Літні спостереження: відповіді на питання чомусиків

Так швидко промайнула половина літа. Ось уже й спекотний липень перейшов за середину. Для дітей літо — це пора відкриттів і захопливих пригод. Кожного дня вони досліджують світ, засипаючи нас численними «Чому?», «Як?» і «Навіщо?».

Тому в сьогоднішній статті ми вирішили знайти наукові відповіді на найбільш поширені питання дітей під час літніх спостережень, аби їхній пізнавальний інтерес не зникав, а ви — не губилися у відповідях.

Отож, 5 цікавих питань від чомусиків і відповіді на них:

1. Чому комарі деяких людей кусають частіше, ніж інших?

Ох, якими дошкульними бувають ці комахи. Цьогоріч в Україні внаслідок дощових травня та червня кількість комарів значно зросла й вечорами на вулиці мало кому вдавалося вберегтися від їхніх укусів. Ситуація погіршувалася у сосновому лісі чи біля водойм.

Чим же приваблює людська кров комах? Насправді, не всім комарам потрібна кров людей. ЇЇ споживають лише жіночі особини (самки), тоді як самці усіх видів комарів харчуються нектаром квіткових рослин. А кров хребетних (ссавців, птахів, рептилій та амфібій) необхідна самкам для відкладання яєць.

Як самки комарів знаходять людей у темряві? Вони орієнтуються на невидимі сліди, що залишає людина:

• вуглекислий газ, який ми видихаємо;
• теплове випромінювання;
• запах молочної кислоти, що міститься в поті.

Так, коли ми видихаємо, вуглекислий газ з наших легень не відразу змішується з повітрям. Певний час він простягається шлейфом, за якими слідують комарі.

• «Комарі починають орієнтуватися на вуглекислий газ і летіти проти вітру, оскільки вони відчувають більш високі концентрації CO2, ніж зазвичай у повітрі», — пояснює Йооп ван Лун, ентомолог з Університету Вагенінген в Нідерландах.

Тобто людина під час виконання важкої фізичної роботи чи занять спортом стає більш помітною для комарів, тому що частіше дихає і виділяє більшу кількість вуглекислого газу.

Однак науковці стверджують, що найважливішим фактором, який впливає на вибір комарами тієї чи іншої людини, є хімічні сполуки, які виробляються колоніями бактерій, що живуть на нашій шкірі.

• «Бактерії перетворюють секрети наших потових залоз на леткі сполуки, які потрапляють через повітря до нюхової системи на голові комарів», — зазначає ентомолог.

За його словами, ці хімічні сполуки є складними, вони налічують більше 300 різних елементів. Цікаво, що кожна людина має власну їх комбінацію, яка залежить від генетичної мінливості та навколишнього середовища. І саме ці незначні відмінності запахів людей, спричинені унікальною мікрофлорою шкіри, і визначають суттєві відмінності в тому, скільки укусів людина отримує.

• Цікаво, що склад мікробних колоній на шкірі людини може змінюватися з часом. Зокрема, він стає іншим, коли людина хворіє.

2. Як бджоли роблять мед?

Бджолина сім’я розділяє між собою обов’язки по видобутку меду. Так, частина робочих бджіл працює у вулику, частина — летить за нектаром медоносних рослин. Нектар — це багатий цукрами сік рослини, з якого й виробляється мед. Уявіть: для виробництва 100 г меду бджола має облетіти 1 млн квіток.

Наведемо основні етапи, необхідні бджолам для продукування меду:

1) Пошук медоносних рослин
Пошуками джерел нектару та пилку займаються бджоли-розвідниці — особлива група робочих бджіл середнього віку. Літають бджоли зазвичай в радіусі 2-3 км від вулика. Швидкість їхнього польоту становить 65 км/год з порожнім волом (резервуаром для меду) і 38-40 км/год — з наповненим.

Відстань до квіткової галявини і напрямок до неї бджоли-розвідниці повідомляють бджолам у вулику за допомогою особливого «танцю» (спеціальних рухів тіла). А от про розміри медоносного джерела свідчить об’єм нектару, яким розвідниця ділиться з іншими бджолами.

