Znajdź zawartość

Wszystkie organizmy żywe wykorzystują metale w czasie podstawowych funkcji życiowych, od oddychania po transkrypcję DNA. Już najwcześniejsze organizmy jednokomórkowe korzystały z metali, a metale znajdziemy w niemal połowie enzymów. Często są to metale przejściowe. Naukowcy z University of Michigan, California Institute of Technology oraz University of California, Los Angeles, twierdzą, że żelazo było tym metalem przejściowym, który umożliwił powstanie życia. Wysunęliśmy radykalną hipotezę – żelazo było pierwszym i jedynym metalem przejściowym wykorzystywanym przez organizmy żywe. Naszym zdaniem życie oparło się na tych metalach, z którymi mogło wchodzić w interakcje. Obfitość żelaza w pierwotnych oceanach sprawiła, że inne metale przejściowe były praktycznie niewidoczne dla życia, mówi Jena Johnson z University of Michigan. Johnson połączyła siły z profesor Joan valentine z UCLA i Tedem Presentem z Caltechu. Profesor Valentine od dawna bada, jakie metale wchodziły w skład enzymów u wczesnych form życia, umożliwiając im przeprowadzanie niezbędnych procesów życiowych. Od innych badaczy wielokrotnie słyszała, że przez połowę historii Ziemi oceany były pełne żelaza. W mojej specjalizacji, biochemii i biochemii nieorganicznej, w medycynie i w procesach życiowych, żelazo jest pierwiastkiem śladowym. Gdy oni mi powiedzieli, że kiedyś nie było pierwiastkiem śladowym, dało mi to do myślenia, mówi uczona. Naukowcy postanowili więc sprawdzić, jak ta obfitość żelaza w przeszłości mogła wpłynąć na rozwój życia. Ted Present stworzył model, który pozwolił na sprecyzowanie szacunków dotyczących koncentracji różnych metali w ziemskich oceanach w czasach, gdy rozpoczynało się życie. Najbardziej dramatyczną zmianą, jaka zaszła podczas katastrofy tlenowej, nie była zmiana koncentracji innych metali, a gwałtowny spadek koncentracji żelaza rozpuszczonego w wodzie. Nikt dotychczas nie badał dokładnie, jaki miało to wpływ na życie, stwierdza uczona. Badacze postanowili więc sprawdzić, jak przed katastrofą tlenową biomolekuły mogły korzystać z metali. Okazało się, że żelazo spełniało właściwie każdą niezbędną rolę. Ich zdaniem zdaniem, ewolucja może korzystać na interakcjach pomiędzy jonami metali a związkami organicznymi tylko wówczas, gdy do interakcji takich dochodzi odpowiednio często. Obliczyli maksymalną koncentrację jonów metali w dawnym oceanie i stwierdzili, że ilość jonów innych biologiczne istotnych metali była o całe rzędy wielkości mniejsza nią ilość jonów żelaza. I o ile interakcje z innymi metalami w pewnych okolicznościach mogły zapewniać ewolucyjne korzyści, to - ich zdaniem - prymitywne organizmy mogły korzystać wyłącznie z Fe(II) w celu zapewnienia sobie niezbędnych funkcji spełnianych przez metale przejściowe. Valentine i Johnson chciały sprawdzić, czy żelazo może spełniać w organizmach żywych te funkcje, które obecnie spełniają inne metale. W tym celu przejrzały literaturę specjalistyczną i stwierdziły, że o ile obecnie życie korzysta z innych metali przejściowych, jak cynk, to nie jest to jedyny metal, który może zostać do tych funkcji wykorzystany. Przykład cynku i żelaza jest naprawdę znaczący, gdyż obecnie cynk jest niezbędny do istnienia życia. Pomysł życia bez cynku był dla mnie trudny do przyjęcia do czasu, aż przekopałyśmy się przez literaturę i zdałyśmy sobie sprawę, że gdy nie ma tlenu, który utleniłby Fe(II) do Fe(III) żelazo często lepiej spełnia swoją rolę w enzymach niż cynk, mówi Valentine. Dopiero po katastrofie tlenowej, gdy żelazo zostało utlenione i nie było tak łatwo biologicznie dostępne, życie musiało znaleźć inne metale, które wykorzystało w enzymach. Zdaniem badaczy, życie w sytuacji powszechnej dostępności żelaza korzystało wyłącznie z niego, nie pojawiła się potrzeba ewolucji w kierunku korzystania w innych metali. Dopiero katastrofa tlenowa, która dramatycznie ograniczyła ilość dostępnego żelaza, wymusiła ewolucję. Organizmy żywe, by przetrwać, musiały zacząć korzystać z innych metali. Dzięki temu pojawiły się nowe funkcje, które doprowadziły do znanej nam dzisiaj różnorodności organizmów żywych. « powrót do artykułu

Jedno z ważnych pytań o początki życia brzmi: w jaki sposób cząstki RNA swobodnie przemieszczające się w pierwotnej zupie zostały opakowane w chronione błoną komórki. Odpowiedź na to pytanie zaproponowali właśnie na łamach Science Advances inżynierowie i chemicy z Uniwersytetów w Chicago i w Houston oraz Jack Szostak, laureat Nagrody Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny. W swoim artykule pokazują, jak przed 3,8 miliardami lat krople deszczu mogły ochronić pierwsze protokomórki i umożliwić powstanie złożonych organizmów żywych. Uczeni przyjrzeli się koacerwatom, dużym grupom cząstek, samoistnie tworzącym się w układach koloidalnych (niejednorodnych mieszaninach). Zachowanie koacerwatów można porównać do zachowania kropli oleju w wodzie. Już dawno pojawiła się hipoteza, że nie posiadające błon mikrokrople koacerwatów mogły być modelowymi protokomórkami, gdyż mogą rosnąć, dzielić się i gromadzić wewnątrz RNA. Jednak błyskawiczna wymiana RNA pomiędzy koacerwatami, ich szybkie łączenie się, zachodzące w ciągu minut oznaczają, że poszczególne krople nie są w stanie utrzymać swojej odrębności genetycznej. To zaś oznacza, że ewolucja darwinowska nie jest możliwa, a populacja takich protokomórek byłaby narażona na błyskawiczne załamanie w wyniku rozprzestrzeniania się pasożytniczego RNA, czytamy w artykule. Innymi słowy każda kropla, która zawierałaby mutację potencjalnie użyteczną na drodze do powstania życia, błyskawicznie wymieniałaby swoje RNA z innymi RNA, nie posiadającymi takich pożytecznych mutacji. W bardzo szybkim tempie wszystkie krople stałyby się takie same. Nie byłoby różnicowania, konkurencji, a zatem nie byłoby ewolucji i nie mogłoby powstać życie. Jeśli dochodzi do ciągłej wymiany molekuł czy to między kroplami czy między komórkami i po krótkim czasie wszystkie one wyglądają tak samo, to nie pojawi się ewolucja. Będziemy mieli grupę klonów, wyjaśnia Aman Agrawal z Pritzker School of Molecular Engineering na University of Chicago. Nauka od dawna zastanawia się, co było pierwszą molekułą biologiczną. To problem kury i jajka. DNA koduje informacje, ale nie przeprowadza żadnych działań. Białka przeprowadzają działania, ale nie przenoszą informacji. Badacze tacy jak Szostak wysunęli hipotezę, że pierwsze było RNA. To molekuła jak DNA, zdolna do kodowania informacji, ale zawija się jak białko. RNA było więc kandydatem na pierwszy materiał biologiczny, a koacerwaty kandydatami na pierwsze protokomórki. Wszystko wydawało się dobrze układać, aż w 2014 roku Szostak opublikował artykuł, w którym informował, że wymiana materiału pomiędzy kroplami koacerwatów zachodzi zbyt szybko. Możesz stworzyć różnego rodzaju krople koacerwatów, ale nie zachowają one swojej unikatowej odrębności. Zbyt szybko będą wymieniały RNA. To był problem z którym przez długi czas nie potrafiono sobie poradzić, mówi Szostak. W naszym ostatnim artykule wykazaliśmy, że problem ten można przynajmniej częściowo przezwyciężyć, jeśli koacerwaty zamkniemy w wodzie destylowanej – na przykład wodzie deszczowej czy jakiejś innej słodkiej wodzie. W kroplach takich pojawia się rodzaj wytrzymałej błony, która ogranicza wymianę zawartości, dodaje uczony. Na trop tego zjawiska naukowcy wpadli, gdy Aman Agrawal był na studiach doktoranckich. Badał zachowanie koacerwatów poddanych działaniu pola elektrycznego w destylowanej wodzie. Jego badania nie miały nic wspólnego z początkami życia. Interesował go fascynujący materiał z inżynieryjnego punktu widzenia. Manipulował napięciem powierzchniowym, wymianą soli, molekuł itp. Chciał w swojej pracy doktorskiej badać podstawowe właściwości koacerwatów. Pewnego dnia Agrawal jadł obiad z promotorem swojej pracy magisterskiej, profesorem Alamgirem Karimem oraz jego starym znajomym, jednym ze światowych ekspertów inżynierii molekularnej, Matthew Tirrellem. Tirrell zaczął się zastanawiać, jak badania Agrawala nad wpływem wody destylowanej na koacerwaty mogą się mieć do początków życia na Ziemi. Zadał swoim rozmówcom pytanie, czy 3,8 miliarda lat temu na naszej planecie mogła istnieć woda destylowana. Spontanicznie odpowiedziałem „deszczówka”! Oczy mu się zaświeciły i od razu było widać, że jest podekscytowany tym pomysłem. Tak połączyły się nasze pomysły, wspomina profesor Karim. Tirrell skontaktował Agrawla z Szostakiem, który niedawno rozpoczął na Uniwersytecie Chicagowskim nowy projekt badawczy, nazwany z czasem Origins of Life Initiative. Profesor Tirrel zadał Szostakowi pytanie: Jak sądzisz, skąd na Ziemi przed powstaniem życia mogła wziąć się woda destylowana. I Jack odpowiedział dokładnie to, co już usłyszałem. Że z deszczu. Szostak dostarczył Agrawalowi próbki DNA do badań, a ten odkrył, że dzięki wodzie destylowanej transfer RNA pomiędzy kroplami koacerwatów znacząco się wydłużył, z minut do dni. To wystarczająco długo, że mogło dochodzić do mutacji, konkurencji i ewolucji. Gdy mamy populację niestabilnych protokomórek, będą wymieniały materiał genetyczny i staną się klonami. Nie ma tutaj miejsca na ewolucję w rozumieniu Darwina. Jeśli jednak ustabilizujemy te protokomórki tak, by przechowywały swoją unikatową informację wystarczająco długo, co najmniej przez kilka dni, może dojść do mutacji i cała populacja będzie ewoluowała, stwierdza Agrawal. Początkowo Agrawal prowadził swoje badania z komercyjnie dostępną laboratoryjną wodą destylowaną. Jest ona wolna od zanieczyszczeń, ma neutralne pH. Jest bardzo odległa od tego, co występuje w naturze. Dlatego recenzenci pisma naukowego, do którego miał trafić artykuł, zapytali Agrawala, co się stanie, jeśli woda będzie miała odczyn kwasowy, będzie bardziej podobna do tego, co w naturze. Naukowcy zebrali więc w Houston deszczówkę i zaczęli z nią eksperymentować. Gdy porównali wyniki badań z wykorzystaniem naturalnej deszczówki oraz wody destylowanej laboratoryjnie, okazało się, że są one identyczne. W obu rodzajach wody panowały warunki, które pozwalałyby na ewolucję RNA wewnątrz koacerwatów. Oczywiście skład chemiczny deszczu, który pada obecnie w Houston, jest inny, niż deszczu, który padał na Ziemi przed 3,8 miliardami lat. To samo zresztą można powiedzieć o modelowych protokomórkach. Autorzy badań dowiedli jedynie, że taki scenariusz rozwoju życia jest możliwy, ale nie, że miał miejsce. Molekuły, których użyliśmy do stworzenia naszych protokomórek to tylko modele do czasu, aż znajdziemy bardziej odpowiednie molekuły. Środowisko chemiczne mogło się nieco różnić, ale zjawiska fizyczne były takie same, mówi Agrawal. « powrót do artykułu

