Τρίτη, 14 Ιανουαρίου 2014

O «προπάππους» των ζώων της ξηράς. How We Got On Land, Bone by Bone

Το αρχαίο ψάρι Tiktaalik όπως πιθανότατα έμοιαζε. Αποδεικνύεται ότι ήταν ο πρόγονος των ζώων της στεριάς. Tiktaalik. Image courtesy of Kalliopi Monoyios, University of Chicago

Τα απολιθώματα ενός αρχαίου όντος αποκαλύπτουν πώς η προϊστορική ζωή βγήκε από το νερό και έκανε τα πρώτα «ασταθή» βήματά της στο μονοπάτι που οδήγησε στα τετράποδα ζώα της ξηράς.

«Υδάτινο» αλλά και… στεριανό

An artist's rendition of the fish-tetrapod transition. Credit: Kalliopi Monoyios.

Τα σημαντικά αυτά στοιχεία που δείχνουν το πώς… πατήθηκε ο δρόμος στην ιστορία της ζωής χάρισαν στους επιστήμονες τα οστά του Tiktaalik roseae, ενός όντος του γλυκού νερού που έζησε πριν από 375 εκατομμύρια χρόνια. Το Tiktaalik είχε μήκος που έφθανε τα τρία μέτρα και διέθετε χαρακτηριστικά των «υδάτινων» όντων τα οποία… είχαν παντρευτεί με άλλα που χαρακτήριζαν περισσότερο τη ζωή στην ξηρά.

Απολιθώματα του θαλάσσιου όντος Tiktaalik δείχνουν πώς έγινε η μετάβαση από τα ψάρια στα τετράποδα ζώα της στεριάς. The front half of Tiktaalik. Photo © Ted Daeschler

Τα απολιθώματα του Tiktaalik πρωτοανακαλύφθηκαν το 2004 στο νησί Ελσμιρ στην Καναδική Αρκτική. Το απίστευτο «μείγμα» βραγχίων, λεπιών, πτερυγίων, πνευμόνων, αλλά και λαιμού που είχε την ικανότητα κίνησης, δυνατού θώρακα και κεφαλιού που έμοιαζε με κροκόδειλου θέτουν το Tiktaalik κάπου στη μέση μεταξύ των ψαριών και των πρώτων τετράποδων ζώων της ξηράς.

Τώρα μια νέα μελέτη που δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Proceedings of the National Academy of Sciences» περιγράφει για πρώτη φορά αναλυτικά τη δομή του πίσω μέρους του σώματος του Tiktaalik. Σύμφωνα με τη μελέτη που βασίστηκε σε ανάλυση απολιθωμάτων πέντε Tiktaalik που βρέθηκαν στο νησί Ελσςμιρ, το ζώο αυτό διέθετε μεγάλη, δυνατή πύελο, μια ισχυρή άρθρωση μηριαίου-λαγόνιου οστού και μακριά πτερύγια στο πίσω μέρος του. Τα πτερύγια πιθανότατα βοηθούσαν το Tiktaalik να κολυμπά στο νερό αλλά συγχρόνως και να περπατά στις κοίτες των ποταμών ή να κινείται στους λασπότοπους.

Η μεγάλη πύελος

Η εξέλιξη των όντων με τέσσερα πόδια από τα ψάρια (στο κάτω μέρος) στα τετράποδα ζώα (επάνω μέρος) μέσω του Tiktaalik (κέντρο) που διέθετε δυνατή πύελο και μεγάλα πτερύγια στο πίσω μέρος του σώματος. Adapted from image courtesy of John Westlund, University of Chicago.