2) Збір нектару

Збирають нектар медоносні бджоли за допомогою хоботка — згорнутої в трубочку нижньої частини ротової порожнини, що має довжину 5-8 мм. З хоботка нектар потрапляє у воло — спеціальний резервуар для збору й обробки нектару. Медове воло є розширенням нижньої частини стравоходу бджоли.

Для наповнення медового вола бджола має облетіти близько 1500 квіток.

3) Переробка
Повертаючись з нектаром у вулик, бджоли-збиральниці віддають його бджолам-приймальницям. Ті висмоктують його своїми хоботками з рота бджіл- збиральниць у своє медове воло. Після цього настає тривалий процес обробки: бджола багато разів (120-240) випускає нектар із вола на кінчик хоботка і вбирає назад. Цей процес триває близько 30 хвилин.

Завдяки цій обробці нектар змішується з слиною бджоли, збагачується ферментами, які розщеплюють сахарозу, і знезаражуючими речовинами. Це робить мед легкозасвоюваним та захищає його від псування бактеріями.

4) Регулювання вологості
Оброблений нектар бджоли розкладають в стільники, заповнюючи кожну воскову клітинку на третину (для кращого випаровування).

• Стільники — це листи, утворені шестигранними восковими призматичними чашечками-клітинками, розташованими по обидва боки спільної середньої стінки.

Щоб прискорити випаровування нектару, бджоли обдувають стільники крилами, наче вентилятор. Мед стає густішим, потім переноситься з нижніх осередків у верхні і зріє до шести днів.

У результаті складної роботи щодо перетворення нектару змінюється хімічний склад зрілого продукту, його густина (зрілий мед містить лише 18-20% води, тоді як нектар — 50-80%). У результаті він стає легко засвоюваним і придатним для тривалого зберігання.

5) Зберігання
Після дозрівання мед в осередках запечатується воском, який виробляється восковими залозами бджоли. В такому вигляді він може зберігатися кілька років.

• За твердженням дослідників, мед, що зберігається в стільниках, — абсолютно стерильний продукт, адже бджоли постійно займаються чисткою вулика.

Саме запечатування воскових клітинок є сигналом для бджолярів розпочинати відкачку зрілого меду. Адже незапечатаний мед має не тільки підвищену водність, а й має багато нерозщепленої сахарози, що знижує його якість. В недозрілому стані він скисає, зброджується, тому зберігатися не може.

3. Чому ми плачемо від цибулі?

Цибуля починає виділяти сльозогінні речовини лише після того, як ми пошкодимо її тканини. Тобто тоді, коли почнемо різати її або кусати. Адже цими діями ми порушуємо цілісність клітин, і ті речовини (ферменти й амінокислоти), які зазвичай всередині клітини є відділеними одна від одної, починають взаємодіяти між собою. Сполуки змішуються, й запускається хімічна реакція, у результаті якої утворюється летка речовина, що містить сірку, — подразнюючий газ.

• Науковці припускають, що виділення цієї речовини, яке супроводжується різким специфічним запахом, є природним захистом цибулі, який допомагає їй відлякувати шкідників.

При з’єднанні з водою або слізною рідиною ця газоподібна речовина утворює сірчану кислоту, яка й подразнює наші очі. У свою чергу сльози є захисною реакцією організму людини, який намагається змити чужорідну речовину зі слизових оболонок очей. Тобто чим більше ми плачемо, тим більше сірчаної кислоти виділяється від взаємодії зі сполуками цибулі. А чим більше вона виділяється, тим більше сліз потрібно, щоб вимити її з очей.

• Варто зауважити, що кількість сірчаної кислоти є настільки малою, що серйозної шкоди нашим очам вона не може завдати, і організм здатний самостійно впоратися з її виведенням.

Дослідники наводять кілька порад, які можуть запобігти сльозотечі під час нарізання цибулі. Це:

• охолодження цибулі в морозильній камері протягом 10-15 хв перед нарізанням, оскільки низька температура уповільнює швидкість хімічної реакції;
• змочування ножа у воді, що допоможе розчинити летку сполуку й вона не буде потрапляти в повітря;
• замочування цибулі у воді на 30 хвилин.