Ekosfera jest tradycyjnie definiowana, jako odległość pomiędzy gwiazdą, a planetą, która umożliwia istnienie wody w stanie ciekłym na planecie. To obszar wokół gwiazdy, w którym na znajdujących się tam planetach może istnieć życie. Jednak grupa naukowców z University of Georgia uważa, że znacznie lepsze byłoby określenie „ekosfery fotosyntezy”, czyli wzięcie pod uwagi nie tylko możliwości istnienia ciekłej wody, ale również światła, jakie do planety dociera z gwiazdy macierzystej. O życiu na innych planetach nie wiemy nic pewnego. Jednak poglądy na ten temat możemy przypisać do jednej z dwóch szkół. Pierwsza z nich mówi, że na innych planetach ewolucja mogła znaleźć sposób, by poradzić sobie z pozornie nieprzekraczalnymi barierami dla życia, jakie znamy z Ziemi. Zgodnie zaś z drugą, życie w całym wszechświecie ograniczone jest uniwersalnymi prawami fizyki i może istnieć jedynie w formie podobnej do życia na Ziemi. Naukowcy z Georgii rozpoczęli swoje badania od przyznania racji drugiej ze szkół i wprowadzili pojęcie „ekosfery fotosyntezy”. Znajdujące się w tym obszarze planety nie tylko mogą utrzymać na powierzchni ciekłą wodę – zatem nie znajdują się ani zbyt blisko, ani zbyt daleko od gwiazdy – ale również otrzymują wystarczająca ilość promieniowania w zakresie od 400 do 700 nanometrów. Promieniowanie o takich długościach fali jest na Ziemi niezbędne, by zachodziła fotosynteza, umożliwiające istnienie roślin. Obecność fotosyntezy jest niezbędne do poszukiwania życia we wszechświecie. Jeśli mamy rozpoznać biosygnatury życia na innych planetach, to będą to sygnatury atmosfery bogatej w tlen, gdyż trudno jest wyjaśnić istnienie takiej atmosfery bez obecności organizmów żywych na planecie, mówi główna autorka badań, Cassandra Hall. Pojęcie „ekosfery fotosyntezy” jest zatem bardziej praktyczne i dające szanse na znalezienie życia, niż sama ekosfera. Nie możemy oczywiście wykluczyć, że organizmy żywe na innych planetach przeprowadzają fotosyntezę w innych zakresach długości fali światła, jednak istnieje pewien silny przekonujący argument, że zakres 400–700 nm jest uniwersalny. Otóż jest to ten zakres fal światła, dla którego woda jest wysoce przezroczysta. Poza tym zakresem absorpcja światła przez wodę gwałtownie się zwiększa i oceany stają się dla takiego światła nieprzezroczyste. To silny argument za tym, że oceaniczne organizmy w całym wszechświecie potrzebują światła w tym właśnie zakresie, by móc prowadzić fotosyntezę. Uczeni zauważyli również, że życie oparte na fotosyntezie może z mniejszym prawdopodobieństwem powstać na planetach znacznie większych niż Ziemia. Planety takie mają bowiem zwykle bardziej gęstą atmosferę, która będzie blokowała znaczną część światła z potrzebnego zakresu. Dlatego też Hall i jej koledzy uważają, że życia raczej należy szukać na mniejszych, bardziej podobnych do Ziemi planetach, niż na super-Ziemiach, które są uważane za dobry cel takich poszukiwań. Badania takie, jak przeprowadzone przez naukowców z University of Georgia są niezwykle istotne, gdyż naukowcy mają ograniczony dostęp do odpowiednich narzędzi badawczych. Szczegółowe plany wykorzystania najlepszych teleskopów rozpisane są na wiele miesięcy czy lat naprzód, a poszczególnym grupom naukowym przydziela się ograniczoną ilość czasu. Dlatego też warto, by – jeśli ich badania polegają na poszukiwaniu życia – skupiali się na badaniach najbardziej obiecujących obiektów. Tym bardziej, że w najbliższych latach ludzkość zyska nowe narzędzia. Od 2017 roku w Chile budowany jest europejski Extremely Large Telescope (ELT), który będzie znacznie bardziej efektywnie niż Teleskop Webba poszukiwał tlenu w atmosferach egzoplanet. Z kolei NASA rozważa budowę teleskopu Habitable Exoplanet Observatory, który byłby wyspecjalizowany w poszukiwaniu biosygnatur na egzoplanetach wielkości Ziemi. Teleskop ten w 2035 roku miałby trafić do punktu L2, gdzie obecnie znajduje się Teleskop Webba. « powrót do artykułu

Długie życie kobiet po menopauzie to zagadka. Zgodnie z obowiązującym poglądem, selekcja naturalna promuje tych, którzy mogą się rozmnażać. Dlatego w pierwszych dekadach życia nasze organizmy lepiej radzą sobie z pojawiającymi się mutacjami. Jednak po okresie reprodukcyjnym, mechanizm ochronny zostaje wyłączony, po menopauzie komórki stają się bardziej podatne na mutacje. Dla większości zwierząt oznacza to szybką śmierć. Wyjątkiem są tu ludzie i niektóre walenie. Z ewolucyjnego punktu widzenia długie życie po menopauzie to zagadka. Nie zyskujemy bowiem kilku lat. Mamy cały długi etap życia po przekroczeniu zdolności do reprodukcji, mówi profesor antropologii Michael Gurven z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Barbara. Naukowiec przywołuje tutaj przykład naszych bliskich krewnych, szympansów, u których dobrze widać związek pomiędzy płodnością a zdolnością do przeżycia, a długość życia tych zwierząt spada wraz ze spadkiem zdolności reprodukcyjnych. Gurven we współpracy z ekologiem populacyjnym Razielem Davisonem opublikowali artykuł, w którym rzucają wyzwanie przekonaniu, że po okresie reprodukcyjnym ochronne mechanizmy doboru naturalnego u ludzi zostają wyłączone. Obaj uczeni stwierdzają, że długie życie po utracie zdolności do reprodukcji nie jest u ludzi tylko i wyłącznie zasługą postępów medycyny i opieki zdrowotnej. Wyewoluowaliśmy możliwość długiego życia, stwierdza Gurven. A długie życie wynika z wartości, jakie niesie ze sobą obecność starszych dorosłych. Taki pomysł krążył wśród naukowców już od pewnego czasu. My go sformalizowaliśmy i zadaliśmy pytanie, jakie wartości – z ewolucyjnego punktu widzenia – wnoszą starsi dorośli. Jeną z prób wyjaśnienia tego fenomenu jest hipoteza babki, mówiąca, że kobieta po menopauzie, pomagając swojej córce w wychowaniu dzieci, wpływa na polepszenie jej kondycji fizycznej, dzięki czemu córka może mieć więcej dzieci, co z kolei zwiększa szanse przetrwania genów matki. Zatem nie chodzi tutaj o reprodukcję, a rodzaj pośredniej reprodukcji. Możliwość wykorzystania całej puli zasobów, a nie tylko zasobów własnych, zupełnie zmienia reguły gry wśród zwierząt społecznych, wyjaśnia Davison. Gurven i Davison przyjrzeli się elementowi, który jest motywem centralnym hipotezy babki, czyli transferom międzygeneracyjnym, a mówiąc prościej – dzieleniem się zasobami pomiędzy młodszym a starszym pokoleniem. Najbardziej widocznym przejawem takiego dzielenia się zasobami jest podział pożywienia wśród społeczności nieuprzemysłowiony. Od chwili urodzin muszą minąć mniej więcej 2 dekady, by człowiek zaczął wytwarzać więcej pożywienia, niż sam konsumuje, mówi Gurven, który badał demografię i gospodarkę boliwijskiego ludu Tsimane i innych rdzennych mieszkańców Ameryki Południowej. Zanim dzieci dorosną, będą w stanie o siebie zadbać i stać się produktywnym członkiem społeczności, dorośli muszą włożyć dużo wysiłku w zdobycie i przygotowanie dla nich żywności. Jest to możliwe dlatego, że dorośli są w stanie wytworzyć więcej żywności niż tylko na własne potrzeby. Ta zdolność pojawiła się w naszej ewolucji już dawno i jest obecna też w wysoko rozwiniętych społeczeństwach przemysłowych. W naszym modelu duże nadwyżki wytwarzane przez dorosłych pozwalają poprawić szanse na przeżycie i płodność krewniaków oraz innych członków grupy, którzy również dzielą się swoimi nadwyżkami. Patrząc tylko z punktu widzenia produkcji żywności widzimy, że najwyższą wartość mają tutaj ludzie w wieku rozrodczym. Gdy jednak wykorzystaliśmy dane demograficzny i gospodarcze z wielu różnych społeczności łowiecko-zbierackich i rolniczych okazało się, że nadwyżki dostarczane przez starszych dorosłych, również mają pozytywny wpływ na grupę. Obliczyliśmy, że dłuższe życie starszych osób ma wartość kilku dodatkowych dzieci, mówi Davison. Okazuje się jednak, że osoby starsze mają swoją wartość, ale tylko do pewnego wieku. Nie wszystkie babki są cenne. Mniej więcej w połowie 7. dekady życia w społecznościach łowiecko-zbierackich i rolniczych starsze osoby zaczynają zużywać więcej zasobów, niż dostarczają. Ponadto w tym czasie większość ich wnuków już ich nie potrzebuje, więc grupa krewnych, która korzysta z ich pomocy jest mała. Żywność to jednak nie wszystko. Starsze osoby uczą i socjalizują dzieci. To właśnie na tym polega ich największa wartość. Nie dostarczają już tak dużych nadwyżek żywności, jak kiedyś, ale dzielą się z wnukami swoimi umiejętnościami i doświadczeniem oraz odciążają rodziców od opieki nad dziećmi. Gdy zdasz sobie sprawę z tego, że starsi pomagają młodszemu pokoleniu w utrzymaniu kondycji pozwalającej mu na wytwarzanie dużych nadwyżek, łatwo zauważysz, że to spora korzyść z obecności starszych aktywnych osób. Starsi nie tylko dają coś grupie, ale ich użyteczność dla grupy powoduje, że i oni coś od niej otrzymują. Czy to nadwyżki żywności, czy to ochronę i opiekę. Innymi słowy, współzależności występują w obie strony, od starszych do młodszych i od młodszych do starszych, wyjaśnia Gurven. Zdaniem obu badaczy, w toku ludzkiej ewolucji stosowane przez naszych przodków strategie i długoterminowe inwestycje w kondycję grupy skutkowały zarówno wydłużonym dzieciństwem jak i niezwykle długim życiem po okresie rozrodczym. Dla kontrastu możemy się tutaj przyjrzeć szympansom, które są w stanie zadbać o siebie już przed osiągnięciem 5. roku życia. Jednak zdobywanie przez nie pokarmu wymaga mniejszych umiejętności i wytwarzają one niewielkie nadwyżki. Mimo to, jak sugerują Gurven i Davison, gdyby przodek szympansa szerzej dzielił się żywnością z grupą, także i u nich pojawiłyby się mechanizmy preferujące długowieczność. To pokazuje, że naszą długowieczność zawdzięczamy współpracy. Szympansie babki rzadko robią coś dla swoich wnucząt, dodaje Gurven. « powrót do artykułu

