Podobe znanja

O pomenu ravnovesja mnogo slišimo, kadar beseda teče o našem splošnem počutju in zdravju. A tudi za naše celice je ravnovesje snovi, ki so v njej, izrednega pomena.Recimo proteini, ki so osnovni delavci v celicah, ves čas nastajajo in se porabljajo in so v nekakšnem dinamičnem ravnovesju. Da celica deluje normalno, mora torej imeti ravno pravšnjo količino proteinov, morajo pa obstajati tudi načini, kako to količino uravnati. Kaj pa se zgodi, ko se to ravnovesje podre? Ta vidik je še posebej pomemben in zanimiv z vidika nevrologije, saj lahko denimo kopičenje proteinov v živčnih celicah vodi do raznih nevrodegenerativnih bolezni. Celični proces, ki vzdržuje ravnovesje ne zgolj enega temveč kar cele skupine proteinov - in ki je morda prva točka v kaskadi, ki pripelje do okvar naših živčnih celic -, so proti koncu lanskega leta odkrili na Kemijskem inštitutu. Poimenovali so ga interstaza. Na kakšne načine bo interstaza prispevala k razumevanju nevrodegenerativnih bolezni pa tudi kako se v interstazi pravzaprav uravnavajo proteini, bo osvetlila tokratna gostja Podob znanja, dr. Neža Vadnjal s Kemijskega inštituta.   Foto: Neža Vadnjal (Klara Jurečič)

Količina zavržene hrane v Sloveniji v zadnjih letih ni upadla, celo povečala se je. Potem so tu ostanki iz prehrambene industrije in kmetijstva ter blato iz čistilnih naprav. Odpadkov, ki jih lahko predelamo v bioplin in metan, je dovolj. Zakaj torej takšno pridobivanje elektrike, toplote in goriva - vsaj pri nas - ostaja neizkoriščen vir energije? So posredi morda okoljski in politični zadržki? V tokratnih Podobah znanja gostimo doc. dr. Sabino Kolbl Repinc, ki na Fakulteti za gradbeništvo in geodezijo ter Kemijskem inštitutu raziskuje razne postopke predelave odpadkov v bioplin in metan.

Ni kotička sveta - od morij do rek, zraka in zemlje - pa tudi ni živega bitja - od človeškega telesa do živali in rastlin -, kjer ne najdemo majhnih plastičnih delcev. Zdi se, kot da sta mikroplastika in nanoplastika vseprisotni. V kolikšni meri pa je prisotnost tega odpadka, tam, kjer ta ne bi smel biti, že škodljiva? V tokratnih Podobah znanja gostimo izr. prof. dr. Anito Jemec Kokalj z Oddelka za biologijo Biotehniške fakultete. Spomladi letos je prejela Nagrado Miroslava Zeia za izjemne dosežke, ki jo podeljuje Nacionalni inštitut za biologijo. V svojih raziskavah dr. Anita Jemec Kokalj preučuje razne vidike, kako mikroplastika vpliva na talne živali - na deževnike, ličinke, rake - ter na rastline. Zanima jo, katere škodljive snovi mikroplastika veže nase in kaj se iz teh delcev izloča. Med drugim preučuje tudi, ali ima mikroplastika, ki nastane iz biorazgradljive plastike - pogosto predstavljene kot dobre alternative klasičnim plastičnim materialom -, dejansko manjši vpliv na okolje in bitja v njem? Foto: Anita Jemec Kokalj (Klara Jurečič)

Več kot 25 tisoč zgodb našega planeta hrani zakladnica mineralov in fosilov v središču Ljubljane. Geološka zbirka Naravoslovnotehniške fakultete Univerze v Ljubljani, ustanovljena okoli leta 1920, je danes največja in najbolj celostna tovrstna učna zbirka v Sloveniji. Nastala je z vizijo profesorjev Karla Hinterlechnerja in Marijana Salopeka, da bi študenti geologijo spoznavali skozi prave, otipljive primerke. In prav ti primerki – minerali, kamnine in fosili – razkrivajo neverjetne zgodbe: od najstarejših fosilov, starih več kot tri milijarde let, do ostankov slovenskih dinozavrov, najdenih pri Kozini. Skrbnik zbirke Tristan Rome poudarja, da je za geologa skoraj vsak kamen nekaj več – vsak priča o zgodovini Zemlje. V oddaji boste slišali, kako nastanejo kamnine, zakaj nekateri minerali žarijo pod ultravijolično svetlobo in kaj nam lahko zob mamuta pove o preteklosti.

