بايت مجلة (أبريل 1985) ، يقارن جون ستيفنز قدرة معالجة الإشارات للخلايا في شبكية العين مع قدرة الكمبيوتر الأكثر تطورًا التي صممها الإنسان ، وهو كمبيوتر Cray العملاق:

على الرغم من أن الأجهزة الرقمية الموجودة اليوم مثيرة للإعجاب للغاية ، فمن الواضح أن أداء شبكية العين البشرية في الوقت الحقيقي يمر دون منازع. في الواقع ، لمحاكاة 10 مللي ثانية (مائة من الثانية) من المعالجة الكاملة حتى لخلية عصبية واحدة من شبكية العين تتطلب حل حوالي 500 معادلة تفاضلية غير خطية متزامنة 100 مرة وستستغرق عدة دقائق على الأقل من وقت المعالجة كمبيوتر عملاق Cray. مع الأخذ في الاعتبار أن هناك 10 ملايين أو أكثر من هذه الخلايا تتفاعل مع بعضها البعض بطرق معقدة ، فقد يستغرق الأمر 100 عام على الأقل من وقت Cray لمحاكاة ما يحدث في عينك عدة مرات كل ثانية.

إذا كان من الواضح أن الكمبيوتر العملاق هو نتاج تصميم ذكي ، فكم من الواضح أن العين نتاج تصميم ذكي؟ ومع ذلك ، فإن أنصار التطور على يقين تام من أن العين البشرية (وكل شيء آخر في الطبيعة) نشأ عن طريق الصدفة الخالصة والخصائص الجوهرية للطبيعة! يعترف أنصار التطور أحيانًا أنه من الصعب عليهم حتى تصديق مثل هذا الشيء. فقد أقر إرنست ماير ، على سبيل المثال ، بما يلي:

إنه ضغط كبير على سذاجة المرء أن يفترض أن الأنظمة المتوازنة بدقة مثل بعض أعضاء الحواس (عين الفقاريات ، أو ريش الطائر) يمكن تحسينها عن طريق الطفرات العشوائية. (النظاميات وأصل الأنواع، ص. 296)

نادرًا ما يحاول أنصار التطور حساب احتمالية حدوث الصدفة في سيناريوهاتهم التطورية المتخيلة. في حين أنه لا توجد طريقة لقياس احتمال حدوث صدفة لشيء معقد مثل العين ، إلا أن هناك طرقًا لحساب احتمال حدوث فرصة لجزيئات البروتين الفردية الضرورية للحياة. تم تحديد أكثر من 100000 نوع مختلف من البروتينات في جسم الإنسان ، ولكل منها تركيبة كيميائية فريدة ضرورية لوظيفتها الخاصة.

البروتينات عبارة عن بوليمرات ، يعتمد تركيبها الكيميائي على ترتيب العديد من الوحدات الفرعية الأصغر التي تسمى الأحماض الأمينية. هناك 20 نوعًا مختلفًا من الأحماض الأمينية التي تستخدم لبناء البروتينات لجميع الكائنات الحية ، بما في ذلك الإنسان. ترتبط هذه الأحماض الأمينية معًا من طرف إلى طرف (مثل سلسلة من الخرزات) لتشكيل جزيء بروتين واحد. يتكون البروتين المتوسط ​​من سلسلة من 500 حمض أميني. العدد الإجمالي لتركيبات 20 من الأحماض الأمينية المختلفة في مثل هذه السلسلة ، لجميع الأغراض العملية ، غير محدود. ومع ذلك ، يجب أن يحتوي كل بروتين في أجسامنا على سلسلة محددة من الأحماض الأمينية حتى يعمل بشكل صحيح. تتمثل مهمة النظام الجيني في خلايانا في تنظيم تجميع الأحماض الأمينية في التسلسل الصحيح بدقة لكل بروتين.

تم استدعاء البروتينات معلوماتية الجزيئات الكبيرة لأن تسلسل الأحماض الأمينية الخاصة بها يوضح المعلومات ، بنفس الطريقة التي يمكن بها ترتيب الحروف الأبجدية لتشكيل جملة أو فقرة. يمكننا أن نقدر عدم احتمالية التجميع العشوائي لأحد البروتينات الأساسية للحياة من خلال النظر في احتمال التجميع العشوائي لأحرف الأبجدية لتكوين عبارة بسيطة باللغة الإنجليزية.

تخيل لو حاولنا كتابة 23 حرفًا ومسافات في عبارة "نظرية التطور" باستخدام المبدأ التطوري لـ صدفة. قد نبدأ برسم أحرف عشوائيًا من مجموعة Scrabble تتكون من 26 حرفًا من الأبجدية بالإضافة إلى مسافة (بإجمالي 27 حرفًا). سيكون احتمال الحصول على أي حرف أو مسافة معينة في عبارتنا باستخدام هذه الطريقة فرصة واحدة من أصل 27 (معبرًا عنها بـ 1/27). يمكن حساب احتمال الحصول على 23 حرفًا ومسافات بالترتيب المطلوب لعبارتنا بضرب احتمال الحصول على كل حرف ومسافة معًا (1/27 × 1/27 × 1/27 — بإجمالي 23 مرة) . يكشف هذا الحساب أنه يمكننا توقع النجاح في تهجئة العبارة بشكل صحيح عن طريق الصدفة تقريبًا بمجرد في ثمانمائة ، مليون ، تريليون ، تريليون سحب! إذا أردنا تسريع العملية ورسم رسائلنا بمعدل مليار في الثانية ، فيمكننا أن نتوقع تهجئة عبارة صغيرة بسيطة مرة واحدة كل 26 ألف ، تريليون سنة! ولكن حتى هذا "يقين افتراضي" مقارنة باحتمال التجميع الصحيح لأي من البروتينات البيولوجية المعروفة عن طريق الصدفة!

يمكن ترتيب الـ500 من الأحماض الأمينية التي تشكل بروتينًا متوسط ​​الحجم بأكثر من 1 × 10 600 طريقة مختلفة (هذا هو الرقم واحد متبوعًا بـ 600 صفر)! هذا الرقم أكبر بكثير من العدد الإجمالي للجسيمات الذرية التي يمكن أن تتراكم في الكون المعروف. إذا كان لدينا جهاز كمبيوتر يمكنه إعادة ترتيب 500 من الأحماض الأمينية لبروتين معين بمعدل مليار توليفة في الثانية ، فلن يكون لدينا أي فرصة في الأساس للوصول إلى التركيبة الصحيحة خلال 14 مليار سنة التي يزعم أنصار التطور أنها تتعلق بعمر الكون . حتى لو تم تقليل حجم جهاز الكمبيوتر عالي السرعة إلى حجم إلكترون وكان لدينا ما يكفي منهم لملء غرفة بحجم 10 مليار سنة ضوئية مكعبة (حوالي 1 × 10 150 جهاز كمبيوتر!) ، فسيظل من غير المحتمل للغاية أن يصطدموا التركيبة الصحيحة. مثل هذه "الغرفة" المليئة بأجهزة الكمبيوتر يمكنها فقط إعادة ترتيب حوالي 1 × 10 180 مجموعة في 300 مليار سنة. في الواقع ، حتى لو كانت جميع البروتينات التي كانت موجودة على الأرض موجودة كلها مختلفة، فإن "غرفتنا" المليئة بأجهزة الكمبيوتر من غير المرجح أن تصادف الجمع بين أي واحد منهم في 300 مليار سنة فقط!

يعارض أنصار التطور أن حجة الاحتمالية برمتها ليست ذات صلة لأن التطور عديم الهدف تمامًا ، وبالتالي لا يحاول أبدًا صنع أي شيء على وجه الخصوص! علاوة على ذلك ، يصرون على أن "الانتقاء الطبيعي" يجعل المستحيل ممكنًا. لكن أنصار التطور تعرضوا لتحدي قوي بشأن هذا الادعاء من قبل علماء الرياضيات في ندوة عقدت في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (تم نشر الإجراءات في الكتاب ، التحديات الرياضية للتفسير الدارويني الجديد للتطور). موراي إيدن ، أستاذ الهندسة في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا M.I.T. قالت:

إن فرصة ظهور الإنسان تشبه احتمال كتابة مكتبة ذات مغزى من ألف مجلد عشوائيًا باستخدام الإجراء التالي: ابدأ بعبارة ذات مغزى ، وأعد كتابتها ببعض الأخطاء ، واجعلها أطول بإضافة أحرف ثم افحص النتيجة لترى إذا كانت العبارة الجديدة ذات مغزى. كرر هذه العملية حتى تكتمل المكتبة.

سأترك الأمر للقارئ للنظر في احتمال أن يتمكن المصمم والمُنشئ الذكي من تصميم وبناء عين بذكاء.


تحميل دورة بدوام كامل

نظرًا للطبيعة الصارمة للحمل الكامل للدورة التدريبية لبرنامج البصريات ، تبحث لجنة قبول البصريات عن المتقدمين ليأخذوا دورة كاملة (خمس دورات لكل فصل دراسي مدته أربعة أشهر ، لا تشمل المعامل ، لمدة 6 فصول دراسية على الأقل) خلال البكالوريوس. دراسات. معظم البرامج المهنية لديها هذا المطلب.

لا يمكنك تعويض عدم أخذ خمس دورات لكل فصل دراسي بأخذ دورة في الصيف.

إذا كنت لا تفي بهذا الشرط ، فسيتعين عليك توضيح السبب في الطلب. وعندئذٍ يعود الأمر للجنة لاتخاذ القرار.

إذا كنت ستلتقي بالدورات الخمس لكل فصل دراسي بحلول الفصل الدراسي الأخير أثناء تقديمك (على سبيل المثال ، إذا كنت تتقدم بطلب للحصول على سبتمبر 2021 وشتاء 2021 فسيكون الفصل السادس بخمس دورات) ، فستفي بالمتطلبات.

نحن لا نقوم بتقييم هذا المطلب قبل تقديم الطلب.

لا يجب أن تكون الشروط الستة متتالية.


محتويات

تم اكتشاف الحبار مصاص الدماء خلال رحلة فالديفيا (1898-1899) بقيادة كارل تشون. كان تشون عالمًا في علم الحيوان مستوحى من رحلة تشالنجر ، وأراد التحقق من أن الحياة موجودة بالفعل تحت 300 قامة (550 مترًا). [4] تم تمويل هذه الحملة من قبل المجتمع الألماني Gesellschaft Deutscher Naturforscher und Ärzte، مجموعة من العلماء الألمان الذين اعتقدوا أن هناك حياة على أعماق تزيد عن 550 مترًا ، على عكس نظرية Abyssal. س. فالديفيا تم تجهيزها بمعدات لجمع كائنات أعماق البحار ، وكذلك مختبرات وجرار العينات ، من أجل تحليل وحفظ ما تم صيده. بدأت الرحلة في هامبورغ بألمانيا ، تليها إدنبرة ، ثم تم تتبعها حول الساحل الغربي لأفريقيا. بعد الإبحار حول النقطة الجنوبية لإفريقيا ، درست البعثة المناطق العميقة في المحيط الهندي والقطب الجنوبي. [5]

يمكن أن يصل الحد الأقصى للطول الإجمالي للحبار مصاص الدماء حوالي 30 سم (1 قدم). يتنوع لون جسمه الجيلاتيني الذي يبلغ قطره 15 سم (5.9 بوصة) من الأسود المخملي إلى المحمر الباهت ، اعتمادًا على الموقع وظروف الإضاءة. يربط حزام من الجلد أذرعها الثمانية ، كل منها مبطنة بصفوف من أشواك سمين أو سيري ، والجانب الداخلي من هذا "العباءة" أسود. فقط نصفي الذراعين البعيدين (الأبعد عن الجسم) لهما مصاصون. عيونها الكروية الشفافة ، والتي تظهر باللون الأحمر أو الأزرق ، اعتمادًا على الإضاءة ، هي الأكبر نسبيًا في المملكة الحيوانية حيث يبلغ قطرها 2.5 سم (1 بوصة). [6] استوحى اسم الحيوان من لونه الغامق وشريطه الشبيه بالعباءة ، وليس من العادة - فهو يتغذى على المخلفات وليس الدم. [7] [8]

لدى البالغين الناضجين زوج من الزعانف الصغيرة بارزة من الجوانب الجانبية للوشاح. تعمل هذه الزعانف الشبيهة بالأذن كوسيلة دفع أساسية للبالغين: يتحرك الحبار مصاص الدماء عبر الماء عن طريق رفرفة زعانفه. فكوكهم التي تشبه المنقار بيضاء. يوجد داخل الحزام كيسان يتم فيه إخفاء الشعيرات الحلزونية الملموسة. تشبه الخيوط مجسات الحبار الحقيقية ، وتمتد إلى ما بعد الذراعين ولكنها تختلف في الأصل ، وتمثل الزوج الذي فقده الأخطبوط الأسلاف.

