Τετάρτη, 2 Μαρτίου 2016

Βρέθηκε το αρχαιότερο νευρικό δίκτυο! Paleontologists Find 520 Million-Year-Old Fossilized Central Nervous System

Ανήκει σε ένα περίεργο πλάσμα που ζούσε πριν από 520 εκ. έτη. A team of paleontologists led by Yunnan University scientist Xi-guang Zhang has unearthed one of the oldest fossils of the central nervous system yet found. Complete specimen of Chengjiangocaris kunmingensis and morphological reconstruction. Image credit: Jie Yang, Yunnan University / Javier Ortega-Hernández, University of Cambridge.

Ερευνητές από τη Βρετανία, τη Γερμανία και την Κίνα ανακοίνωσαν ότι ανακάλυψαν ένα απολίθωμα ενός περίεργου πλάσματος, που ζούσε πριν από περίπου 520 εκατομμύρια χρόνια και διέθετε το αρχαιότερο κεντρικό νευρικό σύστημα που έχει ποτέ εντοπισθεί.

Η ανακάλυψη

Το νευρικό σύστημα έκανε την εμφάνιση του πριν από τουλάχιστον 520 εκ. έτη. Magnification of C. kunmingensis nerve cord and ganglia (ga) linked by longitudinal connectives (cn). Credit: Yu Liu (Ludwig-Maximilians-University, Germany)

Το απολίθωμα βρέθηκε στη νότια Κίνα και είναι τόσο καλοδιατηρημένο, που είναι ορατά τα επιμέρους μικροσκοπικά νεύρα. Η σχετική δημοσίευση, με επικεφαλής τον δρ. Χαβιέ Ορτέγκα-Χερνάντεθ του Τμήματος Ζωολογίας του Πανεπιστημίου του Κέμπριτζ, έγινε στην επιθεώρηση «Proceedings of the National Academy of Sciences».

Το ζώο, που έμοιαζε με μαλακόστρακο (αστακό) και έλαβε την ονομασία Chengjiangocaris kunmingensis, έζησε στη διάρκεια της λεγόμενης «Κάμβριας έκρηξης», μίας περιόδου ταχείας εξέλιξης και μαζικής εμφάνισης νέων ειδών ζώων πριν περίπου μισό δισεκατομμύριο χρόνια. Ήταν ένας πρόγονος των σύγχρονων αρθρόποδων, μιας ομάδας που περιλαμβάνει τα μαλακόστρακα, τα έντομα και τις αράχνες.

Τα απολιθώματα

Το απολίθωμα του Chengjiangocaris kunmingensis που είναι το αρχαιότερο πλάσμα με νευρικό σύστημα. The Chengjiangocaris kunmingensis lived during the early Cambrian epoch. Fossilised soft tissue, and nerve tissue in particular, is rare. Photograph: Jie Yang (Yunnan University, China)

Κατά την τελευταία πενταετία έχουν έλθει στο φως μερικώς απολιθωμένα νευρικά συστήματα διαφόρων ειδών, κυρίως εγκεφάλων, ποτέ όμως ενός τόσο καλά διατηρημένου κεντρικού νευρικού συστήματος.

Η συντριπτική πλειονότητα των απολιθωμάτων που έχουν βρει οι παλαιοντολόγοι, αφορά οστά και άλλα σκληρά μέρη του σώματος, όπως δόντια ή εξωσκελετούς. Είναι υπερβολικά σπάνιο να βρεθούν απολιθώματα νευρικού συστήματος και άλλων μαλακών ιστών.

Το κεντρικό νευρικό σύστημα συντονίζει όλες τις νευρικές και κινητικές λειτουργίες ενός οργανισμού. Στα σπονδυλτωτά συνίσταται από τον εγκέφαλο και το νωτιαίο μυελό. Στα αρθρόποδα, αντί μυελού, υπάρχει μια σειρά από συνδεδεμένα σφαιρικά γάγγλια, που θυμίζουν αλυσίδα. Το Chengjiangocaris kunmingensis είχε μια τέτοια νευρική χορδή που διέτρεχε το σώμα του, με κάθε «κρίκο» της αλυσίδας να ελέγχει και ένα ξεχωριστό ζεύγος ποδιών.

