Τα πρώτα πουλιά είχαν επιπλέον δύο φτερούγες. Early birds had four wings, not two, study reports

Artist’s reconstruction of the basal bird Sapeornis, shown with its leg feathers. (Yike Xu)

Οι ερευνητές βρήκαν ενδείξεις φτερών στα πίσω άκρα 11 ειδών πουλιών, με μέγεθος από κοράκι έως γαλοπούλα, που έζησαν κατά την Ύστερη Κρητιδική περίοδο. Τα φτερά αυτά, ήταν κάθετα στα οστά των άκρων και είχαν μήκος από 30 έως περισσότερα από 50 χιλιοστά.

Αξίζει να σημειωθεί ότι όπως ανακαλύφθηκε πριν από περίπου δέκα χρόνια, οι δεινόσαυροι που έμοιαζαν με πουλιά -και θεωρούνται οι πρόγονοι των τελευταίων- είχαν μακριά και γερά φτερά και στα πίσω άκρα τους. Ωστόσο, μέχρι σήμερα οι επιστήμονες δεν μπορούσαν να πουν με σιγουριά αν τα πρώτα πουλιά που εμφανίστηκαν πριν από περίπου 121- 125 εκατομμύρια χρόνια, παράλληλα με τους δεινόσαυρους που τότε κυριαρχούσαν στη Γη, είχαν εγκαταλείψει ή όχι αυτά τα πρόσθετα φτερά.

Leg feathers in the basal avialan Sapeornis. Credit: Science/AAAS

Την απάντηση σε αυτό το ερώτημα δίνει η νέα έρευνα. Τα ευρήματα δείχνουν ότι όντως τα πρώτα πουλιά ακόμα χρησιμοποιούσαν τα επιπλέον φτερά, έχοντας έτσι τέσσερις φτερούγες, όμως δεν είναι σαφές αν τα χρησιμοποιούσαν για το «πλανάρισμα» στον αέρα, για την αλλαγή κατεύθυνσης κατά το πέταγμα ή και για τα δύο.

Anchiornis huxley, a small, feathered, dinosaur, showing a second set of wings on its legs.

Υπάρχουν ερευνητές όμως, όπως ο καθηγητής βιολογίας Κέβιν Πάντιαν του πανεπιστημίου της Καλιφόρνια-Μπέρκλεϊ, οι οποίοι θεωρούν ότι τα φτερά αυτά δεν ήταν κατάλληλα για βοηθητικά στο πέταγμα, αλλά εξυπηρετούσαν τελείως άλλους σκοπούς, όπως τον εντυπωσιασμό και την προσέλκυση του άλλου φύλου (η τακτική του παγωνιού). Από την πλευρά τους, οι κινέζοι επιστήμονες τόνισαν ότι θα προσπαθήσουν να αποδείξουν ότι ήταν αεροδυναμικά και κατάλληλα για πτήσεις.

Photographs of confuciusornithid (STM 13-32) and its leg feathers. Credit: Science/AAAS.

Παράλληλα, όπως επισημαίνει ο παλαιοντολόγος Μαρκ Νόρελ του Αμερικανικού Μουσείου Φυσικής Ιστορίας, δεν είναι βέβαιο αν οι τέσσερις φτερούγες ήταν ο κανόνας σε όλα τα πρώτα πουλιά ή μόνο σε μερικά.

Σήμερα, οι φολίδες έχουν αντικαταστήσει τα περισσότερα φτερά στα πίσω πόδια των σύγχρονων πουλιών. Σύμφωνα όμως με τους επιστήμονες, χρειάζονται μόνο λίγες γενετικές αλλαγές προκειμένου να «επιστρέψουν» τα πρόσθετα φτερά.

This ancient bird, one of 11 analysed by the China team, had stiff feathers on both arms and legs.

Οι ερευνητές εκτιμούν ότι τα πουλιά σταδιακά έμειναν με δύο φτερούγες, επειδή αυτό τους έδινε πλεονέκτημα να χρησιμοποιούν τα πίσω πόδια τους για να κινούνται καλύτερα στο έδαφος.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον Σινγκ Σου, μέλος της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών, καθηγητή παλαιοντολογίας και γνωστό διεθνώς «κυνηγό» δεινοσαύρων του Ινστιτούτου Γεωλογίας και Παλαιοντολογίας της Σαντόνγκ, έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Science».