يُغطى الحبار مصاص الدماء بالكامل تقريبًا بأعضاء منتجة للضوء تسمى photophores ، قادرة على إنتاج ومضات ضوئية مشوشة تتراوح مدتها من أجزاء من الثانية إلى عدة دقائق. يمكن أيضًا تعديل شدة وحجم الصور الضوئية. تظهر الصور على شكل أقراص بيضاء صغيرة ، وتكون أكبر وأكثر تعقيدًا عند أطراف الذراعين وفي قاعدة الزعنفتين ، ولكنها غائبة عن الجوانب السفلية للذراع المكشوف. كان يُعتقد في البداية أن منطقتين كبيرتين ، بيضاء اللون أعلى الرأس ، هما أيضًا حوامل ضوئية ، ولكن تم تحديدهما الآن على أنهما مستقبلات ضوئية.

إن الكروماتوفورات (الأعضاء الصبغية) الشائعة في معظم رأسيات الأرجل غير متطورة بشكل جيد في الحبار مصاص الدماء. لذلك ، فإن الحيوان غير قادر على تغيير لون بشرته بطريقة دراماتيكية لرأسيات الأرجل الضحلة ، على الرغم من أن هذه القدرة لن تكون مفيدة في الأعماق الخالية من الضوء حيث يعيش.

يُعد الحبار مصاص الدماء مثالًا صارخًا على رأسيات الأرجل في أعماق البحار ، ويُعتقد أنه يعيش في أعماق فاقدة (عديمة الضوء) من 600 إلى 900 متر (2000 إلى 3000 قدم) أو أكثر. داخل هذه المنطقة من محيطات العالم يوجد موطن منفصل يعرف باسم منطقة الحد الأدنى من الأكسجين (OMZ). داخل المنطقة ، يكون تشبع الأكسجين منخفضًا جدًا لدعم التمثيل الغذائي الهوائي في معظم الكائنات الحية المعقدة. ومع ذلك ، فإن الحبار مصاص الدماء هو رأسيات الأرجل الوحيد القادر على أن يعيش دورة حياته بأكملها ويتنفس بشكل طبيعي في المنطقة الدنيا عند تشبع الأكسجين بنسبة منخفضة تصل إلى 3٪ ، وهي قدرة تمتلكها القليل من الحيوانات الأخرى.

يتم الاحتفاظ بمجموعة الحبار مصاص الدماء في جميع أنحاء العالم في الجزء الاستوائي وشبه الاستوائي من محيط العالم. [9]

للتعامل مع الحياة في الأعماق الخانقة ، طورت حبار مصاصي الدماء العديد من التكيفات: من بين جميع رأسيات الأرجل في أعماق البحار ، فإن معدل التمثيل الغذائي للكتلة هو الأدنى. يرتبط الهيموسيانين بدمهم الأزرق بالأكسجين وينقله بكفاءة أكبر من رأسيات الأرجل الأخرى ، [10] بمساعدة الخياشيم ذات المساحة السطحية الكبيرة بشكل خاص. تمتلك الحيوانات عضلات ضعيفة ، لكنها تحافظ على خفة الحركة والطفو بجهد ضئيل بسبب الأكياس الحالة المعقدة (موازنة الأعضاء المشابهة للأذن الداخلية للإنسان) [11] والأنسجة الجيلاتينية الغنية بالأمونيوم والتي تتطابق بشكل وثيق مع كثافة مياه البحر المحيطة. إن قدرة الحبار مصاص الدماء على الازدهار في مناطق OMZ تحافظ أيضًا على سلامته من الحيوانات المفترسة التي تتطلب كمية كبيرة من الأكسجين للعيش. [12]

مثل العديد من رأسيات الأرجل في أعماق البحار ، يفتقر الحبار مصاص الدماء إلى أكياس الحبر. في حالة الاضطراب ، سوف يلف ذراعيه للخارج ويلفهما حول جسمه ، ويحول نفسه من الداخل إلى الخارج بطريقة ما ، ويكشف عن نتوءات شوكية. [13] إذا كانت شديدة الاهتياج ، فإنها قد تقذف سحابة لزجة من مخاط مضيء حيويًا يحتوي على عدد لا يحصى من الأجرام السماوية من الضوء الأزرق من أطراف الذراع. من المفترض أن يعمل هذا الوابل المضيء ، الذي قد يستمر قرابة 10 دقائق ، على إبهار الحيوانات المفترسة المحتملة والسماح للحبار مصاص الدماء بالاختفاء في الظلام دون الحاجة إلى السباحة بعيدًا. الحبر المتوهج قادر أيضًا على الالتصاق بالحيوان المفترس ، مما يخلق ما يسمى بالإنذار ضد السرقة (مما يجعل مفترس الحبار مصاص الدماء أكثر وضوحًا للحيوانات المفترسة الثانوية). يتم العرض فقط إذا كان الحيوان شديد الإثارة لأن تجديد المخاط مكلف من الناحية الأيضية. يحتوي الحبار مصاص الدماء أيضًا على أعضاء حيوية في نهاية كل أذرعه ، ويستخدمها كنوع من الإغراء لجذب الفريسة. نهايات أذرع الحبار هي أيضًا متجددة ، لذلك إذا تم عضها ، فيمكن استخدامها كنوع من التحويل للسماح للحيوان بالهروب بينما يتم تشتيت انتباهه. [14]

هناك القليل من التفاصيل المعروفة فيما يتعلق بتكوين الحبار مصاص الدماء. يتقدم تطورها من خلال ثلاثة أشكال مورفولوجية: للحيوانات الصغيرة جدًا زوج واحد من الزعانف ، والشكل الوسيط له زوجان ، والشكل الناضج له واحد مرة أخرى. في المراحل المبكرة والمتوسطة من التطور ، يوجد زوج من الزعانف بالقرب من العينين أثناء نمو الحيوان ، ويختفي هذا الزوج تدريجياً مع تطور الزوج الآخر. [15] مع نمو الحيوانات وانخفاض مساحة سطحها إلى نسبة الحجم ، يتم تغيير حجم الزعانف وإعادة وضعها لزيادة كفاءة المشي. في حين أن الصغار يدفعون أنفسهم بالدرجة الأولى بالدفع النفاث ، فإن البالغين الناضجين يجدون أن رفرفة زعانفهم هي أكثر الوسائل فعالية. [16] تسبب هذا الجين الفريد في حدوث ارتباك في الماضي ، مع الأشكال المختلفة التي تم تحديدها على أنها عدة أنواع في عائلات متميزة. [17]

إذا كان من الممكن استخلاص الفرضيات من معرفة رأسيات الأرجل الأخرى في أعماق البحار ، فمن المحتمل أن يتكاثر الحبار مصاص الدماء ببطء عن طريق عدد صغير من البيض الكبير. النمو بطيء ، حيث أن العناصر الغذائية ليست وفيرة في الأعماق التي ترتادها الحيوانات. إن اتساع موطنها وقلة عدد سكانها يجعل المواجهات الإنجابية حدثًا عرضيًا. قد تخزن الأنثى حامل الحيوانات المنوية المزروع هيدروليكيًا (حقيبة أسطوانية مدببة من الحيوانات المنوية) لفترات طويلة قبل أن تكون جاهزة لتخصيب بويضاتها. بمجرد أن تفعل ذلك ، قد تحتاج إلى التفكير بها لمدة تصل إلى 400 يوم قبل أن تفقس. يبدو أن استراتيجيتهم الإنجابية من النوع المتكرر ، وهو استثناء بين Coleoidea شبه المتماثل. [18] تم الافتراض بأن نمط الحياة المتكرر للحبار مصاص الدماء قد تطور مع أسلوب حياة الحبار المريح. مع التكرار الذي غالبًا ما يُلاحظ في الكائنات الحية ذات معدلات بقاء البالغين العالية ، مثل الحبار مصاص الدماء ، من المتوقع حدوث العديد من الدورات الإنجابية منخفضة التكلفة للأنواع. [18]

يبلغ طول الفقس حوالي 8 مم وهي عبارة عن منمنمات متطورة للبالغين ، مع بعض الاختلافات. تفتقر أذرعهم إلى الحزام وعيونهم أصغر وخيوطهم الحلقيّة غير مكتملة التكوين. [19] تكون الفراخ شفافة وتعيش على صفار داخلي سخي لفترة غير معروفة قبل أن تبدأ في إطعامها بشكل نشط. [19] تكثر الحيوانات الصغيرة في المياه العميقة ، وربما تتغذى على الثلج البحري (المخلفات العضوية المتساقطة). يُعتقد أيضًا أن الحبار مصاص الدماء الناضج هو صياد انتهازي لفريسة أكبر حيث تم تسجيل عظام السمك ولحم الحبار الآخر والمواد الجيلاتينية في معدة الحبار مصاص الدماء الناضجة. [20]

إن تكاثر الحبار مصاص الدماء لا يشبه أي رأسيات قولون أخرى. أثناء التزاوج ، يمرر الذكور "حزمة" من الحيوانات المنوية إلى الأنثى وتقبلها الأنثى وتخزنها في كيس خاص داخل عباءتها. عندما تكون الأنثى جاهزة ، ستستخدم العبوة للتكاثر. تبيض الإناث البيض في "أحداث" منفصلة للتكاثر عندما تشعر بضرورة التكاثر. تحدث أحداث التفريخ هذه على فترات متباعدة بسبب معدل التمثيل الغذائي المنخفض للحبار مصاص الدماء ، مما يعني أنها تستغرق وقتًا طويلاً لتجميع الموارد اللازمة للتكاثر. هذا نادر جدًا ويحتاج إلى مزيد من البحث حوله. [21]

ما هي البيانات السلوكية المعروفة التي تم الحصول عليها من المواجهات سريعة الزوال مع الحيوانات ROVs غالبًا ما تصاب أثناء الأسر ، وتبقى على قيد الحياة لمدة تصل إلى شهرين في أحواض السمك ، على الرغم من الافتراض بأنها يمكن أن تعيش لأكثر من ثماني سنوات. [18] تجعل البيئة الاصطناعية المراقبة الموثوقة للسلوك غير الدفاعي أمرًا صعبًا. في مايو 2014 ، أصبح أكواريوم خليج مونتيري (كاليفورنيا ، الولايات المتحدة) أول من يعرض هذا النوع على الإطلاق. [22] [23]

مع انتشار خيوطها الحلقيّة الطويلة ، لوحظت حبار مصاصي الدماء تنجرف في تيارات المحيط الأسود العميقة. إذا اتصلت الخيوط بكيان ما ، أو إذا اصطدمت الاهتزازات بها ، فإن الحيوانات تتحرى عن ذلك بحركات بهلوانية سريعة. إنهم قادرون على السباحة بسرعات تعادل طولين للجسم في الثانية ، مع وقت تسارع يبلغ خمس ثوان. ومع ذلك ، فإن عضلاتهم الضعيفة تحد من القدرة على التحمل إلى حد كبير.

