Kehidupan

Tidur: Kerja Penting ketika Kita Berehat

Hampir satu pertiga hayat manusia dihabiskan dalam keadaan tidak sedar sepenuhnya, dan sains terus menemui fungsi baharu yang menerangkan mengapa tidur diperlukan.

Imunologi

Sistem Imun Mengenal Diri dan Mengesan Ancaman

Setiap saat, badan anda terdedah kepada pelbagai mikroorganisma, termasuk bakteria, virus dan kulat yang berpotensi menyebabkan jangkitan, namun sistem imun berjaya mengenali dan menyerang penceroboh itu tanpa menyerang sel badan sendiri. Bagaimana ia membuat pembezaan ini?

Fotosintesis: Dari Cahaya kepada Gula

Daun menggunakan tenaga cahaya untuk menghasilkan bahan organik, manakala oksigen dibebaskan sebagai hasil sampingan fotosintesis.

Bagaimanakah Bintil Akar Kekacang Membantu Tumbuhan Mendapatkan Nitrogen?

Sesetengah tumbuhan kekacang mempunyai bintil kecil pada akarnya yang menjadi tempat tinggal bakteria pengikat nitrogen. Melalui hubungan ini, bakteria membantu tumbuhan mendapatkan nitrogen daripada atmosfera, manakala tumbuhan membekalkan sumber tenaga kepada bakteria.

Bagaimanakah Burung Tidur dengan Sebelah Otak?

Sesetengah burung boleh tidur dengan satu mata terbuka, sementara aktiviti tidur lebih ketara pada sebelah hemisfera otaknya. Keupayaan ini membantu burung memantau persekitaran, termasuk ketika menghadapi ancaman pemangsa.

Bagaimanakah Nyamuk Aedes Mengesan Manusia?

Nyamuk tidak mencari manusia menggunakan penglihatan sahaja. Nyamuk betina Aedes aegypti menggabungkan maklumat tentang karbon dioksida, bau kulit, penglihatan dan haba untuk mencari tempat mendapatkan darah. Penyelidikan turut menunjukkan bahawa spesies ini dapat mengesan sinaran inframerah daripada sumber haba yang menyerupai kulit manusia.

Botani

Bagaimanakah Akar Tumbuhan Menentukan Arah Bawah?

Walaupun biji benih bercambah dalam kedudukan mengiring atau terbalik, akar utama lazimnya membengkok ke arah graviti. Keupayaan ini melibatkan struktur kecil dalam sel, hormon tumbuhan dan perbezaan kadar pertumbuhan antara dua sisi akar.

Struktur dan Fungsi Tumbuhan

Mengapakah Air Tidak Mudah Membasahi Daun Teratai?

Air hujan boleh membentuk titisan hampir bulat di atas daun teratai sebelum bergolek sambil membawa zarah kotoran. Fenomena ini berlaku kerana gabungan sifat kimia lapisan lilin dengan struktur permukaan daun yang sangat halus.

Sudut Pertumbuhan Akar Sisi

Akar utama kebanyakan tumbuhan tumbuh ke bawah, tetapi akar sisi sering berkembang pada sudut tertentu. Perbezaan ini berkait dengan cara tumbuhan mengesan graviti dan mengawal pengangkutan hormon auksin.

Bagaimanakah Kulat Membantu Akar Tumbuhan Menyerap Fosforus?

Akar bukan satu-satunya yang membantu tumbuhan mendapatkan mineral daripada tanah. Banyak tumbuhan bekerjasama dengan kulat yang rangkaian filamen halusnya meneroka tanah. Kulat membantu tumbuhan memperoleh fosfat, manakala tumbuhan membekalkan bahan organik kepada kulat.

Mengapakah Daun Semalu Menguncup Apabila Disentuh?

Daun semalu boleh menguncup dalam beberapa saat selepas disentuh. Pergerakan ini tidak bergantung pada otot atau saraf seperti pada haiwan, tetapi melibatkan isyarat elektrik, perubahan kepekatan ion dan pergerakan air di dalam sel tumbuhan.

