Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Organizmy żywe mają wpływ na... ruch kontynentów
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Zespół naukowców, inżynierów i marynarzy ze statku badawczego Neil Armstrong należącego do US Navy, którego operatorem jest Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI), pobrał 11,5-metrowy rdzeń osadów z najgłębszej części Rowu Portorykańskiego. Osady zostały pozyskane z głębokości ponad 8000 metrów. To rekord po względem głębokości, z jakiej pozyskano rdzeń na Atlantyku, a może i rekord w ogóle.
Zespołowi naukowemu z WHOI, Uniwersytetu w Monachium i kilku amerykańskich uniwersytetów, przewodzili profesor Steven D'Hondt oraz doktor Robert Pockalny. Celem wyprawy badawczej, która prowadzona była w lutym i marcu bieżącego roku, było lepsze zrozumienie adaptacji mikroorganizmów do życia w morskich osadach na różnych głębokościach. Dlatego też uczeni pobierali próbki zarówno z głębokości 50 metrów, jak i około 8358 metrów. Pobieraliśmy próbki, gdyż chcemy się dowiedzieć, jak mikroorganizmy żyjące na dnie morskim radzą sobie z ciśnieniem. Naszym ostatecznym celem jest zrozumienie interakcji pomiędzy organizmami żyjącymi w ekstremalnych środowiskach a ich otoczeniem, wyjaśnia D'Hondt.
Pobranie rdzenia z tak dużej głębokości było możliwe dzięki specjalnemu systemowi opracowanemu już w 2007 roku przez Jima Brodę dla statku badawczego Knorr. Po tym, jak Knorr zakończył służbę, jego system został zaadaptowany do krótszego Neila Armstronga.
Po zakończeniu obecnych badań system do pozyskiwania rdzeni z tak dużej głębokości zostanie przekazany OSU Marine Sediment Sampling Group. To zespół finansowany przez Narodową Fundację Nauki, który pomaga amerykańskiej społeczności akademickiej w pobieraniu próbek osadów morskich. Dzięki temu system będzie dostępny dla całej amerykańskiej floty statków badawczych.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
W 2010 roku japońska ekspedycja naukowa wybrała się do Wiru Południowopacyficznego (South Pacyfic Gyre). Pod nim znajduje się jedna z najbardziej pozbawionych życia pustyń na Ziemi. W pobliżu centrum SPG znajduje się oceaniczny biegun niedostępności. A często najbliżej znajdującymi się ludźmi są... astronauci z Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Tutejsze wody są tak pozbawione życie, że 1 metr osadów tworzy się tutaj przez milion lat.
Centrum SPG jest niemal nieruchome, jednak wokół niego krążą prądy oceaniczne, przez które do centrum dociera niewiele składników odżywczych. Niewiele więc tutaj organizmów żywych.
Japońscy naukowcy pobrali z dna, znajdującego się 6000 metrów pod powierzchnią, rdzeń o długości 100 metrów. Mieli więc w nim osady, które gromadziły się przez 100 milionów lat.
Niedawno poinformowali o wynikach badań rdzenia. Tak, jak się spodziewali, znaleźli w osadach bakterie, było ich jednak niewiele, od 100 do 3000 na centymetr sześcienny osadów. Później jednak nastąpiło coś, czego się nie spodziewali. Po podaniu pożywienia bakterie ożyły.
Ożyły i zaczęły robić to, co zwykle robią bakterie, mnożyć się. Dwukrotnie zwiększały swoją liczbę co mniej więcej 5 dni. Powoli, gdyż np. bakterie E.coli dwukrotnie zwiększają w laboratorium swoją liczbę co około 20 minut). Jednak wystarczyło to, by po 68 dniach bakterii było 10 000 razy więcej niż pierwotnie.
Weźmy przy tym pod uwagę, że mówimy o bakteriach sprzed 100 milionów lat. O mikroorganizmach, które żyły, gdy planeta była opanowana przez dinozaury. Minęły cztery ery geologiczne, a one – chronione przed promieniowaniem kosmicznym i innymi wpływami środowiska przez kilometry wody – czekały w uśpieniu.