على عكس أقاربهم الذين يعيشون في مناخات أكثر مضيافًا ، لا تستطيع رأسيات الأرجل في أعماق البحار تحمل الطاقة في رحلة طويلة. نظرًا لمعدل الأيض المنخفض وكثافة الفريسة المنخفضة في مثل هذه الأعماق ، يجب أن تستخدم الحبار مصاص الدماء أساليب مبتكرة لتجنب المفترس للحفاظ على الطاقة. يتم دمج "الألعاب النارية" ذات الإضاءة الحيوية المذكورة أعلاه مع تلوي الأذرع المتوهجة ، والحركات غير المنتظمة ، ومسارات الهروب ، مما يجعل من الصعب على المفترس تحديد أهداف متعددة.

في استجابة للتهديد تسمى وضعية "اليقطين" أو "الأناناس" ، يقلب الحبار مصاص الدماء ذراعيه المقنعين على الجسم ، ليقدم شكلاً أكبر ظاهريًا مغطى بأشواك مخيفة المظهر رغم أنها غير ضارة (تسمى cirri). [24] الجزء السفلي من الحرملة مصطبغ بشدة ، مما يحجب معظم الصور الضوئية للجسم. تتجمع أطراف الذراع المتوهجة معًا فوق رأس الحيوان ، مما يحول الهجوم بعيدًا عن المناطق الحرجة. إذا قام حيوان مفترس بقضم طرف ذراعه ، فيمكن للحبار مصاص الدماء تجديده.

لديهم ثمانية أذرع لكنهم يفتقرون إلى مجسات التغذية ، وبدلاً من ذلك يستخدمون خيطين قابلين للانكماش من أجل التقاط الطعام. تحتوي هذه الخيوط على شعيرات صغيرة تتكون من العديد من الخلايا الحسية التي تساعدها على اكتشاف وتأمين فريستها. إنهم يجمعون النفايات مع المخاط الذي يفرز من المصاصات لتشكيل كرات من الطعام. كعموميين مستقرين ، فإنهم يتغذون على المخلفات ، بما في ذلك بقايا العوالق الحيوانية الجيلاتينية (مثل سالب ، واليرقات ، وهلام ميدوزاي) ومجدافيات الأرجل الكاملة ، والبوستراكود ، ومزدوجات الأرجل ، وإيزوبودس. [12] [8] تستخدم الحبار مصاص الدماء أيضًا طريقة إغراء فريدة حيث تقوم عن قصد بإثارة الطلائعيات الحيوية في الماء كطريقة لجذب فريسة أكبر لاستهلاكها. [12]

تم العثور على الحبار مصاص الدماء بين محتويات معدة أسماك المياه العميقة الكبيرة ، بما في ذلك الغرينادين العملاقة ، [25] والثدييات التي تغوص في الأعماق ، مثل الحيتان وأسود البحر.

Vampyromorphida هي الصنف الشقيق لجميع الأخطبوطات الأخرى. أظهرت الدراسات التطورية لرأسيات الأرجل باستخدام جينات متعددة وجينومات الميتوكوندريا أن Vampyromorphida هي المجموعة الأولى من الأخطبوطات التي تتباعد تطوريًا عن جميع الأخطبوطات الأخرى. [26] [27] [28] تتميز Vampyromorphida بصفات مشتقة مثل امتلاك حوامل ضوئية وشعيرتين حلقيتين على الأرجح أذرع معدلة. كما أنها تشترك في إدراج gladius الداخلي مع coloids الأخرى ، بما في ذلك الحبار ، وثمانية أذرع مكشوفة مع أخطبوطات cirrate.

مصاص دماء تشترك في أذرعها الثمانية مع Cirrata ، حيث يتناوب cirri الجانبي ، أو الشعيرات ، مع المصاصين. مصاص دماء يختلف في أن المصاصون موجودون فقط في النصف البعيد من الذراعين بينما يعمل cirri بطول كامل. في cirrate octopods sucks and cirri يجرون ويتناوبون على كامل الطول. أيضا ، علاقة وثيقة بين مصاص دماء ويشار إلى Jurassic-Cretaceous Loligosepiina من خلال التشابه بين gladiuses ، وهيكل التقوية الداخلية. ومع ذلك ، فإن إدراج فامبيروناسا رودانيكا من الجوراسي الأوسط La Voulte-sur-Rhône في فرنسا حيث تبين أن مصاص الدماء أمر مشكوك فيه إلى حد ما. [29]

مصاصي الدماء المفترض من Kimmeridgian-Tithonian (156–146 mya) من Solnhofen ، Plesioteuthis prisca, Leptoteuthis gigas، و Trachyteuthis hastiformis، لا يمكن تعيينها بشكل إيجابي لهذه المجموعة فهي من الأنواع الكبيرة (من 35 سم في P. بريسكا إلى & gt 1 متر في جيجاس) وإظهار ميزات غير موجودة في vampyromorphids ، كونها تشبه إلى حد ما الحبار الحقيقي ، Teuthida. [30]

الحبار مصاص الدماء ليس مدرجًا حاليًا في أي قائمة للأنواع المهددة بالانقراض أو المهددة وليس له تأثير معروف على البشر. [31]

بعد مقال في مجلة رولينج ستون بقلم مات تايبي [32] بعد أزمة الرهن العقاري لعام 2008 ، تم استخدام مصطلح "الحبار مصاص الدماء" بشكل منتظم في الثقافة الشعبية للإشارة إلى بنك الاستثمار الأمريكي جولدمان ساكس. [33] [34] [35]


العين البشرية

أعيننا مسؤولة عن تزويدنا بحاسة البصر. يتفاعلون مع الضوء والضغط ، ويساعدون في إرسال إشارات إلى الدماغ ، الذي يعالج الصور ويساعدنا أخيرًا على & lsquosee & rsquo الأشياء كما هي.

يمكن مقارنة العين البشرية بالكاميرا ، التي تجمع الضوء وتركزه وتعرضه على شاشة في الخلف (شبكية العين). (الاعتمادات: Piotr Krzeslak / Shutterstock)

كما يمكن للمرء أن يتخيل ، تتكون العين البشرية من عدد من المكونات الأصغر التي تعمل معًا لمساعدتنا على الرؤية. بالنسبة لنطاق هذا المقال ، نهتم بالنوعين الرئيسيين من المستشعرات التي تمكننا من اكتشاف الضوء والتمييز بين الألوان المختلفة.

يوجد في شبكية العين (شاشة حساسة للضوء في الجزء الخلفي من العين) نوعان من المستقبلات الضوئية: المخاريط والقضبان. المخاريط هي المستقبلات الضوئية التي تسمح للبشر برؤية الألوان. يتم تنشيطها في ظروف الإضاءة العالية ، وهذا هو السبب في أننا نواجه مشكلة في رؤية اللون عندما يكون الظلام شديدًا من حولنا.

من ناحية أخرى ، تعتبر القضبان حساسة للغاية للضوء ، ويجب أن تكون كذلك ، مع الأخذ في الاعتبار أنها مسؤولة عن رؤية one & rsquos في ظروف الإضاءة المنخفضة. كلما زاد عدد القضبان ، كان بإمكان المرء أن يرى أفضل في الظلام. لذلك ، من المتوقع تمامًا ، أن بعض الحيوانات الليلية (مثل القطط والبوم وما إلى ذلك) لديها عدد كبير من القضبان في عيونهم ، مما يزودهم برؤية ليلية رائعة.


درجات حدة البصر

تشير حدة البصر ، المعروفة أيضًا باسم وضوح الرؤية أو حدة الرؤية ، إلى قدرة الشخص على رؤية التفاصيل الصغيرة. نتيجة حدة البصر هي نتيجة اختبار الرؤية الذي يقوم به أخصائي البصريات أو طبيب العيون (يمكن لأخصائيي البصريات والفنيين والممرضات أيضًا إجراء قياس حدة البصر). عادة ما يتم التعبير عنه ككسر يقيس قدرة المريض على رؤية جسم من مسافة 20 قدمًا مقارنة بشخص يتمتع برؤية طبيعية يمكنه رؤية الكائن بوضوح من مسافة أطول.

على سبيل المثال ، تعني الرؤية 20/20 أنه يمكنك رؤية جسم ما بوضوح من مسافة 20 قدمًا.تعني الرؤية 20/40 أنك بحاجة إلى أن تكون على بعد 20 قدمًا لترى بوضوح ما يمكن أن يراه الشخص ذو الرؤية الطبيعية من مسافة 40 قدمًا.

تعتمد حدة البصر على مجموعة من العناصر البصرية والعصبية ، بما في ذلك:

  • صحة الشبكية ووظائفها
  • ما مدى حدة شبكية العين في تكوين الصور
  • ما مدى قدرة عقلك على تفسير المدخلات الحسية

أخطاء الانكسار أو العوامل العصبية عادة ما يسبب ضعف البصر. الأخطاء الانكسارية هي إعاقات بصرية تؤثر على طريقة انحناء الضوء أو انكساره في مقلة العين ، مما يؤدي إلى انخفاض حدة البصر. تشمل الأخطاء الانكسارية الشائعة ما يلي:

  • مد البصر (طول النظر)
  • قصر النظر (قصر النظر)
  • اللابؤرية (انحناء غير منتظم للقرنية)

تحدث العوامل العصبية التي يمكن أن تقلل حدة الحدة في شبكية العين أو الدماغ أو المسار بين الاثنين. الامثله تشمل:

  • التنكس البقعي المرتبط بالعمر (AMD)
  • انفصال الشبكية
  • الغمش (العين الكسولة)
  • إصابات الدماغ
  • السكتة الدماغية

في معظم الأحيان ، يمكن تصحيح انخفاض حدة البصر عن طريق النظارات أو العدسات اللاصقة أو جراحات الانكسار.

ما هو اختبار حدة البصر؟

يتم قياس حدة البصر من خلال الرسوم البيانية أو الأدوات البصرية أو الاختبارات المحوسبة. مخططات العين هي الطريقة الأكثر شيوعًا لاختبار حدة البصر. تُظهر عدة صفوف من الأنماط (أحرف أو أرقام أو رموز) تصبح أصغر تدريجيًا نحو الأسفل. مخططات العين الأكثر استخدامًا هي مخطط Snellen (على اليسار) و Tumbling E Chart (على اليمين).

كيف يتم إجراء اختبار حدة البصر؟

عادة ما يقوم أخصائي البصريات أو طبيب العيون بإجراء اختبار حدة البصر. أثناء اختبار العين ، ستجلس على مسافة معينة من مخطط حدة البصر. يجب توحيد العناصر مثل المسافة من مخطط الاختبار وظروف الإضاءة.

سيغطي المريض عينه اليمنى أو اليسرى ويقرأ الرسم البياني بدءًا من الأعلى ويمضي إلى الأسفل حتى لا يتمكن من تمييز الحروف. سيقومون بعد ذلك بتبديل العينين وتكرار العملية من نفس مسافة الرؤية. سيستخدم الطبيب الخط الذي يحتوي على أصغر حجم للحروف المرئية ليعطيك نتائجك.

كيف تقرأ نتائج اختبار حدة البصر

تُقاس حدة البصر عادةً بالكسور أو الكسور العشرية. يشير الرقم الأول في الكسر إلى مسافة الاختبار ، ويشير الرقم الثاني إلى المسافة التي يمكن لشخص ما برؤية "طبيعية" رؤية نفس التفاصيل منها. تستخدم معظم اختبارات الرؤية في الولايات المتحدة مخطط الحروف Snellen ، والذي يتطلب مسافة اختبار تبلغ 20 قدمًا.

على سبيل المثال ، تعني الرؤية 20/20 أنه يمكن لأي شخص أن يرى شيئًا مثل أي شخص لديه رؤية "طبيعية" من 20 قدمًا. إذا كان لديك رؤية 20/30 (درجة حدة بصر منخفضة) ، فهذا يعني أن التفاصيل التي تراها من مسافة 20 قدمًا يمكن رؤيتها من مسافة 30 قدمًا بواسطة شخص يتمتع بقدرات بصرية "طبيعية". بشكل أساسي ، كلما زاد رقم الكسر الثاني ، انخفضت الوظيفة المرئية.