Αστροβιολόγοι βρήκαν αρχαία απολιθώματα σε μετεωρίτη, Astrobiologists Find Ancient Fossils in Fireball Fragments

Αστροβιολόγοι ανακάλυψαν δομές παρόμοιες με άλγη εντός ενός μετεωρίτη στη Σρι Λάνκα, γεγονός που ισχυρίζονται ότι αποτελεί απόδειξη της πανσπερμίας, δηλαδή της ιδέας ότι υπάρχει ζωή διάσπαρτη στο σύμπαν και διανέμεται από αστεροειδείς και μετεωρίτες.

Το απόγευμα της 29ης Δεκεμβρίου 2012 κομμάτια μετεωρίτη έπεσαν στην επαρχία Πολονναρούα της Σρι Λάνκα. Μέσα στις επόμενες ημέρες, οι τοπικές αρχές συνέλεξαν ένα μεγάλο αριθμό δειγμάτων και τις έστειλαν στο Ιατρικό Ινστιτούτο του Υπουργείου Υγείας στην πόλη Κολόμπο.

Αφού παρατήρησαν ορισμένα παράξενα χαρακτηριστικά στο εσωτερικό των δειγμάτων, οι ερευνητές του ινστιτούτου προώθησαν τα κομμάτια του μετεωρίτη σε ομάδα αστροβιολόγων του Πανεπιστημίου του Κάρντιφ στην Ουαλία για περαιτέρω ανάλυση. Οι Ουαλοί ερευνητές ανακάλυψαν ότι τα πετρώματα περιείχαν απολιθωμένες βιολογικές δομές, ενώ όλα τα τεστ απέκλεισαν το ενδεχόμενο επίγειας μόλυνσης των δειγμάτων.

Η ομάδα με επικεφαλής τον Τζέημι Γουώλλις παρέλαβε συνολικά 628 θραύσματα πετρωμάτων από τοπικούς ορυζώνες αλλά μπόρεσε να ταυτοποιήσει ξεκάθαρα μόνο τρία από αυτά ως πιθανούς μετεωρίτες.

Οι γενικές ιδιότητες των τριών αυτών δειγμάτων τα ξεχώρισαν αμέσως. Για παράδειγμα, μία από τις πέτρες είχε πυκνότητα λιγότερη από ένα γραμμάριο ανά κυβικό εκατοστό, μικρότερη από κάθε άλλο γνωστό ανθρακώδη μετεωρίτη. Υπήρχαν αποδείξεις ατμοσφαιρικής θερμότητας, ανθρακικό περιεχόμενο της τάξεως του 4%, και πληθώρα οργανικών ενώσεων με υψηλό μοριακό βάρος. Βάσει αυτών των ευρημάτων, η ομάδα του Γουώλλις κατέληξε πως πρόκειται για μικρό κομήτη.

Η εργασία των Jamie Wallis et al δημοσιεύεται στο arxiv.org με τίτλο: “The Polonnaruwa meteorite: oxygen isotope, crystalline and biological composition”. Algae-like structures inside a Sri Lankan meteorite are clear evidence of panspermia, the idea that life exists throughout the universe, say astrobiologists.

Ωστόσο η πιο εντυπωσιακή ανακάλυψη ήταν οι δομές εντός των πετρωμάτων όπως απεικονίστηκαν από μικροσκόπιο ηλεκτρονίων. Συγκεκριμένα μία από τις εικόνες φανερώνει ένα σύνθετο μικροαπολίθωμα πλούσιο σε άνθρακα, το οποίο έχει μήκος περίπου 100 μm και φέρει πολλές ομοιότητες με μία ομάδα θαλάσσιων δινομαστιγωτών φυκών που τώρα έχει εξαφανιστεί από τη Γη.

Μία άλλη εικόνα του δείγματος φανέρωσε ένα παρόμοιο μικροοργανισμό διαμέτρου 2 μm και μήκους 100 μm, γεγονός που σύμφωνα με τον Γουώλις αποτελεί απόδειξη σχηματισμού του οργανισμού σε ένα περιβάλλον χαμηλής βαρύτητας και πίεσης.

