Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Na Grenlandii, na wysokości ponad 3000 m. n.p.m., spadł deszcz
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
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 -
przez KopalniaWiedzy.pl
Europa jest kontynentem z największa liczbą kurortów narciarskich. Jednak ich istnienie jest zagrożone przez globalne ocieplenie. Jeśli emisja gazów cieplarnianych zostanie utrzymana na dotychczasowym poziomie i średnia temperatura na Ziemi wzrośnie o 3 stopnie Celsjusza w porównaniu z epoką przedindustrialną, aż 90% z badanych 2234 europejskich kurortów narciarskich będzie doświadczało krytycznych niedoborów naturalnego śniegu, ostrzegają naukowcy.
Nawet jeśli uda się utrzymać ocieplenie na poziomie 1,5 stopnia Celsjusza – co jest coraz bardziej wątpliwe – problemy z naturalnym śniegiem dotkną około 30% kurortów. W takim przypadku kurorty położone na większych wysokościach – na przykład w Alpach – czy w krajach nordyckich będą mogły wspomagać się sztucznym naśnieżaniem. Jednak nie zda ono egzaminu w kurortach położonych niżej lub dalej na południe. Sztuczne naśnieżanie wymaga inwestycji i wiąże się z kosztami, które narażają kurort na ryzyko porażki ekonomicznej, mówi główny autor badań, Hughes Francois z francuskiego Narodowego Instytutu Badań Rolniczych.
Na potrzeby badań naukowcy wykorzystali jako punkt odniesienia średnie opady śniegu z lat 1961–1990, które połączyli z regionalnymi modelami klimatycznymi oraz danymi na temat warunków panujących w poszczególnych kurortach. Następni badali, jaki wpływ na kurorty będzie miał wzrost średniej globalnej temperatury o 1,5 oraz 2, 3 i 4 stopnie Celsjusza. Już teraz bowiem kurorty na całym świecie, szczególnie te położone poniżej 1500 metrów nad poziomem morza, doświadczają pogarszających się warunków narciarskich.
Jeśli wzrost temperatur zostanie utrzymany na poziomie 1,5 stopnia Celsjusza, to wysokie ryzyko braku śniegu dotknie 4% kurortów w Alpach Szwajcarskich, 5% w Alpach Francuskich i 7% w Alpach Austriackich oraz 20% w Alpach Niemieckich i 48% w górach Skandynawii.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Niedźwiedzie polarne są zagrożone przez zmniejszający się zasięg lodu morskiego w Arktyce, na którym spędzają większość życia. Naukowcy chcieliby badać i nadzorować ten gatunek, by go ocalić. Uczeni z University of Idaho znaleźli unikatową nieinwazyjną metodę identyfikowania niedźwiedzi polarnych. Zamiast stresować je śledząc za pomocą śmigłowców, strzelać środkami usypiającymi i zakładać urządzenia namierzające, amerykańscy uczeni pozyskują DNA niedźwiedzi z... odciśniętych na śniegu śladów łap.
Na łamach Frontiers in Conservation Science profesor Lisett Waits i badaczka Jennifer Adams z Idaho, we współpracy ze specjalistami z North Slope Borough Department of Wildlife oraz Alaska Department of Fish and Game opisali, w jaki sposób można pozyskać ze śniegu komórki naskórka niedźwiedzi.
Naukowcy najpierw zeskrobywali cienką warstwę śniegu ze świeżych śladów, a następnie w laboratorium zbierali komórki i analizowali ich DNA. W ten sposób zbierali unikatowe informacje o każdym z osobników. We wstępnej fazie badan pobrali 15 próbek. W 2 z nich nie znaleziono DNA niedźwiedzia, w 11 zaś stwierdzono jego obecność. Na razie technika ta znajduje się w fazie eksperymentalnej i wymaga dopracowania, jednak już w tej chwili widać, że jest nieinwazyjnym i efektywnym kosztowo sposobem badania dzikich niedźwiedzi polarnych.
O ile nam wiadomo, to pierwszy przypadek identyfikowania niedźwiedzi polarnych czy jakichkolwiek innych zwierząt na podstawie pozostawionego w środowisku DNA zebranego ze śniegu, cieszy się Adams.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Często zapominamy, że Dania jest jednym z największych krajów na świecie. W Europie większa jest tylko Rosja. Należy do niej bowiem Grenlandia, a Duńczycy skolonizowali ją pod wpływem legend o zaginionych osadach wikingów. W 985 roku Eryk Rudy poprowadził grupę islandzkich rolników na Grenlandię. Założyli osadę na zachodnim wybrzeżu wyspy i przez ponad 400 lat utrzymywali kontakty z Europą. Urwały się one w XV wieku, ale legendy o osadnikach oraz ich bogactwie przetrwały i stały się siłą napędową XVIII-wiecznej eksploracji Grenlandii.
Erik Thorvaldsson, zwany Erykiem Rudym, ze swojej osady został wygnany za morderstwo i skazany na 3-letnią banicję. W jej trakcie trafił na tajemniczy ląd, o którym usłyszał od innych. Nie był pierwszym Europejczykiem, który ujrzał Grenlandię. Był jednak pierwszym, który założył tam stałą, kwitnąca kolonię. Udało mu się to dzięki zręcznej propagandzie. Jak czytamy w XII-wiecznej Księdze o Islandczykach (Íslendingabók), kraj ten nazwał Groenland, bo jeśli będzie miał on dobrą nazwę, zachęci to ludzi do osiedlania się tam. Gdy jego banicja się skończyła, namówił część rodaków do założenia osady na Grenlandii.