Νέο σωματίδιο που συνίσταται από 4 κουάρκ ανακάλυψαν στο Fermilab. Physicists May Have Discovered a New "Tetraquark" Particle

Νέο «εξωτικό» σωματίδιο ανακάλυψαν επιστήμονες στις ΗΠΑ. DZero announces the newest member of the tetraquark family. Artwork by Fermilab

Ένα νέο μέλος της «οικογένειας» εξωτικών σωματιδίων με όνομα τετρακουάρκ, ανακάλυψαν επιστήμονες από την κοινοπραξία DZero στο Εθνικό Εργαστήριο Επιταχυντών Fermi (Fermilab) στις ΗΠΑ. Όπως και τα υπόλοιπα μέλη της ίδιας «οικογένειας», έτσι και το νέο σωματίδιο αποτελείται από τέσσερα κουάρκ.

Τα κουάρκ είναι θεμελιώδεις δομικοί λίθοι της ύλης που συναντώνται κυρίως στο εσωτερικό πρωτονίων και νετρονίων, και διακρίνονται σε έξι τύπους, ανάλογα με τη «γεύση» ή το «άρωμά» τους.

Artwork by Fermilab

Η ιδιαιτερότητα του συγκεκριμένου σωματιδίου, όπως και της υπόλοιπης «οικογένειας» στην οποία ανήκει, είναι ο αριθμός των κουάρκ από τα οποία αποτελείται. Κι αυτό γιατί, κατά κανόνα, τα κουάρκ ενώνονται ανά δύο ή τρία, για να σχηματίσουν βαρύτερα σωματίδια.

Το πρώτο τετρακουάρκ εντοπίστηκε το 2003, στο πείραμα Belle. Αν και από τότε έχουν βρεθεί αρκετά ακόμη σωματίδια της ίδιας κατηγορίας, το σωμάτιο που βρέθηκε από την κοινοπραξία DZero είναι το πρώτο που έχει σχηματισθεί από τέσσερα κουάρκ με διαφορετικά «αρώματα» ή «γεύσεις».

DZero experiment. Photo by Reidar Hahn, Fermilab

Ο εντοπισμός του έγινε μέσω της ανάλυσης δεδομένων από τον επιταχυντή Tevatron του Fermilab. Παρόλο που η λειτουργία του επιταχυντή έχει σταματήσει από το 2011, οι επιστήμονες συνεχίζουν να επεξεργάζονται τις δισεκατομμύρια μετρήσεις που προέκυψαν από τις συγκρούσεις στο εσωτερικό του.

Οι πρώτες ενδείξεις για το νέο τετρακουάρκ χρονολογούνται από τον περασμένο Ιούλιο, με τους ερευνητές να δίνουν το όνομα X(5568) στο εύρημά τους. Όπως πάντως έχει συμβεί και με άλλες ανακαλύψεις, αρχικά οι επιστήμονες δεν θεώρησαν πως το X(5568) πρόκειται όντως για ένα νέο σωματίδιο.

Το νέο σωματίδιο που αποτελείται από 4 κουάρκ, διασπάται σε δύο μεσόνια, ή σε 2 ζεύγη κουάρκ, τα οποία στη συνέχεια διασπώνται σε άλλα σωματίδια. The potential new "tetraquark" particle, made of four quarks, decays into two mesons, or pairings of two quarks, which then decay into other daughter particles. Credit: Fermilab./V.M. Abazov et al.

«Στην αρχή, δεν πιστεύαμε πως είχαμε βρει ένα καινούριο σωμάτιο», λέει στο σάιτ symmetrymagazine.org ο Ντμίτρι Ντενίσοφ, εκπρόσωπος Τύπου του DZero. «Μόνον όταν επαληθεύσαμε πολλές φορές το αποτέλεσμα, αρχίσαμε να συνειδητοποιούμε ότι το σήμα δεν μπορούσε να εξηγηθεί από κάποια γνωστή διαδικασία, και πως ήταν η απόδειξη ενός νέου σωματιδίου».

