Podobe znanja

Zakaj fašistični napad na osrednji simbol tržaškega slovenstva 13. julija 1920 predstavlja akt, katerega pomen daleč presega raven – v narekovaju rečeno – zgolj mestne ali regionalne zgodovine?

Med letošnjimi prejemniki Zoisovih nagrad, naših najvišjih priznanj v polju znanosti, je tudi tržaški zgodovinar, raziskovalec na koprskem Znanstveno-raziskovalnem središču, dr. Borut Klabjan. Kot lahko preberemo v utemeljitvi nagrade, dr. Klabjan ugledno priznanje prejema za svoje raziskave o vplivu »meja, političnih sprememb in zgodovinskega spomina na oblikovanje odnosov med ljudmi in skupnostmi v Evropi«. Kaj natanko to pomeni, bo lahko ugotovil, kdor bo v roke vzel Ogenj, ki je zajel Evropo, kolikor obsežno toliko eruditsko razpravo, ki jo je dr. Klabjan napisal v sodelovanju z dr. Gorazdom Bajcem in v kateri avtorja pripovedujeta zgodbo o fašističnem požigu slovenskega Narodnega doma v Trstu 13. julija 1920. Zakaj tega požiga ne moremo zadovoljivo opredeliti kot – v narekovaju rečeno – zgolj dogodka lokalnega, regionalnega ali celo nacionalnega pomena, temveč moramo v njem pravzaprav videti zgodnjo manifestacijo ključnih političnih, socialnih, kulturnih in ideoloških procesov, ki so sicer dali usodnostni pečat evropski zgodovini 20. stoletja kot takega, smo v pogovoru z dr. Klabjanom preverjali v tokratnih Podobah znanja.

Foto: Dr. Borut Klabjan (Goran Dekleva)

Kaj imajo skupnega jate ptic in celice kože? Veliko več, kot se zdi na prvi pogled.

Podobnost tokrat iščemo v njihovem gibanju. To je koordinirano, urejeno in poteka po za človeka nevidnih vzorcih. Pa so ti vzorci res tako skriti? Za opisovanje gibanja raznovrstnih organizmov – od rasti bakterijskih kolonij, gibanja jat, delitve celic – lahko znanstveniki posežejo po fizikalnih principih mehanike tkiv ter gibanja aktivne snovi.
Kako iz kaosa nastane red, je osrednje vprašanje, s katerim se ukvarja tokratni gost Podob znanja, doc. dr. Jan Rozman z Instituta Jožef Stefan.

Foto: Jan Rozman (Klara Jurečič)

Redke zemlje so v nekaj letih prehodile pot od surovin, za katere skoraj nihče ni slišal, do ultimativnega strateškega vzvoda, s katerim Kitajska drži v šahu Združene države Amerike in preostali svet.

Gre za skupino elementov, ki so nujni sestavni del vse sodobne visoke tehnologije, njihovo pridobivanje in predelava pa ima izredno visok ekološki in energijski davek. Skozi desetletja si je Kitajska pridelala tako rekoč monopol na tem področju, ki ga tudi izkorišča. Kako zmanjšati odvisnost od teh surovin je zato tudi v Evropi pomembna prioriteta, v katero je usmerjenih veliko raziskav in truda. V to zgodbo sodi tudi evropski projekt Genius, ki ga vodi dr. Petra Jenuš Belec z odseka za nanostrukturne materiale na Inštitutu "Jožef Stefan".

Med človeško inteligenco, načinom, kako delujejo naši možgani, in med načini, kako funkcionirajo modeli umetne inteligence, ki nas zadnje čase nenehoma presenečajo z novimi zmogljivostmi, obstajajo občutne razlike. A vendar se tu najdejo tudi skupne točke in to tako rekoč na najbolj temeljnem nivoju.

Osnovna komunikacija v možganih poteka prek električnih signalov, ki, prav tako kot digitalni, poznajo samo dve osnovni stanji, nič in ena. Ta skupna točka pa odpira vrata možnosti, da zapleteno dogajanje v naših možganih, razpoloženja, ukaze in celo misli, razberemo prav prek teh signalov, in prevedemo s pomočjo ustreznih algoritmov. To ni več zgolj hipotetična predpostavka, ampak po svetu narašča število ljudi, ki jim posebne naprave oziroma čipi - tako imenovani vmesniki človek stroj - pomagajo hoditi po poškodbi hrbtenice ali komunicirati s svetom, tako da kar z mislimi upravljajo računalnik. Naglo pa se odpirajo še najrazličnejše druge možnosti uporabe tovrstnih vmesnikov.
A če vam ob teh scenarijih pridejo na misel kakšni možganski vsadki, to nikakor ni edina možnost. S tem, kako prisluškovati možganom prek kože, prek signalov, ki potujejo v mišice, in kako te signale prevesti, se ukvarja prof. dr. Aleš Holobar, vodja laboratorija za sistemsko programsko opremo na fakulteti za elektrotehniko, računalništvo in informatiko Univerze v Mariboru in o tem, kaj se tu odpira je povedal v Podobah znanja.

Arheobotaničarka o odkrivanju dokazov za prvo znano milo v zgodovini in drugih podrobnostih življenja koliščarjev, ki jih lahko razberemo iz tisočletja starih bioloških ostankov v barjanskih tleh

Ko so koliščarji pred približno šestimi tisočletji in pol naselili območje današnjega Ljubljanskega barja, si gotovo niso mogli predstavljati, da bodo barjanska tla tako dobro ohranila njihova prebivališča in predmete, da bodo ti čez tisočletja burili domišljijo tukajšnjih prebivalcev, generacije Slovencev pa bodo prebirale romane o koliščarjih in si skušale z njihovo pomočjo predstavljati te prazgodovinske prebivalce v lesenih hišicah na kolih. Še bolj pa bi bili verjetno presenečeni, če bi ugotovili, da se je v barjanskih tleh ohranila celo množica bioloških ostankov, zaradi katerih lahko danes tudi o marsikaterem prej neznanem vidiku koliščarskega življenja ne le ugibamo, ampak o njem povsem precizno ugotavljamo presenetljive podrobnosti, na primer kaj so koliščarji jedli in s čim so se umivali. Prav na vprašanje, kaj nam biološki ostanki na ljubljanskem barju razkrivajo o življenju koliščarjev, se osredotoča raziskovanje tokratne gostje Podob znanja, arheobotaničarke dr. Tjaše Tolar z Inštituta za arheologijo na Znanstveno-raziskovalnem centru SAZU. Oddajo je pripravila Alja Zore.

Desetletja raziskav in zdravljenja rakavih obolenj, ki ostajajo ena najusodnejših bolezni v razvitem svetu, so ob številnih uspehih nazorno pokazala tudi to, s kako zelo kompleksnimi boleznimi imamo pravzaprav opravka. Že sami tumorji niso preproste gmote podivjanih celic, ampak zapleteno omrežje različnih celic, med katerimi poleg tumorskih, rakavih celic najdemo tudi netumorske. Zaradi kompleksnosti teh tvorb se vse pogosteje govori kar o tumorskih ekosistemih. Ti so, kot kažejo raziskave, sposobni zelo sofisticirane komunikacije z okoliškim, zdravim tkivom in si na različne načine utirajo poti za nadaljnje širjenje po telesu.

