Ludzkie DNA jest wszędzie. To szansa dla nauki czy policji i poważny problem etyczny
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Ciekawostki
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Już neandertalczycy i mezolityczni łowcy-zbieracze wywierali znaczący wpływ na środowisko przyrodnicze Europy – ogłosił międzynarodowy zespół badaczy z Danii, Francji, Wielkiej Brytanii, Włoch i Holandii. Ich praca rzuca wyzwanie powszechnemu przekonaniu, że przed pojawieniem się rolnictwa ludzie wywierali jedynie minimalny wpływ na środowisko naturalne. Wynika z nich bowiem, że już pod koniec plejstocenu ludzie odgrywali znaczącą rolę w kształtowaniu szaty roślinnej.
Po raz pierwszy przeprowadziliśmy symulacje wpływu łowców-zbieraczy na krajobraz Europy. Nasze podejście jest unikatowe, gdyż użyty model komputerowy integruje wyjątkowo duży zestaw danych obejmujących tysiące lat i cały kontynent. Stworzyliśmy tez nowy model, gdyż dotychczasowe nie uwzględniały jednocześnie wpływu pożarów naturalnych i wywoływanych przez człowieka, presji myśliwskiej na zwierzęta oraz zmian klimatu zarówno w odniesieniu do neandertalczyków, jak i mezolitycznych łowców-zbieraczy. Za pomocą algorytmów sztucznej inteligencji przeanalizowaliśmy tysiące możliwych scenariuszy i wybraliśmy te najbardziej prawdopodobne, mówi Anastasia Nikulina z Uniwersytetu w Lejdzie.
Uczeni próbowali odpowiedzieć na pytanie, jak wiele z prehistorycznych zmian środowiska naturalnego można przypisać klimatowi, naturalnym pożarom i zwierzętom, a ile ludzkiej aktywność. Badacze najpierw przeanalizowali modele klimatyczne i porównali ich wyniki z modelami rekonstruującymi szatę roślinną na podstawie pyłków roślin z ostatniego interglacjału (130–116 tysięcy lat temu) z pyłkami z wczesnego holocenu 11 700 – 8000 lat temu). Wyraźne różnice w uzyskanych wynikach wskazywały, że same zmiany klimatu nie mogły odpowiadać za obserwowane zmiany w szacie roślinnej.
Naukowcy postanowili więc przeprowadzić bardziej szczegółową analizę. Wykorzystali udoskonaloną wersję modelu HUMLAND, który symuluje interakcje człowieka ze środowiskiem naturalnym. Dodali doń algorytm sztucznej inteligencji i stworzyli liczne scenariusze, sprawdzając, który najlepiej pasuje do wzorców widocznych w pyłkach roślin.
Dzięki tak przeprowadzonym badaniom zauważyli, że czynniki naturalne, jak zjadanie roślin przez zwierzęta oraz zmiany klimatu, nie tłumaczą w pełni zmian w roślinności. Natomiast jednym z głównych czynników napędzających te zmiany były pożary, głównie pożary wywoływane przez ludzi. Polowania miały pośredni wpływ poprzez zmianę zagęszczenia roślinożerców i ich zachowanie.
Jednak najbardziej zaskakujące było spostrzeżenie, że neandertalczycy i mezolityczni H. sapiens wpływali na podobny obszar wokół obozowiska i wykazywali podobne preferencje do otwartych przestrzeni. To zaś wskazuje, że łowcy-zbieracze nie byli mieszkańcami dziewiczych terenów, ale sami kształtowali środowisko, w którym żyli.
Szczegóły badań zostały opublikowane na łamach PLOS One.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Jedną z metod służących poznaniu naszej historii jest badanie zanieczyszczeń powodowanych przez człowieka. W przeszłości informowaliśmy, że historia starożytnego Rzymu została zapisana w zanieczyszczeniach na Grenlandii, a później informowaliśmy, że Rzymianie zanieczyszczali atmosferę bardziej, niż sądziliśmy. Teraz zaś geolodzy z Uniwersytetu w Heidelbergu znaleźli najstarsze dowody na zanieczyszczenie przez człowieka środowiska ołowiem.
Rdzenie z osadów z dna morskiego oraz okolic wybrzeży Morza Egejskiego dostarczyły dowodów, że ludzie zanieczyścili okolicę ołowiem już 5200 lat temu. Odkrycie to, w połączeniu z analizą pyłków roślin zawartych w osadach, daje lepszy wgląd w zmiany społeczno-ekonomiczne regionu Morza Egejskiego. Widać w nich też wydarzenia polityczne, jak na przykład podbój Grecji przez Rzym.
