Silmä huimassa lähikuvassa

Pe, 02/12/2016 - 00:55 By Jari Mäkinen
Silmä


Päivän kuvassa on tänään valokuvausharrastaja Grégoire Lannoyn äidin silmä lähikuvassa. Siinä silmä on kuin musta aukko, jonka ympärillä on haituvista koostuva rengas – ja niinhän asian vähän onkin.


Päivän kuvaTämä tarina täytyy aloittaa ponnettomasti: ihmisessä on todellakin monta ihmeellistä elintä ja asiaa, mutta varmasti eräs kummallisimmista ja nerokkaimmista elimistä on ihmisen silmä.

Kuva on tästä vain yksi osoitus.

Siinä näkyy keskellä hyvin selvästi pupilli, eli mustuainen, jonka ympärillä on värillinen reunus, värikalvo eli iiris.

Iiriksessä olevat säteittäiset lihakset ja sen reunaa kiertävä rengaslihas voivat laajentaa tai supistaa värikalvoa riippuen valaistuksesta. Kirkkaassa valossa ihmissilmän pupillin halkaisija on noin 1,5 millimetriä, mutta hämärässä se voi olla jopa kahdeksan millimetriä.

Suonikalvossa on heti värikalvon takana rengasmainen paksunnos, sädekehä, jossa on samanlaisia ja samalla tavalla toimivia lihaksia kuin värikalvossakin. Sädekehään kiinnittyy ohuilla ripustinsäikeillä lasinkirkas kaksoiskupera mykiö eli linssi, joka taittaa ulkoapäin tulevat valonsäteet ja luo ylösalaisen pienoiskuvan verkkokalvolle.

Verkkokalvo eli retina ei näy kuvassa, mutta se sijaitsee silmämunan takaosassa. Se on itse asiassa silmän sisäpinnalle levinnyt näköhermon pää; siinä sijaitsevat silmän valoherkät solut, sauva- ja tappisolut.

Tavallisesti ihmisellä on kolmenlaisia tappisoluja, jotka aktivoituvat herkimmin punaisesta, vihreästä ja sinisestä valosta. Sauvasoluja on vain yhdenlaisia: ne eivät kykene yksinään erottelemaan värejä, mutta toimivat tappisoluja paremmin hämärässä. Karkeasti ottaen voidaan sanoa, että tappisolut reagoivat väreihin, kun taas sauvasolut mahdollistavat hämärässä näkemisen.

Silmämunan kalvoista uloin on kovakalvo, jonka alla on suonikalvo. Siinä silmävaltimot ja -laskimot muodostavat tiheän verisuoniverkon.

Silmän etuosassa sijaitsee puolestaan hieman kupera, kellonlasin muotoinen läpinäkyvä sarveiskalvo.

Silmämunaa suojelee ulkoapäin ihopoimujen muodostamat ylempi ja alempi silmäluomi, joiden vapaa reuna on silmäripsien reunustama. Kolmas silmäluomi on vilkkuluomi, joka on ihmisellä surkastunut. Se näkyy silmän sisäkulmassa vain pienenä punertavana jäänteenä. Silmäluomien sisäpintaa sekä silmän näkyvää osaa, “valkuaista” peittää sarveiskalvoa lukuun ottamatta sidekalvo.

Kuva: Grégoire Lannoy / Flickr
Suuri osa tekstistä on poimittu Wikipedian (ihmis)silmää käsittelevistä artikkeleista.

Voiko Tour de Francen voittaa ilman dopingia?

Su, 07/26/2015 - 19:38 By Jari Mäkinen
Ajajia Tour de Francessa

Tämänvuotinen Tour de France päättyi tänään, kun ajajat rullasivat Pariisiin, Champs-Élysées -bulevardille ja huokaisevat helpotuksesta klassikkopyöräilykilpailun 3360 kilometrin ollessa takana.

Perinteiden mukaan tämä viimeisen päivän etappi ajettiin rauhallisemmin, ja eilen johtoasemassa ollut britti Christopher Froome säilytti paikkansa sekä legendaarisen keltaisen paidan. Hänelle tämä oli jo toinen Tour de Francen kokonaiskilpailun voitto.

Jo nyt voi kuitenkin jo katsoa taaksepäin. Tälläkin kerralla on ilmassa ollut paljon puhetta dopingista ja tarkastuksia on tehty aktiivisesti, mutta kenties viime vuosia enemmän pontta dopingkeskusteluun antanut se, että Froome on ollut varsin ylivoimainen. Syytökset häntä kohtaan ovat olleet jopa törkeitä ja hän on saanut osakseen muutakin kuin sanallista häirintää reitin varrella, mutta  – ei voi mitään – hänen ympärillään leijuu suuri epäilyksen verho, mitä julkisuuteen annetut puutteelliset tiedot ovat ruokkineet edelleen.