Prav ta komunikacija je vse bolj pod drobnogledom raziskovalcev, kajti prav tu se utegnejo skrivati odgovori, kako se lotiti tistih rakov, ki se obstoječim terapijam najučinkoviteje izmikajo. Med temi je zagotovo tudi glioblastom, najpogostejši in tudi najagresivnejši možganski tumor. Ta je tudi v središču raziskav doc. dr. Barbare Breznik, vodje raziskav biologije raka na Nacionalnem inštitutu za biologijo, ki je bila tokrat gostja v oddaji Podobe znanja.
Gre za ponovitev oddaje.

Tako kot pri ljudeh se tudi pri rastlinah pojavljajo vedno nove bolezni.

Čeprav so v sredini osemdesetih let v Savinjski dolini zasadili prve brezvirusne nasade hmelja, bitka z rastlinskimi virusi in drugimi boleznimi še zdaleč ni bila dobljena. Pred petnajstimi leti se je na hmelju pojavila še neznana okužba – viroid razpokanosti skorje agrumov – s katero so se naši hmeljarji soočili kot prvi na svetu in se je celo razširila v pravo epidemijo. A kako se nove bolezni pri rastlinah pravzaprav razvijejo?
V tokratnih Podobah znanja gostimodr. Tanjo Guček z Inštituta za hmeljarstvo in pivovarstvo Slovenije, ki bo orisala, kako so na Inštitutu sodelovali pri odkritju viroida, dr. Tanja Guček pa med drugim razvija tudi teste, s katerimi bi lahko to bolezen določili hmeljarji kar sami.

Foto: Tanja Guček (arhiv IHPS)

Maščobe so sestavni del vsake celice v telesu in so nujne za njeno delovanje ter presnovo.

Svojevrstna oblika, ki jo maščobe v celici zavzamejo, pa so maščobne kapljice. O slednjih se danes ugotavlja, da niso zgolj zaloga energije za hude čase, temveč se vključujejo v kompleksne signalne poti. Med drugim lahko sprožijo celično smrt, še bolj presenetljivo pa je, da so na eni strani prav maščobe ključne za razvoj in rast tumorjev, na drugi strani pa so kapljice tudi način, kako lahko rakave celice uničimo.

Kako so nova spoznanja o maščobnih kapljicah lahko zaveznik pri iskanju protitumorskih zdravil, med drugim raziskuje tokratni gost Podob znanja,izr. prof. dr. Toni Petan z Instituta Jožef Stefan.

Danes so ključen del mnogih poskusov analize, ki nastanejo za računalniškimi zasloni.

Nič drugače ni pri raziskovanju katepsinov – skupini proteinov, ki je vpletena v razvoj raznih bolezni kot so virusne okužbe, kronična vnetja in tudi mnoga rakava obolenja. A to, da vemo da nek protein sodeluje pri nastanku bolezni, še ni dovolj, da tudi najdemo zdravilo. Potrebnega je kar nekaj znanja in raziskav, med drugim tudi glede oblike in zgradbe teh proteinov. Bi bilo reševanje ključnih vprašanj s področja strukture proteinov brez računalniških orodij, tudi orodij umetne inteligence, sploh možno?
Zakaj so orodja umetne inteligence kot so nevronske mreže tako primerne za raziskovanje proteinov in katera vprašanja kljub tehnološkemu napredku še vedno ostajajo izziv, bo predstavila tokratna gostja Podob znanja doc. dr. Livija Tušar. Raziskovalno deluje na Institutu Jožef Stefan, poleg tega pa je tudi poslovna direktorica Centra odličnosti za integrirane pristope v kemiji in biologiji proteinov.

Foto: Livija Tušar (Klara Jurečič)

Gozdovi v mestu niso zgolj prostor, kjer se rekreiramo, po napornem dnevu v službi sprostimo, ali v vročih poletnih mesecih v senci dreves malce ohladimo.

Te koščke narave lahko razumemo kot podaljšek našega življenjskega prostora – avno zaradi vsega, kar nam vsak dan nudijo,bi lahko rekli, da z njimi pravzaprav sobivamo.
V takšnih gozdovih, kjer je človek vsakodnevno prisoten, se raziskovalcem porajajo drugačna vprašanja kot sicer: kako odmrla drevesa, ki so bivališča raznim žuželkam, pticam, ter glivam, ohraniti in hkrati zagotoviti varnost obiskovalcev? Kako človek vpliva na razširjanje invazivnih rastlin? Kje in kako urediti pešpoti, da bo človekov vpliv – tudi na zavarovana območja – čim manjši? In ali je lahko pritisk na gozd, zaradi skoraj množičnega obiska človeka, prevelik?
Tokrat v Podobah znanja gostimo dr. Andreja Verliča, gozdarja in naravovarstvenika, ki trenutno deluje na Oddelku za gozdno ekologijo Gozdarskega inštituta Slovenije, v preteklosti pa je bil med drugim vodja upravljanja Krajinskega parka Tivoli, Rožnik in Šišenski hrib.

Foto: Andrej Verlič (Klara Jurečič)

Kvantni računalniki bodo v bližnji prihodnosti kos kriptografskim metodam, s katerimi danes večinoma ščitimo digitalne podatke. Prav zato se pospešeno razvija pristope, ki bodo na različne načine omogočali varne komunikacije tudi v prihodnje. Še zlasti se stavi na razvoj t. i. kvantnih komunikacij, ki temeljijo na praktični uporabi zakonov kvantne fizike. Na prvi pogled nenavadni pojavi kvantnega sveta, kot so denimo prepleteni delci, namreč odpirajo možnosti za povsem drugačno zasnovo varnostnih protokolov.

Potrebno tehnologijo za kvantne komunikacije se že pospešeno razvija, tudi pri nas. V Laboratoriju za kvantno optiko in temelje kvantne fizike na Fakulteti za matematiko in fiziko Univerze v Ljubljani tako med drugim že prepletajo fotone kvantno izmenjavo varnostnih ključev. O prepletanju fotonov ter možnostih, ki se s tem odpirajo, smo v Podobah znanja govorili s kvantno fizičarko dr. Laro Ulčakar.

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)

Več ko uporabljamo umetno inteligenco, bolj se zastavlja vprašanje, kaj pravzaprav pomeni, da smo na tem pomembnem področju tako zelo odvisni od tehnologije, ki je večinoma v rokah tujih tehnoloških podjetij.