Цікаво, що деякі дослідники намагалися вивести сорт цибулі, який не викликатиме сліз. Однак виведені цибулини не мали характерного смаку і запаху цибулі.

4. Чому море солоне?

Наразі дослідники дійшли висновку, що солоною морську воду роблять два фактори:

• розчинені солі з гірських порід, які річки несуть у море;
• гідротермальні рідини, які надходять з отворів у морському дні.

Розповімо про них детальніше.

1) Дослідники схильні вважати, що гірські породи є основним джерелом солей, розчинених у морській воді. Дощова вода, потрапляючи на сушу, за рахунок того, що є слабкокислою, може розмивати гірські породи. Вона розчиняє невелику кількість мінеральних солей, які потім річки переносять у море. Коли сонце нагріває море, вода з нього випаровується, а от сіль залишається.

• Певна кількість розчинених солей використовується морськими організмами (водоростями, коралами, молюсками та ракоподібними) і виводиться з води. Інші — осідають на дні моря.

2) Підводні вулкани та гідротермічні отвори на морському дні також можуть вивільнити солі в море. Так, оскільки дно моря вкрите осадовими породами, вода просочуючись в тріщини морського дна, збагачується неорганічними речовинами. В надрах Землі вона нагрівається до високої температури і під дією тиску виривається на поверхню разом з розчиненими в ній мінералами. Ці підводні гейзери значно підвищують солоність морської води.

• Певна кількість солі у море надходить також під час виверження підводних вулканів. Вони викидають в море розжарені гірські породи, з яких вивільняється чимало неорганічних речовин (в тому числі, сіль).

До слова, концентрація солі в морській воді (солоність) неоднакова в різних частинах світу. Вона змінюється залежно від температури, випаровування та опадів. Так, поблизу екватора, де температура вища, відбувається більше випаровування, тому морська вода є більш солоною. А біля полюсів танення льоду та дощі розріджують морську воду, роблячи її менш солоною. Наведемо показники солоності деяких морів:

• Азовське море — 11 ‰ (г/кг);
• Чорне море 18 ‰;
• Червоне море 41 ‰;
• Середземне море 39 ‰;
• Балтійське море 7 ‰.

5. Як вода потрапляє у хмари?

«Хмари складаються з мільйонів крихітних частинок води. Іноді вони мають вигляд маленьких крапельок, іноді — дрібних кристалів льоду. Справді дивно, що ця вода повинна просто з’явитися в небі, хоча ми не бачимо, як вона піднімається туди, але пам’ятай: якщо ти не можеш чогось побачити, це не означає, що його не існує» — зазначає Ґавін Прето-Пінні, письменник і засновник «Суспільства визнання хмар» у книзі «Чи може бджола вжалити бджолу?».

Секрет у тому, що вода піднімається у повітря за допомогою випаровування — процесу перетворення рідини (води) на газ (водяну пару). Водяна пара може утворитися з будь-якої води на нашій планеті: з річок, озер, морів і навіть калюж.

Молекули водяної пари є дуже-дуже дрібними. До того ж вони розлітаються одна від одної, і стають для для нас невидимими. Підіймаючись вгору повітрям, вони охолоджуються і починають рухатися повільніше. Охолонувши до певної температури, молекули водяної пари стикаються одна з одною, злипаються і перетворюються на краплинки. Поступово у небі збирається достатня кількість крапель для появи хмаринки.

• «Тільки коли тисячі мільйонів молекул води злипаються, утворюючи крихітні краплі, ми отримуємо можливість побачити їх. Саме це, до речі, відбувається, коли в небі формується хмара», — відзначає Ґавін Прето-Пінні.

З часом ці краплинки падають з хмар у вигляді дощу, граду або снігу.

Ось такі цікаві відповіді ми підготували для ваших чомусиків.
Бажаємо веселих та пізнавальних прогулянок!

Чому ми плачемо від цибулі?

Коли ріжуть цибулю, то виділяється лакриматор і розчиняється у воді і сльозах людини. При цьому виходить сірчана кислота, яка і пече оболонку ока.

Якщо перед чищенням цибулю заморозити, змочити її водою або ніж, яким її ріжуть, то активність лакриматорів сильно знижується.

