A Természettudományi Közlöny1872. évi márciusi számában Levélszekrénycímmel indított rovatot a tagtársak kérdéseinek megválaszolására. Eleinte a szerkesztőség „a maga körében igyekezett a felvilágosításokat beszerezni", de később célszerûnek látszott, hogy a kérdések „más szakférfiak által is megvilágosíttathassanak".
A New Scientistcímû angol folyóirat egyik rovatában szintén az olvasók kérdeznek. Arra kíváncsiak például, hogy mikor látunk kör alakú szivárványt, miért a lábunkra ömlik a tej a dobozból, miért nem ragad hozzá a tubus belsejéhez a pillanatragasztó. A választ az olvasók adják meg.
A Levélszekrény rovat hagyományait elevenítjük fel, amikor havonta válogatunk a Természettudományi Közlöny, a New Scientist és az Önök kérdései-feleletei közül. Arra kérjük tehát olvasóinkat, írják meg kérdéseiket, válaszaikat, vagy gondolják tovább, egészítsék ki, cáfolják meg a korábbi feleleteket.
A kérdések a ChemoNetinternetes információs fórum Miért?címû rovatában is megjelennek (http://www.kfki.hu/chemonet/hun/teazo/ miert/kerdes.html vagy http://www.ch.bme. hu/chemonet/hun/teazo/miert/kerdes.html). Sok „feladvány" már válaszra vár. Leveleiket lehetőleg e-mailben küldjék el a chemonet@ mail.datanet.hu címre vagy hagyományos módon a Természet Világa szerkesztőségének címére, 1444 Budapest 8 Pf. 256. vagy a Chemo- Net Informatikai Alapítványhoz, 1124 Bp., Hegyalja út 51.
Ebben a hónapban a New Scientist kérdéseiből válogattunk.
Kérdés:Miért bizsergetik a szénsavas italok az ember nyelvét? Azt hallottam, hogy a nyelv fájdalomérző receptorait ingerlik. Lehet, hogy mazochisták vagyunk, amikor szódát iszunk?
1. válasz: Igen, a pezsgés enyhe fájdalmat okoz. A buborékban levő szén-dioxid híg savat képez a nyelven - a szénsavas üdítőitalok elképesztő cukortartalmuk mellett ezért ártanak a fogaknak.
S. S. Heanor, Derbyshire
2. válasz:A legújabb kutatások alátámasztják, hogy a szénsavas italok ingerlik a nyelv fájdalomérző receptorait, és gyenge fájdalomjeleket küldenek az agyba. A nyál egyik enzime az oldott szén-dioxidot szénsavvá alakítja, s ez a gyenge sav ingerli a nyelvet. Akik élvezik a szénsavas italok csiklandozását, talán a mazochizmus enyhe formáját kedvelik.
Az a magyarázat, hogy a szén-dioxid-buborékok azért keltenek kellemes érzést, mert elpattanásukkor a száj mechanoreceptorait ingerlik, valószínûleg téves.
Earl Carstensés munkatársai tavaly az acetazolamid nevû anyag tanulmányozása közben találták meg a bizsergetés okát. A szert hegyi betegség (nagy magasságban oxigénhiány miatti rosszullét) leküzdésére használják. Az acetazolamid szokatlan mellékhatással jár: csökkenti a pezsgő italok csiklandozását. A kutatók kimutatták, hogy a vegyület gátolja annak az enzimnek a mûködését a nyálban, amely a szén-dioxidot szénsavvá alakítja: ha nincs sav, elmarad a bizsergés. A következtetést ellenpróbával támasztották alá: önkéntes jelentkezőkkel túlnyomásos kamrában itattak szénsavas italokat.
Nagy nyomáson nem képződnek buborékok a szénsavas italokban, a kísérleti alanyok iváskor mégis ugyanazt a buborékok előidézte a kellemes csiklandozást érezték.