W badanym regionie powstały jedne z najstarszych europejskich centrów kulturowych. Wpływ społeczności rolniczo-pasterskich na środowisko widać w wylesianiu oraz zmianie składu pyłków roślin, znajdujących się w osadach. Widzimy, że około 5200 lat temu na południu Europy dochodzi do intensyfikacji takich zmian. Wciąż jednak społeczności te miały jedynie lokalny wpływ na środowisko.
Na Półwyspie Bałkańskim metale wytapiano około 7000 lat temu, natomiast technologię kupelacji rud ołowiu w celu pozyskania srebra stosowano w regionie Morza Egejskiego i Bliskiego Wschodu być może już około 6000 lat temu. Technologie te pozostawiły po sobie trwały ślad w środowisku. Dotychczas najstarsze dowody na antropogeniczne zanieczyszczenie ołowiem pochodziły sprzed około 4000 lat. Uczeni z Heidelbergu znaleźli w rdzeniu pobranym z torfowiska w pobliżu Filippii (Tenaghi Philippon) ślady antropogenicznego zanieczyszczenia ołowiem sprzed 5200 lat. Wciąż jednak były to zmiany regionalne.
Pierwsze ponadregionalne zanieczyszczenie ołowiem miało miejsce na przełomie III i II wieku naszej ery. Ślady rzymskich zanieczyszczeń znaleziono w lodach Grenlandii. Pochodzą one mniej więcej z czasu podboju Grecji przez Rzym. Kolejny skok zanieczyszczeń miał miejsce około 200 lat później, gdy Imperium Romanum przeżywało okres największego rozkwitu. Wysoki poziom antropogenicznych zanieczyszczeń ołowiem utrzymywał się przez około 1000 lat. Poza wspomnianym skokiem w I wieku, do zwiększenia zanieczyszczeń doszło też około 1700 i 1200 lat temu.
Widoczne są też wyraźne spadki, które przypadają na okres władzy dynastii Antoninów (165–180) oraz cesarza bizantyńskiego Justyniana (541–549). W obu tych okresach doszło do dużych epidemii.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Badania DNA ludzi zabitych w Pompejach przez Wezuwiusza pokazały, jak błędne były czynione przez wieki założenia. Okazuje się, że rzekome rodziny nie były rodzinami, zmarłym źle przyporządkowano płeć. Okazało się ponadto, że ludność Pompejów w większości stanowili emigranci ze wschodnich regionów Morza Śródziemnego.
Erupcja Wezuwiusza nie dała szans na ucieczkę wielu mieszkańcom miasta. Ci, którzy przeżyli pierwszą jej fazę, zabiły lawiny piroklastyczne, szybko przemieszczające się chmury gorących gazów i popiołów. Pokryły one ciała ofiar grubą warstwą, na zawsze zachowując ich kształt.
Od XIX wieku naukowcy wykonują w Parco Archeologico di Pompei odlewy ciał, wstrzykując gips z puste miejsca, pozostałe po rozłożeniu się tkanek. Uczonym, którzy prowadzili zabiegi konserwatorskie, udało się pozyskać DNA z pofragmentowanych szkieletów zatopionych w 14 z 86 tych odlewów. To zaś pozwoliło na określenie płci zmarłych, ich pochodzenia oraz związków genetycznych pomiędzy nimi. I pokazało, jak błędne były dotychczasowe założenia, które opierano na wyglądzie i pozycji ciał.
Na przykład w Domu Złotej Bransolety, jedynym miejscu z którego mamy DNA całej grupy ciał, okazało się, że cztery osoby, które interpretowano jako rodzice z dwójką dzieci, nie były w żaden sposób ze sobą spokrewnione, mówi profesor David Caramelli z Uniwersytetu we Florencji. To nie jedyne błędne przypuszczenia, zweryfikowane przez DNA.
Innym znanym przykładem jest dorosła osoba nosząca złotą bransoletę i trzymająca dziecko. Tradycyjnie interpretowano je jako matkę z dzieckiem. Okazało się, że to mężczyzna i dziecko, którzy nie byli ze sobą spokrewnieni. Mamy też dwie obejmujące się osoby, które interpretowano jako matka z córką lub siostry. Teraz wiemy, że jedna z tych osób to mężczyzna, dodaje David Reich z Uniwersytetu Harvarda.