Стратегія захисту представників цибульних складна. У клітинах цибулі містяться ензими, які можуть руйнувати деякі молекули, наприклад, певні амінокислоти. У звичайному стані ці дві складові в клітині знаходяться в різних місцях і в контакт не вступають. Але при порушенні цілісності головки цибулі або зубки часнику порушується цілісність великої кількості клітин і ці дві складові перемішуються.

Результатом хімічної реакції, яка відбувається в зруйнованих клітинах цибулі, є сірчані сполуки. Невелика кількість атомів сірки міститься в амінокислотах, але при руйнуванні стінок клітини ензими вступають у взаємодію з амінокислотами. Продукти реакції – інсектициди, які відлякують комах і надають продукту неприємний смак – мова про сиру цибулю – така реакція іноді навіть дуже до речі.

Хімічний склад результатів реакції непостійний і залежить від виду оброблюваного продукту. У звичайної цібулі сірчані сполуки отруйні, вони мають нестабільний характер і досить легко вступають в реакцію з ензимамами. У результаті виходить речовина тіопропанол-S-оксид. Молекула має формулу

C3H6SO

Тіопропанол-S-оксид дуже добре відлякує і захищає від комах, навіть трохи краще, ніж сірчані кислоти, адже не їхня дія, а дія сполуки змушує плакати господарок і кухарів. При контакті з водою, як і зі сльозами, мала частина тіопропанола-S-оксиду переходить в сірчану кислоту

H2SO4

На наше щастя кількість цієї кислоти дуже мала, але все-таки не варто ризикувати і нехтувати заходами безпеки, оскільки сірчана кислота вважається однією з найбільш агресивних і хімічно активних реагентів.

Звідки взялося горе цибульне: чому ми плачемо, коли ріжемо цибулю

Цибуля відноситься до числа найбільш поширених овочевих культур на планеті. Його використовують не тільки в кулінарії, але і як засіб народної медицини від простудних захворювань.

Кожен, хто хоч раз «роздягав» цей багатошаровий овоч, знає не з чуток про «цибулевому горі». Пекучий цибуля може вибити сльозу навіть у найбільш суворих чоловіків. Розберемося, чому ми плачемо, коли ріжемо цибулю, і які секрети приховують давно відомі в народі гострі цибулини.

Опис та історія походження лука

Цибулею називають рід багаторічних і дворічних рослин сімейства Амариллісові (Amaryllidaceae), що включає більше 900 різних видів. Серед них у їжу використовується близько 25 видів, кожен з яких включає до 20 різних сортів. Зустрічаються також види декоративного лука, наприклад, цибуля гігантський і цибулю Христофа.

Цибулю використовують не тільки для харчових та декоративних цілей, але і для отримання лікарських препаратів та барвників. Зустрічаються отруйні дикорослі види цієї рослини.

Перші історичні свідчення культивування лука відносяться до 4000 р. до н. е. Це пахуча рослина було популярно в Стародавній Греції, Стародавньому Римі, Єгипті, Індії, Стародавньому Китаї. Гіппократ, Аристотель, Парацельс та інші вчені і лікарі минулого згадували цибулю в своїх працях як лікарська рослина. Пір’я і цибулини рослини застосовувалися в релігійних обрядах, вважалося, що їх різкий запах відганяє злих духів. Стародавні римляни вірили, що сльози від цибулі виводять поганий дух з тіла.

На територію Русі цибулю потрапив в XII-XIII столітті завдяки торгівлі з візантійським державою. Тоді пахучий овоч застосовувався в якості народного лікарського засобу, також з нього робили захисні амулети і обереги від псування, пристріту і нечистої сили. З берегів річки Дунай різні види цибулі поширилися по всій території давньоруської держави.

На території Росії поширений вид Цибуля ріпчаста (Allium cepa), який використовується як гострої приправи до супів, гарнірів, салатів, м’ясних і рибних страв.

Може стати в нагоді:

Цибульні маски для волосся для лікування облисіння

Як їсти цибулю для схуднення: рецепти дієтичних страв

Корисні властивості цибулі «Порей» та його вирощування

Хімічний склад цибулин

Вчені давнини недарма вважали лук цінною лікарською сировиною. До складу соковитої м’якоті ріпчастої цибулі входить ряд корисних вітамінів і мінеральних речовин.