Čeprav t. i. tehnološka suverenost postaja vse bolj relevantno vprašanje, je v vsakdanji praksi pogosto udobje tisto, ki odloči, da bomo raje posegli po nekem komercialnem izdelku, ne glede na to, kakšne so širše posledice takšnih odločitev.
Temelj današnje najnaprednejše umetne inteligence prestavljajo veliki jezikovni modeli in prav zato je ključnega pomena, da imamo, razvijamo in uporabljamo tudi slovenske jezikovne modele, kot je Gams. Zakaj je pomembno, da imamo domač odprtokodni jezikovni model, kaj vse je potrebno za njegov razvoj in kako zmogljiv je danes Gams v primerjavi s sorodnimi modeli? To je v oddaji Podobe znanja pojasnil Domen Vreš, raziskovalec na Fakulteti za računalništvo in informatiko Univerze v Ljubljani, ki v okviru programa Povejmo razvija slovenski jezikovni model Gams.
Modele lahko med seboj v praksi primerjate na portalu Slovenska pogovorna arena in s tem obenem sodelujete pri nadaljnjih izboljšavah Gamsa.

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 gostimoizr. 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 Iliadepod 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 Odisejetam, 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)

Danes, ko je iskanje alternativnih virov energije, ena od prioritet, se vse več pozornosti namenja tudi geotermalni energiji.

Slovenija je eno od območij, ki ima ta vir na razpolago tudi v obliki termalne vode, ki jo sicer že dolgo uporabljamo v zdraviliškem turizmu. Kakšne pa so potencialne druge možnosti uporabe geotermalne energije in kaj največ obeta? O tem se bomo v Podobah znanja pogovarjali s hidrogeologinjo, doc. dr. Nino Rman z Geološkega zavoda Slovenije.

Foto: Nina Rman (Klara Jurečič)

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.

Še dolgo po tem, ko železarski, jeklarski in rudniški obrati zaprejo svoja vrata, je njihova okolica lahko močno onesnažena. Desetletja industrijskih dejavnosti, tudi iz časov, ko okoljski predpisi niti niso obstajali, ima namreč svoj dolg.

Na teh območjih so se v tla naložile škodljive težke kovine, kot so svinec, kadmij in cink, ki se v okolju ne razgradijo in so, če jih zaužijemo, nevarna našemu zdravju. Takšna zemlja ni primerna za vrtnarjenje, ne za kmetovanje, ne za igro v peskovnikih. Kako se težkih kovin znebimo? Eden izmed načinov je, da zemljo kar operemo. Seveda pa to ni tako preprosto, kot se sliši. Gre namreč za skrbno načrtovan kemijski postopek čiščenja tal.
Tokratni gost Podob znanja je prof. dr. Domen Leštan z Biotehniške fakultete, ki je v več slovenskih in tujih mestih s tehniko pranja tal, teh očistil težkih kovin.

Foto: Domen Leštan (Klara Jurečič)

Prosojne elektronske naprave, denimo prosojni televizijski zasloni ter pametne steklenice, niso zgolj stvar prihodnosti.

Pa vendar je težko doseči, da materiali prevajajo elektriko in hkrati prepuščajo svetlobo. Te omejitve je možno preseči s snovanjem novih materialov. Eden izmed načinov, kako na Institutu Jožef Stefan ustvarjajo materiale z novimi in drugačnimi lastnostmi, je tehnika plastenja. Ta pride prav tudi, ko želimo izdelati senzorje za zaznavanje nepravilnosti v koži ter senzorje, s katerimi je možno hitro in zanesljivo zaznati škodljive snovi v okolju, recimo insekticide.
Kaj vse zajema razvoj takšnih materialov in katere nove lastnosti imajo tako imenovane debeloplastne in tankoplastne strukture, so zgolj nekatera od vprašanj, na katera nam je odgovore pomagala iskati tokratna gostja, prof. dr. Danjela Kuščer Hrovatin z Odseka za elektronsko keramiko Instituta Jožef Stefan.

Foto: Danjela Kuščer Hrovatin (Klara Jurečič)

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 štetja

Pravijo, 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 svetu mikroorganizmov je lahko vsak encim, ki ga zna mikrob izdelati, svojevrstna prednost. Ta prednost je posebej izrazita pri nekaterih bakterijah in glivah, ki zmorejo s svojimi encimi razgraditi celulozo, ki gradi rastline in je celo najpogostejša biološka snov na Zemlji.

In če je razgrajevanje celuloze za mikrobe vir hrane ter način preživetja, človek te njihove načine razgradnje posnema v tehnoloških procesih. Odpadni slama in žagovina na eni strani ter les, travna vlakna na drugi so namreč pomembne surovine za izdelavo papirja, oblačil, pa tudi biogoriva.Eden izmed načinov, kako bi lahko rastlinski material predelali ne s kemikalijami, temveč kar mikrobi samimi, so celulosomi - poseben preplet encimov in proteinov na površini teh enoceličnih organizmov. Na Biotehniški fakulteti tako iščejo okolju prijaznejše načine razgradnje celuloze, kar med drugim raziskuje tokratna gostja Podob znanjadoc. dr. Maša Vodovnik z Oddelka za mikrobiologijo Biotehniške fakultete.

Foto: Maša Vodovnik (Klara Jurečič)

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.

Proteini so tiste drobne molekule, brez katerih življenje, kot ga poznamo, sploh ne bi bilo mogoče. Omogočajo gibanje, prenos kisika, delovanje celic in še marsikaj.

A danes znanstveniki ne raziskujejo več le proteinov, ki jih je ustvarila narava, temveč vse pogosteje tudi takšne, ki jih načrtujejo povsem na novo. Med njimi je tudi dr. Ajasja Ljubetič s Kemijskega inštituta v Ljubljani, ki raziskuje umetne proteinske strukture in razvija prve popolnoma načrtovane proteinske motorje, nekakšne nanorobotke, zgrajene iz proteinov. Decembra je za svoje delo prejel prestižna sredstva Evropskega raziskovalnega sveta za utrditev raziskovalne poti, ki mu bodo v naslednjih letih omogočila, da to drzno idejo razvije še korak dlje. Kako sploh načrtujejo proteine, zakaj so proteinski motorji tako velik izziv in kam vse lahko to področje vodi v prihodnosti, je pojasnil v tokratnih Podobah znanja.

Ajasja Ljubetič je kot strokovni sodelavec pripomogel tudi k nastanku serije o proteinih v okviru poljudnoznanstvene oddaje Frekvenca X na Valu 202. Vabljeni k poslušanju oddaj, v katere je vključen tudi intervju z Nobelovcem Davidom Bakerjem.

Prvi del: https://val202.rtvslo.si/podkast/frekvenca-x/31057643/174912338

Drugi del: https://val202.rtvslo.si/podkast/frekvenca-x/31057643/174914397

Tretji del: https://podcasti.si/frekvenca-x/ep/proteini-gradniki-zivljenja-33-pred-nami-je-izjemno-obdobje-raziskovanja-ved-o-zivljenju/

Foto: Kemijski inštitut

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.

Zelene tehnologije, kljub temu da so paradni konj energetskega prehoda, niso brez pomanjkljivosti.