Ponadto wszyscy mieszkańcy Pompejów, w przypadku których udało się zdobyć dane z całego genomu, okazali się w głównej mierze potomkami emigrantów ze wschodnich regionów Śródziemiomorza. Pochodzenie takie widoczne jest też w genomach współczesnych im mieszkańców Rzymu, co tylko pokazuje, jak kosmopolityczne było Imperium Romanum w tych czasach.
« 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
Wytrzymałe i lekkie materiały są niezwykle pożądane w przemyśle i życiu codziennym. Mogą one udoskonalić wiele maszyn i przedmiotów, od samochodów przez implanty medyczne po kamizelki kuloodporne. Niestety wytrzymałość i niska masa zwykle nie idą w parze. Poszukujący rozwiązania tego problemu naukowcy z University of Connecticut, Columbia University i Brookhaven National Laboratory wykorzystali DNA i szkło. Dla tej gęstości jest to najbardziej wytrzymały znany materiał, mówi Seok-Woo Lee z UConn.
Żelazo może wytrzymać nacisk do 7 ton na centymetr kwadratowy, jest jednak bardzo gęste i ciężkie. Znamy metale, jak tytan, które są lżejsze i bardziej wytrzymałe. Potrafimy też tworzyć stopy metali o jeszcze mniejszej masie i jeszcze większej wytrzymałości. Ma to bardzo praktyczne zastosowania. Na przykład najlepszym sposobem na zwiększenie zasięgu samochodu elektrycznego nie jest dokładanie akumulatorów, a zmniejszenie masy pojazdu. Problem w tym, że tradycyjne techniki metalurgiczne osiągnęły w ostatnich latach kres swoich możliwości, naukowcy szukają więc innych niż metale wytrzymałych i lekkich materiałów.
Szkło, wbrew temu co sądzimy, jest wytrzymałym materiałem. Kostka szkła o objętości 1 cm3 może wytrzymać nacisk nawet 10 ton. Pod jednym warunkiem – szkło nie może posiadać wad strukturalnych. Zwykle pęka ono właśnie dlatego, że już istnieją w nim niewielkie pęknięcia, zarysowania czy brakuje atomów w jego strukturze. Wytworzenie dużych kawałków szkła pozbawionego wad jest niezwykle trudne. Naukowcy potrafią jednak tworzyć niewielkie takie kawałki. Wiedzą na przykład, że kawałek szkła o grubości mniejszej niż 1 mikrometr jest niemal zawsze bez wad. A jako że szkło jest znacznie mniej gęste niż metale czy ceramika, szklane struktury zbudowane kawałków szkła o nanometrowej wielkości powiny być lekkie i wytrzymałe.
Dlatego też Amerykanie wykorzystali DNA, które posłużyło za szkielet, i pokryli je niezwykle cienką warstwą szkła o grubości kilkuset atomów. Szkło pokryło jedynie nici DNA, pozostawiając sporo pustych przestrzeni. Szkielet z DNA dodatkowo wzmocnił niewielką, pozbawioną wad, szklaną strukturę. A jako że spora jej część to puste przestrzenie, dodatkowo zmniejszono masę całości. W ten sposób uzyskano materiał, który ma 4-krotnie większą wytrzymałość od stali, ale jest 5-krotnie mniej gęsty. To pierwszy tak lekki i tak wytrzymały materiał.
Możliwość projektowania i tworzenia trójwymiarowych nanomateriałów przy użyciu DNA otwiera niezwykłe możliwości przed inżynierią. Jednak potrzeba wielu badań, zanim możliwości te wykorzystamy w konkretnych technologiach, stwierdza Oleg Gang z Columbia University.
Teraz naukowcy prowadzą eksperymenty z zastąpieniem szkła ceramiką opartą na węglikach. Planują przetestować różne struktury DNA i różne materiały, by znaleźć takie o najlepszych właściwościach.
Jestem wielkim fanem Iron Mana. Zawsze zastanawiałem się, jak stworzyć lepszą zbroję dla niego. Musi być one bardzo lekka, by mógł szybciej latać i bardzo wytrzymała, by chroniła go przed atakami wrogów. Nasz nowy materiał jest pięciokrotnie lżejszy i czterokrotnie bardziej wytrzymały od stali. Nasze szklane nanostruktury byłyby lepsze dla Iron Mana niż jakikolwiek inny materiał, stwierdził Lee.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.