Bagaimanakah Pokok Bakau Hidup di Tanah Masin?

Kebanyakan tumbuhan sukar hidup apabila tanah mengandungi terlalu banyak garam, tetapi pokok bakau tumbuh subur di kawasan pesisir. Rahsianya ialah pelbagai mekanisme untuk mengawal kemasukan garam, menyingkirkan lebihan garam dan mengekalkan bekalan air.

Biologi Perkembangan

Cara Aksolotl Menumbuhkan Semula Kaki yang Hilang

Aksolotl mampu menumbuhkan semula kaki yang hilang, lengkap dengan tulang, otot, saraf dan kulit. Keupayaan luar biasa ini bermula dengan pembentukan sekumpulan sel yang dikenali sebagai blastema.

Bagaimanakah Perangkap Lalat Venus Mengesan Mangsa?

Perangkap lalat Venus boleh menutup daunnya dalam sekelip mata apabila menerima rangsangan yang sesuai. Tumbuhan ini tidak mempunyai otak, saraf atau otot, tetapi menggunakan isyarat elektrik, perubahan kalsium dan sifat mekanik dinding sel untuk menangkap mangsa.

Mikologi

Bagaimanakah Cendawan Melontarkan Spora Tanpa Otot?

Sesetengah cendawan melontarkan spora menggunakan tenaga yang terhasil apabila titisan air mikroskopik bercantum. Pelontaran ini begitu pantas sehingga saintis memerlukan kamera berkelajuan tinggi untuk melihat mekanismenya.

Interaksi antara Organisma

Periuk Kera yang Menjadi Tempat Tidur Kelawar

Di hutan Borneo, sejenis periuk kera menyediakan tempat berehat kepada kelawar kecil. Sebagai balasan, tumbuhan itu memperoleh nutrien daripada najis kelawar, dan struktur pada kantungnya membantu memantulkan bunyi ultrasonik kelawar.

Bagaimanakah Bunga Teratai Menghasilkan Haba Sendiri?

Bunga teratai Nelumbo nucifera boleh mengekalkan suhu bahagian bunganya sekitar 30–36 °C walaupun suhu udara berubah dengan ketara. Haba ini dihasilkan melalui respirasi sel dan mungkin membantu persenyawaan.

Tingkah Laku Haiwan

Ikan Sumpit: Pemburu dengan Pancutan Air

Ikan sumpit boleh menjatuhkan serangga di atas permukaan air dengan pancutan daripada mulutnya. Untuk membidik dengan tepat, ikan ini menghadapi cabaran pembiasan cahaya, mengawal pancutan air dan menyesuaikan pergerakannya apabila keadaan berubah.

Tingkah Laku Haiwan

Bagaimanakah Semut Gurun Menemukan Jalan Pulang ke Sarang?

Semut gurun boleh bergerak melalui laluan berliku ketika mencari makanan, kemudian pulang melalui jalan yang lebih pendek. Haiwan sekecil ini menganggar arah dan jarak pulang dengan menggabungkan petunjuk langit dan maklumat pergerakan tubuhnya.

Mengapakah Sesetengah Biji Benih Bercambah Selepas Kebakaran?

Kebakaran boleh memusnahkan tumbuhan, tetapi di sesetengah kawasan banyak anak pokok muncul tidak lama selepas api padam. Salah satu sebabnya ialah bahan kimia dalam asap yang boleh merangsang percambahan biji benih tertentu.

Mengapakah Titisan Air Muncul di Hujung Daun?

Titisan air pada daun pada awal pagi tidak semestinya embun. Sesetengah tumbuhan mengeluarkan air melalui struktur khas pada hujung atau pinggir daun apabila tekanan air dalam sistem pengangkutannya meningkat. Fenomena ini dipanggil gutasi.

Mengapakah Akar Pokok Api-api Mencacak Keluar dari Lumpur?