Pyöräilyssä dopingista on enemmän etua kuin monissa muissa urheilulajeissa, koska kyse on raskaasta ja kestävyyttä vaativasta lajista. Laji oli pitkään myös herrasmieslaji, eikä testaamista tehty järjestelmällisesti. Nyt tilanne on täysin muuttunut; pyöräilijät lienevät tarkimmin valvottuja ja testattuja urheilijoita.

Kilpailujärjestäjät ovat lisäksi tehneet etapeista toinen toistaan näyttävämpiä ja siten raskaampia, joten into dopingiin on lisääntynyt, vaikka kiinni jäämisen riski on tullut suuremmaksi.

Numeroleikkiä ja fysiologista arvailua

Christopher FroomeJos jo aikaisemmin doping ja antidoping ovat olleet tiedettä puhtaimmillaan, on nyt tämänvuotisen kilpailun aikana näitä viety vielä pitemmälle: monissa jutuissa ei olekaan enää puhuttu niinkään ajamisesta sekä kilpailutaktiikoista, vaan mikrodopingista, pyörien tekniikasta ja pyöräilijöiden tehosta sekä heidän sydämenlyönneistään.

Erityistä taidetta ovat olleet Froomen (kuva oikealla) tietojen tulkinnat ja analysoinnit.

Kyseessä todellakin ovat tulkinnat, sillä avoimuuttaan ja läpinäkyvyyttään dopingin suhteen korostanut Sky-talli on julkistanut Froomen tietoja vain osittain ja valikoiden. Toisaalta voi kysyä, miksi tietoja pitäisi julkistaa, jos pyörien säädöt, taktiikka ja valmentautumisniksit ovat tarkasti vaalittuja salaisuuksia?

Joka tapauksessa Sky-tiimin lääkäri Tim Kerrison välitti joitain Froomen fysiologisia tietoja toimittajille toisen lepopäivän aikana ja selitti niitä. Urheilu muuttuu nyt tieteeksi.

Tiedot koskivat kisan 10. etappia ja nousua La-Pierre-Saint-Martin -huipulle.

”Se on noin 15,3 km pitkä nousu. 41,30 minuutin ajan Chrisin keskimääräinen teho oli 414 W ja VAM oli 1602 Vm/h.”

Teho oli itse asiassa lähempänä 390 wattia, koska Froome käytti epäsymmetristä eturatasta, mikä saa aikaan noin 6% liian suuren arvon. 

VAM-arvo mittaa keskimääräistä nousunopeutta, eikä siinä oleva V tarkoita volttia, vaan vertikaalista eli pystysuunnassa olevaa nousua. Esimerkiksi Lance Armstrongin ja Marco Pantanin luku oli yli 1800 Vm/h, kun he käyttivät dopingia.

Keskimääräisellä Tour de Francen kärkijoukon pyöräilijällä se on 1450-1650 Vm/h ja hännänhuipuilla 1100-1300 Vm/h.

Monien mielestä ilman EPOa tai muita aineita on vaikea päästä yli 1600 Vm/h:n.

”Chrisin pyöritysnopeus oli 97 rpm, keskimääräinen sydämen syke 158 iskua minuutissa ja maksimi 174. Se vastaa sitä, mitä olemme mitanneet häneltä edellisissä kilpailuissa.”

Nousun aikana Froome myös otti kirin, joka kesti 24 sekuntia. Sen aikana hänen tehonsa oli keskimäärin 556 W ja huipputeho oli 929 W.

”Sitä ennen hän ajoi neljän minuutin ajan joukossa muiden kanssa ja hänen tehonsa oli 449 W. Kirin jälkeen hänen tehonsa oli 435 W.”

Robert GesinkSiinä missä monet ovat hyväksynet luvut ja pitävät niitä luotettavina, on esimerkiksi Cyclingtips-verkkolehden haastattelema urheilututkija Ross Tucker hyvin epäileväinen.

Tucker vertasi lukuja mm. etapilla neljänneksi ajaneen Robert Gesinkin (kuva oikealla) ja 22. sijan saaneen Laurens ten Damin mittaustietoihin, jotka heidän tallinsa LottoNL-Jumbo on julkaissut kokonaisuudessaan. Gesink saapui maaliin minuutin ja 33 sekuntia Froomen jälkeen.

“Froomen teho-massa-suhde on 5.78 W/kg, mutta hän voitti ajajan (Gesinkin), jonka arvo on 5,9 W/kg. 4,5 minuuttia hävinneen ten Daminkin arvo oli 5,5 W/kg.”