في معظم البلدان الأخرى ، يتم التعبير عن حدة البصر باستخدام النظام المتري. بما أن 20 قدمًا تعادل 6.096 مترًا ، فإن الرؤية 20/20 تساوي الرؤية 6/6.

مخطط LogMAR

قام المعهد الوطني لأبحاث الرؤية في أستراليا بتطوير مخطط LogMAR (لوغاريتم الحد الأدنى لزاوية القرار) في عام 1976. مخطط Bailey-Lovie ومخطط ETDRS (دراسة العلاج المبكر لاعتلال الشبكية السكري) هما مخططان يستخدمان مقياس LogMAR. يوفر تصميمه درجة حدة بصرية أكثر دقة من المخططات الأخرى. باستخدام مخطط LogMAR ، يتم قياس درجة حدة البصر بالرجوع إلى الحد الأدنى لزاوية الدقة.

مقاييس حدة البصر

أقدامأمتارالكسور العشريةلوجمار
20/2006/600.101.00
20/1606/480.1250.90
20/1256/380.160.80
20/1006/300.200.70
20/806/240.250.60
20/636/190.320.50
20/506/150.400.40
20/406/120.500.30
20/326/9.50.630.20
20/256/7.50.800.10
20/206/61.000.00
20/166/4.81.25−0.10
20/12.56/3.81.60−0.20
20/106/32.00−0.30

الأسئلة الشائعة حول نقاط حدة البصر

ما هي حدة البصر العادية؟

20/20 يعتبر حدة البصر العادية. إذا كان لديك رؤية 20/20 ، فهذا يعني أنه يمكنك رؤية الأشياء بوضوح من مسافة 20 قدمًا. يتم التعبير عن هذا على أنه 6/6 بالمتر ، و 1.00 في النظام العشري ، و 0.0 في قياس LogMAR.

كيف يتم قياس حدة البصر؟

يقيس أخصائي البصريات أو طبيب العيون عادة حدة البصر. على الرغم من أن أخصائيي البصريات والفنيين والممرضات يمكنهم أيضًا قياسه. ستكون نتيجتك بالأقدام أو الأمتار أو الكسور العشرية أو مقياس لوجمار.

ما هو 6/12 على مقياس سنيلين؟

6/12 قياس متري بمقياس سنيلين. وهو يعادل 20/40 بالقدم و .50 في النظام العشري و .30 على مقياس LogMAR.

ماذا تعني درجة حدة البصر؟

درجة حدة البصر هي قياس قدرة الشخص على رؤية التفاصيل الصغيرة بدقة. يُعرف أيضًا باسم وضوح الرؤية أو حدة الرؤية.


4 طرق التعقيم الرئيسية | الكائنات الحية | علم الاحياء المجهري

من بين الطرق المختلفة المتبعة للسيطرة على النشاط الميكروبي ، أفضلها حتى الآن هو التعقيم لأنه يقضي على جميع الميكروبات. يتم التعقيم بالطرق التالية: 1. الطرق الفيزيائية 2. طرق الإشعاع 3. طرق الموجات فوق الصوتية 4. الطرق الكيميائية.

1. الطرق الفيزيائية:

تشمل الطرق الفيزيائية للتعقيم قتل الميكروبات عن طريق استخدام الحرارة الرطبة كما هو الحال في التبخير أو الحرارة الجافة كما هو الحال في فرن الهواء الساخن أو بطرق الترشيح المختلفة لتحرير وسط الميكروبات. سوف ندرس كل واحد منهم.

أنا. التحكم البدني بالحرارة:

القلعة هي رواية من تأليف أ. كرونين الذي يتابع حياة طبيب بريطاني شاب ، ابتداء من عشرينيات القرن الماضي. في بداية القصة ، بدأ الطبيب أندرو مانسون ممارسته في بلدة صغيرة من الفحم واللمعان في ويلز. على الفور تقريبًا ، واجه وباء حمى التيفود.

عندما يموت مريضه الأول بسبب المرض ، يصاب مانسون بالذهول الشديد. ومع ذلك ، فهو يدرك أنه يمكن وقف الوباء ، وفي المشهد التالي ، يقوم بإلقاء جميع أغطية الأسرة والملابس والممتلكات الشخصية للمريض في نار ضخمة.

لطالما عُرف تأثير الحرارة القاتل على الكائنات الحية الدقيقة. الحرارة سريعة وموثوقة وغير مكلفة نسبيًا ، ولا تدخل مواد كيميائية إلى مادة ما ، كما تفعل المطهرات أحيانًا. فوق درجات الحرارة القصوى للنمو ، تؤدي التغيرات البيوكيميائية في الخلية والجزيئات العضوية # 8217s إلى موتها.

تنشأ هذه التغييرات من التغيرات في جزيئات الإنزيم أو الانهيارات الكيميائية للجزيئات الهيكلية ، خاصة في أغشية الخلايا. تعمل الحرارة أيضًا على إيقاف الماء ، وبما أن جميع الكائنات الحية تعتمد على الماء ، فقد يكون هذا الفقد مميتًا.

يمكن التعبير عن معدل القتل للحرارة كدالة للوقت ودرجة الحرارة. على سبيل المثال ، يتم تدمير عصيات الحديبة في 30 دقيقة عند 58 درجة مئوية ، ولكن في دقيقتين فقط عند 65 درجة مئوية ، وفي بضع ثوان عند 72 درجة مئوية. لكل نوع ميكروبي زمن موت حراري (TDT) ، وهو الوقت اللازم لقتله عند درجة حرارة معينة. كل نوع لديه أيضًا نقطة موت حراري (TDT) ، درجة الحرارة التي يموت عندها في وقت معين.

في هذه الطريقة ، يتم الحفاظ على درجة الحرارة ثابتة ويتم تحديد الوقت اللازم لقتل الخلايا. مصطلح نقطة الموت الحراري لم يعد ممارسة. نظرًا لأن درجة حرارة معينة لا يمكن أن تكون قاتلة في جميع الأوقات وأيضًا لجميع أنواع الكائنات الحية الدقيقة.

تم تعريف حساسية الحرارة مؤخرًا باستخدام قيمة المصطلح D. قيمة D هي وقت التعرض عند درجة حرارة معينة مطلوبة لتقليل عدد الكائنات الحية بنسبة 90٪. رياضيا ، إنه يساوي مقلوب منحنى الناجي أو منحنى الناجي لاجتياز دورة سجل واحدة. يمكن استخدام قيم D لتحديد الحساسية النسبية للحرارة للكائن الحي لدرجات حرارة مختلفة عن طريق الحساب.

القيمة z هي التغير في درجة الحرارة اللازم لتقليل قيمة D بدورة تسجيل واحدة عندما يتم رسم السجل D مقابل درجة الحرارة. قيمة F هي قيمة D عند 250 درجة فهرنهايت. هذه القياسات مهمة بشكل خاص في صناعة الأغذية ، حيث تستخدم الحرارة للحفظ.

عند تحديد الوقت ودرجة الحرارة للتدمير الميكروبي بالحرارة ، يجب مراعاة بعض العوامل. أحد العوامل هو نوع الكائن الحي المراد قتله. على سبيل المثال ، إذا كان سيتم تعقيم المواد ، فيجب توجيه الطريقة الفيزيائية إلى الجراثيم البكتيرية. ومع ذلك ، لا يلزم أن يكون الحليب معقمًا للاستهلاك ، وبالتالي فإن الحرارة تستهدف الخلايا النباتية الأكثر مقاومة لمسببات الأمراض.

عامل آخر هو نوع المادة المراد معالجتها. يتعرض المسحوق للحرارة الجافة بدلاً من الحرارة الرطبة ، لأن الحرارة الرطبة تجعله رطبًا. على النقيض من ذلك ، يمكن تعقيم المحاليل الملحية بالحرارة الرطبة ولكن لا يمكن معالجتها بسهولة بالحرارة الجافة.

العوامل الأخرى هي وجود المادة العضوية والطبيعة الحمضية أو الأساسية للمادة. قد تمنع المواد العضوية الحرارة من الوصول إلى الكائنات الحية الدقيقة ، في حين أن الحموضة أو القلوية قد تشجع العمل المميت للحرارة.

ثانيا. لهب مباشر:

ربما تكون أسرع طرق التعقيم هي طريقة اللهب المباشر المستخدمة في عملية الحرق. يتم استخدام شعلة موقد بنسن لتعقيم الحلقة البكتريولوجية قبل إزالة عينة من أنبوب الاستنبات وبعد تحضير المسحة. يؤدي حرق طرف الأنبوب أيضًا إلى تدمير الكائنات الحية التي تلامس الطرف ، بينما تحرق الوبر والغبار.

بشكل عام ، يجب التخلص من الأشياء إذا تم استخدام لهب للتعقيم. عباءات المستشفى التي يمكن التخلص منها وبعض الأجهزة البلاستيكية هي أمثلة على المواد التي قد يتم حرقها. في القرون الماضية ، تم حرق جثث ضحايا الأمراض لمنع انتشار الوباء.

لا يزال من الشائع حرق جثث الماشية التي ماتت بسبب الجمرة الخبيثة ووضع الحقل الملوث في الشعلة لأن جراثيم الجمرة الخبيثة لا يمكن تدميرها بشكل كاف بوسائل أخرى. حتى أن القانون البريطاني ينص على أنه لا يجوز تشريح الحيوانات المصابة بالجمرة الخبيثة قبل حرقها.

ثالثا. معقم الهواء الساخن:

يستخدم معقم الهواء الساخن حرارة جافة مشعة للتعقيم. ويسمى أيضا فرن الهواء الساخن. تم تشييده بثلاثة جدران ومساحتين هوائيتين. الجدران الخارجية مغطاة بالأسبستوس السميك لتقليل إشعاع الحرارة. يتم تشغيل مشعل الشعلة على الجانبين والخلف بين الجدران الخارجية والجدران الوسيطة. تنتقل تيارات الحمل في دائرة كاملة عبر مساحة الجدار وداخل الفرن ، وتهرب منتجات الاحتراق من خلال فتحة في الأعلى.

يعمل معقم الهواء الساخن على درجة حرارة من 160 إلى 180 درجة مئوية. (320 إلى 356 درجة فهرنهايت) لمدة 1 ساعة. إذا ارتفعت درجة الحرارة عن 180 درجة مئوية ، فسيكون هناك خطر من تفحم سدادات القطن. لذلك ، يجب مراقبة مقياس الحرارة عن كثب في البداية حتى يتم ضبط جهاز التعقيم على درجة الحرارة المطلوبة. يمكن تجنب ضرورة مراقبة المعقم من خلال تزويد الفرن بمنظم درجة الحرارة.

تأثير الحرارة الجافة على الكائنات الحية الدقيقة يعادل تأثير الخبز. تغير الحرارة البروتينات الميكروبية عن طريق تفاعلات الأكسدة وتخلق بيئة داخلية قاحلة ، وبالتالي تحرق الكائنات الحية الدقيقة ببطء. من الضروري إزالة المواد العضوية مثل أغشية الزيت أو الشحوم من المواد ، لأن المادة العضوية عازلة للحرارة الجافة. علاوة على ذلك ، فإن الوقت اللازم للحرارة للوصول إلى درجات حرارة التعقيم يختلف باختلاف المواد. وبالتالي يجب أخذ هذا العامل في الاعتبار عند تحديد إجمالي وقت التعرض.

يتم استخدام معقم الهواء الساخن لتعقيم جميع أنواع الأواني الزجاجية للمختبرات ، مثل أنابيب الاختبار ، والماصات ، وأطباق بتري ، والقوارير. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدامه لتعقيم المواد والمعدات المختبرية الأخرى التي لا يتم حرقها بسبب ارتفاع درجة حرارة جهاز التعقيم. تحت أي ظرف من الظروف ، لا ينبغي استخدام معقم الهواء الساخن لتعقيم وسط المزرعة ، لأن السوائل ستغلي حتى تجف.