Ο Γουώλις και οι συνάδελφοί του εμφανίζονται σίγουροι ότι τα δείγματα δεν είναι γήινα και ότι η θεωρία της πανσπερμίας ισχύει. Αρκετά όμως μέλη της επιστημονικής κοινότητας υποστηρίζουν πως είναι πιο πιθανό τα πετρώματα να δημιουργήθηκαν από χτυπήματα κεραυνών ή να είναι υπολείμματα παλαιότερης σύγκρουσης αστεροειδούς με τη Γη, που συνέβη πριν από εκατομμύρια χρόνια και εκτόξευσε δισεκατομμύρια τόνους ύλης στο διάστημα.

Η θεωρία της πανσπερμίας δεν είναι προϊόν των καιρών μας. Ο πρώτος που τη διατύπωσε ήταν ο Αναξαγόρας (500-428 π.Χ.). Ο Γάλλος φυσιοδίφης Benoit de Maillet το 1743 απέρριψε τη μέχρι τότε επικρατούσα θεωρία της αβιογένεσης, ισχυριζόμενος ότι η ζωή μεταφέρθηκε στη Γη από το Διάστημα και αναπτύχθηκε στη θάλασσα αρχικά, ενώ οι πατέρες της σύγχρονης θερμοδυναμικής Lord Kelvin (William Thomson) (1824-1907) και Hermann von Helmholtz (1821-1894) υπήρξαν οι κύριοι υπέρμαχοί της τον 19ο αιώνα.

Το μακρινότερο νερό στο Σύμπαν. ALMA Rewrites History of Universe's Stellar Baby Boom

Η βαρύτητα ενός κοντινού γαλαξία (μπλε κουκκίδα στο κέντρο) δημιουργεί πολλαπλά είδωλα ενός μακρινού γαλαξία (κόκκινο). Cosmic donut: This image combines data from ALMA and the Hubble Space Telescope. Shown in red is the distant, background galaxy, being distorted by the gravitational lens effect produced by the galaxy in the foreground, depicted as the blue dot seen by Hubble. The background galaxy appears warped into a so-called Einstein ring: a circle of light around the foreground galaxy. Credit: Dan Marrone

Ένα οπτικό φαινόμενο, το οποίο προκαλεί η βαρύτητα καθώς παραμορφώνει τις ακτίνες φωτός, επέτρεψε στους αστρονόμους να μελετήσουν ορισμένους από τους πιο αρχαίους γαλαξίες του Σύμπαντος, οι οποίοι λειτούργησαν ως μαιευτήρια άστρων και επιπλέον περιέχουν τις πιο απομακρυσμένες ποσότητες νερού που γνωρίζουμε ως σήμερα.

This photo of the 10-meter South Pole Telescope was taken in January 2013, soon after its new extended shielding was complete. The discovery of the luminous star-forming galaxies from the early universe were found in the large millimeter-wave survey recently completed with the SPT. Credit: Erik Nichols

Οι νέες μελέτες βασίζονται σε παρατηρήσεις του ALMA, μιας γιγάντιας αλλά ημιτελούς συστοιχίας ραδιοτηλεσκοπίων στη Χιλή, η οποία εγκαινιάστηκε επίσημα μόλις την περασμένη Τετάρτη.

Όπως εξηγούν οι ερευνητές σε ανακοίνωσή τους, το νεαρό Σύμπαν παρήγαγε άστρα με πολύ μεγαλύτερο ρυθμό από ό,τι σήμερα. Από προηγούμενες μελέτες είναι γνωστό ότι αυτές οι εξάρσεις αστρογένεσης συνέβησαν σε γιγάντιους γαλαξίες που περιέχουν μεγάλες ποσότητες σκόνης.