Z dowodów archeologicznych wiemy, że osada przetrwała ponad 400 lat. Później utracono z nią kontakt. W czasie wielkich odkryć geograficznych liczne europejskie narody zdobywały i rościły sobie prawa do różnych części świata. Również Grenlandia była celem eksploracji. Głównymi konkurentami Duńczyków byli Holendrzy i Anglicy. Jednak to Duńczycy przechowywali w pamięci zbiorowej legendy o zaginionych osadnikach. Powstało wiele map, ksiąg i manuskryptów, które nie tylko przypominały konkurencyjnym narodom o duńskich ambicjach, ale też promowały pogląd, jakoby potomkowie osadników wciąż mieszkali na Grenlandii i uprawiali tam ziemię.
Gdy w XV wieku utracono kontakt z osadą na Grenlandii, pojawiły się liczne spekulacje i legendy, dotyczące losu osadników. Ludzie wciąż wierzyli, że osada istnieje. Wielokrotnie próbowano ją odnaleźć i skontaktować się z tamtejszymi mieszkańcami. Król Christian IV, który panował w latach 1588–1648, zorganizował trzy wyprawy poszukiwawcze. I nie były one motywowane wyłącznie ciekawością. O rzekomym bogactwie grenlandzkich osadników krążyły legendy.
Prawdziwa kolonizacja Grenlandii rozpoczęła się w 1721 roku wraz z założeniem kolonii przez misjonarza Hansa Egede, który chciał nawrócić Inuitów na chrześcijaństwo, a swoją misję miał zamiar finansować dzięki wsparciu legendarnej bogatej osady potomków wikingów oraz eksploracji miejscowych zasobów. Egede nie odnalazł osady, a w XIX wieku opinia publiczna zaczęła akceptować fakt, że na Grenlandii nie ma już potomków wikingów. Wtedy też naukowcy i odkrywcy postanowili rozejrzeć się za innymi częściami Arktyki, do których wikingowie mogli się przenieść. W latach 1870–1920 pojawiło się wiele opowieści przygodowych o izolowanych koloniach potomków wikingów, którzy mieli być niezwykle silni, wytrzymali i imponować wzrostem. W 1912 roku Vilhjalmur Stefansson spotkał na kanadyjskiej Wyspie Wiktorii wysokich Inuitów o rudobrązowych włosach. Wykonał pomiary ich czaszek i stwierdził, że są potomkami zaginionych wikingów, którzy krzyżowali się z miejscową ludnością. Było to sensacyjne odkrycie. Obecne metody DNA wykluczyły jakiekolwiek powinowactwo Inuitów z wikingami.
A Eryk Rudy? Spłodził syna, Leifa Erikssona, który założył pierwszą europejską osadę w Ameryce Północnej.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Rosnące na Grenlandii drzewa niezbyt nadają się do wznoszenia budynków czy budowy statków. Dlatego też wikingowie, którzy w latach 985–1450 zamieszkiwali Grenlandię, musieli polegać na drewnie, które przyniosło morze i które importowali. Dzięki szczegółowym badaniom, przeprowadzonym właśnie na 5 stanowiskach archeologicznych, dowiedzieliśmy się, że o ile domy przeciętnych kolonistów wzniesiono głównie z drewna miejscowego oraz przyniesionego przez morze, to farmy elity zbudowano z drewna importowanego z Europy i Ameryki Północnej.
Archeolodzy z Uniwersytetu Islandzkiego przebadali drewno pochodzące z nordyckich farm wybudowanych pomiędzy XI a XIV wiekiem. Chcieli sprawdzić, ile budulca pochodziło z importu, a ile stanowiło drewno miejscowe. Udało im się stwierdzić, że 0,27% drewna to niewątpliwy import, a zza morza przywieziono m.in. dąb, buk, choina i sosna Banksa. Kolejne 27% budulca to stanowił albo import, albo drewno przyniesione przez wody morskie. Tutaj zidentyfikowano takie gatunki jak modrzew, świerk, sosnę i jodłę.
Naukowcy od dawna przypuszczali, że osadnicy na Grenlandii musieli importować żelazo i drewno. Najnowsze badania nie tylko to potwierdzają, ale dowodzą, że drewno przywożono z większej odległości niż dotychczas przypuszczaliśmy. Co więcej, niektóre gatunki to import z Ameryki Północnej. Na przykład choina i sosna Banksa nie występowały wówczas w Europie, zatem jedynym możliwym kierunkiem importu była Ameryka Północna. Tym samym potwierdzono też doniesienia z islandzkich sag, które wspominają, że Leif Erikson (Leifur heppni), Thorfinn Karlsefni Thórdarson (Þorleifur karlsefni) czy Freydís Eiríksdóttir (Freydís) przywieźli drewno z Winlandii.
Przeprowadzone przez islandzkich uczonych badania uzupełniają naszą wiedzę o średniowiecznym handlu na Północnym Atlantyku oraz dowodzą, że grenlandzcy osadnicy mieli odpowiednią wiedzę, środki oraz łodzie, które aż do XIV wieku pozwalały im pływać do Ameryki Północnej.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.