Πέμπτη, 4 Σεπτεμβρίου 2014

Λανιακέα: το υπερσμήνος γαλαξιών στο οποίο ανήκουμε. Meet Laniakea, Our Home Supercluster

Ο γαλαξίας μας πλέει σε έναν «αχανή παράδεισο». Είναι μέλος ενός άγνωστου μέχρι σήμερα υπερσμήνους γαλαξιών στο Σύμπαν. A slice of the Laniakea Supercluster. The colors represent density, with red for high densities and blue for voids. Individual galaxies are shown as white dots. The Milky Way is the blue dot toward the right-hand edge of the circled region. Credit: SDvision interactive visualization software by DP at CEA/Saclay, France.

Αν ποτέ χαθείτε στο βαθύ Διάστημα, αυτός ο χάρτης θα σας βοηθήσει να επιστρέψετε στο σπίτι. Η γειτονιά του Γαλαξίας μας, αποκαλύπτει νέα μελέτη, είναι ένα γιγάντιο «υπερσμήνος» γαλαξιών που βαφτίστηκε «Λανιακέα», ή «αχανής παράδεισος» στα χαβανέζικα.

Οι επιστήμονες, με επικεφαλής τον αστρονόμο Μπρεντ Τούλι του Πανεπιστημίου της Χαβάης, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό “Nature, χρησιμοποίησαν μια νέα τεχνική «χαρτογράφησης» του ουρανού, η οποία συνδυάζει τις αποστάσεις άνω των 8.000 κοντινών γαλαξιών με τις σχετικές μεταξύ τους κινήσεις.

Οι γαλαξιακές... παρέες

Throughout the universe, galaxies are organized in clusters, like the distant cluster Abell 1689, shown here. Scientists have now mapped the Milky Way's local supercluster. PHOTOGRAPH BY NASA/ESA/HUBBLE

Σε όλο το ορατό Σύμπαν οι γαλαξίες τείνουν να συγκεντρώνονται σε ομάδες που ονομάζονται γαλαξιακά σμήνη, τα οποία με τη σειρά τους ομαδοποιούνται σε υπερσμήνη. Μέχρι σήμερα οι αστρονόμοι θεωρούν ότι ο Μίλκι Ουέι αποτελεί τμήμα του Υπερσμήνους της Παρθένου, με διάμετρο γύρω στα 110 εκατομμύρια έτη φωτός.

Η νέα μελέτη υποδεικνύει ότι το Υπερσμήνος της Παρθένου δεν είναι παρά μια μικρή γειτονιά στην αχανή έκταση του Λανιακέα, το οποίο έχει διάμετρο μισό δισεκατομμύρια έτη φωτός και συνολική μάζα 100 δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από του Ήλιου.

«Είναι σαν να ανακαλύπτουμε για πρώτη φορά ότι η πόλη όπου ζούμε είναι στην πραγματικότητα τμήμα μιας πολύ μεγαλύτερης χώρας που συνορεύει με άλλα κράτη» σχολιάζει ο Μπρεντ Τάλι του Πανεπιστημίου της Χαβάης στη Μανόα, πρώτος συγγραφέας της δημοσίευσης.

Η χαρτογράφηση

Με τη Λιανακέα «συνορεύουν» άλλα τεράστια υπερ-σμήνη γαλαξιών, όπως του Περσέα-Ιχθύων (το κοντινότερο στον γαλαξία μας), του Ηρακλή, του Σάπλεϊ, της Κόμης κ.α., τα ακριβή όρια των οποίων δεν έχουν ακόμη προσδιοριστεί. A new map places the Milky Way (black dot) within a large supercluster of galaxies (white dots) by tracing the gravitational pull of galaxies toward one another. White filaments reveal the paths of galaxies moving toward a gravitational center in the new supercluster, dubbed "Laniakea." (Blue, low galaxy density; green, intermediate; red, high.) CREDIT: SDVISION INTERACTIVE VISUALIZATION SOFTWARE BY DP AT CEA/SACLAY, FRANCE

Για να δημιουργήσουν της γαλαξιακής γειτονιάς μας οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μια βάση δεδομένων με τις ταχύτητες 8.000 γαλαξιών (οι ταχύτητες υπολογίστηκαν μετά την αφαίρεση της επίδρασης της διαστολής του Σύμπαντος). Ένας αλγόριθμος που ανέπτυξε η ομάδα ανέλαβε στη συνέχεια να μεταφράσει τα δεδομένα αυτά σε έναν τρισδιάστατο χάρτη της κίνησης και της πυκνότητας των γαλαξιών.

