Reke v spodnjem toku delajo vijuge, ki jih imenujemo rečni okljuki ali meandri. Sprva je tok približno sinusoiden,  sčasoma pa imajo ovinki vedno bolj kačasto in zavito obliko. Ukrivljenost se lahko tako močno poveča, da se struga združi sama s seboj, pri čemer se meander odcepi, iz njega pa nastane mrtvica. Raziskovalca z Univerze Harvard in Univerze v New Yorku je zanimalo, kako predvidljivo je obnašanje rečne struge, ki meandrira. Ugotovila sta, da je razvoj struge kaotičen, če reka dela meandre, ki se odcepijo in iz njih nastanejo mrtvice. Študijo sta objavila v reviji Communications Earth and Environment. 

Za sistem pravimo, da je kaotičen, če je zelo občutljiv na spremembo začetnih pogojev. Atmosfera se obnaša kot kaotični sistem, zato vremena ne moremo napovedati za več kot nekaj dni vnaprej. V primeru rečne struge pa to pomeni, da lahko le majhna sprememba toka, ki je v naravi morda posledica podrtja velikega drevesa, nepredvidljivo spremeni strugo. Spreminjanja rečne struge zaradi kaotičnosti sistema ni mogoče napovedati za več let vnaprej. Matematično lahko kaos opišemo tako, da definiramo Hammingovo razdaljo kot odstopanje med oblikama tokov. Na začetku simulacije je lahko ta razdalja poljubno majhna, a ko spreminjanje struge simuliramo dlje časa, se Hammingova razdalja eksponentno povečuje. Sčasoma bosta torej toka povsem različna. 

Raziskovalca sta za simulacijo sprememb uporabila prostodostopen kinematični model. Modeliranje struge s kinematičnim modelom omogoča, da spremljamo, kako ukrivljenost struge povzroča nadaljnje bočno zvijanje meandrov. Drugih dejavnikov, kot so transport sedimentov, vegetacija in spremenljivost toka, nista upoštevala. Sestavila sta dvodimenzionalno polje, v katerem je bila vsaka celica označena z ena ali nič glede na to, ali je pripadala strugi ali ne. Hammingova razdalja je bila torej le število različno označenih celic pri dveh tokovih. Če je bilo na primer pet istih celic pri prvem toku označenih z ena in pri drugem z nič, je bila Hammingova razdalja med tema tokovoma pet. Model sta večkrat pognala in opazovala, kako se spreminja razdalja med referenčnim tokom in tokovi z malo spremenjenimi začetnimi pogoji.

Modelirala sta dve situaciji. V prvi je reka tvorila meandre, ki se nikoli niso odcepili od glavne struge, kar se v naravi sicer ne more zgoditi. V drugi situaciji pa so se dovolj ukrivljeni meandri ločili od toka. Njihova vrednost na polju se je spremenila iz ena v nič in struga se je na tistem delu skrajšala. Rezultati simulacije so pokazali, da se tok brez odcepitve meandrov ni obnašal kaotično. Hammingova razdalja med strugami z malo spremenjenimi začetnimi položaji je bila namreč vedno enaka nič. V primeru z odrezanimi meandri pa sta se tokova z nekoliko različnima začetnima stanjema sčasoma vedno bolj oddaljevala. Razdalja se je povečevala eksponentno, kar je značilnost kaotičnega sistema. Zaključila sta torej, da ravno ločitev meandrov od toka povzroči kaotično obnašanje rek. To se zgodi, ker ločitev meandra resetira strugo, kar ojača vpliv začetnih razlik. 

Kljub očitno povsem svojeglavi naravi rek pa za konec omenimo še, da reke v Sloveniji večinoma ne tvorijo več naravnih meandrov ali pa je tvorba zelo upočasnjena. Z gradnjo hidroelektrarn in težnjami po nadzorovanju strug smo tako močno vplivali na njihov tok, da takšna simulacija pri nas služi samo še za pogled v preteklost. 

///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

Cevi v odtokih umivalnikov vsebujejo mikrobne združbe, ki tvorijo plast, imenovano biofilm. Raziskovalno skupino iz ZDA in Velike Britanije je zanimalo, kako menjava odtokov umivalnikov vpliva na mikrobne združbe v odtokih. V bolnišnicah so se biofilmi v odtokih umivalnikov izkazali za točko okužb z bakterijami, odpornimi proti antibiotikom. Zato je raziskovalke in raziskovalce zanimalo tudi, kako preventivni ukrepi na teh točkah vplivajo na odpornost mikrobov proti antibiotikom. Rezultate so objavili v reviji NPJ Antimicrobials and Resistance.

