Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Zamknął się w hermetycznym namiocie, by sprawdzić, czy przeżyje dzięki tlenowi dostarczanemu przez 200 roślin
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Przodek człowieka, żyjący 3,5 miliona lat temu australopitek, był wegetarianinem. Do takich wniosków doszli naukowcy z Instytutu Chemii im. Maxa Plancka w Niemczech oraz University of Witwatersrand w RPA. Badania izotopów azotu zawartych w szkliwie skamieniałych zębów siedmiu australopiteków ujawniły, że nie jedli oni w ogóle mięsa lub spożywali jego minimalne ilości.
W powszechnej opinii konsumpcja białka zwierzęcego, szczególnie mięsa, była tym czynnikiem, który stanowił punkt zwrotny w historii człowieka. To właśnie dostęp do tego typu żywności miał umożliwić ewolucję dużego mózgu. W przyswojeniu białka miało zaś pomagać opanowanie ognia. Jednak przekonanie, że mięso miało odegrać olbrzymią rolę w rozwoju ludzkiego mózgu, opiera się bardziej na hipotezach, niż dowodach. Te bowiem bardzo trudno zdobyć. Podobnie zresztą jak jakiekolwiek dowody na konkretną dietę naszych przodków. Poszukiwanie w kolagenie dowodów starszych niż 200 000 lat jest bowiem bardzo trudne. Ostatnio zresztą pojawiły się badania, których autorzy stwierdzają, że do wyewoluowania dużego mózgu nie przyczyniło się zwiększenie dostępności składników odżywczych za pomocą opanowania ognia, a dzięki kiszeniu żywności.
Uczeni z RPA i Niemiec dostarczyli właśnie dowodów, że australopiteki – a to od nich prawdopodobnie pochodzi rodzaj Homo – które żyły na południu Afryki 3,7–3,3 miliona lat temu, żywiły się wyłącznie lub niemal wyłącznie roślinami.
Badacze przeanalizowali stabilne izotopy ze szkliwa zębów siedmiu australopiteków, którzy zamieszkiwali jaskinie Sterkfontein w pobliżu Johannesburga, stanowiące część Kolebki ludzkości. Porównali dane izotopowe z ich zębów z izotopami ze szkliwa współczesnych im zwierząt, w tym małp, antylop, hien czy wielkich kotów.
Szkliwo to najtwardsza tkanka organizmów ssaków. Może przez miliony lat przechowywać informacje o diecie zwierzęcia, mówi główna autorka badań, geochemiczka Tina Lüdecke. Informacja te przechowywana jest w postaci stabilnych izotopów azotu, 14N i 15N. Im zwierzę znajduje się wyżej w łańcuchu pokarmowym, tym większy jest w jego organizmie stosunek cięższego 15N do lżejszego 14N. U zwierząt mięsożernych jest on więc wyższy, niż u zwierząt roślinożernych.
Stosunek obu izotopów azotu jest od dawna używany do badania diety ludzi i zwierząt z przeszłości. Jednak dotychczas jego badanie było możliwe dla kilkudziesięciu tysięcy lat wstecz. Lüdecke wykorzystała nowatorską technikę opracowaną w laboratorium Alfredo Martíneza-Garcíi w Instytucie Chemii im. Maxa Plancka. Pozwala ona na badanie stosunku izotopów azotu w szkliwie sprzed milionów lat.
Badacze odkryli, że stosunek wspomnianych izotopów w szkliwie zębów australopiteków był różny, ale u wszystkich niski, podobny do izotopów ze szkliwa współczesnych im roślinożerców i znacznie niższy od wyników uzyskanych ze szkliwa mięsożerców. Na tej podstawie naukowcy doszli do wniosku, że dieta australopiteków oparta była wyłącznie lub prawie wyłącznie na roślinach. Nie można jednoznacznie wykluczyć, że australopiteki okazjonalnie jadły białko zwierzęce – jajka czy owady – jednak z pewnością nie polowały regularnie na większe zwierzęta.