Superclusters – regions of space that are densely packed with galaxies – are the biggest structures in the Universe. But scientists have struggled to define exactly where one supercluster ends and another begins. Now, a team based in Hawaii has come up with a new technique that maps the Universe according to the flow of galaxies across space. Redrawing the boundaries of the cosmic map, they redefine our home supercluster and name it Laniakea, which means ‘immeasurable heaven’ in Hawaiian.

Ο χάρτης ουσιαστικά δείχνει πώς οι γαλαξίες αλληλεπιδρούν μέσω της βαρύτητας, και οι ερευνητές προτείνουν ότι η μέθοδος που ακολούθησαν οδηγεί σε έναν νέο, πιο ακριβή ορισμό για το τι είναι ένα υπερσμήνος. Μέσα στα όρια του υπερσμήνους, λέει ο νέος ορισμός, οι γαλαξίες κινούνται προς το εξωτερικό του, ενώ πέρα από τα όρια του υπερσμήνους οι γαλαξίες απομακρύνονται μεταξύ τους.

Οι ερευνητές παραδέχονται ωστόσο ότι η ακρίβεια του χάρτη μειώνεται με την αύξηση της απόστασης, και παραμένει ασαφές αν ο ορισμός που προτείνουν για τα υπερσμήνη γαλαξιών θα γίνει αποδεκτό από τους κοσμολόγους. Το όνομα Λανιακέα, αναφέρει ο Δρ Τάλι, τιμά τους Πολυνήσιους ναυτικούς που χρησιμοποιούσαν τα άστρα για να βρουν το δρόμο τους στον αχανή Ειρηνικό Ωκεανό.

Οι επιστήμονες δεν αποκλείουν ότι και η ίδια η Λιανακέα αποτελεί μέρος μιας ακόμη μεγαλύτερης γαλαξιακής δομής, που ακόμη δεν έχει ανακαλυφθεί.


Τι γνωρίζουμε για τη Lucy; What we know about Lucy?

Η νέα ταινία του Λικ Μπεσόν με τη Σκάρλετ Γιόχανσον κάνει ευρύτερα γνωστή τη «Λούσι», τον αυστραλοπίθηκο που θεωρείται ο πιο κρίσιμος κρίκος στην εξέλιξη του ανθρώπινου είδους. The new film by Luc Besson with Scarlett Johansson make widely known the "Lucy", the Australopithecus who is considered the most critical link in the Human evolution.

Η «Lucy», η νέα ταινία του Λικ Μπεσόν στην οποία πρωταγωνιστεί η Σκάρλετ Γιόχανσον, μπορεί να μοιάζει άκρως φουτουριστική αλλά και μόνο ο τίτλος της μας πηγαίνει πολύ πίσω στις ρίζες μας.

Στην ταινία η Γιόχανσον υποδύεται μια νεαρή κοπέλα που πέφτει θύμα μιας συμμορίας εμπορίας ναρκωτικών. Η κοπέλα γίνεται χωρίς τη θέλησή της «βαποράκι» μεταφέροντας στην κοιλιά της ένα νέο «επαναστατικό» ναρκωτικό. Το ναρκωτικό όμως διαρρέει στον οργανισμό της και της επιτρέπει να χρησιμοποιήσει όλο το εύρος των δυνατοτήτων του ανθρώπινου εγκεφάλου, μετατρέποντας τη σε ένα ον που διαθέτει τις ικανότητες όλων των... X-Men μαζί!

Ο Μπεσόν προσπαθεί να εκλαϊκεύσει τομείς όπως η βιολογία, η νευρολογία αλλά και η εξέλιξη των ειδών με τελικό στόχο να δοθούν απαντήσεις για την παρουσία αλλά και το νόημα της ζωής στο Σύμπαν. Ο σκηνοθέτης, ο οποίος υπογράφει και το σενάριο, επέλεξε να δώσει στην πρωταγωνίστριά του το όνομα «Lucy» - πρόκειται για το όνομα που έδωσαν οι επιστήμονες σε ένα είδος αυστραλοπιθήκου που τα ως τώρα ευρήματα δείχνουν ότι είναι ίσως ο πιο κρίσιμος κρίκος στην εξέλιξη του ανθρώπινου είδους. Ποια ήταν όμως η «Lucy» και γιατί είναι τόσο σημαντική;

Το πέρασμα και το μέλι

A three-dimensional model of the 3.2 million-year-old hominid known as Lucy. Researchers now believe she may have split her time between time on the ground and time in trees.