Jeśli teraz uświadomimy sobie, że 70% powierzchni planety jest pokryte osadami morskimi, możemy przypuszczać, że znajduje się w nich wiele nieznanych nam, uśpionych mikroorganizmów sprzed milionów lat.
Kolejną niespodzianką był fakt, że znalezione przez Japończyków bakterie korzystają z tlenu. Osady, z których je wyodrębniono, są pełne tlenu. Problemem w SPG nie jest zatem dostępność tlenu, a pożywienia.
To jednak nie koniec zaskoczeń. Okazało się, że wydobyte z osadów bakterie nie tworzą przetrwalników (endosporów). Bakterie przetrwały w inny sposób. Jeszcze większą niespodzianką było znalezienie w jednej z próbek dobrze funkcjonującej populacji cyjanobakterii z rodzaju Chroococcidiopsis. To bakterie potrzebujące światłą, więc zagadką jest, jak przetrwały 13 milionów lat w morskich osadach na głębokości 6000 metrów. Z drugiej strony wiemy, że jest niektórzy przedstawiciele tego rodzaju są wyjątkowo odporni. Tak odporny, że niektórzy mówią o wykorzystaniu ich do terraformowania Marsa.
Biorąc uwagę niewielkie przestrzenie z powietrzem wewnątrz osadów, brak endosporów i szybkie ożywienie, naukowcy przypuszczają, że bakterie pozostały żywe przez 100 milionów lat, jednak znacząco spowolniły swój cykl życiowy. To zaś może oznaczać, że... są nieśmiertelne.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Na głębokości około 1800 metrów pod lodem Grenlandii naukowcy znaleźli pozostałości po wielkim jeziorze, jego dopływach oraz odpływie. Jezioro uformowało się setki tysięcy lub miliony lat temu, gdy północno-zachodnia Grenlandia była wolna od lodu. Nie wiadomo, kiedy ostatnio znajdowała się w nim woda ciekła woda. Obecnie pozostały osady, które mogą być bezcennym źródłem informacji zarówno dotyczących przeszłości, jak i przyszłości Grenlandii i całej Arktyki. Możemy się bowiem dowiedzieć, jak wyglądają okolice Bieguna Północnego wolne od lodu.
To może być niezwykle ważne archiwum informacji, znajduje się w miejscu, które jest obecnie całkowicie zamknięte i niedostępne. Próbujemy dowiedzieć się, jak pokrywa lodowa Grenlandii zachowywała się w przeszłości. To bardzo ważne, gdyż dzięki temu możemy zrozumieć, jak będzie zachowywała się w przyszłości, mówi Guy Paxman, badacz z Lamont-Doherty Earth Observatory na Columbia University.
Paxman i jego zespół odkryli jezioro wykorzystując radar penetrujący lód, w celu opisania topografii lądu znajdującego się poniżej. Okazało się, że 1,8 kilometra pod lodem znajdują się pozostałości po jeziorze o powierzchni 7100 km2. Maksymalna głębokość jeziora wynosiła około 250 metrów. Od północy do jeziora wpadało co najmniej 18 cieków wodnych. Zmapowano też odpływ z jeziora, który prowadził na południe.
Z wcześniejszych badań wynika, że w ciągu ostatniego miliona lat lód na Grenlandii cofał się i przyrastał. Naukowcy z Lamont-Doherty Earth Observatory zidentyfikowali też obszary, które w ciągu ostatnich 30 milionów lat bywały wolne od lodu.
Paxman mówi, że głębokość osadów w jeziorze wskazuje, że liczy sobie ono od kilkuset tysięcy do milionów lat. Dokładniej można będzie do określić po wykonaniu odwiertu i pobraniu próbki do badań. Jezioro mogło powstać albo w wyniku ruchów tektonicznych, które doprowadziły do pojawienia się zagłębienia, albo też w wyniku działania cofającego się lodowca.