Lüdecke i jej zespół planują poszerzyć zakres swoich badań. Chcą zebrać więcej informacji o diecie różnych gatunków homininów, z różnych miejsc i różnego czasu. Chcieliby się dowiedzieć, kiedy w diecie naszych przodków pojawiło się mięso, jak zmieniało się jego spożycie oraz czy i jaką rolę odegrało ono w ewolucji człowieka.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy pracujący nad Global Carbon Project, informują, że w bieżącym roku emisja CO2 ze spalania paliw kopalnych osiągnie rekordowo wysoki poziom. Z szacunków wynika, że do końca bieżącego roku ludzkość, spalając paliwa kopalne, wyemituje do atmosfery 37,4 miliardów ton dwutlenku węgla. To o 0,8% więcej niż w roku ubiegłym. Do tego należy dodać emisję związaną ze zmianami w użytkowaniu gruntów (np. wycinkę lasów), z której emisja wyniesie 4,2 miliarda ton. W sumie więc tegoroczna antropogeniczna emisja dwutlenku węgla osiągnie 41,6 miliarda ton, czyli o miliard ton więcej, niż w roku ubiegłym.
W ciągu ostatniej dekady emisja ze spalania paliw kopalnych rosła, a z użytkowania gruntów zmalała aż o 20%, dzięki czemu średni poziom emisji utrzymywał się mniej więcej na tym samym poziomie. W bieżącym roku jest jednak inaczej. Rośnie zarówno emisja z paliw, jak i ze zmian użytkowania gruntu. W tym drugim przypadku jest to w znacznej mierze spowodowane przez susze, które pogarszają emisję ze zdegradowanych przez człowieka lasów.
Pomimo rosnącej emisji autorzy raportu wykazują umiarkowany optymizm. Mówią, że po raz pierwszy widać wyraźnie, iż zmniejszanie wycinki lasów w ostatnich dekadach przynosi efekty, a coraz większy udział energii odnawialnej zarówno w energetyce, jak i transporcie, pokazuje, że szczyt zużycia paliw kopalnych jest coraz bliżej. Wciąż jednak nie wiadomo, jak odległy jest moment, gdy użycie paliw kopalnych zacznie spadać.
Z przeprowadzonych szacunków wynika, że w roku bieżącym – w porównaniu z rokiem ubiegłym – emisja CO2 z węgla wzrośnie o 0,2%, z ropy naftowej o 0,9%, a z gazu o 2,4%. Udział tych paliw w emisji będzie wynosił, odpowiednio 41%, 32% i 21%. Uczeni przewidują, że emisja Chin, które odpowiadają obecnie za 32% emisji światowej, wzrośnie o 0,2%, chociaż możliwy jest też niewielki spadek. USA (13% globalnej emisji) zmniejszą swoją emisję o 0,6%. Indie (8% emisji CO2), wyemitują w bieżącym roku o 4,6% więcej niż w ubiegłym, a emisja UE (7%) zmniejszy się o 3,8%. Cała reszta świata wyemituje o 1,1% dwutlenku węgla więcej, niż w roku ubiegłym.
Szacunki mówią też, że lotnictwo i transport morski, które emitują 3% całości CO2, a z których emisje nie są przypisywane do żadnego kraju, wyemitują o 7,8% więcej, ale wciąż będzie to o 3,5% mniej niż z czasów sprzed pandemii. Średni poziom CO2 w atmosferze w 2024 roku wyniesie 422,5 części na milion. To o 2,8 części na milion więcej niż w roku ubiegłym i o 52% więcej, niż w okresie przedprzemysłowym.
Naukowcy zauważają też, że zjawisko El Niño doprowadziło do zmniejszenia absorpcji atmosferycznego CO2 przez ekosystemy w roku 2023, jednak sytuacja wkrótce powinna wrócić do normy. Lądy i oceany wciąż pochłaniają około połowy CO2 emitowanego przez człowieka.