O Αυστραλοπίθηκος του Αφάρ (Australopithecus afarensis) θεωρείται σημαντικός κρίκος στην αλυσίδα της εξέλιξης του ανθρώπινου είδους γιατί αποτελεί δείγμα του «περάσματος» από το περπάτημα στα τέσσερα πόδια στην όρθια στάση. Το είδος αυτό είναι ευρύτερα γνωστό με το όνομα «Λούσι» το οποίο έδωσαν οι ειδικοί στο πρώτο απολίθωμα που εντοπίστηκε και άλλαξε άρδην τα ανθρωπολογικά δεδομένα.

Men in Twa society from Uganda regularly climb trees to gather honey. Credit: Nathaniel Dominy

Ένα από τα βασικά ερωτήματα που προσπαθούν οι επιστήμονες να απαντήσουν σε σχέση με τη Λούσι είναι αν είχε την ικανότητα να σκαρφαλώνει στα δέντρα ή όχι, γεγονός εξαιρετικά σημαντικό για τη χαρτογράφηση της εξελικτικής πορείας του ανθρώπινου είδους. Πρόσφατα ευρήματα και ειδικότερα η ανακάλυψη των απολιθωμάτων ενός τρίχρονου κοριτσιού Α.afarensis έδειξαν ότι το είδος αυτό σκαρφάλωνε στα δέντρα. Η ομάδα των ερευνητών μελέτησε εκ νέου τα υπάρχοντα ευρήματα της «Λούσι» ενώ παράλληλα ταξίδεψε σε Φιλιππίνες και Ουγκάντα και ερεύνησε το περιβάλλον στο οποίο ζούσε το είδος πριν από περίπου 3,2 εκατομμύρια έτη. Οι επιστήμονες μελέτησαν επίσης διάφορες φυλές στην Αφρική και ειδικότερα τις φυλές κυνηγών Twa και Agta, τα μέλη των οποίων συνηθίζουν να σκαρφαλώνουν σε δέντρα.  Οι ερευνητές κατέληξαν σε δύο συμπεράσματα. Πρώτον, η «Λούσι» ήταν ανατομικά ικανή να σκαρφαλώνει σε δέντρα με κορμούς μικρής διαμέτρου. Δεύτερον, ο λόγος για τον οποίο η «Λούσι» σκαρφάλωνε στα δέντρα ήταν για να συλλέξει μέλι, το οποίο αποτελούσε βασικό στοιχείο της διατροφής της.

Ο μεγάλος άνθρωπος

An international team of scientists discovered and analyzed a 3.6 million-year-old partial skeleton found in Ethiopia. Research indicates that advanced human-like, upright walking occurred much earlier than previously thought. Anatomically arranged elements of partial skeleton KSD-VP-1/1. The male Australopithecus afarensis specimen found in Ethiopia was nicknamed "Kadanuumuu." Credit: Yohannes Haile-Selassie, Liz Russell, Cleveland Museum of Natural History. Used with permission from the Proceedings of the National Academy of Sciences.

Στην Αιθιοπία μια διεθνής ομάδα επιστημόνων βρήκε και μελέτησε ένα τμήμα σκελετού ηλικίας εκατομμυρίων ετών, που εκτιμάται ότι ανήκει σε έναν πρώιμο πρόγονο του ανθρώπου, συγγενή της διάσημης «Λούσι» και αρχαιότερο κατά περίπου 400.000 χρόνια σε σχέση με αυτήν.

Το απολίθωμα, που ανήκει στο ίδιο είδος ανθρωπίδη στο οποίο ανήκει και η «Λούσι», στον Αυστραλοπίθηκο (Australopithecus afarensis), δείχνει ότι περπατούσε σε όρθια θέση, κάτι που σημαίνει πως η όρθια βάδιση, όπως των σημερινών ανθρώπων, έλαβε χώρα νωρίτερα από ό,τι πίστευαν ως τώρα οι επιστήμονες.