Temeljijo namreč na surovinah, ki so v naravi redke, uporabljajo pa se za mnoge tehnološke rešitve: od vetrnic, sončnih celic, litij-ionskih baterij do vodikovih gorivnih celic. Ni torej presenetljivo, da se na tem področju razvijajo novi materiali, s katerimi bi po eni strani zmanjšali porabo redkih zemelj in plemenitih kovin, po drugi pa sam proces pridobivanja, shranjevanja in pretvarjanja energije celo izboljšali.

Tudi pri vodikovih tehnologijah, zlasti tistih ki temeljijo na zelenem vodiku, se soočamo s podobno zagato. Vodik je reseda pogost element, a za njegovo pridobivanje iz vode in uporabo v gorivnih celicah potrebujemo katalizatorje, ti pa temeljijo na redkih plemenitih kovinah - denimo platini in iridiju. Kako torej razviti katalizator z manj plemenitimi kovinami? Kako vemo, da tak katalizator deluje učinkovito? Odgovore na vprašanja, ki se porajajo pri razvoju novih materialov - natančneje nanostrukturnih elektrokatalizatorjev - išče tokratna gostja Podob znanja, kemičarka dr. Ana Rebeka Kamšek iz Laboratorija za elektrokatalizo Kemijskega inštituta.

Foto: Ana Rebeka Kamšek (avtor Jernej Stare)

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 namariborski 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)

Predstavljajmo si milni mehurček. Uporabimo ga za izžarevanje laserske svetlobe, - hkrati deluje tudi ta kot mikrofon. Nadalje lahko z laserji vgrajenimi v celico diagnosticiramo razne bolezni.

Če pa užitni laser vgradimo v med ali pa denimo olje, tako preverimo njuno kakovost. To so zgolj nekateri izmed poskusov, ki premikajo meje možnega na področju biofotonike in kvantnih tehnologij. In če se nam zdi svet fotonov in drugih osnovnih delcev pogosto abstrakten in zapleten, nam ravno poskusi tokratnega gosta Podob znanja - dr. Matjaža Humarja - ta svet, ki deluje po povsem drugačnih pravilih, približajo na nekaj oprijemljivega in nadvse vznemirljivega.

Za dosežke na področju mikroskopskih izvorov laserske in kvantne svetlobe je izr. prof. Matjaž Humar prejel Zoisovo nagrado. Poleg tega je tudi vodja Laboratorija za biološko in mehko fotoniko ter kvantno optiko na odseku za fiziko trdne snoviInstituta Jožef Stefan ter izredni profesor na Fakulteti za matematiko in fiziko.

V veselje mi je bilo priti v službo in se vprašati, kakšen izziv pri razvoju zdravil nas čaka danes.

Od tablet, praškov, sirupov, kapsul, kapljic, pelet in še česa - oblik v katerih so nam danes na voljo raznovrstna zdravila je mnogo. Pri razvoju in izdelavi sodobnih zdravil je torej razvoj in izbira oblike v katero bomo spravili zdravilno učinkovino ključen korak. Oblika namreč pogojuje varno in zanesljivo delovanje zdravila ter vpliva na to, kje, kdaj in kako se bo učinkovina v telesu sprostila.

Veliko uspehov na področju razvoja trdnih farmacevtskih oblik, natančneje tablet in peletov s katerimi polnimo kapsule, ima zagotovo prof. dr. Franc Vrečer. Prof. dr. Franc Vrečer je več kot tri desetletja deloval v podjetju Krka na področju razvoja farmacevtskih oblik ter je redni profesor na Fakulteti za farmacijo Univerze v Ljubljani. Novembra je prejel Puhovo nagrado za življenjsko delo, znaten pa je tudi njegov prispevek k domačemu strokovnemu izrazoslovju ter študijskim programom na Fakulteti za farmacijo UL.

Vse pogostejši in intenzivnejši ekstremni vremenski pojavi, ki so posledica podnebne krize, ogrožajo pridelavo hrane. Rastline so podvržene različnim dejavnikom stresa, ki imajo še večje posledice takrat, ko si sledijo drug za drugim. Med ukrepi prilagajanja na podnebne spremembe v kmetijstvu so tudi izboljšave sort, da bi poljščine postale odpornejše na vročino, sušo, poplave ter tudi na škodljivce in bolezni.

Tu imajo znanstveniki zelo pomembno vlogo. Prejemnica letošnje Zoisove nagrade za vrhunske dosežke na področju sistemske in molekularne biologije prof. dr. Kristina Gruden z Nacionalnega inštituta za biologijo se ukvarja prav s preučevanjem tega, kako rastline lažje preživijo v boju proti boleznim, škodljivcem in vremenskim ujmam. Še posebej se posveča krompirju; in na inštitutu jim je med drugim uspelo razviti krompir, odporen na koloradskega hrošča.

Cepiva poznamo predvsem kot terapijo, ki prepreči, da zbolimo. A novi imunoterapevtski pristopi cepiva danes uporabljajo tudi kot čisto prava zdravila. Eden najnaprednejših dosežkov tega področja so tako cepiva za zdravljenje najtežjih oblik raka, ko pri spopadanju s tumorji druge terapije niso uspešne.

S pristopi tako imunoterapije kot personalizirane medicine je domačim znanstvenikom uspelo razviti zdravilo za na kastracijo odpornega raka prostate, ene najagresivnejših oblik tega tipa raka. Dosedanji rezultati tudi veliko obetajo - cepivo prepreči razraščanje rakavih celic in podaljša preživetje bolnikov. Za te uspehe je šestčlanska skupina 9. novembra prejela Puhovo nagrado za vrhunske dosežke.
Med prejemniki za vrhunske dosežke za razvoj in uporabo napredne oblike celične imunoterapije za zdravljenje raka prostate so dr. Mateja Gabrijel Blatnik, prof. dr. Helena H. Chowdhury, prof. dr. Marko Kreft, doc. dr. Simon Hawlina, prof. dr. Matjaž Jeras in akad. prof. dr. Robert Zorec.
V Podobah znanja tokrat gostimo dva izmed nagrajencev. O razvoju in delovanju cepiva, uspehih klinične študije in širšemu področju imunoterapij bosta spregovorila prof. dr. Helena Chowdhury iz podjetja Celica Biomedical ter Inštituta za patofiziologijo ljubljanske Medicinske fakultete in prof. dr. Matjaž Jeras s Fakultete za farmacijo.

Eno ključnih prizadevanj sodobne znanosti in industrije je, kako raznovrstne procese s katerimi pridobivamo zdravila, razne materiale in spojine potrebne v mnogih panogah, pohitriti, pri tem porabiti čim manj energije, ustvariti čim manj odpadkov in navsezadnje te procese tudi poceniti.