Travniki, ki sta jih skozi zgodovino družno oblikovala človek in narava, so prava zakladnica raznovrstnih rastlin.Ni presenetljivo, da se med travami, cvetlicami, zelmi vzpostavljajo zelo dinamični in kompleksni odnosi, v katere človek s kmetovanjem stalno posega in jih celo narekuje. Dobro poznavanje, kako se prepletajo naravne razmere in človekova dejavnost, pa poleg vpogleda v delovanje pestrih travniških združbe, naravovarstvenikom omogoča, da te posebne tipe travnikov tudi ohranjajo. V tokratnih Podobah znanja gostimo izredno profesorico doktorico Sonjo Škornik, ki raziskuje rastlinske združbe suhih in polsuhih traviščih. Deluje na Oddelku za biologijo na Fakulteti za naravoslovje in matematiko Univerze v Mariboru. Foto: Sonja Škornik, Boč 2024

V pogovoru s filozofom in komparativistom preverjamo, kako je mogoče, da se svet sicer stalno spreminja, Iliada in Odiseja pa mirno vztrajata v samem jedru ne le grške, ampak tudi evropske in celo svetovne književnosti?Pravijo, da je Aleksander Veliki, ko se je odpravil na bojni pohod proti Perziji, spal z izvodom Iliade pod svojo blazino. Očitno je makedonski vojskovodja iz Homerjeve obdelave zgodbe o Ahilu pred obzidjem Troje črpal voljo, navdih, odločenost, vse tisto skratka, kar je na čisto subjektivni ravni potreboval, ko je ustvarjal svoj orjaški imperij. Ta drobna zgodovinska anekdota precej jasno kaže, kako visoko so stari Grki vobče cenili Homerja – postavili so ga na sam vrh Parnasa. To niti ni posebej presenetljivo, čeprav, kot vemo, tudi Heziod, Pindar, Sapfo, Ajshil, Sofokles in Evripid niso ravno od muh. Bolj nenavadno pa je, da je legendarni avtor Iliade ter Odiseje tam, v središču literarnega kanona torej, ostal naslednjih 2500 let. Kako je mogoče, da se svet sicer stalno spreminja, Homerjevi epski pesnitvi pa vsem političnim, gospodarskim, kulturnim in verskim pretresom oziroma preobratom navkljub mirno vztrajata v samem jedru ne le grške, ampak tudi evropske in celo svetovne književnosti? To je vprašanje, ki nas je zaposlovalo, ko smo pred mikrofonom Podob znanja gostili filozofa in komparativista, predavatelja na Oddelku za filozofijo ljubljanske Filozofske fakultete, nedavno tudi prejemnika uglednega Šumijevega priznanja za obetavne mlade raziskovalce, dr. Blaža Zabela. Naš gost se je namreč zgodovini branja, interpretiranja in simbolnega valoriziranja Homerja posvetil že v svoji doktorski disertaciji, ki jo je leta 2020 obranil na ugledni britanski Univerzi v Durhamu, prav zdaj pa piše še knjigo, monografijo, v kateri bo svoja spoznanja o »homerologiji« strnil in nadgradil. Foto: dr. Blaž Zabel (Goran Dekleva)

Umetno generirane podobe nastajajo v enormnih količinah in ločevanje med umetnimi in pravimi v številnih primerih ni več stvar izostrenega očesa. Naj gre za podobe z vojnih območij ali za ljudi, samo na podlagi prepričljivosti same podobe, ki jo gledamo, se danes le stežka odločimo, ali gledamo realno sliko oziroma posnetek ali ne. Problem s prepoznavanjem lahko imajo tudi biometrični sistemi, ki se danes uporabljajo že marsikje, recimo za avtomatizirano prehajanje meje. Možnosti za zlorabe, manipulacije in poneverbe so visoke, občutek nezaupanja in negotovosti pa vse bolj vseprisoten. Kje se v tem trenutku pravzaprav nahajamo in kakšne so aktualne strategije za naslavljanje določenih neželenih stranskih posledic vedno zmogljivejših modelov umetne inteligence? O vsem tem smo v Podobah znanja govorili s prof. dr. Petrom Peerom, predstojnikom Laboratorija za računalniški vid na Fakulteti za računalništvo in informatiko Univerze v Ljubljani.