Η ανακάλυψη παρουσιάστηκε στο περιοδικό PNAS της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών των ΗΠΑ, από τους δύο υπευθύνους της έρευνας, τον αιθιοπικής καταγωγής έφορο του Μουσείου Φυσικής Ιστορίας του Κλίβελαντ Γιοχάνες Χαϊλέ-Σελασιέ και τον καθηγητή Παλαιοανθρωπολογίας του Πανεπιστημίου Kent State Οουεν Λαβτζόι. Ο σκελετός του νέου ανθρωπίδη βρέθηκε πριν από πέντε χρόνια στην περιοχή Αφάρ της Αιθιοπίας, περίπου 330 χλμ. βορειοανατολικά από την πρωτεύουσα Αντίς Αμπέμπα.

Η ορθοστασία «παρατείνει τη ζωή». How standing might be the best anti-ageing technique

Jan Van Belcamp, The Great Picture, 1646. Η μείωση του καθισιού δεν αποκλείεται να διατηρεί νεανικά τα κύτταρα του σώματος και να προσφέρει μακροζωία. Spending less time on the sofa lengthens 'telomeres' - the caps on chromosomes which protect the genetic code inside.

Η μείωση του καθισιού δεν αποκλείεται να διατηρεί νεανικά τα κύτταρα του σώματος και να προσφέρει μακροζωία, προκύπτει από μια σχετικά μικρή μελέτη στο Ινστιτούτο Καρολίνσκα της Σουηδίας.

Τα τελομερή

Τα τελομερή είναι δομές στα άκρα των χρωμοσωμάτων που εμποδίζουν τη φθορά του DNA. Όσο μακρύτερα, τόσο καλύτερα. A telomere, the highly repetetive end segment or terminator of a DNA chain that functions as a cap. Photo: Alamy

Η μελέτη εξέτασε τη σχέση της καθιστικής ζωής με το μήκος των τελομερών, προστατευτικών δομών στα άκρα των χρωμοσωμάτων τα οποία συχνά παρομοιάζονται με το πλαστικό κάλυμμα που υπάρχει στις άκρες των κορδονιών για τα παπούτσια. Τα τελομερή εμποδίζουν τη φθορά του DNA και η μείωση του μήκους τους έχει συνδεθεί σε προηγούμενες μελέτες με πρόωρη γήρανση και αύξηση του κινδύνου ορισμένων ασθενειών.

Η νέα μελέτη, η οποία δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «British Journal of Sports Medicine», δείχνει ότι η μείωση του χρόνου που περνά κανείς καθιστός ίσως αυξάνει το μήκος των τελομερών -και δεν αποκλείεται επομένως να προσφέρει μακροζωία. Το εντυπωσιακό μάλιστα είναι ότι η ορθοστασία βρέθηκε να παίζει σημαντικότερο ρόλο από τη φυσική άσκηση.

Η μελέτη

Scientists found that the less time a person spent sitting, the longer their telomeres, and the greater their chance of living longer.

Οι ερευνητές του Καρολίνσκα εξέτασαν 49 παχύσαρκους εθελοντές 68 ετών, από τους οποίους οι μισοί ακολούθησαν ένα πρόγραμμα ήπιας άσκησης για έξι μήνες. Το μήκος των τελομερών μετρήθηκε σε όλους τους συμμετέχοντες σε κύτταρα του αίματος. Τα επίπεδα φυσικής δραστηριότητας υπολογίστηκαν με βάση τις αναφορές των εθελοντών και με ποδόμετρα (συσκευές που μετρούν τα βήματα), ενώ ο χρόνος ορθοστασίας εκτιμήθηκε με ερωτηματολόγια.

Η ανάλυση των αποτελεσμάτων έδειξε ότι το πρόγραμμα άσκησης βελτίωσε μεν την υγεία των εθελοντών, δεν οδήγησε όμως σε αύξηση του μήκους των τελομερών. Αντίθετα, η μείωση των ωρών που περνούσαν οι εθελοντές καθιστοί βρέθηκε να συνδέεται με επιμήκυνση των δομών αυτών.

«Διατυπώνουμε την υπόθεση ότι ότι η μείωση του χρόνου που περνά κανείς καθιστός έχει μεγαλύτερη σημασία [για τα τελομερή] από ό,τι η αύξηση στο χρόνο αύξηση σε ηλικιωμένους υψηλού κινδύνου» λέει ο καθηγητής Μάι-Λις Χελένιους.