A csoport folytatta vizsgálatait (The Journal of Neuroscience,1999. szeptember 15., 8134. old.). Kísérleti patkányaikkal szódát itattak, és közben méréseket végeztek az állatok agyi idegein. A kísérletek szerint a szén-dioxid-tartalmú víz fokozza annak az agyi területnek a tevékenységét, amely a nyelvből és a szájból fájdalomjeleket továbbít a magasabb rendû központok felé. Amikor a patkányoknak dorzolamidot adtak - ez a szer gátolja az oldott szén-dioxidot szénsavvá alakító enzim mûködését -, nem fokozódott az idegtevékenység, ami alátámasztja, hogy a sav váltja ki az agyba továbbított érzetet.
Szerkesztőség (New Scientist)
Analógiás gondolkodás
Kérdés: Mindannyian tudjuk, mi történik, ha felrázunk egy üdítős dobozt, azután kinyitjuk: az innivaló szétspriccel ránk és mindazokra, akik balszerencséjükre mellettünk állnak. Miért nem járunk így, ha a doboz tetejét felrázás után többször megkocogtatjuk?
Válasz:Ha a dobozt megkocogtatjuk, a rezgés hatására a buborékok kiszabadulnak, és a doboz tetejére szállnak fel, ahol nagyobb buborékokká állnak össze vagy elkeverednek a doboz tetején lévő gázzal. Ha ezután nyitjuk ki a dobozt, a gáz anélkül távozik, hogy a folyadékot magával rántaná és ránk, illetve azokra zúdítaná, akik „balszerencséjükre mellettünk állnak". Ha a dobozt nem kocogtatjuk meg, a buborékok csak akkor tudnak tágulni, amikor a nyomás csökken, és ilyenkor maguk előtt tolják a folyadékot. Ugyanez a jelenség játszódik le, amikor a kisbabákat büfiztetjük: addig ütögetjük a babák hátát, amíg a buborékok föl nem jönnek.
A. M. Henley-on-Thames Oxfordshire
Kínai kancsó
Kérdés: A kínai tálak porcelánjában gyakran tûnnek fel átlátszó „rizsszemek". Mik ezek valójában és hogyan kerülnek oda? Van egyáltalán közük a valódi rizshez?
C. C. Genf Svájc
Válasz:Gyermekkoromban a mamám, aki fazekasmesterséget tanít, elmagyarázta, hogyan készül a kínai rizses tál. Először vékony falú tálakat formáznak. Mielőtt kiégetnék a porcelánt, rizsszemeket nyomnak át rajta különböző szögekben, ahogy a minta kívánja. Ha a rizsszemet a csúcsával előre tolják az anyagba, pötty, ha az oldala mentén nyomják át, levélszerû minta képződik.
A tálat ezután száradni hagyják, majd kiégetik. A kemencében a rizsszemek elégnek, és lyukat hagynak maguk után. A porcelánt ezután mázzal vonják be, amely átlátszó, fehér réteget képez a második kiégetés után. A máz a lyukakat is kitölti. A lyukak szürkés mélyedéseknek látszanak, de ha a tálat a fény felé tartjuk, előtûnik a jellegzetes minta.
E. A. M. London
Ragaszkodás
Kérdés:Miért nem ragad a tubus belsejéhez a pillanatragasztó?
A. V. Oxford
1. válasz: Azért nem, mert a tubusban van oxigén (levegő formájában), de nincs víz. Az oxigén gátolja, a víz katalizálja a ragadást.
Y. A. Bostik Limited Leicester
2. válasz:A pillanatragasztó azért nem ragad a tubus belsejéhez, mert alapanyagának, a cianoakrilát monomernek nedvességre van szüksége a polimerizációhoz.
Ez arra is választ ad, miért érdemes vékony ragasztóréteggel dolgozni. Ha a ragasztóréteg túl vastag, lassabban köt meg. A vízérzékenység még két dolgot megmagyaráz. Először is azt, miért zárják le a tubust olyan kupakkal, amelyet lehetetlen anélkül leszedni, hogy összekennénk magunkat a ragasztóval. Másodszor azt, miért tapad a kifröccsenő anyag olyan jól a bőrünkhöz: a nedves, meleg bőrt mintha csak a ragasztóhoz találták volna ki.