رابعا. معقم ارنولد (ماء مغلي):

الغمر في الماء المغلي هو أول طرق الحرارة الرطبة التي يجب مراعاتها. تخترق حرارة الرطوبة المواد بسرعة أكبر بكثير من الحرارة الجافة لأن جزيئات الماء توصل الحرارة بشكل أفضل من الهواء. لذلك فإن درجات الحرارة المنخفضة ووقت التعرض الأقل مطلوبان مقارنة بالحرارة الجافة.

يستخدم Arnold البخار المتدفق كعامل تعقيم. تم تصنيع جهاز التعقيم بقاعدة تبخير سريعة يتم تزويدها تلقائيًا بالماء من خزان مفتوح. يمر الماء من الخزان المفتوح ، عبر فتحات صغيرة ، إلى قاعدة التبخير ، التي يتم تطبيق الحرارة عليها. نظرًا لأن القاعدة تحتوي فقط على طبقة رقيقة من الماء ، يتم إنتاج البخار بسرعة كبيرة. يرتفع البخار من خلال قمع في وسط الجهاز ويمر إلى غرفة التعقيم.

تقتل الحرارة الرطبة الكائنات الحية الدقيقة عن طريق تغيير طبيعة بروتيناتها. ينطوي التمسخ على تغييرات في الخصائص الكيميائية أو الفيزيائية للبروتينات. يتضمن تعديلات هيكلية بسبب تدمير الروابط الكيميائية التي تحمل البروتينات في شكل ثلاثي الأبعاد.

عندما تعود البروتينات إلى بنية ثنائية الأبعاد ، فإنها تتخثر (تفسد الطبيعة) وتصبح غير وظيفية. يخضع بروتين البيض لعملية تحول مماثلة عندما يتم غليها. قد تجد مراجعة للتركيب الكيميائي للبروتينات مفيدة لفهمك لهذه العملية. يتطلب تخثر البروتينات وتغيير طبيعتها طاقة أقل من الأكسدة ، وبالتالي ، يجب تطبيق حرارة أقل.

يتم التعقيم عن طريق استخدام البخار المتدفق عند درجة حرارة حوالي 100 درجة مئوية. (212 درجة فهرنهايت) لمدة 20 دقيقة أو أكثر في ثلاثة أيام متتالية. يعتمد طول فترة التسخين على طبيعة المواد المراد معالجتها وحجم الحاوية. أجار ، على سبيل المثال ، يجب أولاً صهره بالكامل قبل تسجيل بداية فترة التسخين.

يجب أن نتذكر أن درجة الحرارة 100 درجة مئوية. لمدة 20 دقيقة. لا يكفي لتدمير الجراثيم. مطلوب درجة حرارة أعلى بكثير لإحداث تعقيم كامل في عملية واحدة خلال فترة تعرض قصيرة نسبيًا.

المبدأ الذي تقوم عليه هذه الطريقة هو أن فترة التسخين الأولى تقتل جميع الخلايا النباتية الموجودة. بعد مرور 24 ساعة. في وسط مناسب ودرجة حرارة دافئة ، ستنبت الجراثيم ، إن وجدت ، في خلايا نباتية. سوف يدمر التسخين الثاني جميع الخلايا النباتية مرة أخرى.

يحدث أحيانًا أن جميع الجراثيم لا تنتقل إلى أشكال نباتية قبل فترة التسخين الثانية. لذلك ، 24 ساعة إضافية. يُسمح بمرور الفترة الزمنية للتأكد من أن جميع الجراثيم قد نبتت في خلايا نباتية. يمكن ملاحظة أنه ما لم تنبت الجراثيم فإن الطريقة ستفشل في التعقيم.

v. التعقيم الجزئي:

في السنوات التي سبقت تطوير الأوتوكلاف ، تم تعقيم السوائل والأشياء الأخرى بالتعرض للبخار المتدفق بحرية عند 100 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة في كل يوم من الأيام الثلاثة المتتالية. سميت هذه الطريقة بالتعقيم الجزئي لأنه تم إنجاز جزء في كل يوم. كان يسمى أيضًا tyndallization بعد مطوره ، John Tyndall والتعقيم المتقطع لأنه كان عملية توقف وبدء.

يتم تحقيق التعقيم بالطريقة الكسرية من خلال سلسلة مثيرة من الأحداث. أثناء التعرض لليوم الأول & # 8217 ، يقتل البخار جميع الكائنات الحية تقريبًا باستثناء الأبواغ البكتيرية ، ويحفز الجراثيم على الإنبات إلى الخلايا الخضرية. خلال فترة الحضانة بين عشية وضحاها ، تتكاثر الخلايا وتموت في اليوم الثاني.

مرة أخرى ، يتم تبريد المادة وتنبت الجراثيم القليلة المتبقية ، ليتم قتلها في اليوم الثالث. على الرغم من أن الطريقة عادة ما تؤدي إلى التعقيم ، إلا أن هناك مناسبات تظهر عندما تفشل عدة جراثيم في الإنبات. تتطلب الطريقة أيضًا أن تكون الجراثيم في وسط مناسب للإنبات ، مثل المرق.

اكتسب التعقيم الجزئي أهمية في علم الأحياء الدقيقة الحديث مع تطوير أجهزة عالية التقنية ومواد كيميائية جديدة. في كثير من الأحيان ، لا يمكن تعقيم هذه المواد في درجات حرارة الأوتوكلاف ، أو بفترات طويلة من الغليان أو الخبز ، أو باستخدام المواد الكيميائية. يتم استخدام أداة تولد بخارًا يتدفق بحرية ، مثل معقم Arnold ، في هذه الحالات.

السادس. بسترة:

البسترة ليست مثل التعقيم. والغرض منه هو تقليل التجمعات البكتيرية لسائل مثل الحليب والقضاء على الكائنات الحية التي قد تسبب التلف والأمراض البشرية. لا تتأثر الجراثيم بالبسترة.

إحدى طرق بسترة الحليب ، تسمى طريقة الحفظ ، تتضمن التسخين عند 62.9 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة. على الرغم من أن البكتيريا المحبة للحرارة تنمو في درجة الحرارة هذه ، إلا أنها قليلة الأهمية لأنها لا تستطيع النمو في درجة حرارة الجسم.

على مدى عقود ، كانت البسترة تهدف إلى القضاء على المتفطرة السلية ، التي تعتبر منذ فترة طويلة أكثر أنواع البكتيريا مقاومة للحرارة. ولكن في الآونة الأخيرة ، تحول الاهتمام إلى تدمير Coxiella burnetii ، عامل حمى Q ، لأن هذا الكائن الحي يتمتع بمقاومة أعلى للحرارة.

هناك طريقتان أخريان للبسترة هما طريقة البسترة السريعة عند 71.6 درجة مئوية لمدة 15 ثانية ، وطريقة البسترة الفائقة عند 82 درجة مئوية لمدة 3 ثوانٍ.

السابع. تجفيف:

بالإضافة إلى التجميد ، يتم حفظ العديد من الأطعمة عن طريق الجفاف. الماء ضروري لنمو الميكروبات. على الرغم من أن نقص المياه المتاحة يمنع نمو الميكروبات ، إلا أنه لا يؤدي بالضرورة إلى تسريع معدل وفيات الكائنات الحية الدقيقة. لذلك ، يمكن الحفاظ على بعض الكائنات الحية الدقيقة عن طريق التجفيف.

يمكن للمرء شراء الخميرة المجففة النشطة بسهولة لأغراض الخبز وبعد إضافة الماء ، تبدأ الخمائر في إجراء عملية التمثيل الغذائي النشطة. التجفيف بالتجميد أو التجفيد هو وسيلة شائعة لإزالة المياه التي يمكن استخدامها للحفاظ على الثقافات الميكروبية. أثناء التجفيف بالتجميد ، تتم إزالة الماء عن طريق التسامي. تقضي هذه العملية بشكل عام على الضرر الذي يلحق بالخلايا الميكروبية من توسع بلورات الجليد.

في حين أن بعض الكائنات الحية الدقيقة مقاومة نسبيًا للجفاف ، فإن الكائنات الحية الدقيقة الأخرى غير قادرة على البقاء في ظروف الجفاف حتى لفترة قصيرة من الزمن. على سبيل المثال ، اللولبية الشاحبة ، البكتيريا المسببة لمرض الزهري ، شديدة الحساسية للجفاف وتموت على الفور تقريبًا في الهواء أو على سطح جاف.

يمكن استخدام حقيقة أن الكائنات الحية الدقيقة غير قادرة على النمو في أنشطة المياه المنخفضة للحفاظ على العديد من المنتجات. كان التمليح أحد الوسائل المبكرة للحفاظ على الأطعمة وما زال مستخدمًا حتى اليوم. عن طريق إضافة تركيزات عالية من الملح ، فإن Aث يتم خفضه بشكل كافٍ لمنع نمو معظم الكائنات الحية الدقيقة.

يتم الاحتفاظ بالقماش والمنسوجات الأخرى في المناطق المعتدلة بسبب نقص الماء في الهواء ، ولكن في المناطق الاستوائية ، تخضع هذه المواد نفسها للتدهور الحيوي لأن الرطوبة مرتفعة بدرجة كافية للسماح بنمو الميكروبات. غالبًا ما يتم طلاء الأسطح الخشبية المكشوفة لإبقاء الخشب جافًا بدرجة كافية لمنع نمو الميكروبات. يتم أيضًا حفظ العديد من المنتجات الغذائية عن طريق التجفيف.

تعتمد طريقة الحفظ هذه على الحفاظ على المنتج في حالة جافة ، ويمكن أن يؤدي التعرض للرطوبة العالية إلى إبطال العامل الذي يحد من نمو الميكروبات ويعزز التلف الميكروبي للمنتجات الغذائية المحفوظة بهذه الطريقة. إذا كان من الممكن الحفاظ على الطعام في Aث بقيمة 0.65 أو أقل ، من غير المحتمل حدوث تلف لعدة سنوات. تشمل المنتجات المحفوظة بالتجفيف الفواكه والخضروات والبيض والحبوب والحبوب واللحوم والحليب.

التحكم المادي بطرق أخرى:

تعتبر الحرارة عاملًا فيزيائيًا قيمًا للتحكم في الكائنات الحية الدقيقة ولكن في بعض الأحيان يكون من المهم استخدامها. على سبيل المثال ، لا أحد يقترح إزالة التجمعات الميكروبية من سطح الطاولة باستخدام موقد بنسن ، ولا يمكن تعريض المحاليل الحساسة للحرارة إلى الأوتوكلاف. في مثل هذه الحالات والعديد من الحالات الأخرى ، يجب استخدام طريقة خالية من الحرارة. يصف هذا القسم بعض الأمثلة.

ظهرت المرشحات للاستخدام البارز في علم الأحياء الدقيقة مع نمو الاهتمام بالفيروسات في تسعينيات القرن التاسع عشر. قبل ذلك الوقت ، تم استخدام المرشحات لاحتجاز الكائنات المحمولة بالهواء وتعقيم الوسائط البكتريولوجية ، ولكن أصبح تشارلز تشامبرلاند أحد شركاء باستير ضروريًا لتقنية الترشيح. كان مرشح البورسلين الخاص به مهمًا لأبحاث الفيروسات المبكرة. رائد آخر كان جوليوس بيتري (مخترع طبق بتري) ، الذي طور مرشحًا رمليًا لفصل البكتيريا عن الهواء.

المرشح عبارة عن جهاز ميكانيكي لإزالة الكائنات الحية الدقيقة من المحلول. عندما يمر السائل عبر المرشح ، يتم احتجاز الكائنات الحية في مسام مادة الترشيح. المحلول الذي يقطر في حاوية الاستقبال يتم تطهيره أو تعقيمه في بعض الحالات. تستخدم المرشحات لتنقية أشياء مثل المحاليل الوريدية والوسائط البكتريولوجية والعديد من الأدوية والمشروبات.