Uczeni z Global Carbon Budget uważają, że obecnie istnieje 50% ryzyko, że już za 6 lat każdy kolejny rok będzie o co najmniej 1,5 stopnia Celsjusza cieplejszy niż w okresie preindustrialnym. Stwierdzają również, że niemal skończył się czas, by powstrzymać globalne ocieplenie na poziomie poniżej 1,5 stopnia Celsjusza.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
W 1980 roku doszło do największej erupcji wulkanicznej w historii USA i jednej z najpotężniejszych erupcji wulkanicznych XX wieku, wybuchu wulkanu Mount St. Helens. Wybuch zabił życie w promieniu wielu kilometrów. Niecałe trzy lata później naukowcy przeprowadzili wyjątkowy, trwający zaledwie jeden dzień, eksperyment nad odrodzeniem życia w regionie. Wypuścili gofferniki krecie (Thomomys talpoides), gryzonie z rodzaju gofferowatych. Dzisiaj, ponad 40 lat później, pozytywne skutki eksperymentu wciąż są widoczne.
Gofferowate prowadzą podziemny tryb życia. Kopiąc nory napowietrzają i mieszają ziemię. Na powierzchnię ziemi wychodzą nocą, poszukując pożywienia. Rolnicy uważają je za szkodniki.
Gdy materiał, który został wyrzucony przez wulkan, wystygł, naukowcy wysunęli hipotezę, że gryzonie, przekopując się przez ziemię, mogą doprowadzić do przemieszczenia bakterii i grzybów na powierzchnię, pomagając w ten sposób w odtworzeniu życia, wspomagają wzrost roślin i powrót zwierząt. Dwa lata po eksplozji postanowili tę hipotezę przetestować. Nie spodziewali się jednak, że wyniki eksperymentu będą widoczne do dzisiaj. W latach 80. po prostu testowaliśmy krótkoterminowy wpływ gofferowatych na pozbawiony życia krajobraz. Kto mógł przewidzieć, że wystarczy wypuścić te zwierzęta na 1 dzień, a skutki tego będą widoczne do dzisiaj, 40 lat później, mówi mikrobiolog Michael Allen z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Riverside.
Wtedy, w 1983 roku Allen i James McMahon z Utah State University, polecieli śmigłowcem nad obszary zniszczone przez erupcję. Zauważyli tam kilka rachitycznych roślinek, które wyrosły z nasion upuszczonych przez ptaki, ale z powodu braku składników odżywczych w glebie nie rozwijały się zbyt dobrze. Allen i McMahon wypuścili w 2 ściśle wyznaczonych miejscach kilka gofferników krecich. Po 1 dniu zwierzęta zabrano z powrotem.
Już sześć lat później w miejscach gdzie wypuszczono zwierzęta, naukowcy naliczyli 40 000 roślin. Miejsca sąsiednie, do których zwierzęta nie dotarły, nadal były niemal pozbawione życia.
Gryzonie, mieszając ziemię, wydobyły na powierzchnię grzyby mykoryzowe. Z wyjątkiem nielicznych gatunków korzenie nie są wystarczająco wydajne, by zapewnić roślinie potrzebne składniki odżywcze i wodę. Grzyby transportują te składniki do roślin, a w zamian otrzymują węgiel, którego potrzebują do własnego wzrostu, mówi Allen. Rola grzybów mykoryzowych jest szczególnie ważna w środowiskach ubogich w składniki odżywcze. Wystarczył jeden dzień, by gryzonie przygotowały środowisko potrzebne do wzrostu roślin.
Drugim z ważnych aspektów badań jest pokazanie, jak ważne są grzyby dla ponownego wzrostu roślin po katastrofach naturalnych. Na jednym ze zboczy wulkanu rósł stary las iglasty. Popioły wulkaniczne pokryły drzewa, doprowadziły do przegrzania i opadnięcia igieł. Naukowcy obawiali się, że utrata igieł doprowadzi do zagłady lasu. Tak się jednak nie stało.