Ο Νιλ Σούμπιν, καθηγητής Ανατομίας στο Πανεπιστήμιο του Σικάγου και πρώτος συγγραφέας της νέας μελέτης σχετικά με αυτό το ον που αποδεικνύεται σημαντικός κρίκος της εξέλιξης, εξήγησε ότι το πιο αναπάντεχο εύρημα της ερευνητικής ομάδας αφορούσε το μέγεθος της πυέλου του Tiktaalik. «Για να κατανοήσει κάποιος πόσο γιγάντια ήταν η πύελος αυτού του ζώου, πρέπει να αναλογιστεί ότι είχε το ίδιο μέγεθος με έναν ώμο. Αυτό μαρτυρεί ότι τα οστά του πίσω μέρους του σώματος είχαν ήδη λάβει σημαντικό μέγεθος σε εκείνη τη φάση της μετάβασης από τα ζώα του νερού σε εκείνα που διέθεταν άκρα».

Image courtesy of John Westlund, University of Chicago.

Ο δρ Σούμπιν σημείωσε ότι περίμενε πως σε όντα σαν το Tiktaalik τα πτερύγια στο πίσω μέρος του σώματος καθώς και η πύελος θα είχαν μικρό μέγεθος και θα γίνονταν μεγαλύτερα και πιο δυνατά μόνο στα ζώα που προσαρμόζονταν στη ζωή στην ξηρά. Περιέγραψε τη μετάβαση αυτή όπως τη μετάβαση από ένα όχημα «εμπροσθοκίνητο» (τα ψάρια στην περίπτωσή μας) σε ένα όχημα «τετρακίνητο» (δηλαδή τα τετράποδα ζώα της στεριάς). «Αποδεικνύεται τελικώς ότι το μέγεθος του πίσω μέρος του σώματος ήταν ήδη μεγάλο στα ψάρια καθώς και ότι ένα σημαντικό μέρος της μετάβασης στη ζωή στη στεριά είχε ήδη λάβει χώρα στο νερό προτού εμφανιστούν τα τετράποδα όντα στην ξηρά» είπε ο καθηγητής.

Η Τζένιφερ Κλακ, καθηγήτρια Παλαιοντολογίας των Σπονδυλωτών και διευθύντρια του Μουσείου Ζωολογίας στο Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ ανέφερε ότι τα απολιθώματα του Tiktaalik δίνουν μια απάντηση στο ερώτημα σχετικά με τη μετάβαση της ζωής από το νερό στην ξηρά. «Υπήρχε μεγάλο κενό στα όσα γνωρίζαμε σχετικά με το πώς έλαβε χώρα αυτή η μετάβαση, καθώς τα απολιθώματα που είχαμε στα χέρια μας δεν μας παρείχαν αρκετά στοιχεία. Το Tiktaalik μας έδωσε αυτό που ψάχναμε».

Kalliopi Monoyios is a scientific illustrator whose work has appeared in numerous scientific journals, newspapers and textbooks, has been featured on the covers of Nature, Science, and Genesis and has been "borrowed" by South Park (season 10, episode 12: “Go God Go”). For eleven years, she worked as a scientific illustrator under the eminent University of Chicago paleontologist, Neil Shubin, and was the lead illustrator in the papers announcing the discovery of Tiktaalik roseae, "the fishapod." She has illustrated two best-selling popular non-fiction books, Your Inner Fish; A Journey into the 3.5-Billion-Year History of the Human Body by Neil Shubin, and Why Evolution is True by Jerry Coyne. She views science illustration as a way to make cutting-edge research both interesting and accessible to a variety of audiences, ultimately leading to a more engaged and scientifically literate public. She is a member of the Guild of Natural Science Illustrators and the American Society of Illustrators Partnership. Follow on Twitter as @symbiartic. Or visit their website.

O Einstein ως επιθετικός νεανίας. Albert Einstein's Lighter Side

Einstein in 1898, after he entered Zurich Polytechnic: This photograph has poems handwritten by Albert Einstein on back. "Du bist myn, ich bin din..." It is one of a handful of photographs of Einstein by the photographer Lotte Jacobi.