Di paya bakau, akar pokok api-api mencacak keluar dari lumpur seperti batang kecil. Struktur ini bukan akar yang tersalah arah. Ia membantu pokok mendapatkan oksigen dalam tanah yang kerap ditenggelami air pasang dan mempunyai bekalan udara terhad.

Pembiakan Tumbuhan

Mengapakah Kacang Tanah Berbuah di Dalam Tanah?

Pokok kacang tanah menghasilkan bunga di atas tanah, tetapi buahnya membesar di bawah tanah. Selepas persenyawaan, satu struktur khas tumbuh ke bawah dan membawa ovari bunga masuk ke dalam tanah.

Sistem Deria

Bagaimanakah Rama-rama Merasa dengan Kakinya?

Sesetengah rama-rama mengesan bahan kimia pada daun menggunakan kaki hadapannya. Keupayaan ini membantu rama-rama betina memilih tumbuhan yang sesuai untuk bertelur, supaya ulat yang menetas mempunyai sumber makanan.

Interaksi antara Organisma

Mengapakah Semut Pemotong Daun Menanam Kulat?

Semut pemotong daun membawa cebisan daun ke dalam sarang, tetapi daun itu bukan sekadar makanan untuk semut. Semut menggunakan bahan tumbuhan untuk memelihara kulat yang membekalkan nutrien kepada koloni, dalam hubungan yang melibatkan haiwan, kulat dan mikroorganisma lain.

Bagaimanakah Timun Laut Menumbuhkan Semula Ususnya?

Sesetengah timun laut boleh mengeluarkan sebahagian organ dalamannya apabila diganggu. Anehnya, haiwan itu mampu membentuk semula saluran pencernaan yang hilang melalui perubahan pada sel sedia ada, pembahagian sel dan penyusunan semula tisu sehingga terbentuk organ baharu.

Bagaimanakah Katak Kayu Bertahan Apabila Tubuhnya Membeku?

Kebanyakan haiwan mengalami kerosakan sel apabila air dalam tubuh membeku. Namun katak kayu di Amerika Utara mampu bertahan walaupun sebahagian besar air tubuhnya menjadi ais. Rahsianya melibatkan pembentukan ais yang terkawal, bahan pelindung sel dan perubahan metabolisme ketika musim sejuk.

Mikologi

Mengapakah Sesetengah Cendawan Bercahaya dalam Gelap?

Di sesetengah hutan terdapat cendawan yang mengeluarkan cahaya kehijauan walaupun tiada lampu menyinarinya. Cahaya itu terhasil daripada tindak balas kimia dalam sel kulat. Penyelidikan menunjukkan cahaya ini mungkin membantu sesetengah spesies menarik serangga, tetapi fungsinya tidak semestinya sama bagi semua kulat bercahaya.

Bagaimanakah Belut Elektrik Menghasilkan Renjatan?

Belut elektrik menghasilkan renjatan yang cukup kuat untuk melumpuhkan mangsa. Keupayaan ini datang daripada ribuan sel khusus yang bekerja serentak. Dengan mengawal pergerakan ion merentasi membran sel, haiwan ini menghasilkan denyutan elektrik untuk memburu, mempertahankan diri dan mengesan persekitaran.

Bagaimanakah Tardigrad Bertahan Apabila Kehilangan Air?

Kebanyakan haiwan tidak dapat hidup apabila kehilangan hampir seluruh air dalam tubuhnya. Namun sesetengah tardigrad mampu memasuki keadaan tidak aktif yang membolehkannya bertahan ketika persekitaran mengering, melalui perubahan bentuk tubuh, metabolisme yang amat rendah dan protein khusus yang melindungi struktur sel.

Tubuh Manusia

Mengapakah Kita Menguap?

Sains belum mempunyai satu jawapan muktamad tentang sebab kita menguap. Penjelasan lama bahawa menguap menambah oksigen telah ditolak oleh eksperimen, dan hipotesis yang kini dikaji ialah menguap membantu mengawal suhu otak dan keadaan jaga.

Mengapa Kita Bersin?

Bersin ialah refleks pelindung yang menyingkirkan bahan pengganggu daripada hidung melalui urutan tindakan otot yang diselaraskan oleh batang otak.