Odpowiednia dieta może wydłużyć życie nawet o ponad dekadę, informują naukowcy z Uniwersytetu w Bergen. Uczeni przeanalizowali dane z Global Burden of Disease i stwierdzili np., że 20-letnia Amerykanka przechodząc z typowej zachodniej diety na optymalną, może wydłużyć życie o 10,7 lat, a jej rówieśnik o 13 lat. Z kolei 60-latka zyska średnio 8 lat, a 60-latek może wydłużyć życie o 8,8 lat. Norwegowie udostępnili też kalkulator pokazujący, jak poszczególne zmiany diety wpłyną na przewidywaną długość życia. Global Burden of Disease to olbrzymia baza danych tworzona i aktualizowana od ponad 30 lat. Pracuje nad nią niemal 4000 naukowców. Baza zawiera informacje z 204 krajów i terytoriów dotyczące 369 rodzajów chorób i urazów oraz 87 czynników ryzyka. Dieta to jeden z najważniejszych czynników wpływających na nasze zdrowie. Szacuje się, że nieodpowiednia dieta zabija rocznie około 11 milionów osób, a globalny wskaźnik DALY (lata życia skorygowane niesprawnością), który wyraża lata życia utracone w wyniku przedwczesnej śmierci lub uszczerbku na zdrowiu, wynosi 255 milionów (utraconych lat życia na rok). Wraz z rosnącą świadomością dotyczącą wpływu pożywienia na zdrowie i jakość życia, rośnie też zainteresowanie środowisk naukowych tym tematem. Od 2017 roku na całym świecie ukazało się około 250 000 artykułów naukowych, których tematyka była powiązana z żywieniem. Wykonano kilkanaście metaanaliz uwzględniających dane naukowe, a dotyczące wpływu różnych grup żywności na zdrowie. Norwescy naukowcy opracowali własną metodologię, na podstawie której połączyli dane z artykułów naukowych oraz Global Burden of Disease i przeprowadzili metaanalizę dostępnych informacji. Wzięli pod uwagę spodziewaną długość życia i dodali do tego czynnika element zmiany diety, który może mieć pozytywny bądź negatywny wpływ na długość życia. Za punkt wyjścia przyjęli typową dietę zachodnią, którą odtworzyli na podstawie danych dotyczących diety w USA i Europie. Zbadali w ten sposób korzyści, jakie możemy odnieść, zmieniając nasze przyzwyczajenia dietetyczne dla różnych grup pokarmów. Z analiz wynika, że największe korzyści odniesiemy jedząc więcej roślin strączkowych, pełnych ziaren zbóż i orzechów oraz ograniczając spożycie czerwonego mięsa oraz mięsa przetworzonego. Im wcześniej zaczniemy stosować zdrową dietę, tym większe korzyści odniesiemy. Dlatego też osoba, która zaczęła zdrowo odżywiać się w wieku 20 lat może liczyć na większe przedłużenie życia, niż ktoś, to przeszedł na zdrowa dietę później. Największe korzyści można – oczywiście – osiągnąć przy diecie optymalnej. Jednak dla wielu osób jej utrzymanie może być zbyt trudne. Dlatego też Norwegowie obliczyli np., że amerykańska 20-latka, zmieniając typową zachodnią dietę na dietę realną do utrzymania, zyska dodatkowo 6,2 roku życia, a jej rówieśnik może liczyć na zwiększenie spodziewanej długości życia o 7,3 roku. Norwegowie przedstawili 3 scenariusze. Punkt wyjścia, czyli typową dietę zachodnią (TW), dietę realną do utrzymania (FA) oraz dietę optymalną (OD) i dla każdej z nich pokazali, jakie jest lub powinno być spożycie poszczególnych grup pokarmów. I tak: - pełne ziarna zbóż: w typowej diecie zachodniej jest to 50 g, dla diety realnej do utrzymania powinno być to 137,5 g, dla diety optymalnej 225 g; - warzywa: TW 250 g, FA 325 g, OD 400 g - owoce: TW 200 g, FA 300 g, OD 400 g - orzechy: TW 0 g, FA 12,5 g, OD 25 g - strączkowe: TW 0 g, FA 100 g, OD 200 g - ryby: TW 50 g, FA 125 g, OD 200 g - jajka: TW 50 g, FA 37,5 g, OD 25 g - produkty mleczne: TW 300 g, FA 250 g, OD 200 g - oczyszczone ziarna zbóż: TW 150 g, FA 100 g, OD 50 g - czerwone mięso: TW 100 g, FA 50 g, OD 0 g - przetworzone mięso: TW 50 g, FA 25 g, OD 0 g - białe mięso: TW 75 g, FA 62,5 g, OD 50 g - słodzone napoje: TW 500 g, FA 250 g, OD 0 g - dodane oleje roślinne: TW 25 g, FA 25 g, OD 25 g. Naukowcy zauważają, że główne korzyści ze zmiany diety są powiązane ze zmniejszeniem ryzyka chorób układu krążenia, nowotworów i cukrzycy. Autorzy badań piszą, że w zaprezentowanych wyliczeniach skupili się na Stanach Zjednoczonych, ale wyniki dla Europy i Chin były bardzo podobne. Szczegóły badań zostały opublikowane na łamach PLOS Medicine. « powrót do artykułu

Jednym z najważniejszych odkryć dokonanych w ciągu ostatnich 25 lat było stwierdzenie, że w Układzie Słonecznym istnieją światy, gdzie pod powierzchnią skał i lodu kryje się ocean. Takimi obiektami są księżyce wielkich planet jak Europa, Tytan czy Enceladus. Teraz S. Alan Stern z Southwest Research Institute przedstawił hipotezę mówiącą, że takie światy z wewnętrznym ciekłym oceanem (IWOW) są powszechne we wszechświecie i znacząco zwiększają one liczbę miejsc, w których może istnieć życie. Dzięki nim może ono bowiem występować poza wąską ekosferą. Od dawna wiadomo, że planety takie jak Ziemia, z oceanami na powierzchni, muszą znajdować się w ekosferze swoich gwiazd, czyli w takiej odległości od nich, że gdzie temperatura pozwala na istnienie wody w stanie ciekłym. Jednak IWOW mogą istnieć poza ekosferą. Co więcej, obecne tam życie może być znacznie lepiej chronione niż życie na Ziemi. W światach taki jak nasz życie narażone jest na wiele zagrożeń, od uderzeń asteroidów przez niebezpieczne rozbłyski słoneczne po eksplozje pobliskich supernowych. Stern, który zaprezentował swoją hipotez podczas 52. dorocznej Lunar and Planetary Science Conference, zauważa, że światy z wewnętrznym ciekłym oceanem” zapewniają istniejącemu tam życiu lepszą stabilność środowiskową i są mniej narażone na zagrożenia ze strony własnej atmosfery, gwiazdy, układu planetarnego czy galaktyki niż światy takie jak Ziemia, z oceanem na zewnątrz. IWOW są bowiem chronione przez grubą, liczącą nawet dziesiątki kilometrów, warstwę lodu i skał. Uczony zauważa ponadto, że warstwa ta chroni potencjalnie obecne tam życie przed wykryciem jakąkolwiek dostępną nam techniką. Jeśli więc w takich światach istnieje życie i jeśli może w nich rozwinąć się inteligentne życie to – jak zauważa Stern – istnienie IWOW pozwala na poradzenie sobie z paradoksem Fermiego. Jego twórca, Enrico Fermi, zwrócił uwagę, że z jednej strony wszystko wskazuje na to, że wszechświat powinien być pełen życia, w tym życia inteligentnego, a my dotychczas nie mamy dowodu na jego istnienie. Ta sama warstwa, która tworzy w takich światach stabilne i bezpieczne środowisko jednocześnie uniemożliwia wykrycie tego życia, mówi Stern. « powrót do artykułu

Naukowcy poszukujący życia poza Układem Słonecznym zwracają uwagę na planety o podobnej masie, rozmiarach, temperaturze i składzie atmosfery, co Ziemia. Astronomowie z University of Cambridge twierdzą jednak, że istnieje znacznie więcej możliwości, niż tylko znalezienie „drugiej Ziemi”. Na łamach Astrophysical Journal opublikowali artykuł, w którym informują o zidentyfikowaniu nowej klasy planet, na których może istnieć życie. A jako że planety tą są bardziej rozpowszechnione i łatwiejsze do obserwowania niż kopie Ziemi, nie można wykluczyć, że ślady życia poza Układem Słonecznym znajdziemy w ciągu kilku lat. Ta nowa klasa została przez nich nazwana „planetami hyceańskimi”, od złożenia wyrazów „hydrogen” (wodór) i „ocean”. To światy pokryte oceanem o atmosferze bogatej w wodór. Planety hyceańskie otwierają zupełnie nowe możliwości w dziedzinie poszukiwania życia, mówi główny autor badań, doktor Nikku Madhusudhan z Insytutu Astroomii. Wiele z kandydatów na „planety hyceańskie” to obiekty większe i cieplejsze od Ziemi. Ale z ich charakterystyk wynika, że są pokryte olbrzymimi oceanami zdolnymi do podtrzymania życia w takiej formie, jaką znajdujemy z najbardziej ekstremalnych ziemskich środowiskach wodnych. Co więcej, dla planet takich istnieje znacznie większa ekosfera. Ekosfera, przypomnijmy, to taki zakres odległości planety od jej gwiazdy macierzystej, w którym woda na planecie może istnieć w stanie ciekłym. Jak się okazuje, w przypadku „planet hyceańskich” ekosfera jest szersza niż dla planet wielkości Ziemi. W ciągu ostatnich niemal 30 lat odkryliśmy tysiące planet poza Układem Słonecznym. Większość z nich to planety większe od Ziemi, a mniejsze od Neptuna, zwane super-Ziemiami. To zwykle skaliste lub lodowe olbrzymy z atmosferami bogatymi w wodór. Wcześniejsze badania takich planet pokazywały, że jest na nich zbyt gorąco, by mogło tam istnieć życie. Niedawno zespół Madhusudhana prowadził badania super-Ziemi K2-18. Naukowcy odkryli, że w pewnych okolicznościach na planetach takich mogłoby istnieć życie. Postanowili więc przeprowadzić szerzej zakrojone badania, by określić, jakie warunki powinna spełniać planeta i jej gwiazda, by tego typu okoliczności zaszły, które ze znanych egzoplanet je spełniają oraz czy możliwe byłoby zaobserwowanie z Ziemi ich biosygnatur, czyli śladów tego życia. Uczeni stwierdzili, że „planety hyceańskie” mogą być do 2,6 razy większe od Ziemi, temperatura ich atmosfery może dochodzić do 200 stopni Celsjusza, ale warunki panujące w oceanach mogą być podobne do warunków, w jakich w ziemskich oceanach istnieją mikroorganizmy. Do klasy tej należą też „ciemne planety hyceańskie”, których obrót jest zsynchronizowany z ich obiegiem wokół gwiazdy, zatem w stronę gwiazdy zwrócona jest zawsze jedna strona planety. Tego typu ciała niebieskie mogłyby utrzymać życie tylko na stronie nocnej. Planety większe od Ziemi, ale nie bardziej niż 2,6-krotnie, dominują wśród odkrytych planet. Można przypuszczać, że „planety hyceańskie” występują wśród nich dość powszechnie. Dotychczas jednak nie cieszyły się zbyt dużym zainteresowaniem, gdyż skupiano się przede wszystkim na badaniu planet najbardziej podobnych do Ziemi. Jednak sam rozmiar to nie wszystko. Aby potwierdzić, że mamy do czynienia z „planetą hyceańską” musimy też poznać jej masę, temperaturę oraz skład atmosfery. « powrót do artykułu