تتوفر عدة أنواع من المرشحات للاستخدام في معمل الأحياء الدقيقة.

أنا. مرشحات البورسلين أو شامبرلاند:

فلاتر البورسلين عبارة عن أسطوانات مجوفة غير مصقولة ومغلقة من طرف واحد. تتكون من سيليكات الألومنيوم المائي أو الكاولين مع إضافة رمل الكوارتز ويتم تسخينها إلى درجة حرارة منخفضة بدرجة كافية لتجنب التلبيد. يتم تحضير هذه المرشحات بدرجات متدرجة من المسامية ، من LI إلى LI3.

تم وضع علامة LI على الأسطوانات التي تحتوي على أكبر مسام حيث تم تعيين LI3 على الأسطوانات التي تحتوي على أصغر مسام. كلما كانت المسام أدق ، كان معدل الترشيح أبطأ. أسطوانات LI و L2 عبارة عن مرشحات أولية مخصصة لإزالة الجسيمات الخشنة والبكتيريا الكبيرة. من المحتمل أن يكون مرشح L3 مرضيًا لجميع أنواع الترشيح البكتيري.

ثانيا. مرشحات بيركيفيلد:

كيسيلغوهر هو رواسب من مسحوق سيليسي أبيض ناعم يتكون أساسًا أو كليًا من بقايا الدياتومات. ويسمى أيضًا التراب الدياتومي والأرض المغمورة.

يتم تصنيع مرشحات Berkefeld في ألمانيا. يتم تحضيرها عن طريق خلط التراب الدياتومي المنقى بعناية مع الأسبستوس والمواد العضوية ، والضغط في شكل اسطوانة ، والتجفيف. يتم تسخين الأسطوانات المجففة في فرن لدرجة حرارة حوالي 2000 درجة مئوية. لربط المواد معًا. يتم بعد ذلك تشكيل الأسطوانات المحترقة بالأشكال والأحجام المرغوبة.

يتم تصنيف الأسطوانات على أنها W (كثيفة) و N (عادية) و V (خشنة) ، اعتمادًا على أحجام المسام. يعتمد التصنيف على معدل تدفق المياه النقية المفلترة تحت ضغط ثابت معين.

ثالثا. مرشحات ماندلر:

هذه الفلاتر مشابهة لنوع Berkefeld لكن يتم تصنيعها في هذا البلد. وتتكون من 60 إلى 80 في المائة من التراب الدياتومي ، و 10 إلى 30 في المائة من الأسبستوس ، و 10 إلى 15 في المائة من جص باريس. تختلف النسب حسب أحجام المسام المرغوبة. تخلط المكونات مع الماء وتعريضها لضغط عالٍ ثم تُخبز في أفران على درجة حرارة 980 إلى 1650 درجة مئوية. لربط المواد معًا.

يتم اختبار الأسطوانات النهائية عن طريق توصيل أنبوب بحلمة الفلتر وغمره في الماء وتمرير الهواء المضغوط إلى الداخل. يسجل مقياس الضغط عندما تظهر فقاعات الهواء لأول مرة على السطح الخارجي للأسطوانة في الماء. يتم تمييز كل أسطوانة بضغط الهواء الذي تم الحصول عليه في الاختبار الفعلي.

يوضح الشكل 3.10 ترتيبًا مناسبًا لجهاز ترشيح السوائل من خلال مرشح Mandler أو Berkefeld. يشار إلى الضغط المنخفض بواسطة مقياس الضغط. يُسكب السائل المراد ترشيحه في الوشاح ، ويتم جمع المرشح في وعاء متدرج ، يمكن سحبه منه جوًا معقمًا. قد يتم قطع الترشيح في أي وقت عن طريق إيقاف مضخة التفريغ وفتح محبس الحنفية على زجاجة المصيدة لموازنة الضغط.

رابعا. فلاتر زجاجية:

يتم تحضير المرشحات من هذا النوع عن طريق تقليب الزجاج المسحوق بدقة في شكل قرص في قالب مناسب. يتم تسخين الزجاج المسحوق إلى درجة حرارة عالية بما يكفي لجعل الجسيمات كتلة صلبة متماسكة ، دون أن تذوب تمامًا ، وتترك القرص مساميًا.

يتم بعد ذلك دمج القرص بعناية في قمع زجاجي ويتم تجميع الكل في دورق مرشح بواسطة سدادة مطاطية. ترتيب آخر هو اقتران المرشح بالقارورة من خلال مفصل زجاجي أرضي وبالتالي القضاء على استخدام سدادة مطاطية.

يتم تسويق المرشحات في خمس درجات من المسامية على النحو التالي: EC (خشن إضافي) ، C (خشن) ، M (متوسط) ، F (ناعم) ، و UF (متناهية الصغر).

تستخدم المرشحات البكتريولوجية عمومًا في ظل ظروف الضغط المنخفض الموصى به من بوش (1946) من خلال المرشحات الزجاجية باستخدام الضغط الإيجابي. لا يقلل الضغط الإيجابي أو يزيل تبخر المرشح فحسب ، بل يسهل أيضًا تبادل المستقبلات - وهو أمر مهم بشكل خاص في الترشيح البكتيري الذي يجب التعامل معه بطريقة معقمة.

يظهر ترتيب مناسب في الشكل 3.13. يحتوي الهيكل الرئيسي للمرشح B على قرص زجاجي مزركش. يحمي الدرع A جهاز الاستقبال من الغبار ، ويحمل رأس الضغط محبس الإغلاق. يسمح الضغط البديل بالاحتفاظ برأس الضغط C & # 8217 يحتوي على مقياس ضغط زئبقي مدمج. يسمح محبس الحنفية الموجود على C (C & # 8217) بالاحتفاظ بالضغط بعد فصل الجهاز عن مصدر الهواء المضغوط.

لمبة الضغط المطاطية العادية مرضية لإنتاج ضغوط تصل إلى 450 مم على الأقل. الزئبق. إذا كانت الوصلات الزجاجية الأرضية مشحمة جيدًا وتم تثبيت الأجزاء معًا بشرائط أو نوابض مطاطية قوية ، فيجب أن يحتفظ الجهاز بهذا الضغط لأيام.

v. مرشحات الأسبستوس:

المرشح الأكثر شهرة الذي يستخدم الأسبستوس كوسيط ترشيح هو مرشح Seitz. يتم ضغط الأسبستوس معًا في أقراص رفيعة ويتم تثبيته بإحكام بين حافتين معدنيتين أملس بواسطة ثلاثة مشابك لولبية. يتم سكب السائل المراد ترشيحه في الجهاز المعدني ، حيث يتم تثبيت قرص الأسبستوس ، ويتم سحب المحلول من خلال الفراغ ، وأقراص الترشيح قادرة على الاحتفاظ بفعالية بالبكتيريا والمواد الجسيمية الأخرى.

في نهاية العملية ، تتم إزالة قرص الأسبستوس وإدخال قرص جديد وتعقيم المرشح المجمع. تجعل هذه الميزة مرشح Seitz مناسبًا جدًا للاستخدام ، حيث لا يلزم إجراء تنظيف أولي.

اقترحت Boerner تعديل مرشح Seitz ، باستخدام قوة الطرد المركزي بدلاً من الشفط أو الضغط. يتكون المرشح من أسطوانة وجزء على شكل قمع مع ساق ، والذي يحمل وسادة المرشح المدعومة على قرص شاش سلكي. يتم تثبيت مسامير الأسطوانة في القمع مع ضغط قرص المرشح بينهما.

يتلاءم المرشح المجمع بشكل وثيق مع الجزء العلوي من 15 مل. أنبوب معدني للطرد المركزي ، مع طوق مخرش لجزء القمع يستقر على الجزء العلوي من الأنبوب المعدني. يتم جمع المرشح في أنبوب زجاجي داخل الكوب. يمكن أيضًا استخدام المرشح للترشيح بالفراغ بالطريقة التقليدية عن طريق إدخال الجذع من خلال سدادة مطاطية مثبتة في قارورة المرشح.

السادس. مرشح جينكينز:

يتكون هذا المرشح من عباءة معدنية تحمل غلافًا مطاطيًا ناعمًا وكتلة مرشح خزفي. يتم تثبيت كتلة الخزف في الغلاف المطاطي وجعلها مانعة لتسرب الماء عن طريق ربط جزأين معدنيين معًا. كتلة المرشح ليست هشة. يتم غسلها بعد كل استخدام وتجفيفها وإدخالها في الوشاح. الوشاح مزود بسدادة مطاطية ملفوفة بالورق ومعقمة في الأوتوكلاف.

تم تصميم المرشح لاستخدامه في تعقيم كميات قليلة من السوائل.

السابع. مرشح فائق:

يعني الترشيح الفائق عمومًا فصل الجسيمات الغروية عن مذيباتها وعن البلورات عن طريق مرشحات هلامية معروفة بالفلتر الفائق.

كانت المرشحات الهلامية المبكرة تتكون من الجيلاتين وحمض السيليك ، ولكن تم استبدالها بالكولوديون في شكل غشاء أو كيس ، أو ترسب الكولوديون في بنية داعمة مسامية. قد يكون الهيكل الداعم عبارة عن ورق ترشيح في شكل صفائح وكشتبان ، وأطباق وبوتقات من الخزف غير المطلي ، وقمع بوشنر ، وأسطوانات ترشيح ، إلخ.

ثامنا. مرشح الغشاء:

مرشح الغشاء هو نوع ثالث من المرشحات التي حظيت بقبول واسع. يتكون من حشوة من المركبات العضوية مثل أسيتات السليلوز أو البولي كربونات ، مثبتة في جهاز تثبيت. يعتبر هذا المرشح ذا قيمة خاصة لأن البكتيريا تتكاثر وتشكل مستعمرات على وسادة المرشح عند وضع الضمادة على لوحة وسط استزراع.

يمكن لعلماء الأحياء الدقيقة بعد ذلك عد المستعمرات لتحديد عدد البكتيريا الموجودة أصلاً. على سبيل المثال ، إذا تم ترشيح عينة 100 مل من السائل وظهرت 59 مستعمرة على الوسادة بعد الحضانة ، فيمكن افتراض وجود 59 بكتيريا في العينة.

التاسع. تنظيف المرشحات:

يتم التخلص من بعض المرشحات بعد كل استخدام ، ومن المقرر تنظيف المرشحات الجديدة الأخرى المستخدمة بعد كل ترشيح ، ويمكن استخدامها بشكل متكرر مع العناية المناسبة. يتم تحضير أغشية Collodion بسهولة ، وتكون أقراص Seitz الأسبستوس منخفضة التكلفة نسبيًا. يُقصد باستخدام هذه المرشحات مرة واحدة ، ثم يتم التخلص منها. من ناحية أخرى ، تعتبر الفلاتر المصنوعة من البورسلين والتربة الدياتومية والزجاج المصقول باهظة الثمن بحيث لا يمكن استخدامها مرة واحدة فقط ، ولكن يمكن تنظيفها بسهولة.

يتم تنظيف فلاتر البورسلين بوضعها في فرن مفل ورفع درجات الحرارة إلى درجة حرارة حمراء. هذا يحرق المادة العضوية في المسام ويعيد الفلاتر إلى حالتها الأصلية.

يتم تنظيف الفلاتر من نوعي Berkefeld و Mandler عن طريق وضع الأسطوانات في حامل معدني خاص متصل بصنبور. يتم عكس تدفق المياه بالمرور عبر الاسطوانة من الداخل إلى الخارج. يجب أن يستمر هذا حتى يتم غسل كل المواد الغريبة بعيدًا عن مسام المرشح.