Arvoista ei voi vetää suoria johtopäätöksiä, mutta Tuckerin mukaan tilanne on yleistäen sama kuin ”miten 60 km/h kulkeva auto voi olla nopeampi kuin 79 km/h:n nopeudella kulkeva auto. Tämä on naurettavaa!”

Urheilufysiologi Fredrick Grappe on puolestaan julkaissut kokonaisen listan seikoista, jotka tukevat Froomen luontaista erinomaisuutta. 

Hän ei halua ottaa suoraan kantaa doping-keskusteluun, mutta Grappen arvion mukaan Froomen tehon putoaminen nousuissa on normaali ja vastaa sitä, miten hänen tehonsa on pudonnut vastaavissa tilanteissa aiemmin.

Grappen mukaan Froomen aerobinen suorituskykynsä on erinomainen ja lähellä fysiologista maksimia. Hän kykenee siten erittäin suureen tehontuottoon useankin minuutin ajan ja palautumaan siitä nopeasti. 

Silti Froomen suosituksissa ja annetuissa tiedoissa on jotain epäluuloja herättävää.

Lisäys klo 22:14
Kuten uutisen keskustelussa Tiedetuubin Facebook-sivulla huomautettiin, olisi tosiaan kiinnostavaa saada muidenkin ajajien, etenkin Nairo Quintanan dataa mäkietapeilta. Hän oli hyvässä kunnossa ja olisi voinut kenties panna hanttiin Froomelle, mikäli hänen tallinsa ei olisi töppäillut kilpailun alussa.

Kuva: David de la Fuente kipuaa ylös Col de la Colombièrelle vuoden 2007 Tour de Francessa. 

Mikrodopingia?

Perinteinen doping ja sen valvonta biometrisin passein voi olla myös jo vanhanaikaista. Kuten Ranskan TV:n Pierre Sallet’n tutkimuksesta tekemä dokumentti osoitti, on suorituskyvyn parantaminen EPOn mikroannostuksella mahdollista siten, että sen havaitseminen dopingtesteillä on mahdotonta tai hankalaa.

Maailman Antidopingtoimiston WADA:n suojeluksessa tehdyssä tutkimuksessa amatööriurheilijoille annettiin hallitusti hyvin pieniä määriä EPOa, ja heidän suorituskykynsä parani keskimäärin 6,1% VO2-testillä mitattuna. Pyöräilykokeessa parannus oli 2,1% ja juoksussa 2,8%.

Kuten ohjelmassa pääteltiin, ei puhdas biometrinen passi tarkoita suinkaan puhdasta urheilijaa.

Myös tässä mielessä on Sky-tallia ja Froomea kohtaan esitetty epäilyksiä, koska heillä on käytössään tehokkaasti varjellut asuntoautot, joita ei ole päästetty tutkimaan. Huhujen mukaan niissä voi olla myös vähähappinen sisäilma, jolloin niissä oleminen vastaa itse asiassa korkeanpaikan leirillä olemista.

Kansainvälinen pyöräilyunioni UCI ehdottaakin, että kilpailuissa siirryttäisiin käyttämään kokonaan järjestäjän varaamia majoituksia, jolloin tilat ovat paitsi tutkitut, niin myös samanlaiset kaikkien kilpailijoiden välillä.

Mikrodopingissa ja dopingissä yleisesti epäilykset eivät luonnollisestikaan kohdistu ainoastaan Sky-tiimiin ja Froomeen, vaan sitä voivat käyttää muutkin; ainoa tähän mennessä tämän vuoden Tourilla tullut käry on Astana-tallin Luca Paolini, jonka näytteestä löytyi kokaiinia. Hän kiistää käyttäneensä sitä. Kaikkein epäilyksenalaisin talleista on ollut ja on Paolinin Astana, joka on ollut vähällä menettää jo kilpailulisenssinsä.

WADAn johtajan David Hoffmannin mukaan kenties jopa 10% urheilijoista – ei vain pyöräilijöistä – käyttää kiellettyjä aineita tai menetelmiä.

Moottori fillarissa?

Viime aikoina on tehty myös polkupyöriä, jotka näyttävät aivan normaaleilta, mutta joissa on pieni sähkömoottori ja akut. Kirjoittaja on itsekin ajanut sellaisella, ja tunne on todella huima, kun pientä nappia painamalla ”tavallisesta” kilpapyörästä tuleekin sähköpyörä.

Tämän vuoksi UCI onkin tutkinut pyöräilijöiden ajokeita, ja esimerkiksi eilisen Alpe d’Huezin huipulle päättyneen etapin jälkeen viisi fillaria tutkittiin.

Jotkut silti väittävät nähneensä myös Tour de Francessa tänä vuonna pyöriä, joiden polkimet ovat pyörineet vaikka niitä ei ole poljettu.