Wszystkie komórki na Ziemi są zbudowane z błon fosfolipidowych. Teraz udało się zaobserwować molekuły fosfolipidów w przestrzeni kosmicznej. Odkrycie to jest kolejną wskazówką potwierdzającą hipotezę, że życie pojawiło się na Ziemi dzięki komponentom z przestrzeni kosmicznej. Życie na Ziemi pojawiło się ok. 4,4 miliarda lat temu, zaledwie kilkaset lat po formowaniu się Układu Słonecznego. Rodzi się więc pytanie, jak to się stało, że tak szybko pojawiło się wiele złożonych molekuł, niezbędnych do zaistnienia życia. Jedna z możliwych odpowiedzi brzmi: molekuły te już wcześniej istniały w przestrzeni kosmicznej i z niej trafiły na Ziemię. Dotychczas zaobserwowano w kosmosie prekursory białek – aminokwasy czy prokursury rybonukleotydów, tworzących DNA. Teraz okazało się, że w przestrzeni kosmicznej znajdują się też fosfolipidy. Victor Rivilla i jego koledzy z Hiszpańskiego Centrum Astrobiologii w Madrycie poinformowali o odkryciu w kosmosie etanoloaminy, ważnego składnika najprostszych fosfolipidów. Ma to olbrzymie znacznie nie tylko dla teorii dotyczących pochodzenia życia na Ziemi, ale również na innych planetach i ich satelitach we wszechświecie, stwierdzają odkrywcy. Wspomnianą molekułę zaobserwowano podczas analizie światła z międzygwiezdnej chmury molekularnej Sagittarius B2, która znajduje się w odległości zaledwie 390 lat świetlnych od centrum Drogi Mlecznej. Naukowcy od dawna wiedzieli, że jest ona regionem bogatym w molekuły organiczne. Hiszpanie najpierw przeprowadzili symulacje widma światła, jakie powinna dawać etanoloamina w niskich temperaturach, jakie istnieją w badanej chmurze. Następnie przyjrzeli się Sagittariusowi B2 i rzeczywiście znaleźli w nich odpowiednie widma. Wcześniej etanoloaminę znaleziono na meteorytach. Uważa się, że mogła na nich powstać w wyniku nietypowych reakcji, do których dochodziło na asteroidzie, z której meteoryt pochodził. Teraz okazuje się, że molekuła ta jest znacznie bardziej rozpowszechniona w przestrzeni kosmicznej niż sądzono. Rivilla i jego zespół uważają, że etanoloamina mogła znajdować się w mgławicy, z której powstał Układ Słoneczny i to z niej trafiła na Ziemię. « powrót do artykułu

Kontynentalna skorupa ziemska mogła pojawić się nawet 500 milionów lat wcześniej niż dotychczas przypuszczano. Określenie daty jej powstania jest o tyle istotne, że lepiej pomaga zrozumieć warunki, w jakich na naszej planecie pojawiło się życie. Wietrzenie skorupy kontynentalnej dostarcza do oceanów wielu składników odżywczych, które mogły pomóc w utrzymaniu i rozwoju prymitywnego życia. Dlatego tak ważnym jest odpowiedź na pytanie, kiedy pojawiły się kontynenty. Aby na nie odpowiedzieć Desiree Roerdink z Uniwersytetu w Bergen i jej zespół zbadali próbki skał z 6 miejsc w Australii, RPA i Indiach. W próbkach znajdował się baryt, minerał z grupy siarczanów, który może powstawać w pobliżu kominów hydrotermalnych. Baryt się nie zmienia. Jego skład chemiczny nosi ślady środowiska, w jakim powstawał, stwierdziła Roerdink prezentując wyniki swoich badań w czasie spotkania Europejskiej Unii Nauk Geologicznych. Naukowcy wykorzystali stosunek izotopów strontu, by obliczyć, kiedy rozpoczęło się wietrzenie badanych przez nich skał. Na tej podstawie stwierdzili, że po raz pierwszy proces taki miał miejsce około 3,7 miliarda lat temu. Ziemia powstała przed około 4,5 miliardami lat. Z czasem jej zewnętrzna część ostygła na tyle, że powstała sztywna skorupa pokryta globalnym oceanem. Przed około 4 miliardami lat rozpoczął się archaik, epoka geologiczna, w której pojawiło się życie. Mamy silne dowody na to, że co najmniej 3,5 miliarda lat temu na Ziemi istniały mikroorganizmy. Dokładnie jednak nie wiemy, kiedy życie się pojawiło. Aaron Satkoski z University of Texas mówi, że badania grupy Roerdink pokazują, iż życie mogło pojawić się najpierw na lądzie. Badania te pozwalają nam stwierdzić, kiedy istniały lądy, które mogły pomóc w powstaniu życia, stwierdza uczony. « powrót do artykułu

Włoscy uczeni postanowili znaleźć te miejsca Drogi Mlecznej, w których życie może najbezpieczniej się rozwijać. Ocenili historyczną zdolność do podtrzymania życia w Drodze Mlecznej z uwzględnieniem wpływu eksplozji supernowych i rozbłysków gamma. Zjawiska te mogą bowiem zniszczyć życie w zasięgu swojego oddziaływania. Przy okazji zaś przetestowali hipotezę mówiącą, że to rozbłysk gamma był odpowiedzialny za wymieranie w ordowiku (ok. 445 milionów lat temu). Wybuchy supernowych i rozbłyski gamma niosą ze sobą olbrzymią ilość promieniowania, które może odrzeć atmosferę planety z ochronnej warstwy ozonu. Bez tej warstwy do powierzchni planety dociera szkodliwe promieniowanie zdolne do zabicia życia. Przed około 359 milionami lat pobliska supernowa prawdopodobne doprowadziła do masowego wymierania na Ziemi. Gdyby znajdowała się bliżej, mogłaby zabić całe życie. Eksperci z Università dell’Insubria, Osservatorio Astronomico di Brera, Sezione Milano–Bicocca oraz Università Milano–Bicocca zdolność do bezpiecznego utrzymania życia szacowali na podstawie odległości potencjalnych planet typu ziemskiego od centrum galaktyki. Wykorzystali tutaj dane dotyczące pojawiania się supernowych i rozbłysków gamma z historią ewolucji poszczególnych gwiazd oraz z zawartością cięższych pierwiastków (tzw. metali) w gwiazdach w całej galaktyce. Wzięli też pod uwagę prawdopodobieństwo pojawienia się planet typu ziemskiego w pobliżu gwiazd typu M i FGK. W ten sposób mogli sprawdzić, w jakiej odległości od badanych gwiazd doszło do potencjalnie destrukcyjnego wydarzenia astrofizycznego. Na podstawie badań Włosi doszli do wniosku, że jeszcze około 6 miliardów lat temu najbezpieczniejszym regionem dla życia były obrzeża naszej galaktyki. Jednak sytuacja ta uległa zmianie w ciągu ostatnich około 4 miliardów lat. Obecnie od około 500 milionów lat najbezpieczniejszym stał się region położony w odległości 2–8 tysięcy parseków od centrum galaktyki. Jeden parsek to około 3,26 roku świetlnego. Szczęśliwie dla nas niedawne badania wykazały, że Ziemia znajduje się bliżej czarnej dziury niż sądzono, dzięki czemu znaleźliśmy się wewnątrz obszaru wyznaczonego obecnie przez Włochów. Naukowcy potwierdzili przyczynę wspomnianego na wstępie wymierania w ordowiku. To jasno pokazuje, że nasz region nie jest całkowicie bezpieczny, gdyż byłoby to drugie takie wydarzenie w historii Ziemi w ciągu ostatnich 500 milionów lat. Jednak w tym samym czasie krańce Drogi Mlecznej zostały wysterylizowane przez 2-5 długotrwałych rozbłysków gamma, stwierdzają autorzy badań. « powrót do artykułu

Biolodzy mówią, że znalezienie organizmów żywych na morskim dnie pod lodem Antarktyki burzy nasze wyobrażenia o tym, w jaki sposób organizmy żywe mogą przetrwać w środowisku, do którego nie ma dostępu światła słonecznego. Uczeni wwiercili się pod 900-metrowy Lodowiec Szelfowy Flichnera-Ronne i opuścili kamerę, by zbadać osady morskie. Ze zdumieniem zauważyli żyjące tam zwierzęta. Na nagranym wideo widać 16 gąbek oraz 22 inne niezidentyfikowane zwierzęta, w tym prawdopodobnie wąsonogi. Po raz pierwszy w takim miejscu zauważono osiadłe zwierzęta. Jest wiele powodów, dla których nie powinno ich tam być, mówi Huw Griffiths z British Antarctic Survey. Sfilmowane zwierzęta żyją w wodach o temperaturze -2 stopni Celsjusza. Odżywiają się filtrując pokarm z wody. Problem w tym, że odwiertów dokonano 240 kilometrów od otwartych wód, gdzie mogą przetrwać organizmy polegające na fotosyntezie. A to one właśnie stanowią pożywienie dla gąbek i wąsonogów. To jednak nie wszystko, mówi Griffiths. Dzięki znajomości rozkładu prądów morskich w okolicy wiemy, że najbliższe miejsce, gdzie woda wypływa z głębin na powierzchnię, a więc gdzie odbywa się fotosynteza i żyją organizmy będące pokarmem dla gąbek znajduje się w odległości... 600 kilometrów. Obecnie nie wiadomo, czy zauważone zwierzęta to gatunki znane czy nieznane. Nie wiadomo też, jak długo żyją. Niektóre z antarktycznych gąbek szklanych liczą sobie tysiące lat. Nie wiadomo też, jak często się odżywiają. Może być to raz na rok, ale równie dobrze raz na sto lat. Niemal wszystkie zauważone gąbki znaleziono na jednym kamieniu. Tylko jedna, samotna, była na innym. Odkrycie wskazuje, że najbardziej nieprzyjazne środowiska Antarktyki również zawierają życie. Jego zbadanie może pozwolić nam na odpowiedź na pytanie, jak wyglądało życie przed setkami milionów lat, gdy Ziemia była śnieżną kulą. « powrót do artykułu