Odpornost mikrobov proti antibiotikom je ena največjih groženj za javno zdravje. Skrb dodatno poglablja sposobnost bakterij, da med seboj izmenjujejo gene, tudi gene za odpornost proti antibiotikom. To sposobnost imajo enterobakterije – velika družina bakterij, med katerimi so mnoge patogene, na primer salmonele in šigele. Enterobakterije lahko razvijejo odpornost proti karbapenemom, skupini antibiotikov s širokim spektrom delovanja, ki se običajno uporabljajo za zdravljenje trdovratnih okužb, kot sta salmonela in griža. Na karbapeneme odporne enterobakterije ali CRE se na človeka najpogosteje prenašajo v zdravstvenih ustanovah, najlažje s fizičnim stikom. Mesto prenosa na človeka so tudi odtoki v umivalnikih, saj se tam mešajo odpadne vode, ki ravno v zdravstvenih ustanovah vsebujejo povečano količino antibiotikov in razkužil ter nabor raznovrstnih bakterij. Posledično se ustvari okolje z močnim selekcijskim pritiskom, ki je ugodnejše za mikrobe z odpornostjo na antibiotike.

V primeru prisotnosti odpornih bakterij CRE v odtokih je preventivni ukrep menjava odtočnih cevi ter uporaba razkužil, kot sta natrijev hipoklorit in vodikov peroksid. Spremljanje sestave bakterijskih združb po vpeljavi preventivnih ukrepov je še vedno pomanjkljivo, zato so v raziskavi spremljali stanje bakterijskega filma tri zaporedne mesece pred in tri zaporedne mesece po menjavi odtokov v umivalnikih na oddelku za intenzivno terapijo v bolnišnici Univerze v Virginiji. Vzorce biofilma iz odtokov so vzeli enkrat na mesec v šestih sobah in spremljali sestavo bakterijske združbe, predvsem jih je zanimala prisotnost CRE. Spreminjanje mikrobne populacije so spremljali z metagenomskim sekvenciranjem, prisotnost bakterij, odpornih na karbapeneme,  pa so potrdili z metodo PCR.

Primerjava vzorcev iz cevi umivalnikov je pokazala, da je taksonomska pestrost bakterijskih združb zelo spremenljiva in tudi neenakomerna. Ta raznolikost se je pokazala pri vsakem vzorčenju v vseh časovnih točkah. Kljub temu so opazili trend, da so po menjavi cevi narasle populacije nekaterih vrst enterobakterij, zmanjšale pa so se populacije bakterij, ki so v odpadni vodi naravno prisotne. Pred menjavo cevi so bili štirje od šestih odtokov pozitivni na odporne bakterije CRE v vseh treh mesecih. Po menjavi cevi je bilo vseh šest odtokov pozitivnih na eno ali več vrst CRE vsaj enkrat v treh mesecih vzorčenja. Verjetnost, da odporne bakterije CRE najdemo v odtokih umivalnikov, se je po zamenjavi cevi podvojila. Močno je narasla tudi množina genov za odpornost proti karbapenemom – v nekaterih sobah je bila tudi do trikrat večja.

Raziskovalna ekipa je ugotovila, da je ukrep, ki ga sicer štejemo za učinkovitega, poslabšal stanje na točkah okužb z enterobakterijami. Predpostavljajo, da so hitro rastoče vrste, kot so enterobakterije, najprej naselile nove cevi, ker te še niso imele vzpostavljene mikrobne združbe. Ker so bolnišnice okolja s povečano izpostavljenostjo antibiotikom, so imele enterobakterije z odpornostjo na karbapeneme še dodatno prednost pri poselitvi. V novih ceveh so bile manj zastopane družine nepatogenih bakterij, ki jih naravno najdemo v odpadnih vodah. Posledično je manjši selekcijski pritisk na CRE, kar dodatno omogoča njihovo naselitev. Raziskovalke in raziskovalci zato izpostavljajo nujo po dodatnih raziskavah o zvezi med mikrobno kolonizacijo v odtokih in populacijami bakterij, odpornih proti antibiotikom.

Čez biofilme sta meandrirali vajenka Staša in Špela.