من المحتمل أن تتخثر المواد الزلالية أو المواد المماثلة المتبقية في مسام المرشحات بالحرارة أثناء عملية التعقيم ، مما يؤدي إلى انسداد المرشحات. المرشحات في هذه الحالة غير مجدية لمزيد من العمل.

يمكن تنظيف المرشحات المسدودة بطرق مختلفة ، ولكن ربما يكون ذلك أكثر ملاءمة عن طريق الشفط المستمر لكلوروكس كامل القوة ، أو محلول مشابه ، لمدة 5 إلى 15 دقيقة. يعمل هذا العلاج على إذابة المادة المتخثرة بسرعة واستعادة فائدة المرشح. الغسيل الشامل ضروري لإزالة آخر آثار المحلول المؤكسد.

يمكن تنظيف المرشحات المصنوعة من الزجاج المفروم بالمعالجة بحمض الكبريتيك المركز المحتوي على نترات الصوديوم. يتأكسد الحمض القوي ويذوب المادة العضوية بسرعة. الغسيل الشامل ضروري لإزالة آخر بقايا الحمض.

2. طريقة الإشعاع:

أنا. التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية:

الضوء المرئي هو نوع من الطاقة المشعة التي تكتشفها الخلايا الحساسة للعين. يتراوح الطول الموجي لهذه الطاقة بين 400 و 800 نانومتر (نانومتر). أنواع أخرى من الإشعاعات لها أطوال موجية أطول أو أقصر من الضوء المرئي ، وبالتالي لا يمكن اكتشافها بالعين البشرية.

أحد أنواع الطاقة المشعة ، وهو الضوء فوق البنفسجي ، مفيد في التحكم في الكائنات الحية الدقيقة. الضوء فوق البنفسجي له طول موجي بين 100 و 400 نانومتر ، مع طاقة تبلغ حوالي 265 نانومتر أكثر تدميرا للبكتيريا. عندما تتعرض الكائنات الحية الدقيقة للأشعة فوق البنفسجية ، يمتص الحمض النووي الخلوي الطاقة ، وترتبط جزيئات الثايمين المجاورة ببعضها البعض.

جزيئات الثايمين المرتبطة غير قادرة على وضع الأدينين على جزيئات الحمض النووي الريبي المرسال أثناء عملية تخليق البروتين. علاوة على ذلك ، يتم إعاقة تكرار الكروموسوم في الانشطار الثنائي. لم يعد بإمكان الكائن الحي التالف إنتاج البروتينات المهمة أو التكاثر ، ويموت بسرعة.

يقلل الضوء فوق البنفسجي بشكل فعال من عدد الميكروبات حيث يحدث التعرض المباشر. يتم استخدامه للحد من التلوث الجوي أو السطحي في غرفة المستشفى أو المشرحة أو الصيدلية أو مرفق المرحاض أو عملية خدمة الطعام. يشار إلى أن الأشعة فوق البنفسجية القادمة من الشمس قد تكون عاملاً مهمًا في السيطرة على الكائنات الحية الدقيقة في الهواء والطبقات العليا من التربة ، ولكنها قد لا تكون فعالة ضد جميع الجراثيم البكتيرية. لا تخترق الأشعة فوق البنفسجية السوائل أو المواد الصلبة ، وقد تتسبب في تلف خلايا الجلد البشرية.

ثانيا. إشعاعات أيونية:

يعطل الإشعاع عالي الطاقة وقصير الطول الموجي جزيئات الحمض النووي ، وقد يتسبب التعرض للإشعاعات ذات الطول الموجي القصير في حدوث طفرات ، العديد منها مميتة. التعرض لأشعة جاما (أطوال موجية قصيرة من 10 -3 & # 8211 10-1 نانومتر) ، والأشعة السينية (أطوال موجية 10 -3 & # 8211 10 2 نانومتر) ، والأشعة فوق البنفسجية (الأشعة فوق البنفسجية بأطوال موجية 100-400 نانومتر) يزيد من معدل الوفيات من الكائنات الحية الدقيقة ويستخدم في إجراءات التعقيم المختلفة لقتل الكائنات الحية الدقيقة. يتم تعطيل الفيروسات وغيرها من الكائنات الحية الدقيقة عن طريق التعرض للإشعاع المؤين.

تختلف الحساسيات للإشعاع المؤين. تعتمد مقاومة الإشعاع المؤين على المكونات الكيميائية الحيوية لكائن حي دقيق معين. تميل المراحل غير المتكاثرة (الخاملة) للكائنات الدقيقة إلى أن تكون أكثر مقاومة للإشعاع من الكائنات النامية. على سبيل المثال ، تكون الأبواغ أكثر مقاومة من الخلايا النباتية للعديد من الأنواع البكتيرية.

يعد التعرض لـ 0.3-0.4 Mrads (مليون وحدة من الإشعاع) ضروريًا للتسبب في انخفاض بمقدار عشرة أضعاف في عدد الأبواغ البكتيرية القابلة للحياة. الاستثناء هو بكتيريا Micrococcus radiodurans ، والتي تقاوم بشكل خاص التعرض للإشعاع المؤين.

تتحمل الخلايا الخضرية لـ M. radiodurans ما يصل إلى 1 مراد من التعرض للإشعاع المؤين مع عدم وجود انخفاض في العدد القابل للحياة. يبدو أن آليات إصلاح الحمض النووي الفعالة مسؤولة عن الدرجة العالية من مقاومة الإشعاع التي تظهرها هذه البكتيريا.

يستخدم الإشعاع المؤين لبسترة أو تعقيم بعض المنتجات. يتم تعقيم بعض لوحات بتري البلاستيكية المنتجة تجاريًا عن طريق التعرض لأشعة جاما. تستخدم معظم إجراءات التعقيم التي تنطوي على التعرض للإشعاع أشعة جاما من الكوبالت 60 أو السيزيوم 137.

على سبيل المثال ، يمكن تعقيم لحم الخنزير المقدد عن طريق الإشعاع ، وهي عملية تعقيم الأطعمة عن طريق التعرض للإشعاع ، باستخدام جرعات إشعاعية من 4.5-5.6 مراد. يستخدم الحداد ، المكافئ وظيفيًا للبسترة ، لقتل مسببات الأمراض البشرية غير المسببة للأبواغ والتي قد تكون موجودة في الطعام. يمكن استخدام الإشعاع لزيادة العمر الافتراضي للأطعمة البحرية والخضروات والفواكه.

على عكس أشعة جاما ، لا تتمتع الأشعة فوق البنفسجية بقدرة اختراق عالية وهي مفيدة لقتل الكائنات الحية الدقيقة فقط على سطح المحاليل الصافية أو بالقرب منه. يتطابق الطول الموجي الأقوى للمبيد للجراثيم البالغ 260 نانومتر مع أقصى امتصاص للحمض النووي ، مما يشير إلى أن الآلية الأساسية التي يمارس بها الضوء فوق البنفسجي تأثيره المميت هي من خلال تعطيل الحمض النووي. في الواقع ، يتسبب الضوء فوق البنفسجي في تكوين ثايمر ثايمين مرتبط تساهميًا داخل الحمض النووي بدلاً من أزواج قاعدة الثايمين والأدينين الطبيعية المرتبطة بالهيدروجين.

تحتوي الكائنات الحية الدقيقة على إنزيمات يمكنها إصلاح التغيرات في الحمض النووي الناتجة عن التعرض للأشعة فوق البنفسجية. تتطلب إنزيمات إعادة التنشيط الضوئي التعرض للضوء في الطيف المرئي. يستخدم التعرض للأشعة فوق البنفسجية أحيانًا للحفاظ على عقم بعض الأسطح. في بعض المستشفيات ، يتم الحفاظ على مقاعد البدلاء خالية من البكتيريا عند عدم استخدامها باستخدام مصباح الأشعة فوق البنفسجية.

أدت الأخطار التي ينطوي عليها التعرض البشري للأشعة فوق البنفسجية الزائدة ، والتي تشمل العمى إذا تم النظر للأشعة فوق البنفسجية مباشرة ، إلى استخدام طرق بديلة للحفاظ على عقم هذه المناطق.

مثل الأشعة فوق البنفسجية ، فإن الأشعة تحت الحمراء ذات الطول الموجي الطويل (103-105 نانومتر) وإشعاعات الميكروويف (أطوال موجية أكبر من 106 نانومتر) لها قدرة اختراق ضعيفة. لا يبدو أن إشعاعات الأشعة تحت الحمراء والميكروويف تقتل الكائنات الحية الدقيقة مباشرة. ومع ذلك ، يؤدي امتصاص مثل هذا الإشعاع ذي الطول الموجي الطويل إلى زيادة درجة الحرارة.

وبالتالي يمكن أن يؤدي التعرض للأشعة تحت الحمراء أو إشعاعات الميكروويف إلى قتل الكائنات الحية الدقيقة بشكل غير مباشر عن طريق تعريضها لدرجات حرارة أعلى من درجات حرارة نموها القصوى. نظرًا لأن أفران الميكروويف عمومًا لا تقتل الكائنات الحية الدقيقة بشكل مباشر ، فهناك بعض القلق في صناعة الأغذية من أن الطهي باستخدام أفران الميكروويف قد لا يقتل بشكل كاف الكائنات الحية الدقيقة التي تلوث المنتجات الغذائية.

3. طريقة الموجات فوق الصوتية:

الاهتزازات بالموجات فوق الصوتية:

الاهتزازات فوق الصوتية هي موجات صوتية عالية التردد تتجاوز نطاق الأذن البشرية. عندما يتم توجيهها ضد أسطح البيئة ، فإن لها قيمة قليلة لأن جزيئات الهواء تنحرف الاهتزازات وتشتيتها. ومع ذلك ، عند انتشارها في السوائل ، تتسبب الاهتزازات فوق الصوتية في تكوين فقاعات مجهرية ، أو تجاويف ، ويبدو أن الماء يغلي. يسمي بعض المراقبين هذا & # 8220cold boiling. & # 8221

تنهار التجاويف بسرعة وتصدر موجات صدمة. تتفكك الكائنات الحية الدقيقة في السائل بسرعة بفعل الضغوط الخارجية. يُعرف تكوين وانفجار التجاويف بالتجويف.

تعتبر الاهتزازات فوق الصوتية ذات قيمة في البحث عن تكسير خلايا الأنسجة المفتوحة والحصول على أجزائها للدراسة. يستخدم أطباء الأسنان جهازًا يسمى الكافترون لتنظيف الأسنان ، وتتوفر آلات الموجات فوق الصوتية لتنظيف ألواح الأسنان والمجوهرات والعملات المعدنية. كما جربت إحدى شركات الأجهزة الرئيسية غسالة تعمل بالموجات فوق الصوتية.

كعامل تعقيم ، حظيت الاهتزازات فوق الصوتية بالحد الأدنى من الاهتمام لأن السائل مطلوب وهناك طرق أخرى أكثر كفاءة. ومع ذلك ، تستخدم العديد من المعامل البحثية مجسات الموجات فوق الصوتية لاضطراب الخلايا وتستخدم المستشفيات أجهزة الموجات فوق الصوتية لتنظيف أجهزتها. عند استخدامه مع مبيد للجراثيم فعال ، قد يحقق جهاز الموجات فوق الصوتية التعقيم ، ولكن الاتجاه الحالي هو استخدام الاهتزازات فوق الصوتية كعامل تنظيف واتباع العملية عن طريق التعقيم في الأوتوكلاف.

4. الطريقة الكيميائية:

أنا. طرق الحفظ:

على مدار قرون عديدة ، تطورت طرق فيزيائية مختلفة للسيطرة على الكائنات الحية الدقيقة في الغذاء. على الرغم من أهميتها في منع انتشار العوامل المعدية ، إلا أن هذه الإجراءات تستخدم بشكل أساسي لتأخير التلف وإطالة العمر الافتراضي للأطعمة ، بدلاً من التعقيم.