Крім біологічно активних компонентів, в цибулевому м’якоті міститься 3 г харчових волокон, 8,2 г вуглеводів, 0,2 г жирів і 1,4 г білків.

Причина сльозоточивості при нарізці лука

Білкові речовини – причина того, чому ми плачемо, коли ріжемо цибулю. Структурні компоненти білків – амінокислоти – завжди присутні в клітинному соці, з них цистеїн і метіонін містять в хімічній структурі сірки.

При порушенні цілісності клітинної оболонки запускається низку внутрішньоклітинних ферментативних реакцій, у результаті яких сірковмісних амінокислот утворюється 1-пропенсульфеновая кислота. Ця кислота перетворюється в 1-сульфинилпропан – летюча нестабільне з’єднання, зване лакриматором. Коли лакриматор реагує з водою на поверхні слизової оболонки очей, носа або ротової порожнини, що утворюються сірковмісні кислоти і дисульфиды, які викликають роздратування і печіння.

Парадокс «цибульного горя» в тому, що рефлекторно при подразненні слизової оболонки очей виділяється слізна рідина, але чим більше сліз, тим більше рідини і більше утворюється дисульфидов з 1-сульфинилпропана, і тим більше сльозяться очі. Цей біохімічний механізм був вироблений рослиною в процесі еволюції для захисту від поїдання тваринами.

Невеликі кількості дисульфидов, що утворюються в ротової порожнини при вживанні свіжого цибулі, надають цьому овочу гостроту і пекучість, яка стимулює апетит і виділення шлункового соку.

Можливі небезпеки і заходи безпеки при нарізці лука

При дії лакриматора на слизові оболонки виділяється недостатня кількість сірковмісних кислот і дисульфидов, щоб завдати шкоди здоров’ю людини. Кількість утворюється кислоти мізерно мало (менше 0,01%), при цьому в слізної рідини містяться нейтралізуючі речовини, які захищають очі від агресивних середовищ.

Через кілька хвилин після контакту з летючими речовинами цибульного соку нормальний рн слізної рідини відновлюється, але очі ріже деякий час навіть після промивання. Вираженість больових відчуттів індивідуальна і залежить від ступеня чутливості. Очні оболонки і слизова від цибулі не можуть постраждати, якщо немає індивідуальної нестерпності або алергії.

У разі алергії, непереносимості або підвищеної чутливості слід дотримуватись обережності при нарізці лука:

1. Використовуйте захисні окуляри і марлеву пов’язку, змочену водою, для захисту слизових оболонок очей, носа і рота від летких речовин.
2. Провітрюйте приміщення.
3. Після нарізки ретельно вимийте руки, ніж та обробну дошку.

У разі потрапляння крапель цибульного соку на чутливі слизові оболонки носової порожнини, її промивають 1%-м розчином харчової соди. При попаданні в очі їх промивають звичайною проточною водою. Якщо розвивається алергічна реакція негайного типу – анафілактичний шок, набряк гортані з перекриванням дихальних шляхів, негайно викликайте швидку допомогу.

Читайте також:

Як зробити маринований цибулю до шашлику, оселедці та салату

Як приготувати мариновану цибулю порей: найкращі рецепти

Наукові дослідження «цибульного горя»

Хімічний склад сльозогінного речовини, що виділяється при нарізці лука вивчав американський хімік з Техасу Ерік Блок, задавшись питанням, чому від цибулі плачуть. Під час проведення експериментів Блок зіткнувся з труднощами визначення хімічного складу лакриматора, так як 1-сульфинилпропан нестабільний і миттєво розкладається у воді. Ерік Блок також встановив, яка кислота утворюється в луці в якості попередника 1-сульфинилпропана.

Вчені з Університету Кейс-Вестерн в Огайо визначили структуру ферменту, що запускає процес синтезу лакриматора в клітинах цибулини. Завдяки цьому дослідженню японські селекціонери спільно з колегами з Нової Зеландії вивели сорт цибулі без лакримогенного ферменту, при нарізці якого можна не обливатися сльозами. Примітно, що такий лук не тільки не викликає сльозотечу, але і не володіє характерним їдким запахом і гіркотою.