B. G. Wetherby West Yorkshire
Fagyálló madarak
Kérdés:Miért nem fagy meg a pingvin lába a sarkvidéken télen, pedig állandóan hóval meg jéggel érintkezik?
S. P. Enoggera Queensland
1. válasz: A pingvin szervezete vigyáz arra, hogy ne veszítsen túl sok hőt, és 40 °C körüli testhőmérséklet alakuljon ki. A láb persze gondot okoz, mert nem borítja hőszigetelő toll vagy zsírréteg, és nagy a felülete (ugyanez a helyzet például a jegesmedvével).
Az állatot két védelmi rendszer is óvja. A vért szállító ütőerek átmérőjének változtatásával a pingvin szabályozhatja a lábába tartó véráramot. Hidegben kisebb a véráram, melegben nagyobb. Az ember is képes erre a mutatványra: ezért fehéredik el a kezünk és a lábunk, ha fázunk, és ezért színesedik meg újra a melegben. A szabályozás igen bonyolult hormon- és idegrendszeri feladat.
A pingvinek a lábszáruk tetején „ellenáramú hőcserélőket" is „mûködtetnek". A meleg vért szállító ütőerek sok kis érré ágaznak szét. Ezek az erek nagyon közel futnak ahhoz a sok apró gyûjtőérhez, amely a hideg vért szállítja vissza a lábból. A meleg vérből a hő átáramlik a hideg vérbe, tehát csak kevés jut a lábba.
Télen a pingvin lábának hőmérséklete egykét fokkal több a fagyáspontnál, hogy kicsi legyen a hőveszteség, de a láb ne fagyjon meg. A kacsa és a liba lába is hasonlóan védekezik a hideg ellen, de ha az állatok hetekig zárt helyen laknak, és ezután mennek ki a hóra és a jégre, odafagyhat a lábuk, mert a szervezetük a meleghez alkalmazkodott, így szinte alig áramlik vér a lábukba, és lábuk hőmérséklete a fagyáspont alá csökken.
J. D. Tengerbiológiai Állomás Millport Isle of Cumbrae
2. válasz: A hideg pingvinlábra - legalábbis részben - érdekes biokémiai magyarázat adható. Az oxigén rendszerint erősen egzoterm reakcióban kötődik a hemoglobinhoz: a folyamatban hő szabadul fel. Általában ugyanennyi hőt vesz fel az ellentétes folyamat, amikor a hemoglobin oxigént ad le. Az oxigénfelvétel és -leadás azonban a test különböző részeiben zajlik, és a molekuláris környezet (például a savasság) változása végső soron hőveszteséget vagy hőfelvételt válthat ki.
A reakcióhő értéke minden fajnál más: a sarki pingvinek hideg, külső szöveteiben sokkal kisebb, mint az emberekénél. A pingvinek hemoglobinja kevesebb hőt vesz fel, amikor leadja az oxigént, ezért a lábat kevésbé fenyegeti a fagyás veszélye.
A második előny a termodinamika törvényeinek következménye. Minden megfordítható reakcióban - a hemoglobin oxigénfelvétele és - leadása is ilyen - az alacsony hőmérséklet az egzoterm, hőfejlődéssel járó reakciónak kedvez. Ezért alacsony hőmérsékleten a legtöbb faj hemoglobinja inkább felveszi, semmint leadja az oxigént. A mérsékelt reakcióhő azonban azt jelenti, hogy a hideg szövetben az oxigén nem kötődik olyan erősen a hemoglobinhoz, hogy ne válhatna le róla.
A folyamat reakcióhője más fajoknál is szolgálhat érdekességgel. Néhány antarktiszi hal például hőt ad le, amikor az oxigén távozik a hemoglobinról. A „király" a tonhal: olyan sok hőt ad le ilyenkor, hogy testhőmérséklete 17 °C-kal meghaladhatja a környezetét. Egyáltalán nem hidegvérû!