Drzewa miały bowiem bogate kolonie grzybów mykoryzowych. Te bardzo szybko wykorzystały składniki odżywcze z opadniętych igieł i dostarczyły je do drzew. Drzewa odrodziły się niemal natychmiast. Nie zginęły, jak wszyscy się obawiali, mówi współautorka najnowszych badań, mikrobiolog Emma Aronson. Co więcej, jeszcze przed erupcją, po drugiej strony wulkanu, wycięto wiele hektarów lasu. Drzewa zostały stamtąd zabrane, więc nie było igieł, które zasiliłyby glebę składnikami odżywczymi. Do dzisiaj mało co tam rośnie. To naprawdę szokujące porównanie, gdy widzi się stary las, którego gleba została zasilona przez igły i martwy obszar zniszczony przez człowieka, dodaje Aronson.
Badania pokazują, jak wielka jest odporność natury na katastrofy naturalne i jak może się ona. Nie możemy ignorować sieci współzależności w naturze. Szczególnie tych elementów, których nie widzimy, jak grzyby i mikroorganizmy, stwierdzają badacze.
Z pracą Microbial community structure in recovering forests of Mount St. Helens można zapoznać się na łamach Frontiers in Microbiomes.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Oceany pochłaniają około 26% dwutlenku węgla emitowanego przez człowieka. Są więc niezwykle ważnym czynnikiem zmniejszającym nasz negatywny wpływ na atmosferę. Większość tego węgla – około 70% – wykorzystuje fitoplankton i inne organizmy żywe. Gdy one giną, resztki ich ciał opadają w postaci przypominającej płatki śniegu. Ten zawierający węgiel „śnieg” zalega na dnie, jest przykrywany osadami i pozostaje bezpiecznie zamknięty na bardzo długi czas, nie trafiając z powrotem do atmosfery. Jednak badania, których wyniki ukazały się właśnie na łamach Science wskazują, że proces ten nie wygląda tak prosto, jak byśmy chcieli.
Grupa naukowców z Uniwersytetu Stanforda, Woods Hole Oceanographic Institution oraz Rutgers University zbudowała specjalny mikroskop, potocznie nazwany Gravity Machine, który pozwala badać mikroorganizmy i inne niewielkie elementy występujące w kolumnie wody o dowolnej długości. Okazało się, że „morski śnieg” nie opada na dno tak szybko, jak sądziła nauka. Mikroskop pozwolił na symulowanie zachowania „śniegu” w środowisku naturalnym i okazało się, że „płatki śniegu” ciągną za sobą śluzowe warkocze, która spowalniają ich opadanie. Czasem warkocze te całkowicie uniemożliwiają opadnięcie i „śnieg” pozostaje zawieszony w górnych częściach kolumny wody. Żyjące tam organizmy mogą go pochłaniać i w procesie oddychania wydalić do wody znajdujący się tam węgiel, a to z kolei zmniejsza tempo pochłaniania przez ocean CO2 z atmosfery.
Mikroskop, za pomocą którego prowadzono badania, wykorzystuje koło o średnicy kilkunastu centymetrów. Do koła naukowcy wlewali wodę pobraną w oceanie na różnych głębokościach. Koło się obracało, a obecne w wodzie mikroorganizmy mogły swobodnie opadać pod wpływem grawitacji. Dzięki ruchowi obrotowemu koła, mikroorganizmy mogły bez końca opadać, w ten sposób możliwe jest symulowanie opadania na dowolną odległość. Temperatura, oświetlenie i ciśnienie wewnątrz koła dobiera jest odpowiednio do symulowanej głębokości, na której „znajduje się” badana próbka. Jednocześnie to, co dzieje się w próbce jest bez przerwy monitorowane za pomocą mikroskopu.
Dzięki takiej konstrukcji instrumentu badawczego zauważono, że poszczególne „płatki śniegu” tworzą, niewidoczną goły okiem, śluzowatą strukturę ciągnącą się na podobieństwo warkocza komety. Odkrycia warkocza dokonano, gdy do próbki dodano niewielkie mikrokoraliki, by zbadać, jak będą one przepływały wokół „płatków”. Zauważyliśmy, że koraliki utknęły w czymś niewidzialnym, co ciągnęło się za płatkami, mówi jeden z badaczy. Bliższe badania pokazały, że ten śluzowaty warkocz dwukrotnie wydłuża czas pobytu „płatków” w górnych 100 metrach kolumny wody.