Človek je vedno sobival z velikimi zvermi. V Sloveniji tako živijo medvedi, volkovi, risi in druge zveri. K nam se je v zadnjih letih priselil šakal. A v preteklosti so bile številne vrste, izrazito zlasti volk, preganjane in njihovo število se je občutno skrčilo, marsikje so povsem izginili. Z dolgoletnimi prizadevanji za njihovo ohranjanje se število divjih zveri znova povečuje, a v tem procesu se pojavljajo tudi konflikti. Ključno je vprašanje, kako torej zagotoviti sobivanje, da ni škodljivo za nobeno od vpletenih strani. Kako torej najbolj smiselno uravnavati populacije velikih zveri, v Podobah znanja pojasnjuje doc. dr. Hubert Potočnik z oddelka za biologijo Biotehnične fakultete Univerze v Ljubljani.

V pogovoru z arheologinjo, eno najboljših poznavalk rimske dobe na Slovenskem, smo si skušali oblikovati predstavo, kako so bili videti tukajšnja mesta, ceste in polja v prvih stoletjih našega štetjaPravijo, da je preteklost tuja dežela, v kateri ljudje mislijo in ravnajo drugače od nas. Zato si, globlje ko gremo v zgodovino, težje predstavljamo, kako je tam oziroma takrat pravzaprav potekalo življenje. Vzemimo, na primer, čas, ko so našim krajem vladali rimski cesarji, obdobje nekako od sredine prvega do sredine petega stoletja torej. Ko arheologi odkopljejo kako razbito oljenko, počeno amforo ali ostanke hipokavsta, si najbrž še lahko zamislimo, kako so si Rimljani razsvetljevali temne noči, kako so pili vino ali se ogrevali v dolgih zimskih mesecih, precej težje pa si tedanje življenje predstavljamo s panoramske, ptičje perspektive. Težko je namreč misliti, od česa so prebivalci največjih rimskih mest na naših tleh, torej Emone, Celeje in Petovione, živeli, kako so bila ta mesta povezana med seboj in kako so bila vpeta v politične in ekonomske strukture imperija, kako so živeli ljudje, ki pač niso prebivali v velikih mestih, kateri kulti in rituali so, ne nazadnje, osmišljevali njihova življenja. Pa še lahko nadaljujemo … Je po tedanjih standardih Poetoviona veljala za bogato mesto? Koliko hrane, ki so jo potrebovali prebivalci Emone, so pridelali na poljih v bližini mesta? So bili Celejani po večini ljudje, ki so se v Savinjsko dolino preselili iz Italije, ali so bili v glavnem iz okolice in torej keltskega izvora? Ob takih vprašanjih predstavna moč naše domišljije hitro klecne in tu slej ko prej potrebujemo pomoč strokovnjakov, poznavalk in poznavalcev rimske dobe na Slovenskem. Ena najboljših je zagotovo arheologinja, dolgoletna raziskovalka na Inštitutu za arheologijo ZRC SAZU, dr. Jana Horvat. Kot avtorica, soavtorica ali urednica se je podpisala pod več kot 10 monografij in celo kopico znanstvenih člankov o rimski dobi na Slovenskem, ki nam, vzeti skupaj, v živih barvah naslikajo podobo te, oddaljene preteklosti naših krajev. Nekaj fotografij, ki nam bodo to preteklost približali, smo v pogovoru z dr. Horvat posneli tudi v tokratnih Podobah znanja. Foto: dr. Jana Horvat (Goran Dekleva)

V ERC projektu Metastabilnost v kvantnih materialih in simulatorjih se dr. Denis Golež loteva vrste zanimivih vprašanj, ki utegnejo odpreti nove možnosti za razvoj kvantnih tehnologij.Danes razvoj kvantnih računalnikov, kvantnih simulatorjev in cele palete kvantnih senzorjev poteka izredno hitro. Nenavadne značilnosti snovi na najmanjšem, kvantnem nivoju je zdaj že mogoče s pridom uporabiti za izdelavo povsem konkretnih naprav in aplikacij, ki so kos nalogam, katerim običajne elektronske naprave niso.A te nove zmogljivosti temeljijo na prav specifičnih značilnostih kvantnih materialov. Kajti kvantne pojave je za praktično uporabo treba nekako ujeti v konkretni snovi. No, in pri vrsti kvantnih materialov pot do zanimivih, običajno skritih lastnosti vodi skozi t. i. metastabilnost. Tako ni presenetljivo, da se z raziskavami metastabilnih stanj v kvantnih materialih danes ukvarja ogromno znanstvenikov po svetu, presenetljivo pa morda je, da številnim eksperimentalnim odkritjem na tem področju teorija še ne zmore ponuditi dovolj natančnega okvira, kje bi bilo takšna stanja najbolje iskati.Te naloge se bo v okviru projekta Evropskega raziskovalnega sveta (t. i. Consolidator Grant) z naslovom Metastabilnost v kvantnih materialih in simulatorjih lotil doc. dr. Denis Golež z Instituta "Jožef Stefan" in Fakultete za matematiko in fiziko Univerze v Ljubljani. Toda njegovi načrti segajo tudi v povsem praktične vode, kajti projekt odpira možnosti tudi za razvoj kvantnih stikal, odkritje novega stanja snovi in nov način za shranjevanje kvantnih informacij.