Osady mogą zawierać ślady związków chemicznych lub skamieniałości, które powiedzą nam więcej o dawnym klimacie Grenlandii.
Obecnie nie jest planowane wykonywanie wierceń w celu dostania się do jeziora. Jest to jednak technicznie wykonalne. Już w 2003 roku wwiercono się ponad 3000 metrów w głąb Grenlandii. W 2021 roku ma zaś rozpocząć się projekt GreenDrill, w ramach którego w kilku miejscach na północny Grenlandii zostaną wykonane odwierty w podłożu skalnym. Ich celem jest określenie kiedy i przez jaki czas region ten był wolny od lodu.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Amerykańscy naukowcy zauważyli, że ruch tzw. myszy lodowcowych (ang. glacier mice), czyli kulistych konglomeratów mchów i osadów, odbywa się na powierzchni lodowca z podobną prędkością i ma charakter "stadny" - kule przemieszczają się w tym samym kierunku. Wyniki ich badań ukazały się właśnie w piśmie Polar Biology.
Najprawdopodobniej niezwykłe kule opisano po raz pierwszy w 1951 r. w Journal of Glaciology. Islandzki badacz Jón Eythórsson użył nazwy "jökla-mýs", czyli właśnie lodowcowe myszy. Choć od tego czasu fenomen cieszył się wśród glacjologów pewnym zainteresowaniem, dotąd nie było wiadomo zbyt wiele o ich ruchu.
Zespół z Uniwersytetu Idaho postanowił uzupełnić tę lukę w wiedzy. Scott Hotaling, Timothy C. Bartholomaus i Sophie L. Gilbert badali glacier mice na Alasce, a konkretnie w najniższej części Root Glacier w Górach Wrangla. Obszar o powierzchni 600 m2 wybrano ze względu na wysokie zagęszczenie "myszy lodowcowych".
Badania rozpoczęły się na przełomie czerwca i lipca 2009 r. (później Amerykanie przyjeżdżali tu co roku w latach 2010-12). Naukowcy zamontowali w lodzie trzy rurki z PVC. Ustawiono je w taki sposób, by tworzyły trójkąt. Służyły one do dwóch celów. Po pierwsze, stanowiły punkty referencyjne, w stosunku do których można było określić położenie kul mchu. Po drugie, pozwalały mierzyć ablację (topnienie) lodowca.
Latem 2009 r. ekipa oznakowała 30 "dojrzałych" kul, czyli takich, które miały co najmniej ok. 10 cm długości (najdłuższa oś) i były owalne, bez oczywistych nieregularności. W tym samym roku naukowcy wracali na stanowisko 8 razy. W latach 2010, 2011 i 2012 prowadzono proces ich odzyskiwania (wychwytu). Po inspekcji kule umieszczano dokładnie w miejscu znalezienia.
W roku 2009 mierzono ruchy kul, a w latach następnych badano okres utrzymywania się dojrzałych kul w środowisku (długość ich życia). Wydaje się, że stanowią one stabilne jednostki ekologiczne; ich żywotność wynosi prawdopodobnie ponad 6 lat.
By śledzić ruch "glacier mice", Amerykanie mierzyli za pomocą taśmy odległość między zidentyfikowanymi kulami i każdym z palików referencyjnych. Później posługiwali się metodą trilateracji.
Okazało się, że cała kolonia kul przemieszcza się ze zbliżoną prędkością w tych samych kierunkach. Prędkość i kierunki zmieniają się [zaś] na przestrzeni tygodni - opowiada Bartholomaus.
Ekipa stwierdziła, że choć mediana prędkości wynosiła 2,5 cm dziennie, tempo znacząco się zmieniało podczas letniego sezonu badawczego. Pod koniec czerwca mediana prędkości wynosiła 1,8 cm dziennie, na początku lipca wzrosła do 4 cm dziennie, by na przełomie lipca i sierpnia zwolnić do 2 cm dziennie. Maksymalna obserwowana prędkość wyniosła 7,8 cm dziennie; pewna kula osiągnęła ją w 5-dniowym okresie obserwacyjnym od 9 do 14 lipca.