O Einstein ήταν ένας απείθαρχος και επιθετικότατος φοιτητής. Κανείς από τους καθηγητές του στο Πολυτεχνείο της Ζυρίχης δεν του έδειχνε ιδιαίτερη εκτίμηση, και τα κατάφερε να τον αντιπαθήσει ακόμα και ο Heinrich Weber, πρωτοπόρος της ηλεκτροτεχνίας, ο μόνος που διαισθάνθηκε τα εξαιρετικά του χαρίσματα. Η κατάσταση αυτή δυσκόλεψε πολύ την εξέλιξη της σταδιοδρομίας του.

Einstein as Teenager: This photo was taken in a Munich photo studio c. 1893, shortly before Einstein left high school to join his family in Italy.

Όσοι αποφοιτούσαν από το Πολυτεχνείο είχαν συνήθως εξασφαλισμένη μια θέση βοηθού στο ίδιο ίδρυμα ή στο Πανεπιστήμιο, όπως λόγου χάρη ο Marcel Grossmann, φίλος του Einstein, τον οποίο επέλεξε ως βοηθό ο καθηγητής Wilhelm Fidler. O Einstein θα μπορούσε εύκολα να γίνει βοηθός του Weber, αλλά επειδή τον είχε πεισμώσει με τη συμπεριφορά του, εκείνος προτίμησε έναν μηχανολόγο μηχανικό που είχε μόλις πάρει το πτυχίο του.

Paul Karl Ludwig Drude was a German physicist specializing in optics. He wrote a fundamental textbook integrating optics with Maxwell's theories of electromagnetism.

Το πρώτο βήμα που διάλεξε ο Einstein για να γίνει γνωστός στην επιστημονικής κοινότητα υπήρξε μια σκληρή επίθεση κατά του Paul Drude, του καθηγητή που διηύθυνε το Annalen der Physik, το σημαντικότερο περιοδικό φυσικής εκείνης της εποχής.

Ο Drude είχε διεξαγάγει σημαντικές έρευνες στην οπτική και στην ηλεκτρονική θεωρία των μετάλλων, και ακριβώς εναντίον αυτής της θεωρίας συγκέντρωσε τα πυρά του ο Einstein – ήταν όμως, κατά βάση, ασύστατες αντιρρήσεις τις οποίες εύκολα απέρριψε ο Drude. Ο Εinstein ερμήνευσε την απάντηση του διακεκριμένου φυσικού ως προφανή απόδειξη ότι όλοι οι ηλίθιοι του κόσμου είχαν συμμαχήσει εναντίον του, και σε μια επιστολή στη μέλλουσα σύζυγό του Mileva, δήλωσε με κάποια έπαρση πως υποσχόταν στον εαυτό του να δημοσιεύσει την κριτική του για τον Drude σε ένα άρθρο που θα τον εξευτέλιζε.

Dr Alfred Kleiner (1849-1916). Source: Image Archive ETH-Bibliothek Zurich.

Ανάλογη, αδικαιολόγητη εχθρική στάση επέδειξε ο Einstein και απέναντι στον Alfred Kleiner, διευθυντή του τμήματος φυσικής του πανεπιστημίου της Ζυρίχης, ο οποίος είχε παρακολουθήσει την πτυχιακή του εργασία και είχε δείξει ενδιαφέρον για το θεωρητικό του έργο. Με αφορμή το γεγονός ότι ο Κleiner καθυστερούσε να εκφράσει άποψη για την πτυχιακή του εργασία, ο Einstein τον στιγμάτισε ως εχθρό της νεολαίας απειλή για κάθε εκκολαπτόμενη ευφυΐα.

Ωστόσο, ο Κleiner ήταν εκείνος που συμβούλευσε τον Einstein να δεχθεί μια διδακτορική θέση προκειμένου να ξεκινήσει την ακαδημαϊκή του σταδιοδρομία. Ταξίδεψε μάλιστα στη Βέρνη, όπου δίδασκε ο Einstein, για να παρακολουθήσει ένα από τα μαθήματά του, και όταν τόλμησε να παρατηρήσει ότι αυτά τα μαθήματα δεν ήταν κατάλληλα για φοιτητές, ο Einstein του απάντησε μάλλον άκομψα: «Δεν το ζήτησα εγώ να γίνω καθηγητής».