Zwykle zastanawiamy się, ile pozasłonecznych planet zawierających życie jesteśmy w stanie zaobserwować z Ziemi. Jednak pytanie to można odwrócić. I właśnie to zrobili profesorowie Lisa Kaltenegger z Cornell University i Joshua Pepper z Lehigh University. Postanowili oni zbadać, z ilu układów planetarnych można bezpośrednio obserwować Ziemię. Innymi słowy, ile potencjalnych cywilizacji pozaziemskich, znajdujących się na podobnym etapie rozwoju, może nas badać. Uczeni zidentyfikowali 1004 gwiazdy ciągu głównego, czyli dość podobne do Słońca, które mogą posiadać podobne do Ziemi planety w ekosferze. Wszystkie wspomniane gwiazdy znajdują się w promieniu 300 lat świetlnych od Ziemi, zatem w odległości, z której obca cywilizacja powinna być w stanie wykryć chemiczne sygnatury życia w ziemskiej atmosferze. Odwróćmy nasz punkt widzenia. Przenieśmy się na inne planety i zapytajmy, z których układów planetarnych można obserwować tranzyty Ziemi na tle Słońca, mówi Kaltenegger. Uczona przypomina, że obserwowanie tranzytów to kluczowy sposób obserwowania planet pozasłoneczych i określania ich cech charakterystycznych. Już wkrótce, dzięki Teleskopowi Kosmicznemu Jamesa Webba (JWST), będziemy w stanie – badając tranzyty – określać skład chemiczny atmosfer planet spoza Układu Słonecznego. Jeśli z naszego punktu widzenia jakaś planeta przechodzi na tle swojej gwiazdy, zatem znajduje się w linii prostej pomiędzy swoją gwiazdą a Ziemią, to już teraz – badając zmianę jasności gwiazdy przesłoniętej przez planetę – próbujemy określać np. wielkość planety. Instrument taki jak JWST pozwoli badać światło gwiazdy przechodzące przez atmosferę planety i określić skład chemiczny tej planety. Będziemy więc mogli wykrywać w niej molekuły i inne elementy wskazujące na istnienie życia. To samo jednak mogą robić potencjalne cywilizacje pozaziemskie. Jedynie niewielki ułamek egzoplanet przechodzi na tle swojej gwiazdy z naszego punktu widzenia. Z punktu widzenia wszystkich zidentyfikowanych przez nas układów Ziemia przechodzi na tle Słońca. A to powinno przyciągnąć uwagę potencjalnych obserwatorów. Jeśli poszukujemy inteligentnego życia, które może nas znaleźć i zechcieć nawiązać kontakt, to właśnie stworzyliśmy mapę, gdzie należy szukać, dodaje Kaltenegger.   « powrót do artykułu

Międzynarodowy zespół naukowy, na czele którego stali specjaliści z University of Edinburgh, zidentyfikował geny powiązane ze starzeniem się i wyjaśnia, dlaczego proces starzenia się przebiega tak różnie u różnych ludzi. Wyniki badań sugerują, że utrzymywanie odpowiedniego poziomu żelaza we krwi pomaga starzeć się lepiej i żyć dłużej. Naukowcy oparli swoje badania na na analizie danych genetycznych ponad miliona osób. Jesteśmy bardzo podekscytowani tymi wynikami. Mamy tutaj silną sugestię, że zbyt wysoki poziom żelaza we krwi zmniejsza liczbę zdrowo przeżytych lat oraz że utrzymywanie odpowiedniego poziomu żelaza pozwala kontrolować proces starzenia się. Sądzimy, że nasze odkrycia dotyczące metabolizmu żelaza pozwoli wyjaśnić, dlaczego spożywanie bogatego w żelazo czerwone mięso wiąże się z różnymi schorzeniami wieku starszego, jak na przykład z chorobami serca, mówi główny badać doktor Paul Timmers. Wraz z wiekiem nasz organizm powoli traci zdolność do homeostazy, czyli utrzymywania równowagi pomiędzy poszczególnymi parametrami. Brak tej równowagi jest przyczyną wielu chorób, a w końcu śmierci. Jednak przebieg procesu starzenia się jest bardzo różny u różnych ludzi. U niektórych pojawiają się poważne chroniczne schorzenia już w dość młodym wieku i ludzie ci szybko umierają, inni z kolei żyją w zdrowiu przez bardzo długi czas i do końca swoich dni są w dobrej kondycji. Autorzy najnowszych badań przyjrzeli się genom i odkryli dziesięć regionów odpowiedzialnych za długość życia, długość życia w zdrowiu oraz długość życia w idealnych warunkach. Naukowcy zauważyli, że istnieje silna korelacja pomiędzy tymi trzema czynnikami, a poziomem żelaza we krwi. Badania statystyczne przeprowadzone metodą randomizacji Mendla potwierdziły, że poziom żelaza ma najbardziej istotny wpływ na długość życia w zdrowiu. Na poziom żelaza we krwi wpływ ma nasza dieta. Zbyt wysoki lub zbyt niski jego poziom jest powiązany z chorobami wątroby, chorobą Parkinsona, a w starszym wieku wiąże się z obniżeniem zdolności organizmu do zwalczania infekcji. "Możliwości syntezy hemu spadają wraz z wiekiem. Jego niedobory prowadzą do akumulacji żelaza, stresu oksydacyjnego i dysfunkcji mitochondriów. Akumulacja żelaza pomaga patogenom w podtrzymaniu infekcji, co jest zgodne z obserwowaną u osób starszych podatnością na infekcje. Z kolei nieprawidłowa homeostaza żelaza w mózgu wiąże się z chorobami neurodegeneracyjnymi, jak choroba Alzheimera, Parkinsona czy stwardnienie rozsiane, piszą autorzy badań. Naukowcy zastrzegają, że kwestie te wymagają dalszych badań, ale już przewidują, że ich odkrycie może doprowadzić do opracowania leków, które zmniejszą niekorzystny wpływ starzenia się na zdrowie, wydłużą nie tylko ludzkie życie, ale też okres życia w zdrowiu. « powrót do artykułu

Naukowcy z laboratorium ENIGMA (Evolution of Nanomachinest In Geospheres and Microbial Ancestors) na Rutgers University sądzą, że odtworzyli kształt pierwszej molekuły będącej wspólnym przodkiem współczesnych enzymów, które dały początek życiu na Ziemi. Życie to proces elektryczny. Obwód elektryczny jest katalizowany przez niewielki zestaw protein, które działają jak złożone nanomaszyny, czytamy na stronie laboratorium. ENIGMA jest współfinansowane przez NASA w ramach Astrobiology Program. Sądzimy, że życie powstało z bardzo małych klocków i pojawiło się zestaw Lego, z którego powstały komórki i bardziej złożone organizmy, jak my, mówi główny autor badań, biofizyk Paul G. Falkowski. Naukowcy wykonali analizę porównawczą trójwymiarowych struktur białek, by sprawdzić, czy można na tej podstawie wysnuć wnioski, co do kształtu ich wspólnego przodka. Szczególnie skupili się na podobieństwach pomiędzy kształtami, jakie w trzech wymiarach przyjmują łańcuchy aminokwasów. Poszukiwali prostego topologicznego modelu, który powiedziałby, jak wyglądały pierwsze proteiny, zanim stały się bardziej złożone i zróżnicowane. Odkryliśmy, że dwa powtarzające się wzorce zwijania są kluczowe dla pojawienia się metabolizmu. Prawdopodobnie te metody zawijania mają wspólnego przodka, który za pomocą duplikacji, specjalizacji i różnicowania ewoluował tak, by ułatwić transfer elektronów i katalizę na bardzo wczesnym etapie początków metabolizmu, wyjaśniają naukowcy. Te dwa zidentyfikowane metody zwijania to zwijanie ferredoksyny oraz konformacja Rossmanna. Naukowcy sądzą, że te dwie podstawowe struktury, które mogą mieć wspólnego przodka, posłużyły jako wzorzec dla protein sprzed ponad 2,5 miliarda lat. Przypuszczamy, że pierwszymi proteinami były małe, proste peptydy, któe pobierały elektrony z oceanu, atmosfery lub skał i przekazywały je innym molekułom akceptującym elektrony, mówi biolog molekularny Vikas Nanda. W reakcji transferu elektronu uwalnia się energia i energia ta napędza życie, dodaje. Naukowcy przyznają, że to wszystko jest jedynie hipotezą. Porównywanie kształtu obecnie istniejących protein to metoda pełna ograniczeń, która nie pozwala na uzyskanie pewności co do prawdziwości wnioskowania. Domyślamy się co mogło się wydarzyć, a nie dowodzimy, co się wydarzyło, stwierdzają autorzy badań. Jednak, jak zauważają, można tego typu badania posunąć dalej. Można spróbować odtworzyć w laboratorium hipotetyczne proteiny z przeszłości i sprawdzić, jak działają i jak mogą ewoluować. Naszym głównym celem jest dostarczenie NASA informacji, dzięki którym przyszłe misje naukowe będą wiedziały gdzie i jak poszukiwać życia na planetach pozasłonecznych. Ze szczegółami badań można zapoznać się na łamach PNAS. « powrót do artykułu

Amerykańscy naukowcy stworzyli pierwsze żywe maszyny. Zbudowali je z komórek żaby szponiastej (Xenopus laevis), bezogonowego płaza zamieszkującego Afrykę. Roboty poruszają się i można je dostosowywać do swoich potrzeb. Jednym z najbardziej udanych jest miniaturowa maszyna wyposażona w dwie nogi. Z kolei inny projekt zawiera wewnątrz otwór, w którym może transportować niewielkie ładunki. Jak zapewnia Michael Levin, dyrektor Allen Discovery Center na Tufts University, to całkowicie nowe formy życia. Nigdy wcześniej nie istniały one na Ziemi. To żywe, programowalne organizmy. Tego typu rozwiązanie ma olbrzymie zalety w porównaniu z tradycyjnymi robotami. Po pierwsze, żywe roboty potrafią samodzielnie się naprawić. Po drugie zaś, można je zaprogramować tak, by po wykonaniu zadania ginęły, ulegając naturalnemu rozkładowi, jak inne organizmy żywe. Ich twórcy uważają, że w przyszłości tego typu roboty mogą np. oczyszczać oceany z mikroplastiku, samodzielnie lokalizować i przetwarzać toksyczne substancje, dostarczać leki do wyznaczonego miejsca w organizmie czy w końcu oczyszczać ze złogów ściany naczyń krwionośnych. Projektowaniem robotów zajmuje się specjalny „algorytm ewolucyjny” działający na superkomputerze. Projektowanie zaczyna się od symulacji przypadkowego połączenia 500 do 1000 komórek skóry i serca. Następnie każdy z takich robotów jest wirtualnie testowany. Te projekty, które najlepiej odpowiadają oczekiwaniu naukowców, mają największą szansę wykonać założone zadania, są dalej rozwijane i na ich podstawie tworzy się nowe roboty. Urządzenia są napędzane przez komórki serca, które spontanicznie kurczą się i rozszerzają, działając jak niewielkie silniki. Robotów nie trzeba niczym zasilać. Komórki mają na tyle dużo energii, że żyją przez 7-10 dni. Grupa Levina poczekała na 100. generację robotów stworzonych przez algorytm i z niej wybrała niektóre projekty do zbudowania ich w laboratorium. Jako, że do stworzenia maszyn użyto komórek Xenopus, urządzenia zyskały miano „xenobotów”. Architektura xenobotów jest, jak zapewniają twórcy, skalowalna. Podczas eksperymentów z prawdziwymi robotami powstały takie, które poruszały się w wodzie po linii prostej, inne krążyły w kółko, jeszcze inne tworzyły grupy. Można je wyposażyć w naczynia krwionośne, układ nerwowy czy komórki odbierające np. bodźce świetlne i stworzyć w ten sposób proste oczy. Jeśli do zbudowania robotów użyjemy komórek ssaków, urządzenia będą mogły pracować na suchym lądzie. Głównym celem prac zespołu Levina jest zrozumienie życia i tego, jak ono powstaje i funkcjonuje. Oczywiście rodzi to wiele pytań etycznych, chociażby o status xenobotów. Czy należy uznawać je za roboty, czy za organizmy żywe. I do jakiego stopnia złożony powinien być ich układ nerwowy. Xenoboty zostały szczegółowo opisane na łamach PNAS, w artykule A scalable pipeline for designing reconfigurable organisms. « powrót do artykułu