Naukowcy zauważyli, że nawet na delikatnie nachylonym zboczu lodowca kule przemieszczają się relatywnie szybko, bo ~2,5 cm dziennie (to mediana, czyli wartość środkowa). Stadny ruch nie zachodzi po prostu w dół zbocza ani zgodnie z dominującym kierunkiem wiatru czy dominującym kierunkiem padania promieni słonecznych. Zrodziło się więc pytanie: dlaczego azymuty myszy wydają się zmieniać symultanicznie? Jak zauważyli Amerykanie, kule rozpoczęły lato, poruszając się na południe, a potem powoli "przestawiły się" na ruch w kierunku zachodnim. Zespół zaczął się więc zastanawiać, czy nie chodzi o zmiany wzorców nasłonecznienia. Być może pogoda zmieniła się z bezchmurnego nieba w środku dnia pod koniec czerwca-na początku lipca na poranne chmury i popołudniowe słońce pod koniec lipca. Taka zmiana mogłaby zaś napędzić topnienie lodu po zachodniej stronie kul, sprzyjając ruchowi w tym właśnie kierunku. Niestety, hipotezy tej nie udało się potwierdzić.
Akademicy biorą pod uwagę taki scenariusz, że różnice w topnieniu lodu prowadzą do powstawania minipiedestałów, na których spoczywają kule. Gdy pod spodem stopi się wystarczająco dużo lodu, mysz spada, obracając się. Niewykluczone także, że kule ślizgają się po mokrej powierzchni lodowca.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy odkryli setki gigantycznych bakteriofagów, wirusów zabijających bakterie. Okazało się, że mają one cechy przynależne żywym organizmom, co zaciera granicę pomiędzy mikroorganizmami a wirusami. Ich rozmiary i złożoność budowy dorównują strukturom, które bezspornie uznajemy za żywe. W nowo odkrytych bakteriofagach znaleziono geny typowe dla bakterii, które bakterie używają przeciwko swoim gospodarzom.
Niezwykłego odkrycia dokonali uczeni z University of California, Berkeley (UCB). Najpierw pobrali oni liczne próbki z 30 różnych ziemskich środowisk, od przewodu pokarmowego wcześniaków i ciężarnych kobiet, przez tybetańskie gorące źródło, południowoafrykański bioreaktor po pokoje szpitalne, oceany, jeziora obszary położone głęboko pod ziemią. Na podstawie tych próbek utworzyli wielką bazę DNA i zaczęli ją analizować.
Analiza wykazała obecność 351 różnych gatunków gigantycznych bakteriofagów. Każdy z nich miał genom co najmniej 4-krotnie dłuższy niż genom przeciętnego znanego dotychczas bakteriofaga. Rekordzistą był tutaj bakteriofag o genomie złożonym z 735 000 par bazowych. To 15--krotnie więcej niż genom przeciętnego faga. Ten genom jest bardziej rozbudowany niż genomy wielu bakterii, którymi żywią się fagi.
Badamy mikrobiomy Ziemi i czasem znajdujemy coś niespodziewanego. Te gigantyczne fagi zacierają różnice pomiędzy bakteriofagami, które nie są uważane za organizmy żywe, a bakteriami i archeonami. Natura znalazła sposób na istnienie czegoś, co jest hybrydą pomiędzy tego, co uznajemy za tradycyjne wirusy, a tradycyjne żywe organizmy, mówi profesor Jill Banfield.
Innym zdumiewającym odkryciem było spostrzeżenie, że w DNA tych olbrzymich fagów znajdują się fragmenty CRISPR, czyli systemu używanymi przez bakterie do obrony przed bakteriofagami. Prawdopodobnie gdy fag wprowadza swoje DNA do wnętrza bakterii jego system CRISPR zwiększa możliwość bakteryjnego CRISPR, prawdopodobnie po to, by lepiej zwalczać inne fagi.