A magzatnak is hőt kell leadnia, de csak az anya véráramán keresztül érintkezik a külvilággal. A magzat hemoglobinjának oxigénfelvételekor kevesebb hő szabadul fel, mint amikor az anya hemoglobinja vesz fel oxigént, ezért ha az oxigén elhagyja az anya vérét, több hő nyelődik el, mint amennyi a magzat hemoglobinjának oxigénfelvételekor felszabadul. Tehát hő kerül át az anya véráramába, ami a hőt elszállítja a magzattól.
C. C. és M. W. Essexi Egyetem
Előttem van észak...
Kérdés: Miért „az óramutató járásával egyező irányban" járnak az órák?
B. B. Eden Észak-Carolina
1. válasz: Az egyik első óra a napóra volt, amelyen az idő múlását az álló kar (gnomon) árnyéka mutatta a karra merőleges lapon vagy felületen.
Az északi féltekén, ahol a Nap keleten kel és nyugaton nyugszik, az árnyék a nap folyamán olyan irányban mozog, amelyet az óramutató járásával egyező iránynak nevezünk. Amikor elkezdték a mechanikus órák gyártását, az látszott logikusnak, hogy az óramutatók ebben az irányban mozogjanak.
Ha a napórát a déli féltekén találták volna fel, azt hiszem, az óramutatók az ellenkező irányban mozognának, és akkor azt neveznének az óramutató járásával egyező iránynak.
M. T. Cardiff
2. válasz:A napórára vezethető vissza, hogy az óramutatók egy-egy állása két különböző időpontnak felel meg a nap folyamán. Az egyik a napkeltétől napnyugtáig tartó időszakra esik, a másik (amely nem jelenhetett meg a napóra számlapján), a napnyugtától napkeltéig eső időre.
M. B. Ash Vale, Surrey
3. válasz: Annak nincs köze a napórához, hogy a 12-es a számlap tetején van, mert délben a napóra árnyéka északra (vagy majdnem északra) mutat.
P. S. Cardiff
4. válasz:Az első mechanikus óráknak csak egy mutatójuk volt, mert ez is elég pontosan jelezte az időt, és hasonlított a napóra árnyékára.
T. P. Tring, Hertfordshire
5. válasz:Az egyik levélíró, aki az északi féltekén lakik, azt írta, hogy a déli féltekén a Nap nyugatról keletre mozog. Biztosíthatom, hogy ez nincs így. A Nap még Ausztráliában is keleten kel és nyugaton nyugszik, és nagyon szép naplementék láthatók a tengeren Perthtől nyugatra.
C. A. Belmont Nyugat-Ausztrália
Mi nő a vegyész kertjében?
Kérdés: Az utóbbi években minden karácsonykor vettünk egy kis készletet: egy kemény lapból kivágott, színes fát vagy hegyet és egy mûanyag kádat, amelyben színtelen folyadék volt. Ha a lapot a kádba tettük, egy órán belül gyönyörû levélre, hóra fûre emlékeztető formák nőttek benne. Tudja valaki a jelenség kémiai okát?
IJ. C. Solihull West Midlands
Válasz:A levélíró a „vegyész kertjét" vásárolta meg. A színtelen folyadék nátrium-szilikátoldat; a fát vagy a hegyet vízben oldódó fémsó-kristályok színezik. A sók az oldatban feloldódnak, és színes szilikátgélek formájában azonnal kicsapódnak a kristályok körül. A gél félig áteresztő hártyaként viselkedik, a víz beáramlik rajta. A hártya nem rugalmas, ezért a belső nyomás hatására szétreped, és a repedés körül újabb gél keletkezik. Végül is oldhatatlan, sûrûn elágazó szilikátfa keletkezik.
Nem tudtam róla, de ugyanezzel a módszerrel tartósítottuk a tojásokat a II, világháború alatt. Skóciában még a háborús időkben is árultak nátrium-szilikátot (vízüveg). A tojáshéj porózus kalcium-karbonátja reagált a szilikáttal, és kalcium- szilikát keletkezett. Az új anyag elzárta a pórusokat és a héjat áthatolhatatlanná tette.
A. M. Newcastle upon Tyne
(Lásd még: Schiller Róbert: A sátán kertje. Természet Világa, 1996. 5. sz.)