Odkrycie pokazuje, że proces pochłaniania węgla przez oceany jest bardziej złożony niż sądziliśmy. Jest jednak mało prawdopodobne, by oznaczało ono, że oceany pochłaniają mniej węgla, niż sądzimy. Ilość tego węgla została bowiem określona metodami empirycznymi, więc wpływ warkocza został - choć nieświadomie - uwzględniony.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Po raz pierwszy zaobserwowano, w czasie rzeczywistym i skali molekularnej, jak powstaje woda. Naukowcy z Northwestern University zarejestrowali łączenie się atomów wodoru i tlenu. Obserwacji dokonano w ramach badań, w czasie których uczeni chcieli zrozumieć działanie palladu jako katalizatora reakcji prowadzącej do powstawania wody.
Uzyskanie wody za mocą palladu nie wymaga ekstremalnych warunków, zatem może być wykorzystane w praktyce do pozyskania wody tam, gdzie jest trudno dostępna. Na przykład na innych planetach. Przypomnijmy sobie Marka Watneya, granego przez Matta Damona w „Marsjaninie”. Spalał paliwo rakietowe, by uzyskać wodór, a następnie dodawał do niego tlen. Nasz proces jest bardzo podobny, ale nie potrzebujemy ognia i innych ekstremalnych warunków. Po prostu zmieszaliśmy pallad i gazy, mówi jeden z autorów badań, profesor Vinayak Dravid.
O tym, że pallad może być katalizatorem do generowania wody, wiadomo od ponad 100 lat. To znane zjawisko, ale nigdy go w pełni nie rozumieliśmy, wyjaśnia doktorant Yukun Liu, główny autor badań. Młody uczony dodaje, że do zrozumienia tego procesu konieczne było połączenie analizy struktury w skali atomowej oraz bezpośredniej wizualizacji. Wizualizowanie całego procesu było zaś niemożliwe.
Jednak w styczniu 2024 roku na łamach Science Advances profesor Dravid opisał nowatorką metodę analizowania molekuł gazu w czasie rzeczywistym. Uczony wraz z zespołem stworzyli ultracienką membranę ze szkła, która więzi molekuły gazu w reaktorach o strukturze plastra miodu. Uwięzione atomy można obserwować za pomocą transmisyjnego mikroskopu elektronowego w próżni wysokiej.
Za pomocą nowej metody uczeni zaobserwowali, jak atomy wodoru wnikają do próbki palladu, rozszerzając jej sieć atomową. Po chwili – ku zaskoczeniu uczonych – na powierzchni palladu pojawiły się krople wody. Myślę, że to najmniejsze kiedykolwiek zaobserwowane krople. Tego się nie spodziewaliśmy. Na szczęście nagraliśmy to i możemy udowodnić, że nie oszaleliśmy, cieszy się Liu.
Po potwierdzeniu, że pojawiła się woda, naukowcy zaczęli szukać sposobu na przyspieszenie reakcji. Zauważyli, że najszybciej zachodzi ona, gdy najpierw doda się wodór, później tlen. Atomy wodoru wciskają się między atomy palladu, rozszerzając próbkę. Gdy do całości zostaje dodany tlen, wodór opuszcza pallad, by połączyć się z tlenem, a próbka kurczy się do wcześniejszych rozmiarów.
Badania prowadzone były w nanoskali, ale wykorzystanie większych kawałków palladu pozwoliłoby na uzyskanie większej ilości wody. Autorzy badań wyobrażają sobie, że w przyszłości astronauci mogliby zabierać ze sobą pallad wypełniony wodorem. Gdy będą potrzebowali wody, dodadzą tlen. Pallad jest drogi, ale nasza metoda go nie zużywa. Jedyne, co jest tutaj zużywane, to gaz. A wodór to najpowszechniej występujący gaz we wszechświecie. Po reakcji pallad można wykorzystywać ponownie, mówi Liu.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.