Ideja, da manjše pomeni učinkovitejše, je v računalniški tehnologiji povzročila pravo revolucijo. In tudi na področju kemijske sinteze se v zadnjih desetletjih oziramo k sintezi spojin na mikro ravni, kjer procesi potekajo v tako imenovanih mikroreaktorjih. A kaj se pravzaprav dogaja v svetu kemijskih reakcij, ko te namesto v velikih reaktorjih, izvajamo v mikroreaktorjih? Zakaj so reakcije hitrejše in porabijo manj energije? In kako lahko to izrabimo za nova znanstvena spoznanja?
Tem vprašanjem se med drugim posvečata prof. dr. Polona Žnidaršič Plazl, in prof. dr. Igor Plazl, ki delujeta na Fakulteti za kemijo in kemijsko tehnologijo Univerze v Ljubljani. Poleg zanimanja za katalizatorje in biokatalizatorje, raziskovanja mehanizmov reakcij, sta zaslužna tudi za uveljavitev mikroreaktorskih tehnologij in povezovanja področja z biotehnologijo.
9. novembra bosta prejela Zoisovo nagrado za vrhunske dosežke na področju kemijskega in biokemijskega mikroprocesnega inženirstva.

Foto: Igor Plazl, Polona Žnidaršič Plazl (Matjaž Tavčar)

»Kdor bo imel kontrolo nad računalniki, bo gospodar sveta,« je leta 1970 v intervjuju za Mladino napovedoval Tomaž Pisanski, danes Zoisov nagrajenec za življenjsko delo. V vmesnih 55 letih se je zgodila bogata matematična kariera.

Kot je izpostavljeno tudi v utemeljitvi nagrade, je prof. dr. Tomaž Pisanski z Univerze na Primorskem s postavitvijo in razvojem svetovno znane slovenske šole diskretne matematike pomembno vplival na razvoj tega področja. Med drugim je na Inštitutu za matematiko, fiziko in mehaniko ustanovil in vodil Oddelek za teoretično računalništvo, sodeloval je pri ustanovitvi Univerze na Primorskem, ustanovil in sourejal je tri znanstvene revije, tudi vodilno slovensko revijo Ars Mathematica Contemporanea, ter ustanovil Slovensko društvo za diskretno in uporabno matematiko. Organiziral je več mednarodnih znanstvenih srečanj in tudi predsedoval organizacijskemu odboru 8. Evropskega kongresa matematike v Portorožu. V zgodovini matematike je raziskoval Jurija Vego in Iva Laha.
O tem, kako danes gleda na razmah umetne inteligence, kaj vse se da početi z diskretno matematiko in zakaj je o zgodovini vedno bolje vedeti več kot manj, v tokratnih Podobah znanja.

Kamnita pokrajina, valovito in razgibano površje, pod njim pa skrivnosten svet jam in podzemnih rek – vse to so značilne poteze kraškega sveta. In če je edinstvenost jamskega življenja vsem dobro poznana, pa tudi nad zemljo kras skriva presenetljivo biotsko bogastvo.

V vrtačah in drugih kotanjah se nabira zemlja, tam se zadržuje vlaga in tako se ustvarjajo razmere, ki se od okolice občutno razlikujejo in ravno to daje številnim rastlinskim in živalskim vrstam življenjski prostor. Ta preplet žive in nežive narave pa je izredno ranljiv; danes poleg človekove dejavnosti nanj dodatno pritiskajo še podnebne spremembe.

O povezanosti živega in neživega sveta, o vlogi vrtač za biotsko pestrost in o varovanju nežive narave bo spregovorila tokratna gostja Podob znanja, dr. Mateja Breg Valjavec z Geografskega inštituta Antona Melika ZRC SAZU.

Foto: Mateja Breg Valjavec (Klara Jurečič)

Bolezni, kot sta Alzheimerjeva in Parkinsonova bolezen, še vedno postavljajo številna vprašanja o tem, zakaj nevroni propadejo in zakaj pričneta spomin ter gibanje pešati. Danes znanstveniki odgovore iščejo predvsem v komunikaciji in delovanju živčnih celic ter v signalnih molekulah, ki vodijo do okvar živčnega sistema. In prav signalne poti in molekule so tudi potencialna tarča različnih terapij.

Ene izmed pomembnih signalnih molekul, ki sodelujejo v imunskih in vnetnih procesih našega centralnega živčevja, so proteini imenovani katepsini. A kateri je pravzaprav tisti signal, ki odloči, ali bodo celice v naših možganih rastle, se obnavljale ali propadle? Odgovore na ta vprašanja išče tokratna gostja Podob znanja izr. prof. dr. Anja Pišlar s Katedre za farmacevtsko biologijo Fakultete za farmacijo.

Foto: Anja Pišlar (Klara Jurečič)

Na prvi pogled morda nenavadno, da imajo spojine z zdravilnim delovanjem prostor tudi v energetiki. A prav to je moč rutenijevih spojin. Rutenij - kovina, ki po barvi in značilnostih spominja na platino - pa ni edina, s katero se z novodobnimi sinteznimi postopki ustvarja nove materiale.

Načinov in možnosti, kako združiti kovine, kot so denimo rutenij, cink in nikelj z organskimi spojinami in tako ustvariti materiale z širokim naborom lastnosti, je veliko. In ravno to je tisto, kar odpira vrata številnim nepričakovanim aplikacijam. Med njimi je uporaba teh spojin v medicini - od zdravljenja sladkorne bolezni do uničevanja virusov, bakterij in celo tumorskih celic. Za potrebe energetike pa se te spojine preučuje tudi kot barvila v sončnih celicah.

Kje kemiki iščejo navdih za sintezo novih spojin? Ali novi materiali, ki sprva obetajo, res preidejo v vsakdanjo rabo? In katera nova obzorja na področju sinteze in uporabe rutenijevih in drugih spojin se odpirajo danes? Na ta vprašanja nam bo pomagal odgovoriti tokratni gost Podob znanja, prof. dr. Iztok Turel z ljubljanske Fakultete za kemijo in kemijsko tehnologijo.

Foto: Iztok Turel (Klara Jurečič)

Osiromašena tla, odporni škodljivci, suše, pozebe, nove bolezni, naraščajoče število prebivalcev. Zdi se, kot da težavam, ki danes pestijo kmetijstvo, ni videti konca. Kako torej zagotoviti, da bo letina vendarle dobra oziroma vsaj zaščitena pred napadi škodljivcev?

Zelena revolucija sredi petdesetih let preteklega stoletja je prinesla odporne sorte, škropiva, insekticide in mineralna gnojila - a vzporedno so se na trgu pojavili tudi biotični pripravki proti škodljivcem. Ti se zgledujejo po odnosih v naravi in za obrambo kmetijskih rastlin pred škodljivimi žuželkami uporabljajo kar druge organizme - glive, žuželke, bakterije in viruse. Biotično varstvo ponuja alternativo uporabi kemičnih sredstev in je prav zato danes v ospredju strateških načrtov in smernic kmetovanja.

O parazitskih žuželkah, ki napadejo poljščinam škodljive žuželke. O glivah, ki se namnožijo kar na ličinki škodljivca, možnih neželenh stranskih učinkih teg pristopa - pa tudi o tem, kako na Kmetijskem inštitutu spremljajo škodljivce, bo spregovoril tokratni gost Podob znanja, dr. Jaka Razinger s Kmetijskega inštituta Slovenije.