Η μελέτη ωστόσο πραγματοποιήθηκε σε μικρό αριθμό εθελοντών και δεν αρκεί για να αποδείξει ότι τα τελομερή επιμηκύνθηκαν από την ορθοστασία και όχι από άλλους, άγνωστους μέχρι στιγμής παράγοντες. Οι ερευνητές επισημαίνουν ότι τα ευρήματα θα πρέπει να επιβεβαιωθούν με μεγαλύτερες μελέτες. Για καλό και για κακό, πάντως, σηκωθείτε από τον καναπέ.

Μυστηριώδη θαλάσσια πλάσματα δεν χωρούν στο δέντρο της ζωής. Aliens discovered in the ocean depths

Δύο μικρά, ζελατινώδη πλάσματα που συλλέχθηκαν στο βυθό της Αυστραλίας δεν ταιριάζουν σε κανένα από τα γνωστά παρακλάδια της εξέλιξης. Strange: The animals (two specimens pictured) belong to the Dendrogramma family and consist mainly of an outer skin and inner stomach separated by a dense layer of jelly-like material.

Δύο μικρά, ζελατινώδη πλάσματα που συλλέχθηκαν στο βυθό της Αυστραλίας δεν ταιριάζουν σε κανένα από τα γνωστά παρακλάδια της εξέλιξης και πιθανότατα θα πρέπει να αναγνωριστούν ως νέα κατηγορία -κάτι που συμβαίνει πολύ σπάνια στη βιολογία.

Θαλάσσια «μανιτάρια»

Alien: The creatures (aerial view pictures) may be related to extinct life forms that lived 600 million years ago.

Τα δύο νέα είδη, με σχήμα που θυμίζει μανιτάρι, είχαν συλλεχθεί από βάθος 400 έως 1.000 μέτρων στη διάρκεια αποστολής στη Θάλασσα της Τασμανίας, έξω από το νοτιοανατολικό άκρο της Αυστραλίας, το 1986. Έκτοτε παρέμεναν διατηρημένα σε φορμόλη και οινόπνευμα μέχρι να ολοκληρώσουν οι ερευνητές της μελέτη.

Όπως αναφέρουν τώρα στην επιθεώρηση «PLoS ONE», τα μυστηριώδη θαλάσσια πλάσματα παρουσιάζουν μορφολογικές ομοιότητες με τα κνιδόζωα, την ομάδα που περιλαμβάνει τις μέδουσες, καθώς και με τα «μεδουσοειδή», ζελατινώδη πλάσματα που εξαφανίστηκαν πριν από 500 εκατομμύρια χρόνια. Παρά τις ομοιότητες, όμως, τα παράξενα νέα ζώα δεν μπορούν να ταξινομηθούν σε καμία από τις μεγάλες ομάδες στις οποίες χωρίζονται οι οργανισμοί, γνωστές ως «φύλα».

Η κατάταξη

They creatures discovered in a collection of organisms dredged up in 1986 from depths of 1,312 and 3,280ft (400 and 1,000 metres) on the south-east Australian continental slope off eastern Bass Strait and Tasmania.

Η ερευνητική ομάδα στο Μουσείο Φυσικής Ιστορίας της Δανίας κατατάσσει τα δύο ζώα στο νέο γένος Dendrogramma, μια αναφορά στα δενδρογράμματα της συστηματικής βιολογίας, γνωστά και ως δέντρα της εξέλιξης. Το πρώτο είδος ονομάστηκε Dendrogramma discoides λόγω του δισκοειδούς σχήματός του, ενώ το δεύτερο παίρνει την ονομασία D.enigmatica, ή «δενδρόγραμμα το αινιγματικό».

Πιο σαφή στοιχεία για την εξελικτική θέση αυτών των ζώων θα μπορούσαν να προκύψουν από τη γενετική σύγκρισή του με άλλες ομάδες οργανισμών.  Παραμένει ωστόσο ασαφές αν αυτό μπορεί να γίνει άμεσα, καθώς το γενετικό υλικό των δειγμάτων δεν αποκλείεται να καταστράφηκε από τα υγρά της συντήρησης. Σε αυτή την περίπτωση, οριστικές απαντήσεις θα μπορούσαν να δοθούν μόνο από τη μελέτη νέων δειγμάτων από το βυθό της Αυστραλίας.