This is an artist's impression of one of the South Pole Telescope-discovered sources based on observation by the Altacama Large Millimeter Array and Hubble Space Telescope (HST). The massive central galaxy (in blue, seen by HST) bends the light of a more distant, submillimeter-bright galaxy, forming a ring-like image of the background galaxy that is observed by ALMA (red). Credit: Y. Hezaveh

Τα δεκάδες μάτια του ALMA στράφηκαν σε ορισμένους από αυτούς τους αρχαίους γαλαξίες και αποκάλυψαν ότι η απόσταση που τους χωρίζει από τη Γη είναι έως και ένα δισεκατομμύριο έτη φωτός μεγαλύτερη από ό,τι νομίζαμε. Αυτό σημαίνει ότι οι γαλαξίες έχουν μέση ηλικία 12 δισεκατομμυρίων ετών, δημιουργήθηκαν δηλαδή λιγότερο από 2 δισ. χρόνια μετά τη γέννηση του Σύμπαντος.

Οι δύο πιο αρχαίοι από αυτούς τους γαλαξίες πηγαίνουν πίσω ακόμα 1 δισ. χρόνια και χρονολογούνται τώρα στα 12,7 δισεκατομμύρια έτη.

This montage combines data from ALMA with images from the NASA/ESA Hubble Space Telescope, for five distant galaxies. The ALMA images, represented in red, show the distant, background galaxies, being distorted by the gravitational lens effect produced by the galaxies in the foreground, depicted in the Hubble data in blue. The background galaxies appear warped into rings of light known as Einstein rings, which encircle the foreground galaxies. Credit: ALMA (ESO/NRAO/NAOJ), J. Vieira et al.

Σε έναν μάλιστα από αυτούς το ALMA ανίχνευσε τα πιο απομακρυσμένα και πιο αρχαία μόρια νερού που γνωρίζουμε στο Σύμπαν.

Τα δεδομένα του ALMA παρουσιάζονται τώρα σε τρεις δημοσιεύσεις, μία στο περιοδικό «Nature» και δύο στην επιθεώρηση «The Astrophysical Journal».

Βαρυτικός φακός

Σχηματική απεικόνιση του φαινομένου του βαρυτικού φακού. This schematic image represents how light from a distant galaxy is distorted by the gravitational effects of a nearer foreground galaxy, which acts like a lens and makes the distant source appear distorted, but brighter, forming characteristic rings of light, known as Einstein rings. An analysis of the distortion has revealed that some of the distant star-forming galaxies are as bright as 40 trillion Suns, and have been magnified by the gravitational lens by up to 22 times. Credit: ALMA (ESO/NRAO/NAOJ), L. Calçada (ESO), Y. Hezaveh et al.

Οι διεθνείς ομάδες αστρονόμων που υπογράφουν τις μελέτες αξιοποίησαν ένα παράξενο φαινόμενο που ονομάζεται βαρυτικός φακός: Καθώς το φως των αρχαίων γαλαξιών ταξιδεύει προς τη Γη, συναντά στην πορεία του άλλους γαλαξίες. Το ισχυρό βαρυτικό πεδίο καμπυλώνει τις ακτίνες φωτός, όπως προβλέπει η Σχετικότητα του Αϊνστάιν, και στέλνει στη Γη ένα μεγεθυμένο είδωλο των αρχαίων γαλαξιών στο φόντο.

Το φαινόμενο είναι σπάνιο, μπορεί όμως να αναγνωριστεί εύκολα: αυτό που βλέπει το τηλεσκόπιο είναι πολλαπλά είδωλα του απομακρυσμένου γαλαξία, διατεταγμένα συμμετρικά γύρω από το είδωλο του κοντινού γαλαξία.

Όπως επισημαίνουν οι ερευνητές, το φαινόμενο του βαρυτικού φακού μεγέθυνε τους απομακρυσμένους γαλαξίες κατά 22 φορές, διευκολύνοντας σημαντικά την παρατήρησή τους.

Στη μελέτη βοήθησε πάντως και η ακραία λάμψη αυτών των αρχαίων τεράτων: λόγω των μυριάδων νεογέννητων άστρων που περιέχουν, το φως των γαλαξιών εκτιμάται ότι είναι 40 τρισεκατομμύριο φορές πιο έντονο από το φως του Ήλιου.