Foto: Jaka Razinger (Klara Jurečič)

Ena najprepoznavnejših in tudi najpogosteje raziskovanih molekul je molekula DNK, ki določa delovanje in razvoj živih organizmov. Odkritje njene oblike - strukture dvojne vijačnice - je Watsonu in Cricku prineslo Nobelovo nagrado in postavilo trdne temelje za nadaljnji razvoj molekularnih znanosti.

A tokrat se podajamo onkraj Watson-Crickove dvojne vijačnice. DNK je namreč dinamična molekula, ki spreminja svojo obliko glede na zaporedje svojih gradnikov ter glede na okolje, v katerem se nahaja. Obliko spremeni tudi, ko se nanjo veže kakšna druga molekula. Molekularna arhitektura DNK tako znanstveno skupnost zaposluje že več kot stoletje, zadnja desetletja pa so v ospredju predvsem štirivijačne strukture DNK, imenovane G-kvadrupleksi. Ti med drugim usmerjajo delovanje genov, povezanih z razvojem možganov, nevrološkimi motnjami, tudi rakom. Preučevanje povezav med spreminjajočo se strukturo DNK in njeno funkcijo ponuja mnoga spoznanja in odpira nove možnosti pri zdravljenju raka in nevrodegenerativnih bolezni.

Štirivijačne strukture - G-kvadruplekse - zadnja leta raziskuje tokratni gost Podob znanja, akad. dr. Janez Plavec, redni profesor na Fakulteti za kemijo in kemijsko tehnologijo in vodja Nacionalnega centra za NMR spektroskopijo visoke ločljivosti na Kemijskem inštitutu.

Foto: akad. dr. Janez Plavec (Klara Jurečič)

Človek v okolje izpušča mnogo škodljivih snovi - a posebno nas skrbi, ko se te snovi znajdejo v vodi. Če večje kose smeti, kot so plastika, vejevje in blato iz vode lažje odstranimo, je odstranjevanje izredno majhnih spojin precej kompleksnejše. Ena takšnih je bisfenol A, ki se v okolje sprošča iz plastike. Kako torej bisfenol in druga na onesnaževala odstraniti iz vode? Dobro rešitev danes ponuja fotokataliza - pristop, pri katerem za razgradnjo strupenih spojin uporabimo svetlobo in nove materiale. Marsikaj obeta material titanov dioksid, ki je večstransko uporaben: za belo barvo v pigmentih, premazih in tudi papirju, uporablja se za razgradnjo strupenih snovi v vodah, kot so ostanki zdravil ter bisfenol A, pa tudi za čiščenje zraka.

Okolju prijazne postopke za razgradnjo strupenih snovi v vodi s pomočjo svetlobe in vsestranskega titanovega dioksida raziskuje gost tokratnih Podob znanja dr. Gregor Žerjav s Kemijskega inštituta.

Od začetka tisočletja, ko smo po desetletjih raziskav uspeli sestaviti človeški genom, danes ustvarjamo celotne knjižnice genetskih podatkov. A zanima nas več kot zgolj genom človeka - zlasti pomembno je, da na nivoju genetike dobro poznamo tudi viruse - te hitro spreminjajoče se povzročitelje mnogih bolezni. Morda presenetljivo, a prvi odkriti virus ni bil človeški, temveč rastlinski virus tobačnega mozaika. Ni pa presenetljivo, da nas zanimajo ravno povzročitelji bolezni - pa naj gre za človeka, živali ali rastline. Te vse učinkoviteje iščemo z novimi pristopi določanja genetskega materiala.

Med temi so morda najbolj vznemirljive tehnologije, s katerimi bi bilo možno viruse določiti kar tukaj in zdaj. Pred desetimi leti so denimo s prenosnimi napravami sledili razvoju virusa ebole v zahodni Afriki, podobne pristope pa se uporablja tudi za diagnosticiranje rastlinskih virusov. Gre za tako imenovano tehnologijo sekvenciranja z nanoporami, ki bo morda nekoč omogočila, da virus na domačem paradižniku določimo kar sami. S temi vidiki rastlinske virologije se ukvarja tokratna gostja Podob znanja, dr. Anja Pecman z Nacionalnega inštituta za biologijo.

Kako oblikujemo in spreminjamo svoja prepričanja ter koliko smo pri tem racionalni?

Iz lastnih izkušenj vemo, da človeška prepričanja niso nujno vedno najbolj zanesljiva in racionalna. Četudi nam večinoma razmeroma dobro služijo pri vsakodnevnem preživetju, so včasih zelo toga in trdovratna ter se na vse pretege upirajo novim informacijam, ki bi jih postavile pod vprašaj, spet drugič so površna in zavajajoča. Kako torej naša prepričanja sploh oblikujemo? Kaj jih utrjuje in kdaj smo jih pripravljeni spreminjati? Koliko so naša prepričanja racionalna in kaj vse vpliva na to, da nečemu verjamemo, četudi za to nimamo nujno najboljših dokazov? Ter kako nam pri preučevanju prepričanj lahko pomaga računalniško modeliranje? To so nekatera od vprašanj, ki se jim bomo posvečali v tokratnih Podobah znanja, ko pred mikrofonom gostimo podoktorskega raziskovalca na Filozofski fakulteti Univerze v Münchnu in docenta na mariborski Filozofski fakulteti, filozofa dr. Boruta Trpina. 

Pogovori s slovenskimi znanstvenicami in znanstveniki odpirajo vpogled v najnovejše dogajanje na različnih znanstvenih področjih – naj gre za naslavljanje podnebnih sprememb, za raziskave biomolekularnih procesov, razvoj tehnologije jutrišnjega dne ali analizo protislovnih družbenih procesov.

»Nekatere oblike srčnega popuščanja so popolnoma ozdravljive,« pravi specialist kardiologije in vaskularne medicine prof. dr. Mitja Lainščak. Predavatelj in raziskovalec je eden od vodilnih slovenskih strokovnjakov, ki preučujejo srčno popuščanje. V pogovoru za oddajo Podobe znanja je poudaril, da lahko Slovenijo na področju obvladovanja srčnega popuščanja uvrstimo ob bok najbolj razvitim in najbogatejšim državam. »Bolnicam in bolnikom so pri nas na voljo tako rekoč vsa razpoložljiva zdravila.«

Dr. Mitja Lainščak svoje raziskovalne članke objavlja v najbolj uglednih strokovnih revijah, kjer deluje tudi kot član uredniških odborov in recenzent. Leta 2024 je za svoje znanstveno delo prejel Zoisovo priznanje. Ob tem so pri Odboru za podelitev nagrad in priznanj zapisali, da je: … njegovo znanstveno delo pomembno tako za klinično prakso kot za načrtovanje novih raziskav. Eno od bolj aktualnih področij njegovega raziskovalnega dela so med drugim tudi posledice covida in cepljenja proti covidu na srce.

Več v oddaji Podobe znanja. Z dr. Lainščakom se je v raziskovalni ambulanti Splošne bolnišnice v Murski Soboti srečal Iztok Konc.