Deria dan Keseimbangan

Mengapakah Kita Mabuk Perjalanan?

Mabuk perjalanan berlaku apabila otak menerima maklumat gerakan yang bercanggah daripada mata, telinga dalam dan badan. Percanggahan itu mencetuskan rasa loya dan pening, walaupun tiada apa-apa yang rosak dalam tubuh.

Zoologi

Metamorfosis Lengkap pada Serangga

Metamorfosis lengkap membahagikan perkembangan serangga kepada peringkat telur, larva, pupa dan dewasa yang mempunyai bentuk serta fungsi berbeza.

Kenapa Pucuk Tumbuhan Membengkok ke Arah Cahaya?

Pucuk tumbuhan tidak berpusing seperti haiwan. Cahaya dari satu arah mencetuskan pertumbuhan yang tidak sama pada dua sisi pucuk, lalu pucuk melengkung ke arah cahaya.

Kenapa Daun Tua Menguning Apabila Kurang Nitrogen?

Apabila bekalan nitrogen tidak mencukupi, banyak tumbuhan memindahkan semula nitrogen daripada daun tua ke tisu yang sedang membesar. Klorofil dan protein dalam daun tua diuraikan, lalu daun kehilangan warna hijau dan menjadi pucat atau kuning.

Bagaimana Bunga Menjadi Buah?

Selepas pendebungaan dan persenyawaan, ovul dalam ovari bunga berkembang menjadi biji dan ovari itu sendiri berkembang menjadi buah.

Bagaimana Air Naik ke Puncak Pokok Tinggi?

Dalam banyak keadaan, air ditarik ke atas melalui xilem oleh penyejatan di daun, dan kohesi antara molekul air membantu tarikan itu dihantar sepanjang lajur air.

Tulang & Sendi

Kenapa Sendi Berbunyi Apabila Diregangkan?

Bunyi 'pop' pada buku jari yang ditarik berlaku bersama pemisahan pantas permukaan sendi dan kemunculan rongga gas dalam cecair sinovial. Cara tepat rongga itu menghasilkan bunyi masih diperdebatkan, dan tidak semua bunyi sendi mempunyai punca yang sama.

Sel

Lisosom dan Kitar Semula Sel

Lisosom ialah ruang bermembran yang berasid dan mengandungi enzim pengurai. Bahan dari luar dan dalam sel dihantar ke sana melalui beberapa laluan, lalu hasil penguraiannya dikitar semula oleh sel.

Neurobiologi

Mielin dan Pengaliran Impuls Saraf

Mielin membalut bahagian tertentu akson dan membantu perubahan voltan merebak dengan lebih cekap antara nod Ranvier. Potensi tindakan kemudian dijana semula terutama pada nod, menghasilkan pengaliran saltatori yang pantas.

Haiwan

Bagaimana Cicak Tokek Melekat pada Dinding?

Cicak dan tokek melekat tanpa gam atau penyedut. Jari mereka dilitupi struktur mikroskopik yang membolehkan tarikan antara molekul, iaitu daya van der Waals, bertindak serentak pada sangat banyak titik sentuhan.

Genetik dan Sel

Epigenetik dan Kawalan Gen

Sel yang berkongsi jujukan DNA boleh menggunakan gen secara berbeza melalui perubahan pada kromatin dan tanda kimia yang mempengaruhi kebolehcapaian gen.

Genetik dan Pewarisan

Meiosis: Dua Pembahagian yang Menghasilkan Sel Haploid

Meiosis mengurangkan bilangan set kromosom melalui dua pembahagian berturutan selepas satu pusingan replikasi DNA, sambil menyusun semula bahan genetik antara kromosom homolog.

Genetik dan Pembahagian Sel

Mitosis dan Meiosis: Dua Cara Pembahagian Sel

Mitosis mengekalkan bilangan set kromosom ketika menghasilkan dua sel anak, manakala meiosis mengurangkan bilangan set kromosom melalui dua pembahagian untuk menghasilkan sel haploid.