Slovenski raziskovalci z Inštituta "Jožef Stefan" so nedavno podrli povsem nov mejnik. Razvili so način, kako lahko neposredno v živih celicah ustvarijo tridimenzionalne mikroskopske strukture, ki odpirajo povsem nove možnosti za raziskave znotrajceličnih procesov. Te strukture so namreč uporabne za sledenje celicam pa kot senzorji ali kot mikrolaserji. Kot demonstracijo te nove, osupljive zmožnosti pa so - v velikosti 10 mikrometrov - natisnili tudi podobo slončka in logotip inštituta.Novost pristopa je seveda uporaba 3D tiskanja neposredno v celice. 3D tiskanje je v zadnjih letih povsem revolucionirano proizvodnjo in odprlo nove možnosti, kaj in kako lahko nekaj izdelamo, pa naj gre za tako različne izdelke, kot so rakete ali pa, denimo, medicinski vsadki. A očitno tudi je postopek mogoč tudi znotraj nečesa tako majhnega in zapletenega, kot je celica, so zdaj dokazali v Laboratoriju za biofotoniko, mehko fotoniko in kvantno optiko, ki ga vodi dr. Matjaž Humar.Na kakšen način ta raziskava, ki je bila objavljena v reviji Advanced Materials, premika meje možnega na stičišču biologije, fizike in inženirstva, kot so zapisali v sporočilu za javnost, in kaj vse se z njo odpira, bomo v tokratnih Podobah znanja preverili v pogovoru s prvo avtorico članka, dr. Marušo Mur.

Z genskimi terapijami so se v zadnjem desetletju odprle možnosti za zdravljenje bolezni, ki so bile nekdaj tako rekoč stvar usode. Danes je tako marsikatero gensko bolezen že mogoče zdraviti, predvsem po zaslugi tako imenovanih genskih škarij, metode crisper-cas, ki je povsem spremenila delo na vseh področjih ved o življenju, tudi v medicini. Toda obenem ima ta, z Nobelovo nagrado ovenčana metoda vendarle svoje omejitve, zaradi katerih pri celi vrsti genskih bolezni ne pride v poštev. Razvoju alternativnih metod spreminjanja genskega zapis s pomočjo posebnih encimov, imenovanih rekombinaze, se posveča dr. Tina Lebar s Kemijskega inštituta, ki je za svoj projekt EditYR prejela sredstva Evropskega raziskovalnega sveta za raziskovalce in raziskovalke na začetku raziskovalne kariere.

Virusne bolezni kot sta covid-19 in gripa pa tudi razna rakava obolenja kljub stalnemu raziskovanju še vedno porajajo številna vprašanja. Po eni strani želimo do potankosti razumeti njihov nastanek, po drugi hočemo zanje razviti zdravila ali že obstoječa zdravila izboljšati. Mnogo raziskav je zato usmerjenih v razvozlavanje zapletenih interakcij, ki se med proteini in drugimi molekulami odvijajo v celicah in ponujajo vpogled tako v bolezenske procese kot tudi to, kako zdravila pravzaprav učinkujejo. Raziskovanje tovrstnih povezav je bilo nekdaj dolgotrajno, orodja umetne inteligence, s katerimi je možno izvesti obsežne simulacije, pa danes omogočajo, da izboljšamo cepivo za covid-19, zdravilo za gripo ali ustvarimo spojine, ki bi upočasnile pojav raka, ne da bi bili za to potrebni laboratorijski poskusi.Svoja dognanja s tega področja bo z nami delil tokratni gost Podob znanja, prof. dr. Urban Bren,vodja Laboratorija za fizikalno kemijo in kemijsko termodinamiko na mariborski Fakulteti za kemijo in kemijsko tehnologijo. Dr. Bren je za raziskovalne uspehe prejel več nagrad, nazadnje so mu novembra podelili Zoisovo priznanje za pomembne dosežke na področju biomolekularnih simulacij.   Foto: Urban Bren (Klara Jurečič)