Έτσι κι αλλιώς, το X(5568) ξεχωρίζει από τα υπόλοιπα τετρακουάρκ. Κι αυτό γιατί ενώ όλα τα υπόλοιπα σωματίδια της συγκεκριμένης κατηγορίας περιλαμβάνουν τουλάχιστον δύο κουάρκ με ίδια «γεύση», το X(5568) αποτελείται από κουάρκ διαφορετικών γεύσεων: πάνω, κάτω, παράξενο και χαμηλό.

«Το επόμενο βήμα είναι να καταλάβουμε με ποιον ακριβώς τρόπο συνδυάζονται αυτά τα τέσσερα κουάρκ», προσθέτει ο Πολ Γκράνις, ερευνητής από την κοινοπραξία.

Αν και δεν υπάρχει κάποιος φυσικός νόμος που να απαγορεύει την ένωση τεσσάρων δομικών λίθων, τα τετρακουάρκ είναι σπάνια. Οι επιστήμονες ελπίζουν πως θα μπορέσουν να εξηγήσουν τον λόγο μελετώντας την ιδιότητες του X(5568), όπως για παράδειγμα τις διασπάσεις του.

Με αυτό τον τρόπο, αναμένεται να προσφέρουν επίσης στους θεωρητικούς φυσικούς καινούρια στοιχεία για την ανάπτυξη μοντέλων που θα εξηγούν ακόμη καλύτερα τη δομή της ύλης.

Το γαλάζιο πέπλο ενός καυτού άστρου. Hubble's Blue Bubble

Πραγματικά εντυπωσιακή η εικόνα που κατέγραψε το Hubble από το νεφέλωμα στο άστρο WR 31a. NASA's Hubble Space Telescope was able to capture a blue bubble in space. The spectacular sea of blue are dust and gases that envelope a Wolf-Rayet star called WR 31a. Credit: ESA/Hubble & NASA, Acknowledgement: Judy Schmidt

Μια ακόμη πραγματικά εκπληκτική φωτογραφία από το Σύμπαν κατέγραψε το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble. Πρόκειται για ένα νεφέλωμα που δημιούργησε ένα σπάνιο εντυπωσιακό άστρο.

Το νεφέλωμα

Σε απόσταση 30 χιλιάδων ετών φωτός από εμάς στον αστερισμό της Τρόπιδος βρίσκεται το άστρο WR 31a το οποίο ανήκει στην κατηγορία των άστρων Wolf-Rayet. Πρόκειται για ένα εξαιρετικά σπάνιο τύπο άστρων που έχουν μάζα 20 φορές μεγαλύτερη από τη μάζα του Ήλιου και η θερμοκρασία στην επιφάνεια τους είναι δεκάδες φορές μεγαλύτερη από αυτή στο μητρικό μας άστρο.

Έχουν εντοπιστεί μόλις 300 άστρα Wolf Rayet και οι επιστήμονες έχουν διαπιστώσει ότι συνήθως μετατρέπονται σε υπερκαινοφανείς αστέρες, δηλαδή αυτοκαταστρέφονται σε εκρήξεις σουπερνόβα. Πρόκειται για ιδιαίτερα φωτεινά άστρα που διοχετεύουν συνεχώς ύλη στο διάστημα με τη μορφή του αστρικού ανέμου με αποτέλεσμα να σχηματίζονται φυσαλίδες στο διαστρικό μέσο. Οι φυσαλίδες αυτές έχουν λάβει την ονομασία νεφελώματα Wolf-Rayet. Ένα τέτοιο νεφέλωμα έχει σχηματιστεί γύρω από το άστρο WR 31a και όπως φαίνεται και στην εικόνα του Hubble δημιουργεί ένα κοσμικό περιβάλλον που μοιάζει με ένα έργο τέχνης. Οι ειδικοί που μελέτησαν το νεφέλωμα εκτιμούν ότι σχηματίστηκε πριν από 20 χιλιάδες έτη και συνεχίζει να διαστέλλεται με ταχύτητα περίπου 200 χιλιάδων χλμ/ώρα. Το νεφέλωμα αποτελείται από αστρική σκόνη, υδρογόνο, ήλιο και κάποια άλλα αέρια.

Πηγή: NASA