Tekniikka on siis olemassa, ja vaikka UCI:n presidentti Brian Cooksonin mukaan vain typerykset ottavat riskin sähköpyörällä ajamisesta, on ”historia valitettavasti osoittanut, että tällaisia ihmisiä on”.

Mutta voiko Tour de Francen voittaa vielä ilman vilppiä? Periaatteessa kyllä, mutta käytännössä varmaankin kaikki huiput käyttävät elleivät kiellettyjä, niin ainakin harmaalla alueella olevia menetelmiä tai aineita.

Video: Entinen kilpapyöräilijä Greg LeMond esittelemässä nimeään kantavaa sähkökilpapyörää. Tämä tosin on täysin julkisesti kisakelvoton, mutta muutoin kyllä kiinnostava maantiepyörä!

Olemme plösömpiä kuin lähisukulaisemme

Su, 06/07/2015 - 12:08 By Jarmo Korteniemi

Kääpiösimpanssit ovat luontaisesti ihmistä timmimmässä kunnossa.

Bonobot eli kääpiösimpanssit ovat simpanssien ohella ihmisen lähimpiä elossa olevia sukulaisia. Siksipä nämä uhanalaiset ihmisapinat ovatkin tutkijoille kullanarvoisia tutkimuskohteita. Niiden kulttuureja ja kehon rakennetta tutkimalla voidaan päätellä, millaisia omat esivanhempamme olivat. Fossiloituneet luut kun eivät juuri kerro pehmeistä kudoksista tai käyttäytymisestä. Kaikki erot ja yhtäläisyydet lajien välillä ovat siis tärkeitä tutkimuksen kannalta.

Nyt tutkijat ovat selvittäneet bonobojen kehon eri osien suhteellisia massoja ja verranneet niitä ihmisten vastaaviin. Tulokset olivat systemaattisia, riippumatta sukupuolesta tai siitä oliko bonobo elänyt luonnossa tai vankeudessa. Tutkimuksessa tehtiin ruumiinavaus 13 luonnollisesti kuolleelle apinalle.

Kävi ilmi, että bonobot poikkeavat ihmisestä merkittävästi. Niiden kehossa on paljon enemmän lihasta ja merkittävästi vähemmän rasvaa. Odotetusti meillä on jaloissamme on paljon enemmän lihasta, bonoboilla taas käsivarsissa. Lisäksi ihon määrä - etenkin paksuus - on niillä merkittävästi suurempi kuin ihmisillä. Samankaltaisia tuloksia on saatu aiemmin muiltakin ihmisapinoilta.

Tutkijoiden mukaan syynä on ihmisen kehitys, joka johti sekä urosten että naaraiden rasvaprosentin selvään kasvuun. Vaeltava elämäntapa vaati suurempaa energiavarastoa hengissäpysyttelemiseksi, etenkin lapsia kasvattavilla naarailla. Myös ihon määrä johtunee samasta syystä. Pystykävelyn myötä kuljetut matkat pidentyivät ja nopeutemme kasvoi. Jäähdytysjärjestelmän - hikoilun - kehittyessä ihokin oheni.

Yllä: Lihasmassan prosenttiosuus ala- ja yläraajoissa eri ihmisapinalajeilla (vasemmalta lähtien: oranki, gorilla, bonobo, ihminen). Lähde: Adrienne L. Zihlman / PNAS

Bonobot ovat tulleet viimeisten vuosikymmenten aikana varsin kuuluisiksi. Niiden yhteisöissä sosiaalista rakennetta pidetään yllä paljolti seksillä, jota harrastetaan ihan vapaasti ja aivan kaikkien kanssa. Tutkijoita askarruttaa edelleen, olivatko esi-isämme enemmän bonobojen vai "sotaisten" simpanssien kaltaisia - vaiko jotain aivan muuta.

Kehityslinjamme erosi simpanssilajien esi-isästä 4-7 miljoonaa vuotta sitten. Bonobo (Pan paniscus) ja simpanssi (P. troglodytes) kehittyivät erilleen alle miljoona vuotta sitten. samoihin aikoihin pallolla tallusteli vielä useita ihmislajeja ja ikiomat esivanhempamme lymysivät vielä visusti Afrikassa.

Lopuksi mielenkiintoinen nippelitieto: ensimmäinen simpanssifossiili löydettiin vasta vuonna 2005. Niitä ei ole liiemmin etsitty, ja lisäksi otukset asustelevat ainakin nykyisin seudulla, jossa luut eivät juuri ehdi fossilisoitua ennen tuhoutumistaan.

Lähteenä käytetty PNAS-artikkelia ja Phys.orgin juttua aiheesta.

Otsikkokuva: Paulo de Tarso Meneghel / Christina Bergey / Wikimedia Commons