W meteorytach znajdowano już wiele molekuł będących składnikami życia, co wzmacnia teorie mówiące o jego pozaziemskim pochodzeniu. Teraz znaleziono kolejną z takich molekuł – cukier, będący ważnym składnikiem kodu genetycznego. Yoshihiro Furukawał i jego zespół z Uniwersytetu Tohoku odkryli w analizowanym meteorycie rybozę i inne ważne z biologicznego punktu widzenia cukry. Poinformowano o tym na łamach PNAS. Jeśli chcemy wiedzieć, jak powstało życie, musimy najpierw zrozumieć, jak tworzą się molekuły organiczne i jak wchodzą one w interakcje ze środowiskiem zanim jeszcze powstanie życie. Niestety większość śladów pochodzących z okresu przed pojawieniem się życia na Ziemi została zniszczona wskutek aktywności geologicznej naszej planety. Śladów takich należy więc szukać poza Ziemią, na przykład w meteorytach. Zawierają one bowiem zapis tego, jak wyglądał Układ Słoneczny w pierwszych okresach istnienia naszej planety. To zamrożone kapsuły czasu, stwierdza jeden z autorów najnowszych badań, astrobiolog Daniel Glavin z Goddard Space Fligh Center. Dotychczas w meteorytach znajdowano aminokwasy czy zasady azotowe nukleotydów. Jednak nigdy wcześniej nie znaleziono tam rybozy, która stanowi m.in. element strukturalny RNA. Samo znalezienie molekuł organicznych w meteorytach nie oznacza jeszcze, że to dzięki nim powstało życie na Ziemi. Pokazuje jednak, że istnieją naturalne procesy geologiczne, pozwalające na pojawienie się takich związków na ciałach pozbawionych życia, jak meteoryty czy planety. Zupełnie inną kwestią jest odkrycie w jaki sposób mogło dojść do połączenia takich molekuł i powstania życia. Jednak odnajdowanie kolejnych molekuł organicznych w przestrzeni kosmicznej oznacza, że życie mogło powstać również poza Ziemią. « powrót do artykułu

W materiale wyrzucanym przez gejzery Enceladusa odkryto nowy związek organiczny, który wchodzi w skład aminokwasów. Odkrycia dokonano dzięki szczegółowej analizie danych przekazanych przez sondę Cassini. Na Enceladusie, księżycu Saturna, działają potężne gejzery. Wyrzucają one cząstki lodu z prędkością 400 m/s. Szacuje się, że w ciągu sekundy księżyc wyrzuca 250 kilogramów wody w postaci lodu i pary. Sonda Cassini przechwyciła ten materiał i poddała go analizie. Teraz wiemy, że w ziarnach lodu znajdują się związki organiczne zawierające azot i tlen. Na Ziemi podobne związki wchodzą w reakcje chemiczne tworzące aminokwasy, a cała reakcja napędzana jest energią z kominów hydrotermalnych. Naukowcy sądzą, że podobny proces ma miejsce na Enceladusie, gdzie gejzery zapewniają energię potrzebną do powstawania aminokwasów. Jeśli panują tam odpowiednie warunki, to te molekuły pochodzące z głębi oceanicznych Enceladusa mogą podlegać takim samym reakcjom chemicznym, jakie mają miejsce na Ziemi. Nie wiemy jeszcze, czy aminokwasy są niezbędne, by powstało życie poza Ziemią, ale znalezienie molekuł tworzących aminokwasy to ważna część układanki, mówi Nozair Khawaja z Wolnego Uniwersytetu w Berlinie. Misja sondy Cassini zakończyła się przed 2 laty, ale dostarczyła ona tyle danych, że naukowcy będą je analizowali przez wiele dekad. Zespół, na którego czele stoi Khawaja, wykorzystał dane z urządzenia Cosmic Dust Analyzer, które w pierścieniu E Saturna wykryło lód pochodzący z Enceladusa. Odkryte związki najpierw rozpuściły się w oceanie Enceladusa, później zamarzły na jego powierzchni skąd zostały wyrzucone przez gejzery. Ich odnalezienie uzupełnia ubiegłoroczne odkrycie tego samego zespołu, który stwierdził, że na powierzchni oceanu Enceladusa pływają duże nierozpuszczalne molekuły organiczne. Teraz znaleźliśmy mniejsze rozpuszczalne molekuły, potencjalne prekursory aminokwasów i innych składników, niezbędnych do powstania życia na Ziemi, mówi współautor badań Jon Hillier. « powrót do artykułu

Podczas narodzin i początków ewolucji układów planetarnych panują warunki zdecydowanie niesprzyjające powstaniu życia. W gromadach gwiazd, gdzie powstają takie układy, często dochodzi do bliskich spotkań pomiędzy ciałami niebieskimi i gwałtownych oddziaływań pomiędzy nimi. Jednak naukowcy z University of Sheffield znaleźli pewną pozytywną cechę tego gwałtownego okresu w życiu planet. Model opracowany przez studentkę Bethany Wootton i doktora Richarda Parkera pokazuje, że w tym okresie może dochodzić do sprzyjających powstaniu życia zmian w układach podwójnych. Naukowcy odkryli, że gdy z układem podwójnym gwiazd spotka się trzecia gwiazda, jej oddziaływanie może spowodować, że gwiazdy z układu podwójnego przybliżą się do siebie, a to spowoduje rozszerzenie się ekosfery wokół tych gwiazd. Ekosfera, zwana też „strefą Złotowłosej”, to zakres takich odległości od gwiazdy macierzystej, gdzie na znajdujących się tam planetach może istnieć woda w stanie ciekłym. Nie jest tam ani za gorąco ani za zimno. Na planetach znajdujących się w ekosferze z większym prawdopodobieństwem mogą powstać molekuły niezbędne do utworzenia życia niż na planetach spoza ekosfery. Około 1/3 gwiazd w naszej galaktyce to gwiazdy w układach podwójnych i większych. Im młodsze gwiazdy, tym więcej takich układów. Wootton i Parker sprawdzali, jak zmieniają się ekosfery w takich układach. Symulacje komputerowe wykazały, że w typowej gromadzie gdzie rodzą się gwiazdy istnieje 350 układów podwójnych, a 20 z nich to układy, w których gwiazdy zostały do siebie zbliżone przez interakcję z trzecią gwiazdą i tam ekosfera jest większa niż w typowym układzie podwójnym. Nasz model pokazuje, że w ekosferach układów podwójnych znajduje się więcej planet niż przypuszczaliśmy, a to zwiększa szanse na pojawienie się życia. Tak więc ulubiony scenariusz autorów science-fiction, gdzie nad zamieszkałym światem świecą dwa słońca, jest bardziej prawdopodobny niż się wydaje, mówią uczeni. W następnym etapie badań naukowcy chcą sprawdzić, czy negatywne skutki procesu zbliżania do siebie gwiazd układu podwójnego są niwelowane przez skutki pozytywne. Parker i jego zespół sprawdzają obecnie, czy wewnętrzne ciepło generowane przez Ziemię nie pochodzi stąd, że w pobliżu narodzin młodego Słońca doszło do eksplozji supernowej. Takie wydarzenie byłoby katastrofalne dla istniejącego życia na Ziemi, jednak z drugiej strony mogło zapewnić warunki niezbędne do jego pojawienia się. « powrót do artykułu

To kolizja, w wyniku której powstał Księżyc, dostarczyła na Ziemię składniki niezbędne do powstania życia, uważają naukowcy z Rice University. Ponad 4,4 miliarda lat temu Ziemia zderzyła się z inną planetą, a skutkiem tej kolizji było powstanie Księżyca. Amerykańscy uczeni twierdzą, że nie był to jej jedyny efekt. Ich zdaniem podczas zderzenia nasza planeta zyskała większość obecnego na niej węgla i azotu. Z badań nad prymitywnymi meteorytami wiemy, że Ziemia i inne wewnętrzne planety Układu Słonecznego są ubogie w lotne pierwiastki. Czas i sposób ich pojawienia się na Ziemi jest przedmiotem debaty naukowej. Nasza teoria jest pierwszą, która wyjaśnia, zgodnie ze wszystkimi dowodami geochemicznymi, czas i sposób pojawienia się tych pierwiastków na naszej planecie, mówi współautor badań Rajdeep Dasgupta. Prowadzone przez Dasguptę laboratorium specjalizuje się w badaniu reakcji geochemicznych zachodzących w głębi planety w warunkach wysokiej temperatury i ciśnienia. Podczas serii eksperymentów Dasgupta i jego student Damanveer Grewal postanowili przetestować hipotezę, że lotne związki chemiczne trafiły na Ziemię wskutek zderzenia z protoplanetą, której jądro było bogate w siarkę. Zawartość siarki jest tutaj istotna, gdyż dysponujemy licznymi dowodami eksperymentalnymi wskazującymi, że węgiel, siarka i azot są obecne w każdej części Ziemi, z wyjątkiem jej jądra. Jądro nie wchodzi w interakcje z resztą Ziemi, ale wszystko ponad nim, płaszcz, skorupa, hydrosfera i atmosfera są ze sobą połączone i wymieniają się materiałem, mówi Grewal. Od dawna istnieje teoria mówiąca, że Ziemia zyskała lotne pierwiastki z bogatych w nie meteorytów, które bombardowały planetę już po uformowaniu się jądra. Co prawda sygnatury izotopowe tych pierwiastków są zgodne z sygnaturami izotopowymi pierwiastków znajdowanych obecnie na prymitywnych meteorytach zwanych chondrytami węglowymi, to stosunek węgla do azotu jest różny. Na Ziemi wynosi on około 40:1, tymczasem w chondrytach węglowych jest to 20:1. Podczas swoich eksperymentów, w czasie których symulowano ciśnienie i temperatury podczas formowania się jądra ziemi, Grewal i jego zespół testowali hipotezę, zgodnie z którą mamy bogate w siarkę jądro, ale brakuje w nim azotu i węgla, przez co poza jądrem stosunek tych pierwiastków jest inny niż powinien. Podczas serii testów z uwzględnieniem różnych temperatur i ciśnienia Grewal obliczał, jak dużo węgla i azotu może dostać się do jądra przy trzech różnych scenariuszach: gdy nie ma w nim siarki, gdy jest 10% siarki i gdy siarka stanowi 25% jądra. Na azot niemal nie miało to wpływu. Pozostawał on rozpuszczalny w stopach powiązanych z krzemianami. Jedynie przy założeniu najwyższej koncentracji siarki obserwowaliśmy, że rozpoczynało się jego usuwanie z jądra. Węgiel zaś zachowywał się zupełnie inaczej. Znacznie gorzej rozpuszczał się w stopach z obecnością siarki i było go w nich około 10-krotnie mniej pod względem wagowym niż w stopach bez siarki. Po uzyskaniu takich wyników naukowcy, znając koncentrację i stosunek pierwiastków zarówno na Ziemi jak i na meteorytach, stworzyli symulację komputerową, której celem było opracowanie najbardziej prawdopodobnego scenariusza, wedle którego mamy na Ziemi takie a nie inny rozkład lotnych pierwiastków. Uzyskanie odpowiedzi wymagało sprawdzenia około miliarda(!) różnych scenariuszy i porównania uzyskanych w każdym z nich wyników z warunkami, jakie obecnie panują w Układzie Słonecznym. Okazało się, że wszystkie dostępne dowody – sygnatury izotopów, stosunek węgla do azotu oraz całkowita ilość węgla, azotu i siarki na Ziemi z wyjątkiem jej jądra – wskazują na to, że pierwiastki te trafiły na naszą planetę wskutek kolizji z planetą wielkości Marsa o bogatym w siarkę jądrze, w wyniku której powstał Księżyc, mówi Grewal. Nasze badania sugerują, że skaliste podobne do Ziemi planety mają większą szansę na nabycie pierwiastków niezbędnych do powstania życia, jeśli doszło tam do zderzenia z inną planetą zbudowaną z innych pierwiastków, prawdopodobnie pochodzącą z innej części dysku protoplanetarnego, mówi Dasgupta, który jest też głównym badaczem w finansowanym przez NASA programie CLEVER Planets. Celem tego programu jest badanie, jak niezbędne do życia pierwiastki mogły trafić na Ziemię i inne skaliste planety. Zdaniem Dasgupty jest mało prawdopodobne, by Ziemia zyskała wspomniane pierwiastki samodzielnie, w czasie swojego formowania się. To zaś oznacza, że możemy rozszerzyć obszar poszukiwań sposobu, w jaki pierwiastki lotne trafiają na jedną planetę i tworzą życie w znanej nam formie, dodaje Dasgupta. « powrót do artykułu