Te fagi tak przebudowały system CRISPR, który jest używany przez bakterie i archeony, by wykorzystać go przeciwko własnej konkurencji i zwalczać inne fagi, mówi Basem Al-Shayeb, członek zespołu badawczego.
Okazało się również, że jeden z nowo odkrytych fagów wytwarza proteinę analogiczną do Cas9, proteiny wykorzystywanej w unikatowej technologii edycji genów CRISPR-Cas9. Odkrywcy nazwali tę proteinę Cas(fi), gdyż grecką fi oznacza się bakteriofagi. Badając te wielkie fagi możemy znaleźć nowe narzędzia, które przydadzą się na polu inżynierii genetycznej. Znaleźliśmy wiele nieznanych dotychczas genów. Mogą być one źródłem nowych protein dla zastosowań w przemyśle, medycynie czy rolnictwie, dodaje współautor badań Rohan Sachdeva.
Nowe odkrycie może mieć też znaczenie dla zwalczania chorób u ludzi. Niektóre choroby są pośrednio wywoływane przez fagi, gdyż fagi są nosicielami genów powodujących patogenezę i antybiotykooporność. A im większy genom, tym większa zdolność do przenoszenia takich genów i tym większe ryzyko, że takie szkodliwe geny zostaną przez fagi przeniesione na bakterie żyjące w ludzkim mikrobiomie.
Jill Banfield od ponad 15 lat bada różnorodność bakterii, archeonów i bakteriofagów na całym świecie. Teraz, na łamach Nature, poinformowała o zidentyfikowaniu 351 genomów bakteriofagów o długości ponad 200 kilobaz. To czterokrotnie więcej więc długość genomu przeciętnego bakteriofaga. Udało się też określić dokładną długość 175 nowo odkrytych genomów. Najdłuższy z nich, i absolutny rekordzista w świecie bakteriofagów, ma 735 000 par bazowych. Uczeni sądzą, że genomy, których długości nie udało się dokładnie ustalić, mogą być znacznie większe niż 200 kilobaz.
Większość z genów nowo odkrytych bakteriofagów koduje nieznane białka. Jednak naukowcom udało się zidentyfikować geny kodujące proteiny niezbędne do działania rybosomów. Tego typu geny nie występują u wirusów, a u bakterii i archeonów. Tym co odróżnia cząstki nie będące życiem od życia jest posiadanie rybosomów i związana z tym zdolność do translacji białek. To właśnie jedna z najważniejszych cech odróżniających wirusy od bakterii, czyli cząstki nie będące życiem od organizmów żywych. Okazuje się, że niektóre z tych olbrzymich fagów posiadają znaczną część tej maszynerii, zatem nieco zacierają te granice, przyznaje Sachdeva.
Naukowcy przypuszczają, że olbrzymie fagi wykorzystują te geny do pokierowania bakteryjnymi rybosomami tak, by wytwarzały kopie protein potrzebnych fagom, a nie bakteriom. Niektóre z tych fagów posiadają tez alternatywny kod genetyczny, triplety, które kodują specyficzne aminokwasy, co może zmylić bakteryjne rybosomy.
Jakby tego było mało, nowo odkryte bakteriofagi posiadają geny kodujące różne odmiany protein Cas. Niektóre mają też macierze CRISPR, czyli takie obszary bakteryjnego genomu, gdzie przechowywane są fragmenty genomu wirusów, służące bakteriom do rozpoznawania i zwalczania tych wirusów.
Uczeni stwierdzili, że fagi z wielkimi genomami są dość rozpowszechnione w ekosystemach Ziemi. Ich obecność nie ogranicza się do jednego ekosystemu.
Odkryte wielkie fagi zostały przypisane do 10 nowych kladów. Każdy z nich posiada w nazwie słowo „wielki” w języku jednego z autorów badań. Te nowe klady to Mahaphage (z sanskrytu), Kabirphage, Dakhmphage i Jabbarphage (z arabskiego), Koydaiphage (japoński), Biggiephage (angielski z Australii), Whopperphage (angielski z USA), Judaphage (chiński), Enormephage (francuski) oraz Keampephage (duński).
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.