Kako »velikanke« globalnega juga preoblikujejo mednarodno razvojno sodelovanje in zakaj je njihov pristop marsikateri državi bližji kot zahodni

Ko so predvsem zahodne države po drugi svetovni vojni začele ustanavljati agencije za humanitarno in razvojno pomoč, namenjeno predvsem državam globalnega juga, pri tem seveda ni šlo le za človekoljubnost. Ti programi - četudi mnogokrat resnično rešujejo življenja - so postali tudi del njihove gospodarske diplomacije in širjenja mehke moči. Če so bogate zahodne države dolgo obvladovale ta del mednarodnega sodelovanja, pa se z razvojem ostalih centrov moči, kot so Kitajska, Indija in Brazilija, spreminjajo tudi načini mednarodnega razvojnega sodelovanja. Vse to pa utegne postati še pomembneje v luči napovedanega ameriškega umika iz tega področja, na katerega nakazuje odločitev predsednika Donalda Trumpa, da ustavi delovanje največje ameriške agencija za humanitarno in razvojno pomoč, USAID. Kako so torej velikanke globalnega juga preoblikovale zahodne modele in kakšno vlogo danes igrajo v revnejših državah v razvoju? O tem bomo v tokratnih Podobah znanja govorili z dr. Jano Arbeiter z ljubljanske Fakultete za družbene vede, ki je velik del svoje raziskovalne poti posvetila prav pristopu držav globalnega juga h gospodarski diplomaciji. Oddajo je pripravila Alja Zore.

V pogovoru z jezikoslovko in dialektologinjo preverjamo, kaj nam stari lokalni toponimi povedo o materialni in duhovni kulturi porabskih Slovencev

Izmed vseh slovenskih skupnosti, ki so navsezadnje ostale onkraj naših državnih meja, v matici najbrž najslabše poznamo tiste rojake, ki živijo na Madžarskem, v Porabju. Ne le da v deželah na desnem bregu Mure v splošnem slabo poznamo zgodovino tistih s Slovenci poseljenih krajev, ki so stoletja sodili pod krono svetega Štefana, ali da so cestne povezave s Porabjem še danes razmeroma skromne, tudi razumevanje narečja, ki ga govorijo tamkajšnji ljudje, nam povzroča nemalo preglavic.

Precejšnjo razdaljo, ki nas torej loči od porabskih Slovencev, zdaj vsaj malo krajša študija Zemljepisna imena slovenskega Porabja, ki je izšla pri Založbi ZRC. Pri pripravi te knjige so moči združili sodelavci Geografskega inštituta Antona Melika ter Inštituta za slovenski jezik Frana Ramovša. Kaj vse so severno od Goričkega navsezadnje odkrili, smo preverjali v tokratnih Podobah znanja, ko smo pred mikrofonom gostili eno izmed soavtoric Zemljepisnih imen slovenskega Porabja, jezikoslovko, dialektologinjo in raziskovalko na Inštitutu za slovenski jezik Frana Ramovša, dr. Mojco Kumin Horvat.

Foto: dr. Mojca Kumin Horvat (Goran Dekleva)

Ne le stoletja, temveč kar tisočletja fermentirani izdelki bogatijo našo prehrano. Od kvašenega testa, alkoholnih pijač, kot sta vino in pivo, do kisa. Danes te drobnožive organizme, ki spreminjajo okus, aromo in vonj hrane dodobra poznamo - gre namreč za kvasovke. Nekaj tako vsakdanjega, kot je kuhinjski kvas, je predmet kopice raziskav, ki jih izvajajo na ljubljanski Biotehniški fakulteti. Še več, z najnovejšimi biotehnološkimi metodami kvasovk ne le proučujejo, temveč tudi spreminjajo njihove lastnosti.

Kako lastnosti samih kvasovk vplivajo na senzoriko živilskega izdelka? Ali lahko s spremenjenimi kvasovkami proizvedemo recimo brezglutensko pivo? Zakaj je pravzaprav kvasovke možno uporabiti na toliko različnih načinov? V laboratoriju evolucijo kvasovk poustvarja tokratna gostja Podob znanja dr. Neža  Čadež, izredna profesorica na oddelku za živilstvo Biotehniške fakultete Univerze v Ljubljani. Poleg tega nam bo pomagala odgovoriti tudi, kje najti biotehnološko zanimive kvasovke, kako jih je človek pravzaprav udomačil in ali drži, da so kvasovke mojstrice vseh mojstrov.

Zahteve ameriškega predsednika, da Ukrajina vojaško pomoč Združenih držav odplača v redkih zemljah v višini kar 500 milijard dolarjev, so pozornost najširše javnosti usmerile v surovine, ki jim sicer le redkokdaj posvečamo pozornost.

V tokratnih Podobah znanja zato ponavljamo pogovor izpred dveh let s prof. dr. Spomenko Kobe z Inštituta Jožef Stefan, ki se med drugim intenzivno ukvarja z raziskavami, kako zmanjševati vsebnost teh ekološko problematičnih snovi in kako jih kar najbolj učinkovito reciklirati.

Kaj vse vpliva na duševno zdravje in kakovost življenja slepih in slabovidnih otrok in mladostnikov ter njihovih skrbnikov?

V času, ko se zdi, da ima vse več otrok in mladih težave z duševnim zdravjem, in se tovrstnih težav tudi vse bolje zavedamo, ni nenavadno, da se vrsta raziskovalcev ukvarja z vprašanjem, kaj pravzaprav vpliva na duševno zdravje mladih, ki odraščajo v naši družbi, in kako bi lahko to stanje izboljšali. Ob tem pa seveda ne smemo pozabiti na tiste otroke in mladostnike, ki se ob vseh običajnih stiskah odraščanja spoprijemajo še s povsem drugačnimi omejitvami. Med njimi so tudi slepi in slabovidni otroci in prav o njih bomo govorili v tokratnih Podobah znanja, ko pred mikrofonom gostimo asistentko na Oddelku za psihologijo ljubljanske Filozofske fakultete dr. Ano Šemrov, ki je v svojem doktoratu na Londonskem univerzitetnem kolidžu v okviru Great Ormond Street Inštituta za zdravje otrok - tudi skozi vrsto neposrednih pogovorov z družinami s slepimi ali slabovidnimi otroki in mladostniki - ugotavljala, od česa sta pravzaprav odvisna duševno zdravje in kakovost življenja teh otrok, pa tudi njihovih skrbnikov. Oddajo je pripravila Alja Zore.

foto: Ana Šemrov, osebni arhiv

Naj nas zanima, kaj se z okoljem dogaja danes, ali pa bi želeli vedeti, kako so se odvijale spremembe podnebja v preteklosti skozi dolge milijone let, vedno so nam v ključno pomoč izotopi različnih elementov, ki kot nekakšni kemijski prstni odtisi razkrivajo, kako se okolje nenehno spreminja.