Retrospektywne badania przeprowadzone przez University of Liverpool i WALTHAM Centre for Pet Nutrition ujawniły, że otyłe psy żyją krócej niż psy o idealnej wadze ciała. Z Journal of Veterinary Internal Medicine dowiadujemy się, że czas życia psów z nadwagą jest nawet o 2,5 roku krótszy niż psów o prawidłowej masie ciała. Badaniami objęto ponad 50 000 psów z 12 najpopularniejszych ras. Skrócenie życia u psów otyłych zaobserwowano we wszystkich rasach, ale nie wszędzie efekt był równie silny. Wahał się on od o 6 miesięcy krótszego życia w przypadku samców owczarków niemieckich po 2,5 roku krótsze życie w przypadku rasy yorkshire terrier. W Polsce na 1000 mieszkańców przypada 186 psów, w Wielkiej Brytanii psy są w 26%, a w USA w 48% gospodarstw domowych. Coraz więcej z tych psów jest otyłych. Autorzy najnowszych badań nie sprawdzali, dlaczego zwierzęta zbytnio przybierają na wadze, jednak prawdopodobne przyczyny wskazują wcześniejsze badania. Z danych organizacji Better Cities For Pets wynika, że 54% właścicieli psów i kotów zawsze lub prawie zawsze daje im jedzenie gdy tylko zwierzę o to poprosi, a 22% czasem przekarmia swojego pupila po to, by był szczęśliwszy. Właściciele często nie zdają sobie sprawy z tego, że ich pies ma nadwagę i mogą nie wiedzieć, jaki to ma wpływ na jego zdrowie. Jeśli ich ukochany zwierzak jest zbyt ciężki, to z większym prawdopodobieństwem będzie miał problemy ze stawami, z oddychaniem, będzie bardziej narażony na niektóre typy nowotworów, pogorszy się jakość jego życia. To wszystko może mieć znaczący wpływ na samą długość życia, mówi współautor badań, profesor Alex German z University of Liverpool. Dla wielu właścicieli dawanie zwierzętom przekąsek, szczególnie smakowitych pozostałości z własnych posiłków, to sposób na okazywanie miłości. Jeśli jednak chcemy, by pies żył długo i cieszył się dobrym zdrowiem, musimy myśleć o tym, co dajemy mu do jedzenia. Niestety, jedynie 5% właścicieli dokładnie  sprawdza, ile jedzenia daje swoim pupilom, a 87% jedynie na oko szacuje ilość jedzenia, jaką zwierzę potrzebuje. Wspomniane badania prowadzono na danych udostępnionych przez największą na świecie praktykę weterynaryjną, Banfield Pet Hospitals, do której należy ponad 1000 przychodni w USA. Dane obejmowały okres od kwietnia 1994 do września 2015 i 50 787 psów. Badaniami objęto następujące rasy: jamnik, owczarek niemiecki, golden retriever, labrador retriever, beagle, bokser, cocker spaniel, chihuahua, pitbull, pomeranian, shih tzu, yorkshire terrier. Dla każdej z ras porównano czas życia zwierząt otyłych i tych o prawidłowej masie ciała. W badaniach uwzględniono też, obok rasy, płeć zwierzęcia, datę jego urodzenia i ewentualną kastrację oraz miejsce zamieszkania, daty wizyt u weterynarza, wagę w czasie wizyt, ogólny stan zdrowia oraz datę śmierci. « powrót do artykułu

Larwy koralowców wolą się osiedlać w miejscach wypełnionych odgłosami życia. Przez zakwaszenie mórz i oceanów rafy koralowe wymierają. Naukowcy ścigają się więc z czasem, by nim będzie za późno, zdobyć jak najwięcej informacji o tych zwierzętach. Jednym z obszarów ich zainteresowań są czynniki, które decydują, że niesione przez wodę larwy zatrzymują się w danym miejscu i przekształcają w osiadłe polipy. Wcześniejsze badania wykazały, że larwy są wrażliwe na temperaturę, światło i związki wytwarzane przez inne istoty żyjące w morzu. By sprawdzić, czy dźwięk również odgrywa jakąś rolę, w Morzu Karaibskim rozmieszczono 18 pojemników z larwami (połowa miała przezroczyste ścianki). Pojemniki ustawiono na 3 stanowiskach, zróżnicowanych pod względem stopnia degradacji: od zdrowej rafy po pozbawioną życia pustynię. Oświetlenie było zbliżone, a największą różnicą miała być ilość hałasu generowanego przez innych mieszkańców. Na tętniącej życiem rafie występuje cała gama dźwięków o niskiej częstotliwości. Na pustyniach jest cicho, jedynym wyjątkiem są krewetki wydające dźwięki o wysokiej częstotliwości. Autorzy publikacji z Royal Society Open Science zostawili pojemniki na 2,5 dnia. Po upływie tego czasu wrócili, by sprawdzić, czy larwy znalazły odpowiednie miejsce, by się osiedlić. Okazało się, że gdy pojemniki umieszczano w zamieszkałych, a przez to hałaśliwych rejonach, 50% więcej larw osiedlało się w nowych domach. To oznacza, że dźwięki także wpływają na decyzję dot. założenia nowej kolonii. Zespół z Woods Hole Oceanographic Institution uważa, że można by więc nakłonić larwy do zasiedlenia pustyni, umieszczając w pobliżu głośniki do odtwarzania odgłosów rafy. « powrót do artykułu

Z artykułu opublikowanego na łamach PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences) dowiadujemy się, że ludzkość doprowadziła do odwrócenia trwającego od co najmniej 50 milionów lat długoterminowego trendu ochładzania naszej planety. Do roku 2030 klimat Ziemi może przypominać ten z połowy pliocenu, sprzed ponad 3 milionów lat. Jeśli zaś nie zmniejszymy emisji gazów cieplarnianych, to do roku 2150 będzie klimat będzie przypominał eocen, epokę sprzed 50 milionów lat. Do tak dramatycznych zmian człowiek może doprowadzić w ciągu dwóch wieków. Jeśli myślimy o przyszłości w kategoriach przeszłości, to musimy stwierdzić, że wkraczamy na terytorium nieznane ludzkości. Zmierzamy w kierunku dramatycznych zmian w bardzo krótkim czasie, w ciągu kilku wieków odwracamy długoterminowy trend ochłodzenia, mówi Kevin Burke, główny autor badań. Wszystkie gatunki na Ziemi pochodzą od przodków, którzy przetrwali eocen i pliocen. Nie wiemy jednak, czy współczesna flora i fauna oraz człowiek są w stanie zaadaptować się do tak szybkich zmian, jakie obecnie zachodzą. Wedle współczesnej nauki, są to najszybsze zmiany, jakich doświadczyło życie na Ziemi w całej swojej historii. Możemy użyć przeszłości, aby dowiedzieć się, jak będzie wyglądała przyszłość. A będzie ona odmienna od wszystkiego, czego doświadczyliśmy w naszym życiu. Ludziom trudno jest wyobrazić sobie, co stanie się za 5 czy 10 lat. Używając analogii z przeszłości geologicznej Ziemi możemy przewidywać przyszłe zmiany, stwierdził profesor John Williams z University of Wisconsin-Madison. Podczas eocenu kontynenty były bliżej siebie, niedawno wyginęły dinozaury, a średnie temperatury były o 13 stopni Celsjusza wyższe niż obecnie. Ziemię podbijali przodkowie współczesnych ssaków, a w Arktyce rosły bagienne lasy, podobne do tych, jakie obecnie występują na południu USA. W pliocenie zaś Ameryka Północna i Południowa połączyły się, klimat był suchy, tworzyły się Himalaje, średnie temperatury były o 1,8–3,6 stopnia wyższe niż obecnie. Na potrzeby swoich badań Burke i William, przy pomocy naukowców z University of Bristol, Columbia University, University of Leeds, NASA Goddard Institute for Space Studies oraz National Center for Atmospheric Research, zbadali podobieństwa pomiędzy prognozowanymi zmianami klimatu a różnymi okresami geologicznymi. Wzięli m.in. pod uwagę wczesny eocen, środkowy pliocen, ostatnie zlodowacenie (129–116 tysięcy lat temu), środkowy holocen (6000 lat temu), epokę sprzed rewolucji przemysłowej (przed 1850 rokiem) oraz początek XX wieku. Wykorzystali scenariusz RCP8.5, który zakłada brak redukcji emisji gazów cieplarnianych oraz RCP4.5, zakładający umiarkowaną redukcję, a także trzy modele klimatyczne: Hadley Centre Coupled Model version 3, Goddard Institute for Space Studies ModelE2-R i Community Climate System Model. Oba scenariusze i każdy z modeli po porównaniu ich z poprzednimi epokami geologicznymi wykazały, że do roku 2030 (RCP8.5) lub 2040 (RCP4.5) klimat Ziemi ustabilizuje się w warunkach przypominających te ze środkowego pliocenu. Jeśli jednak weźmiemy pod uwagę scenariusz RCP8.5 i sprawdzimy, co będzie dalej, to modele wykazały, że do roku 2150 klimat Ziemi będzie przypominał ten z eocenu. Głębokie zmiany znajdą najpierw w centrach kontynentów i będą przemieszczały się w kierunku wybrzeży. Wzrosną temperatury, zwiększą się opady, będą topiły się lody. Madison w stanie Wisconsin ogrzewa się szybciej niż Seattle w stanie Washington, mimo iż oba miasta leżą na tej samej szerokości geograficznej. Oznacza to, że jeśli średnie temperatury na kuli ziemskiej zwiększą się o 3 stopnie Celsjusza, to w Madison możemy spodziewać się dwukrotnie większego wzrostu, wyjaśnia Williams. Badania wykazały też, że przy scenariuszu RCP8.8 całkowicie nowe warunki klimatyczne pojawią się na 9% powierzchni Ziemi. Oznacza to, że obszary takie jak m.in. południowo-wschodnia Azja, północna Australia i wybrzeża obu Ameryk doświadczą warunków, jakich nigdy wcześniej nie doświadczyły. Przed 10 laty szwedzki naukowiec Johan Rockström i jego zespół opracowali koncepcję „bezpiecznej przestrzeni operacyjnej”. To warunki klimatyczne, w jakich mogą rozwijać się współczesne społeczeństwa rolnicze. Im dalej odsuwamy się od warunków klimatycznych Holocenu, tym większej jest ryzyko opuszczenia bezpiecznej przestrzeni operacyjnej, mówi Wiliams. W ciągu tych 20–25 lat od kiedy zajmuję się tym zagadnieniem przeszliśmy od prognozowania nadchodzących zmian klimatycznych, poprzez wykrywanie skutków tych zmian po doświadczanie ich negatywnych efektów. Z ich powodu już teraz umierają ludzie, ich nieruchomości są niszczone, widzimy coraz więcej pożarów i coraz silniejsze sztormy. W systemie klimatycznym gromadzi się coraz więcej energii, co prowadzi do coraz bardziej gwałtownych zjawisk, stwierdza uczony. W historii Ziemi dochodziło do wielu wielkich wydarzeń. Ewoluowały nowe gatunki, życie potrafiło przetrwać największe klęski, gatunki również dawały sobie radę. Jednak wiele gatunków stracimy. I my żyjemy na tej planecie. Są rzeczy, o które powinniśmy się matrwić. Nasza praca pokazuje, że z historii możemy wyciągać wnioski, rozumieć zmiany i lepiej się do nich dostosowywać, dodaje Williams. « powrót do artykułu