Механізм утворення лакриматора і повну ланцюг хімічних перетворень, що відбуваються в цибулевих клітинах під час пошкодження оболонок, вивчив старший викладач Університету Ковентрі у Великобританії Дуейн Меллор. Вчений зазначає, що не всі види цибулі викликають сльозотечу під час нарізання, а пекучість цибулин залежить від кількості сірки, що поглинається овочем з грунту. Тому на ґрунтах, багатих солями сірковмісних сполук, виростає самий пекучий і «злий» цибуля.

Дуейн Меллор у своєму дослідженні на основі вивчення різних сортів цибулі, зробив висновок, що солодкі, червоні салатні сорти містять менше сполук сірки, ніж білі класичні цибулини, і, відповідно, менше подразнюють очі при нарізці.

Чутливість до луковому лакриматору

Чому від цибулі не у всіх щипає очі? Причина криється в індивідуальних особливостях будови зорового апарату. Статистично чоловіки мають менше рецепторів на поверхні шкіри і слизових оболонок, тому легше переносять роздратування при нарізці цибулин. Чим старша людина, тим товщі поверхню епітелію слизових оболонок і тим нижче чутливість до дратівливих чинників.

Реакція на цибульний лакриматор змінюється при різних захворюваннях очей. При сухому кератокон’юнктивіт, зване синдромом сухих очей, чутливість до сірчаним з’єднанням цибульного соку різко знижується аж до повного зникнення. При запальних і інфекційних процесах, навпаки, відзначається підвищене виділення слізної рідини у відповідь на речовини-лакриматоры.

Як різати цибулю без сліз

Крім використання захисних окулярів та марлевої пов’язки, досвідчені кухарі рекомендують використовувати такі прості лайфхаки для нарізки цибулі:

1. Використовуйте гострий ніж. Якщо ніж недостатньо заточений, клітини цибулини роздавлюються, виділяється більше цибульного соку і більше лакриматора.
2. Витримайте цибулини півгодини в холодній воді. Вода розкладає сірковмісним лакриматор, тому при нарізці його виділяється менше.
3. Змочуйте ніж водою під час нарізки. Принцип роботи цього лайфхака той же, що і в попередньому пункті: вода розкладає 1-сульфинилпропан. Чим більше контакт цибулини з водою, тим менше сліз.
4. Нарізайте цибулю під включеної витяжкою або вентилятором. Спрямований повітряний потік знизить концентрацію летких сполук у повітрі.
5. Не дорізайте цибулю до корінця. Біля основи цибулини накопичується більше сірчистих сполук, тому ця частина викликає більше сльозотечі.

Практика показує, що деякі народні способи зниження сльозотечі при різанні цибулі малоефективні:

• набрати в рот води при нарізці;
• змастити дошку лимонним соком або посипати сіллю;
• запалити поруч з обробною дошкою свічку;
• заткнути ніздрі ватою;
• говорити або співати в процесі нарізки.

Використовуючи науковий підхід, а не старі повір’я, можна звести до мінімуму дискомфорт при приготуванні улюблених страв з цибулею.

Висновок

Викликати сльози у тих, хто вирішив «додати цибульки» – це захисний механізм рослини, вироблений у процесі еволюції. Причина сльозотечі під час нарізки цибулі – речовина-лакриматор 1-сульфинилпропан, що виробляється з цистеїну та метіоніну в процесі ферментативних реакцій.

Лакриматор розкладається водою на поверхні слизової оболонки очей з утворенням невеликої кількості сірковмісних кислот. Ці з’єднання миттєво нейтралізуються компонентами слізної рідини, не завдаючи шкоди здоров’ю, але порушують pH, комфортний для очей.

Щоб приготування улюблених страв була приємною, використовуйте гострий ніж, витримуйте цибулини перед нарізкою у воді, працюйте під витяжкою і не дорізайте цибулю до корінця. При непереносимості або алергії на цибулю використовувати індивідуальні засоби захисту очей і дихальних шляхів.