Η ιδιοφυής ανατομία του Λεονάρντο ντα Βίντσι. Leonardo da Vinci was right all along, new medical scans show

Έκθεση παρουσιάζει τα σχέδιά του σε αντιπαραβολή με μαγνητικές και αξονικές τομογραφίες. Leonardo da Vinci's LeVitruvian Man (lt) and one of drawings which will feature in the exhibition.

Ο Λεονάρντο ντα Βίντσι ήταν ένας άνθρωπος πολύ μπροστά από την εποχή του και αυτό αποδεικνύεται πλέον και… επιστημονικά, με τα σύγχρονα μέσα της τεχνολογίας. Μια έκθεση που θα εγκαινιαστεί τον ερχόμενο Αύγουστο στο Εδιμβούργο παρουσιάζει για πρώτη φορά τα σχέδια ανατομίας του αναγεννησιακού «homo universalis» πλάι-πλάι με μαγνητικές και αξονικές τομογραφίες που αποκαλύπτουν την απαράμιλλη ακρίβειά τους, στην παραμικρή λεπτομέρεια.

Σχέδια χεριών του Λεονάρντο ντα Βίντσι και τρισδιάστατη απεικόνιση της τομής ενός χεριού.  The bones, muscles and tendons of the hand c.1510-11 and 3D image of a dissected hand Photo: Royal Collection Trust / © Her Majesty Queen Elizabeth II 2013 /© Mark Mobley, West Midlands Surgical Training Centre

Η έκθεση «Leonardo da Vinci: The Mechanics of Man» διοργανώνεται από το Royal Collection Trust της Βρετανίας στο πλαίσιο του φεστιβάλ του Εδιμβούργου. Διαφέρει από προηγούμενες που έχουν διοργανωθεί, ακόμη και από το ίδιο ίδρυμα, στο ότι για πρώτη φορά παρουσιάζει τα πρωτότυπα σχέδια του καλλιτέχνη σε άμεση σύγκριση με την ανατομία του «πραγματικού» ανθρώπινου σώματος. Επίσης ορισμένα από τα σχέδια εκτίθενται για πρώτη φορά στη Βρετανία.

The bones, muscles and tendons of the hand and muscles and tendons of the lower leg and foot, c.1510-11.

Ο Λεονάρντο ντα Βίντσι άρχισε να μελετά την ανατομία του ανθρώπινου σώματος στην προσπάθειά του να αποδώσει όσο το δυνατόν πιο πιστά τα φυσικά «πρωτότυπα» στα έργα του. Ύστερα από λίγο όμως του γεννήθηκε η φιλοδοξία να συντάξει μια εικονογραφημένη διατριβή στην ανατομία. Άρχισε να επισκέπτεται νοσοκομεία και ιατρικές σχολές όπου πραγματοποίησε νεκροτομές σε περισσότερα από 30 πτώματα.

The muscles of the shoulder, arm and neck and the aortic valve.

«Γέμισε εκατοντάδες σελίδες από τα σημειωματάριά του με λεπτομερή σχέδια που όμοια τους δεν είχε ξαναδεί ποτέ κανείς. Οι ανακαλύψεις του θα μπορούσαν να έχουν αλλάξει ριζικά την ευρωπαϊκή γνώση της ανατομίας». Μετά τον θάνατό του όμως, το υλικό αυτό παρέμεινε άγνωστο, χαμένο ανάμεσα στα προσωπικά του αντικείμενα. «Αν είχε δημοσιευθεί εκείνη την εποχή, θα είχε αναμφίβολα αποτελέσει το σημαντικότερο έργο γύρω από το ανθρώπινο σώμα» σημειώνουν οι επιμελητές της έκθεσης.

Σπονδυλική στήλη (πηγή: Royal Collection Trust / (C) Her Majesty Queen Elizabeth II 2013)

Η έκθεση βασίζεται στο «Ανατομικό εγχειρίδιο Α’» του Λεονάρντο ντα Βίντσι, το οποίο περιέχει περισσότερα από 240 σχέδια, συνοδευόμενα από κείμενα. Θα παρουσιαστεί στην The Queen’s Gallery, Palace of Holyroodhouse, από τις 2 Αυγούστου ως τις 10 Νοεμβρίου του 2013.