Genetik Molekul

Replikasi DNA dan Penyalinan Semikonservatif

Replikasi DNA menggunakan setiap untai asal sebagai templat untuk membina untai pelengkap baharu sebelum pembahagian sel.

Potensi Air dan Pengangkutan dalam Tumbuhan

Perbezaan potensi air membantu menerangkan arah pergerakan air dari tanah, melalui tumbuhan dan akhirnya ke atmosfera.

Mengapa Daun Bertukar Warna Apabila Menua?

Apabila daun memasuki proses penuaan, klorofil hijau berkurang. Pigmen lain yang sudah ada atau yang terbentuk kemudian menjadi lebih ketara, lalu warna daun boleh berubah daripada hijau kepada kuning, jingga, merah, ungu atau perang.

Fisiologi Penglihatan

Mengapa Mata Memerlukan Masa untuk Menyesuaikan Diri dalam Gelap?

Apabila kita berpindah dari tempat terang ke tempat gelap, penglihatan tidak menjadi peka serta-merta. Retina memerlukan masa untuk memulihkan kepekaan, terutama pada sel rod yang berfungsi baik dalam cahaya malap.

Vasopresin Membantu Tubuh Menjimatkan Air

Vasopresin membantu badan mengekalkan keseimbangan air dengan mengubah jumlah air yang diserap semula oleh buah pinggang.

Ritma Sirkadian dan Jam Biologi

Ritma sirkadian menyelaraskan perubahan harian dalam tidur, hormon, suhu badan dan proses lain dengan kitaran siang dan malam.

Osmoregulasi dan Imbangan Air

Osmoregulasi mengekalkan imbangan air dan zat terlarut dalam julat yang sesuai melalui maklum balas antara otak, rasa dahaga, hormon dan buah pinggang.

Nefron, Penurasan dan Pembentukan Air Kencing

Nefron menuras plasma darah, menyerap semula bahan yang diperlukan dan menyingkirkan bahan tertentu untuk membentuk air kencing.

Evolusi dan Mikrobiologi

Rintangan Antibiotik dan Pemilihan Bakteria

Rintangan antibiotik berlaku apabila bakteria mempunyai ciri yang membolehkan bakteria itu terus hidup atau membiak walaupun terdedah kepada antibiotik yang biasanya berkesan.

Ekologi dan Adaptasi

Bioluminesens: Cahaya daripada Hidupan

Bioluminesens ialah penghasilan dan pemancaran cahaya oleh organisma melalui tindak balas kimia, suatu keupayaan yang sangat meluas dalam hidupan laut.

Peroksisom dan Pengoksidaan Asid Lemak

Peroksisom ialah organel bermembran tunggal yang menjalankan tindak balas pengoksidaan tertentu, termasuk pemendekan sesetengah asid lemak dan penguraian hidrogen peroksida.

Osmosis dan Tonisiti Sel

Osmosis menerangkan pergerakan bersih air merentasi membran telap terpilih, manakala tonisiti menerangkan kesan larutan luar terhadap isi padu sel.

Mitokondria dan Penghasilan ATP

Mitokondria menukar tenaga kimia daripada nutrien kepada ATP melalui respirasi sel, dengan membran dalamnya memainkan peranan utama dalam fosforilasi oksidatif.

Mengapa Mitokondria Mempunyai Lipatan Krista?

Membran dalam mitokondria tidak licin. Ia melipat membentuk krista yang menyediakan kawasan membran luas dan mengatur mesin respirasi sel yang membina kecerunan proton serta menghasilkan ATP.

Kloroplas, Tilakoid dan Stroma

Kloroplas membahagikan proses fotosintesis antara membran tilakoid yang menukar tenaga cahaya kepada tenaga kimia dan stroma yang menggunakan hasil itu untuk membantu membina sebatian karbon.