Solanka znajdująca się tuż pod powierzchnią Marsa może zawierać na tyle dużo tlenu, by umożliwić rozwój życia takiego, jakie przed miliardami lat pojawiło się na Ziemi. W niektórych miejscach tlenu może być na tyle dużo, by istniały tam prymitywne wielokomórkowce, jak na przykład gąbki. Odkryliśmy, że marsjańskie solanki – wody o wysokiej zawartości soli – mogą zawierać na tyle dużo tlenu, by mikroorganizmy mogły nim oddychać, mówi Vlada Stamenkovic, fizyk teoretyczny z Jet Propulsion Laboratory. To rewolucjonizuje nasze rozumienie potencjalnego występowania życia na Marsie, teraz i w przeszłości, dodał uczony. Dotychczas uważano, że na Marsie jest zbyt mało tlenu, by podtrzymać nawet życie mikroorganizmów. Nigdy nie sądziliśmy, że tlen mógłby odgrywać jakąś rolę dla życia na Marsie, gdyż jest go niezwykle mało w jego atmosferze, około 0,14 procenta, dodaje uczony. Brak tlenu nie wyklucza istnienia życia, gdyż nawet na Ziemi istnieją mikroorganizmy, które go nie potrzebują. Dlatego właśnie, gdy myśleliśmy o życiu na Marsie, skupialiśmy się na potencjalnym życiu anaerobowym, mówi Stamenkovic. Nowe badania rozpoczęto po tym, gdy Curiosity odkrył na Marsie tlenki manganu. To związki chemiczne powstające wyłącznie w obecności dużych ilości tlenu. Okazało się także, że na Czerwonej Planecie istnieje solanka. Duża zawartość soli zapobiega zamarzaniu wody. Pozostaje ona płynna, dzięki czemu może się w niej rozpuszczać tlen. Mimo niskich temperatur powstają więc warunki przyjazne dla mikroorganizmów. W zależności od regionu, pory roku i pory doby temperatury na Czerwonej Planecie wahają się od -195 do -20 stopni Celsjusza. Grupa Stamenkovica stworzyła pierwszy model opisujący, jak tlen rozpuszcza się w słonych wodach w temperaturach poniżej punktu zamarzania. Drugi ze stworzonych modeli był modelem klimatycznym, który opisywał klimat na Marsie w ciągu ostatnich 20 milionów lat i na kolejne 10 milionów lat. Dzięki połączeniu obu modeli naukowcy byli w stanie określić, w których miejscach Marsa z największym prawdopodobieństwem występują solanki pełne tlenu. To pozwoli zaplanować przyszłe misje. Koncentracja tlenu na Marsie jest o setki razy większa niż minimum potrzebne do życia mikroorganizmom oddychającym tlenem, stwierdzili autorzy artykułu opublikowanego w Nature Communications. Nasze badania nie przesądzają, że życie na Marsie istnieje. Pokazują, że jeśli rozważamy możliwość istnienia życia na marsie, to powinniśmy brać też pod uwagę potencjał tlenu rozpuszczonego w solankach, dodaje Stamenkovic. « powrót do artykułu

NASA ogłosiła, że łazik Curiosity znalazł nowe dowody wskazujące, że na Marsie mogło istnieć życie. Jego potencjalne ślady znaleziono w skałach i marsjańskiej atmosferze. Te nowe dowody to molekuły organiczne w skałach osadowych sprzed trzech miliardów lat oraz sezonowe zmiany poziomu metanu w atmosferze. Molekuły organiczne zawierają węgiel i wodór. W ich skład mogą wchodzić też tlen, azot i inne pierwiastki. Ich obecność zwykle jest związana z istnieniem życia, ale mogą one również powstawać w procesach niebiologicznych i niekoniecznie są dowodami na istnienie życia. Mars mówi nam, żebyśmy nadal szukali dowodów na istnienie życia. Jestem pewien, że nasze kolejne misje przyniosą kolejne niesamowite odkrycia związane z Czerwoną Planetą, mówi Thomas Zurbuchen szef Dyrektoriatu Misji Naukowych NASA. Curiosity nie określił pochodzenia tych molekuł. Jednak niezależnie od tego, czy jest to zapis dawnego życia, dowód na istnienie materii podtrzymującej życie czy też molekuły te istniały bez obecności życia, materia organiczna na Marsie zawiera wiele odpowiedzi dotyczących historii tej planety, dodaje Jen Eigenbrode z Goddard Space Flight Center, która jest główną autorką dwóch artykułów na temat odkrycia opublikowanych w Science. Obecnie powierzchnia Marsa nie nadaje się do życia. Jednak już wcześniej zdobyto dowody, że w przeszłości na Marsie mogła istnieć woda w stanie ciekłym. Teraz w Kraterze Gale, w którym przed miliardami lat istniało jezioro, istniały też wszystkie składniki potrzebne do pojawienia się życia. Powierzchnia Marsa jest wystawiona na działanie promieniowania kosmicznego. Promieniowanie to wraz z różnymi związkami chemicznymi rozbijają materię organiczną. Znalezienie materii organicznej na głębokości pięciu centymetrów pod powierzchnią marsa, która znalazła się tam w czasie, gdy na Marsie mogło istnieć życie, zachęca nas do dalszych poszukiwań. W ramach przyszłych misji będziemy wiercili głębiej, dodaje Eigenbrode. Naukowcy opisują też sezonowe zmiany poziomu metanu w atmosferze Marsa. Curiosity wykrywał takie zmiany przez trzy marsjańskie lata, co odpowiada sześciu ziemskim latom. Metan mógł powstać w wyniku interakcji wody ze skałami, jednak nie można wykluczyć jego organicznego pochodzenia. Przeprowadzona przez Curiosity badania wykazały, że poziom metanu wzrasta podczas gorących letnich miesięcy i spada w czasie zimy. Obecnie ludzkość prowadzi kilka misji marsjańskich. Na orbicie planety znajdują się Mars Odyssey (NASA), Mars Express (ESA), Mars Reconnaissance Orbiter (NASA), Mars Orbiter Mission (Indie), MAVEN (NASA) oraz ExoMars Trace Gas Orbiter (ESA/Roskosmos). Na powierzchni planety pracują zaś łaziki Opportunity (NASA) i Curiosity (NASA). W kierunku Czerwonej Planety leci obecnie misja InSight (NASA). Na rok 2020 przygotowywanych jest aż pięć misji. « powrót do artykułu

Badania mikroorganizmów zamieszkujących toksyczne jezioro wulkaniczne pomogą specjalistom poszukującym śladów życia na Marsie. Zespół z Uniwersytetu Kolorado w Boulder pobierał próbki cieczy z Laguny Caliente, jeziora kraterowego kostarykańskiego stratowulkanu Poás. Ponieważ zbiornik ten jest 10 mln razy bardziej kwaśny od wody z kranu, a temperatura może się zbliżać do temperatury wrzenia, przypomina on gorące źródła, które znaczyły powierzchnię wczesnego Marsa. Prof. Brian Hynek i jego współpracownicy znaleźli w próbkach jeden jedyny gatunek bakterii. [Jak widać], nawet w skrajnie nieprzyjaznym środowisku może istnieć życie. Jest go jednak mało. W swojej wczesnej historii Mars także stanowił ekstremum, [...] nie powinniśmy się więc spodziewać dowodów rozwiniętej bioróżnorodności. Amerykanie opowiadają, że Laguna Caliente cechuje się dużymi wahaniami temperatury, które zachodzą w ciągu zaledwie paru godzin. Pod jeziorem biegną kanały magmowe, wyzwalające częste, przypominające gejzer "erupcje". Mamy do czynienia z granicami tolerancji ziemskiego życia. To nie miejsce, gdzie chciałoby się spędzić sporo czasu, bo skórę pokryłoby wrzące błoto i siarka z wybuchów. Autorzy publikacji z pisma Astrobiology skanowali próbki pod kątem DNA. W ten sposób natrafili na sygnaturę gatunku proteobakterii z rodzaju Acidiphilium. Odkrycie środowiska bez życia nie należy do rzadkości (wystarczy wspomnieć samosterylizujące się wulkany), ale znalezienie pojedynczego organizmu, a nie całej społeczności jest w naturze czymś bardzo, bardzo rzadkim. Wg Hynka, jeśli życie ewoluowało na Marsie, mogło przetrwać podobnie jak w tym jeziorze - uzyskując energię z minerałów zawierających żelazo bądź siarkę. « powrót do artykułu