التجفيف مفيد في الحفاظ على المعادن والأسماك والحبوب والأطعمة الأخرى. نظرًا لأن الماء شرط ضروري للحياة ، فإنه يترتب على ذلك أنه في حالة عدم وجود الماء ، لا توجد حياة تقريبًا. العديد من الأطعمة الموجودة في مخزن المطبخ تمثل هذا المبدأ. تمت مناقشة أحد الأمثلة في MicroFocus.

يعتمد الحفظ بالتمليح على مبدأ الضغط الاسموزي. عندما يكون الطعام مملحًا ، ينتشر الماء من الكائنات الحية الدقيقة إلى تركيز أعلى من الملح وانخفاض تركيز الماء في البيئة المحيطة. هذا التدفق للماء ، المسمى بالتناضح ، يترك الكائنات الحية الدقيقة تذبل وتموت.

تحدث نفس الظاهرة في الأطعمة عالية السكر مثل العصائر والمربيات والهلام. ومع ذلك ، قد يظل التلوث الفطري على السطح لأن العفن الهوائي يتحمل تركيزات عالية من السكر.

درجات الحرارة المنخفضة الموجودة في الثلاجة والفريزر تؤخر التلف عن طريق تقليل معدل التمثيل الغذائي في الكائنات الحية الدقيقة ، وبالتالي تقليل معدل نموها. لا يتم التخلص من التلف تمامًا في الأطعمة الباردة ، ومع ذلك ، تظل العديد من الكائنات الحية الدقيقة على قيد الحياة ، حتى في درجات حرارة المجمد. تتكاثر هذه الكائنات بسرعة عندما يذوب الطعام ، ولهذا يوصى بالطهي السريع.

لاحظ في هذه الأمثلة أن هناك اختلافات كبيرة بين قتل الكائنات الحية الدقيقة ، وكبحها ، وتقليل أعدادها. توصف طرق الحفظ بأنها جراثيم لأنها تمنع المزيد من تكاثر البكتيريا.

ثانيا. التعقيم الغازي:

غالبًا ما يكون التعقيم الحراري غير مستقر بالنسبة للأدوية الصلبة القابلة للتحلل بالحرارة ومعدات الطباعة الحرارية بما في ذلك المواد البلاستيكية ، والمواد المطاطية الدقيقة. نظرًا لارتفاع تكلفة رأس المال واستخدام الإجراءات الاحترازية المعقدة ، أصبحت طريقة الإشعاع التي تعد إحدى طرق التعقيم غير شائعة.

وبالتالي فإن تعقيم هذه المواد بمواد كيميائية في حالة غازية يجد تطبيقًا أكبر. كان الفورمالديهايد سابقًا يستخدم على نطاق واسع ، ولكن في الوقت الحاضر يعتبر أكسيد الإيثيلين المركب الوحيد ذو الأهمية البارزة في المجالات الصيدلانية والطبية.


ما هو الحد الأدنى للعين؟ - مادة الاحياء

أول شيء أفعله عندما أستيقظ كل صباح هو إلقاء نظرة على القائمة الطويلة من الإشعارات التي تراكمت بصمت على هاتفي أثناء نومي. الشيء الثاني الذي أفعله هو مسح المادة اللزجة التي تراكمت بصمت في زاوية عيني على مدار الليل. بغض النظر عن ما تسميه - النوم ، الرمال ، مخاط العين - أنت تعرف الأشياء التي أتحدث عنها. لطالما تساءلت عما تم صنعه ولماذا يتكون ، لذلك ذهبت واكتشفت.

يبدأ كل شيء بالدموع - أو بشكل أدق الفيلم المسيل للدموع الذي يغطي أعيننا. عيون الثدييات من الأنواع الأرضية ، سواء كانت موجودة على وجوه البشر أو الكلاب أو القنافذ أو الأفيال ، مغطاة بغشاء مسيل للدموع من ثلاث طبقات يسمح للعينين بالعمل بشكل صحيح. (تعمل الدموع بشكل مختلف نوعًا ما في الثدييات البحرية مثل الدلافين وأسود البحر).

أقرب طبقة للعين هي طبقة الكاليكس - طبقة تتكون في الغالب من المخاط. يغلف القرنية ويجذب الماء ، مما يسمح بالتوزيع المتساوي للطبقة الثانية: محلول التمزق ذو الأساس المائي. قد يكون سمكها أربعة ميكرومتر فقط - بسماكة خيط واحد من حرير العنكبوت - لكن هذه الطبقة مهمة جدًا. يحافظ على أعيننا مشحمة ويزيل الالتهابات المحتملة. أخيرًا ، هناك طبقة خارجية تتكون من مادة دهنية تسمى ميبوم ، وهي تتكون من الدهون مثل الأحماض الدهنية والكوليسترول.

مصدر الصورة Thinkstock Image caption بدون نوم في أعيننا

تم تطوير Meibum ليتم ضبطه بشكل رائع مع جسم الثدييات. في درجة حرارة جسم الإنسان الطبيعية ، هو سائل زيتي صافٍ. ومع ذلك ، فإنه عند درجة واحدة فقط ، يصبح مادة صلبة شمعية بيضاء - المادة اللزجة المألوفة للعين.

يمكن أن تتكون قشور كبيرة من هذه المادة الصلبة أثناء النوم لعدة أسباب. أولاً ، يبرد الجسم قليلاً في الليل بشكل عام ، لذلك يصبح بعض الميبوم باردًا بدرجة كافية بحيث يتحرك أسفل نقطة الانصهار ويتحول إلى صلب. ثانيًا ، وفقًا لطبيب العيون الأسترالي روبرت جي لينتون وزملاؤه ، "يؤدي النوم إلى إرخاء التأثير [العضلي] على قنوات الغدة [الميبوميان] ... أثناء النوم". وبعبارة أخرى ، فإن أعيننا مغطاة بمزيد من الميبوم أكثر من المعتاد في الليل - وهكذا عندما يبرد هذا الميبوم يمكن أن ينتهي بنا الأمر بكميات ملحوظة من مادة لزجة العين.

ليس من المثير للإزعاج التخلص من النوم عندما ننهض بالطبع ، ولكن لماذا نصنع الميبوم في المقام الأول؟ حسنًا ، لسبب واحد ، إنه يمنع دموعنا من الانسكاب باستمرار من أعيننا وتقطيرها على خدودنا. يمكن أن تصبح المهام اليومية أكثر صعوبة مع تدفق عينيك باستمرار ، حيث سيقدر بعض الأشخاص المصابين بحمى القش. من خلال إبقاء دموعنا في أعيننا ، فإن meibum يفعل شيئًا آخر: فهو يساعد في الحفاظ على رطوبة أعيننا. في الواقع ، وجدت إحدى الدراسات أنه عند حرمان الأرانب من الميبوم ، تفقد عيون الأرانب الماء من خلال التبخر بمعدل 17 ضعف المعدل الطبيعي.

يساهم انخفاض درجات الحرارة أثناء النوم في تراكم الميبوم (Credit: SPL)

Meibum ليس العامل الوحيد الذي يساعد على منع أعيننا من الجفاف. الوميض مهم أيضًا. هذا لأن فعل الوميض يحلب بشكل فعال غدد الميبوميان ، مما يتسبب في ظهور القليل من الميبوم الإضافي في عينك بالإضافة إلى الإفراز المستمر والثابت للمادة. يساعد الوميض أيضًا على دمج الميبوم الدهني والدموع المائية معًا لتشكيل مستحلب يسمى فيلم المسيل للدموع. إذا ذهبت لفترة طويلة دون أن ترمش ، فإن المستحلب يتفكك - لا يحب الزيت والماء الاختلاط - وقد تتعرض القرنية للهواء. في أحسن الأحوال ، هذا غير مريح - في أسوأ الأحوال ، يمكن أن يؤدي التدهور المزمن للفيلم المسيل للدموع إلى حالة تعرف باسم "جفاف العين" أو التهاب القرنية والملتحمة الجاف.

يشير طبيب العيون الياباني إيكي غوتو إلى جفاف العين على أنه "اضطراب رئيسي ينجم عن نقص الدموع" ويصيب ملايين الأشخاص حول العالم. بالإضافة إلى الجفاف ، يؤدي الاضطراب إلى إجهاد العين واحمرارها وتهيجها والإحساس بأن العين أثقل من المعتاد. في أشد أشكاله - ولكن نادرًا - يمكن أن يضعف جفاف العين الرؤية. على الرغم من الانزعاج والإحباط المرتبطين بالحالة وتأثيرها على نوعية الحياة ، إلا أنها لم تُعتبر تاريخيًا اضطرابًا بصريًا خطيرًا.

غوتو ، ومع ذلك ، لا يوافق. باستخدام شكل معقد من اختبار حدة البصر ، اكتشف أن العين تفقد سطحها الأملس عندما يجف طلاءها السائل. ثم تصبح الانحرافات البصرية أكثر شيوعًا ، لأنه من المرجح أن يتشتت الضوء على سطح خشن ، مما يجعل من الصعب تكوين صورة حادة على شبكية العين.

هذا يمكن أن يفسر آخر النتائج التي توصل إليها غوتو. لاحظ أن المرضى الذين يعانون من اضطراب جفاف العين يميلون إلى أن يرمشوا ضعف عدد المرات التي يرمش فيها أولئك الذين لديهم تزييت طبيعي للعين. من الممكن أن يفعلوا ذلك لأنهم يحاولون دون وعي الحفاظ على حدة البصر لديهم.

عيون جافة؟ مصدر الصورة Thinkstock Image caption قد تجعلك سائقًا سيئًا

قد تعتقد أن هذا العمل يقترح حلاً سهلاً لاضطراب جفاف العين: فقط ارمش قدر الإمكان. لسوء الحظ ، قول هذا أسهل من فعله في عالمنا الحديث. العديد من المهام اليومية - القراءة والقيادة والكتابة على الهاتف الذكي والعمل على شاشة الكمبيوتر - تشجعنا على الحفاظ على نظرة غير متراصة. وبالتالي ، فإننا جميعًا نخفض بشكل انعكاسي وتيرة ومضاتنا أثناء تلك الأنشطة.

على سبيل المثال ، نظرًا لأننا نقود بشكل أسرع - خاصة عند السرعات التي تتجاوز 100 كم / ساعة (62 ميلاً في الساعة) - فإننا نرمش كثيرًا. بالنسبة لمرضى جفاف العين ، فإن هذا يعني أن حدة البصر الوظيفية لديهم أثناء القيادة بسرعات عالية قد تنخفض في الواقع إلى أقل من الحد الأدنى المطلوب للحصول على رخصة قيادة. في دراسة أخرى لـ Goto ، كان متوسط ​​حدة البصر الوظيفية لدى مرضى جفاف العين 0.3. هذا أقل من حدّة 0.7 المطلوبة للقيادة في اليابان و 0.5 المطلوبة للحصول على رخصة في الولايات المتحدة. "يشير هذا إلى أن حدة البصر الفعلية أثناء القيادة قد لا تكون كافية في مجموعات معينة من المرضى ،" كتب جوتو.

لذا في المرة القادمة التي تستيقظ فيها وتعمل على طرد كل تلك المواد اللزجة من عينيك ، ربما ستستغرق دقيقة للتفكير في مدى أهمية الأشياء حقًا.


شاهد الفيديو: يعنى ايه النظر او و الفارق بينها و بين عيوب الإبصار (سبتمبر 2022).


تعليقات:

  1. Rayne

    أعني ، أنت تسمح بالخطأ. يمكنني إثبات ذلك. اكتب لي في PM ، سنتعامل معها.

  2. Crombwiella

    الله واحد يعرف!

  3. Octha

    وأنا ممتن جدا لكم على هذه المعلومات. لقد استفدت من هذا.

  4. Daoud

    مبروك ، ما هي الكلمات الصحيحة ... الفكر الرائع

  5. Marlyssa

    أعتقد أنني أرتكب أخطاء. أنا قادر على إثبات ذلك. اكتب لي في PM ، وتحدث.



اكتب رسالة