Mitosis: Satu Sel Menjadi Dua

Setiap sel dalam badan kita berasal daripada satu sel telur yang disenyawakan. Kini, badan dewasa mempunyai berpuluh trilion sel, dan kebanyakan sel bernukleus membawa set kromosom lengkap yang pada asasnya berasal daripada genom yang sama. Bagaimana satu sel boleh membahagi menjadi dua tanpa "kehabisan" bahan genetiknya?

Apoptosis: Kematian Sel Terprogram

Apoptosis ialah proses terkawal yang membolehkan organisma menyingkirkan sel tertentu semasa perkembangan, pembaharuan tisu dan tindak balas terhadap kerosakan.

Biologi Molekul

Ribosom dan Proses Translasi

Ribosom membaca urutan kodon pada RNA pengutus dan, dengan bantuan RNA pemindah, menyusun asid amino menjadi rantai polipeptida melalui proses translasi.

Genetik

DNA Menyimpan Maklumat Genetik

Hampir setiap sel dalam badan kita mengandungi DNA yang membawa arahan lengkap untuk membina dan menjalankan seluruh badan, daripada warna mata hingga cara sel jantung berdenyut. Bagaimana arahan sekompleks itu boleh disimpan dalam struktur molekul yang begitu kecil?

Kenapa Suara Sendiri Kedengaran Berbeza dalam Rakaman?

Ketika kita bercakap, telinga menerima suara sendiri melalui udara serta getaran yang sampai ke telinga dalam melalui tulang dan tisu kepala. Rakaman yang dimainkan melalui pembesar suara biasa terutama menghasilkan semula komponen melalui udara, lalu bunyinya boleh terasa asing.

Sistem Pernafasan

Kenapa Satu Lubang Hidung Terasa Lebih Lega?

Aliran udara melalui kedua-dua lubang hidung memang boleh berubah secara bergilir. Mukosa pada satu sisi membengkak sedikit sementara sisi lain lebih lapang, kemudian corak itu boleh bertukar.

Sistem Peredaran Darah

Kenapa Urat Darah Kelihatan Biru?

Urat darah yang kelihatan kebiruan di bawah kulit bukan mengandungi darah biru. Warna itu terhasil daripada interaksi cahaya dengan kulit, darah dan cara sistem penglihatan menilai warna secara relatif terhadap sekeliling.

Ingatan — Jejak Pengalaman dalam Otak

Ramai orang awam membayangkan ingatan disimpan dalam otak seperti fail dalam komputer, dengan setiap ingatan mempunyai "lokasi" tertentu yang boleh dibuka semula bila-bila masa. Sebenarnya, ingatan diwakili dengan cara yang sama sekali berbeza: sebagai pola aktiviti dan perubahan yang tersebar merentasi berjuta-juta neuron, termasuk perubahan pada kekuatan sambungan antara mereka.

Kulit

Bagaimana Pelindung Matahari Melindungi Kulit?

Pelindung matahari mengurangkan jumlah sinaran ultraungu yang sampai ke kulit, tetapi perlindungannya bergantung pada spektrum produk, jumlah sapuan dan penggunaan semula.

Homeostasis

Kenapa Makanan Masin Membuat Kita Dahaga?

Makanan yang sangat masin boleh meningkatkan kepekatan zat terlarut dalam cecair badan. Sistem kawalan air badan mengesan perubahan ini, mencetuskan rasa dahaga dan membantu buah pinggang mengekalkan air.

Fisiologi

Selepas Berpusing, Mengapa Dunia Masih Terasa Bergerak?

Selepas berpusing beberapa kali (seperti ketika menaiki permainan taman tema atau ketika kanak-kanak berpusing-pusing semasa bermain), kita rasa pening dan dunia seolah-olah masih berputar walaupun kita sudah berhenti. Kenapa otak masih "merasakan" pergerakan yang sebenarnya sudah tidak berlaku?

Fisiologi

Kenapa Peluh Menyejukkan Badan?

Peluh tidak menyejukkan badan hanya kerana ia membasahi kulit. Penyejukan berlaku terutamanya apabila air dalam peluh menyejat, iaitu berubah daripada cecair kepada wap sambil mengambil tenaga haba daripada kulit.