Summer Sailing: This never before published image is from an album named "Sailing Trip with Professor Einstein" taken at the physicist's summer home near Berlin in 1919.

Eκείνη την εποχή ο Einstein είχε ήδη δημοσιεύσει πέντε σημαντικά άρθρα (μεταξύ των οποίων το άρθρο για την ειδική θεωρία της σχετικότητας, που πέρασε τελείως απαρατήρητο), και η συμπεριφορά του δεν ήταν βέβαια η πιο ενδεδειγμένη για να προσελκύσει το ενδιαφέρον της επιστημονικής κοινότητας στις έρευνές του. Η κατάσταση ξεκαθάρισε μόνο αφού ο Max Planck άρχισε να αξιοποιεί τη μεγάλη του επιρροή, προκειμένου να πείσει τους άλλους επιστήμονες για την εγκυρότητα των ιδεών αυτού του «επιθετικού νεανία». Στη συνέχεια, o Einstein δήλωσε ότι την περίοδο εκείνη σκεφτόταν σοβαρά να εγκαταλείψει για πάντα την επιστήμη.

ΠΗΓΗ: «Αλλοπαρμένες Μεγαλοφυΐες», Federico Di Trocchio, εκδόσεις Τραυλός.




To χρώμα της σκοτεινής πλευράς του φεγγαριού. The dark side of the moon is turquoise, say astronomers

I'll see you on the turquoise side of the moon: earthlight is shifted towards the red end of the spectrum when reflected from the moon's dark side. Photograph: Alamy

Το 1973 το ροκ συγκρότημα Pink Floyd έγινε παγκοσμίως γνωστό με τον κλασικό πλέον δίσκο τους “The dark side of the moon“.  Με την σκοτεινή πλευρά του φεγγαριού ασχολήθηκε και μια ομάδα επιστημόνων η οποία διερεύνησε το χρώμα της και αποφάνθηκε ότι  έχει γαλαζοπράσινο (τιρκουάζ) χρώμα, μετά από διετείς παρατηρήσεις. Το φως του Ήλιου που παίρνει γαλαζωπή απόχρωση, όταν αντανακλάται από τη Γη και πέφτει πάνω στον δορυφόρο της, μετατρέπεται σε τιρκουάζ, όταν, με τη σειρά του, αντανακλάται από τη Σελήνη και επιστρέφει στη Γη.

Οι ερευνητές από διάφορες χώρες, με επικεφαλής τον Peter Thejll του Δανικού Μετεωρολογικού Ινστιτούτου της Κοπεγχάγης, που θα κάνουν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό αστρονομίας και αστροφυσικής “Astronomy and Astrophysics”, χρησιμοποίησαν το τηλεσκόπιο Μάουνα Λόα της Χαβάης, το οποίο ανήκει στην Εθνική Υπηρεσία Ωκεανών και Ατμόσφαιρας (ΝΟΑΑ) των ΗΠΑ.

A waxing crescent moon with earthshine reflected from the 'dark side'. Note the halo around the bright, light side. Photograph: David Nunuk/Corbis

Οι εικόνες της Γης που έχουν ληφθεί από το διάστημα, δείχνουν ξεκάθαρα πως ο πλανήτης φαίνεται γαλάζιος. Όταν όμως αυτό το γαλαζωπό φως (το οποίο δεν είναι παρά το ηλιακό φως που έχει «χρωματιστεί» από την ατμόσφαιρα της Γης) πέσει πάνω στο φεγγάρι, τότε αντανακλάται πίσω και γίνεται αντιληπτό ως τιρκουάζ από τους παρατηρητές στη Γη.

Για να μετρήσουν το χρώμα της σκοτεινής πλευράς της Σελήνης, οι επιστήμονες έπρεπε πρώτα να απομονώσουν το φως της φωτεινής πλευράς του φεγγαριού, χρησιμοποιώντας ειδικά φίλτρα πάνω στο τηλεσκόπιο.