Z njimi lahko, kot pravi dr. Sonja Lojen z odseka za znanosti o okolju Instituta "Jožef Stefan", odkrivamo procese podnebnih sprememb ali pa koncentracije za človeka škodljivih izotopov v zraku, vodi in prsti. Z merjenjem razpadanja ogljikovega izotopa 14 lahko izmerimo starost organskih snovi in odmrlih organizmov. Preko raziskav vzorcev ledu se nam razkriva, kakšno je bilo podnebje pred več sto tisoč ali celo milijoni let. V povprečnem človeškem telesu je denimo več kot četrt kilograma težkih izotopov različnih elementov. Vse te znanstvene meritve nam dajejo bolj natančno sliko procesov v okolju.

V pogovoru s sociologom in zgodovinarjem, ki se ubada z mejnimi študijami in teorijo migracij, preverjamo, kako razumeti paradoks, da si pogosto želimo, da bi bile naše meje hkrati odprte in zaprte

Ko si na zemljevidu ogledujemo današnje meje Republike Slovenije, si ni težko predstavljati, da bi tista črtkana črta, ki nas loči od Italije ali Avstrije potekala tudi kje drugje – tam nekje med Logatcem in Postojno, denimo, ali pa, če smo bolj optimističnega duha, po severnih obronkih Gosposvetskega polja. Meje, drugače rečeno, nikakor niso v kamen klesane ali nepremične. Kolikor so nasledek dolgih, zapletenih, notranje protislovnih in pogosto celo kontingentnih zgodovinskih procesov, se jih pač vselej drži nekaj arbitrarnega.

A kjerkoli že potekajo, vselej sprožajo zelo realne, zelo otipljive učinke – tako za tiste ljudi, ki živijo neposredno ob njih in z njimi, kakor tudi za one, ki živijo globoko v notranjosti. Da vseh tistih, ki bi te meje – z veljavnim potnim listom v rokah ali brez njega – radi prečkali, niti ne omenjamo. Široko paleto učinkov, ki jih meje sprožajo v naših življenjih, proučuje sociolog in zgodovinar, raziskovalec na Inštitutu za slovensko izseljenstvo in migracije ter predavatelj na Fakulteti za humanistiko Univerze v Novi Gorici, dr. Jure Gombač.

Zakaj si tako rekoč v isti sapi želimo, da bi bile naše meje odprte in zaprte? Zakaj si, na primer, želimo, da bi jih lahko prehajali brez ovir, kadar nas mika, da bi obiskali katero izmed prireditev, ki bodo potekale v kontekstu novogoriške Evropske prestolnice kulture, in zakaj si želimo bistveno drugačnega mejnega režima, ko nas preganjajo strahovi o migrantih iz podsaharske Afrike ali Bližnjega vzhoda? – Odgovor smo v pogovoru z dr. Gombačem iskali v tokratnih Podobah znanja.

foto: dr. Jure Gombač (Goran Dekleva)

Električna in hibridna vozila niso več redkost na naših cestah. A niso vsi vidiki elektromobilnosti tudi trajnostni. Že če pogledamo zgolj danes najbolj razširjene, litij-ionske baterije, imajo te še kar nekaj problematičnih točk: od samega litija in njegovega pridobivanja do drugih kritičnih elementov, ki so potrebni za njihovo delovanje, kot je denimo kobalt. Pomemben vidik je tudi dolgoživost baterij in njihova stabilnost oziroma varnost.

Razvoj izboljšav in alternativ je zato v polnem pogonu, ob tem pa je ključnega pomena razumevanje, kaj se dejansko v baterijah (pa tudi v shranjevalnikih energije, gorivnih celicah ali elektrolizerjih) dogaja. Pri tem pa je ključna pomoč naprednih simulacijskih modelov, kakršne razvija prof. dr. Tomaž Katrašnik, vodja Laboratorija za motorje z notranjim zgorevanjem in elektromobilnost na fakulteti za strojništvo Univerze v Ljubljani. Za vrhunske dosežke na področju simulacijskih modelov in diagnostičnih metod za elektromobilnost je prejel Zoisovo nagrado.

Kaj imajo skupnega varnejše žilne opornice z okolju prijazno zaščito rastlin brez kemikalij? Presenetljiva skupna točka se skriva v uporabi plazme ali četrtega agregatnega stanja. Uporaba plazme se vse bolj uveljavlja na najrazličnejših področjih, obenem pa se porajajo vedno nove ideje, na kakšen inovativen način bi se četrto agregatno stanje še lahko uporabilo.

Zakaj je plazma tako uporabna, kako učinkuje in kje vse se danes odriva nove možnosti za uporabo je v Podobah znanja predstavila izr. prof. dr. Ita Junkar z odseka za tehnologijo površin na Inštitutu "Jožef Stefan", ki med drugim v okviru strateško razvojnega partnerstva Tovarne prihodnosti koordinira področje plazemskih tehnologij.

Navadili smo se, da nam satelitska navigacija izriše najhitrejšo pot do našega cilja. Samoumevno nam je, da si lahko kadarkoli pobliže pogledamo kraje na drugem koncu sveta ali radarsko sliko vremenskih razmer. To vse nam v našem vsakdanjiku omogočajo satelitski posnetkov, ki so preprosto dostopni prek raznih aplikacij. Podroben pogled od zgoraj pa pride še kako prav tudi pri raziskavah. Z daljinskim zaznavanjem je možno spremljati tako naravne pojave, kot so požari ali gibanje oceanov, kot tudi človekove dejavnosti, denimo migracije in kmetijstvo. A ko gre za raziskave, so marsikdaj zahteve, kakšni morajo biti posnetki, s kakšnimi algoritmi lahko iz njih dobimo najboljše možne informacije, še mnogo višje in zahtevajo veliko resnega dela.

Z obdelavo in analizo satelitskih posnetkov se ukvarja dr. Urša Kanjir z Inštituta za antropološke in prostorske študije ZRC SAZU. Poleg zaznavanja naravnih sprememb, poskuša satelitske posnetke razumeti tudi v širšem okviru družbenega dogajanja.

V oddaji Podobe znanja med drugim prisluhnite o delovanju na področju, ki presega klasično delitev naravoslovno - družbeno, kako je na razvoj daljinskega zaznavanja vplivala vojaška industrija in še kakšni so pristopi pri uporabi algoritmov, ki raziskovalcem omogočajo interpretacijo satelitskih posnetkov.

Luni pripisujemo celo vrsto vplivov, z njo je povezanih mnogo različnih vraž in prepričanj. Čeprav potrjeno drži le prgišče teh vplivov, predvsem tisti fizikalni, so številna dejanska spoznanja o Luni prav presenetljiva. Nekaj jih nazorno predstavlja sveža razstava Za vse je kriva Luna v Prirodoslovnem muzeju Slovenije z realističnim interaktivnim modelom Lune.

Zasnoval ga je Andrej Guštin, sicer tudi učitelj in državni koordinator za izobraževanje na področju astronomije ter pobudnik in dolgoletni vodja tekmovanj iz astronomije v Sloveniji. Guštin je že desetletja izredno aktiven na področju popularizacije astronomije ter vodja Zavoda za promocijo in popularizacijo astrofizike Cosmolab.