Αυτή ήταν η πρώτη ακριβής μέτρηση του χρώματος της σκοτεινής πλευράς του φεγγαριού. Η τελευταία προσπάθεια είχε γίνει το 1965 από ένα τηλεσκόπιο στη Νότια Αφρική.

Η νέα ανακάλυψη θα βοηθήσει τους επιστήμονες να παρακολουθούν καλύτερα το χρώμα της ίδιας της Γης, πράγμα που, με τη σειρά του, θα είναι χρήσιμο στην ανάπτυξη καλύτερων κλιματολογικών μοντέλων, μερικά από τα οποία περιλαμβάνουν τις αλλαγές στη νεφοκάλυψη, συνεπώς και στο χρώμα του πλανήτη. Όπως είπε ο Thejll, «στην πραγματικότητα το χρώμα της Γης αλλάζει κάθε ώρα».

Όλα τα παραπάνω είναι μια δικαιολογία για  να ακούσουμε ξανά το άλμπουμ των Pink Floyd, “The Dark Side Of The Moon”:

The Dark Side of the Moon είναι ένα άλμπουμ του συγκροτήματος Pink Floyd που κυκλοφόρησε το 1973. Οι στίχοι των τραγουδιών αναφέρονται στην καθημερινή ζωή των ανθρώπων, τα προβλήματα, τις συνήθειες, θέματα όπως ο χρόνος, η απληστία, οι συγκρούσεις, τα ταξίδια, οι ψυχικές διαταραχές και ο Θάνατος.

Μαζί με το The Wall θεωρείται ως ένα από τα καλύτερα δείγματα δουλειάς των Pink Floyd. Πολλοί κριτικοί έχουν χρησιμοποιήσει το δίσκο ως κριτήριο διαχωρισμού μεταξύ της κλασικής Ροκ και ηλεκτρονικής μουσικής. Και τα τέσσερα μέλη του συγκροτήματος (Ντέιβιντ Γκίλμορ, Νικ Μέισον, Ρότζερ Γουώτερς και Ρίτσαρντ Ράιτ) πήραν μέρος στην δημιουργία και την παραγωγή του δίσκου.

Κεντρική ιδέα

Το Dark Side of the Moon εμπνέεται από τον πιεστικό τρόπο ζωής που μπορεί να οδηγήσει τον άνθρωπο στην τρέλα, τον καταναλωτισμό, τον αυξημένο ρυθμό ζωής και μετακίνησης, την παρακμή των γηραιών ανθρώπων και τον θάνατο, την απανθρωπιά της κοινωνίας και τις πολεμικές συγκρούσεις. Η θεματολογία αυτή μεταδίδεται τόσο μέσα από τους στίχους όσο και μέσα από ήχους και ομιλία. Για παράδειγμα στο τραγούδι On the Run ο ήχος του αεροπλάνου που συντρίβεται μπορεί να ερμηνευτεί ως φοβία για τα αεροπλάνα. Στο τραγούδι Time τα ξυπνητήρια προσπαθούν να θυμίσουν στον ακροατή το πόσο γρήγορα περνάει ο χρόνος. Το ηχητικό των κερμάτων στο τραγούδι Money κριτικάρει την απληστία. Το Us and Them είναι ένα αντιπολεμικό μανιφέστο, ενώ το Brain Damage δίνει την εναλλακτική άποψη ότι οι "τρελοί" ίσως είναι οι μόνοι που καταλαβαίνουν τα λάθη της κοινωνίας. Τέλος, το κομμάτι Eclipse ασχολείται με τις διαπροσωπικές σχέσεις.

Ο Ρότζερ Γουώτερς έγραψε όλους τους στίχους και ηχογράφησε τα "προσχέδια" των τραγουδιών σε ένα στούντιο κοντά στο σπίτι του.