Τετάρτη, 4 Μαΐου 2016

Είμαστε όλοι… Βέλγοι; Are we all Belgians? DNA study pinpoints ‘forefathers’ of Europe

Η νέα μελέτη υποδεικνύει μια αρχαία φυλή που αρχικά ζούσε στην κεντρική Ευρώπη ως εκείνη από την οποία κατάγονται όλοι οι Ευρωπαίοι. Researchers carrying out the most detailed genetic analysis of Upper Paleolithic Europeans to date have discovered a major new lineage of early modern humans. This group, which lived in the northwest around 35,000 years ago, directly contributed to the ancestry of present-day Europeans (artist's impression pictured).

Πριν από λίγες εβδομάδες παρουσιάστηκε μια μελέτη σύμφωνα με την οποία οι μισοί σύγχρονοι Δυτικοευρωπαίοι κατάγονται από έναν «βασιλιά» της Εποχής του Χαλκού, ο οποίος ζούσε πριν από περίπου 4.000 χρόνια και υπήρξε ο γενάρχης μιας δυναστείας ευγενών, οι οποίοι σταδιακά εξαπλώθηκαν σε όλη σχεδόν την Ευρώπη, δίνοντας τέλος στις λιγότερο ιεραρχικές κοινωνίες που είχαν προηγηθεί. Μια νέα γενετική ανάλυση υποδεικνύει μια φυλή που ζούσε πριν από 35 χιλιάδες έτη στις περιοχές του σημερινού Βελγίου από την οποία σύμφωνα με τους ερευνητές κατάγονται όλοι οι Ευρωπαίοι.

Τα ευρήματα

Three ~31,000-year-old skulls from Dolni Vestonice in the Czech Republic. For the next five thousand years, all samples analyzed in this study -- whether from Belgium, the Czech Republic, Austria, or Italy -- are closely related, reflecting a population expansion associated with the Gravettian archaeological culture. Credit: Martin Frouz and Jirí Svoboda

Ερευνητές του Πανεπιστημίου του Χάρβαρντ ανέλυσαν το γονιδίωμα δεκάδων ανθρώπων που ζούσαν πριν από 45 χιλιάδες ως και πριν επτά χιλιάδες έτη στην Ευρώπη. Έχει διαπιστωθεί ότι ο σύγχρονος άνθρωπος έφτασε στην ευρωπαϊκή ήπειρο πριν από περίπου 45 χιλιάδες έτη. Όμως δεν έχει φωτιστεί το πώς οι πληθυσμοί των σύγχρονων ανθρώπων κινήθηκαν στην ήπειρο και σε ποιες περιοχές εγκαταστάθηκαν πριν την κομβική για την μετέπειτα παρουσία και εξέλιξη των ανθρώπινων κοινωνιών εμφάνιση της γεωργίας.

Researchers from Harvard University analysed genome-wide data from 51 modern humans who lived between 45,000 and 7,000 years ago. The location and age of these humans is shown. Each bar corresponds to an individual, the colour represents the genetically defined cluster, and the height is proportional to age.

Οι ερευνητές κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι πριν από 35 χιλιάδες έτη υπήρξε μια ομάδα ανθρώπων που ζούσε σε  περιοχές της κεντρικής Ευρώπης και ειδικότερα στις περιοχές του Βελγίου. Η ομάδα αυτή σύμφωνα με τους ερευνητές είναι εκείνη από την οποία κατάγονται απευθείας οι σημερινοί Ευρωπαίοι. Οι ερευνητές στο άρθρο τους στην επιθεώρηση «Nature» αναφέρουν αυτή την φυλή ως τους «ιδρυτές πατέρες» των Ευρωπαίων.

Επίμονη φυλή

Reconstruction of an Ice Age woman based on remains from Abri Pataud in France. S. ENTRESSANGLE/E. DAYNES/SCIENCE PHOTO LIBRARY

Οι ερευνητές αναφέρουν επίσης ότι η ομάδα αυτή κυριάρχησε για περίπου δύο χιλιάδες έτη αλλά πριν από περίπου 33 χιλιάδες έτη κάποια άλλη φυλή έκανε δυναμικά την εμφάνιση της στην Ευρώπη έθεσε στο περιθώριο την προηγούμενη και κυριάρχησε στην ήπειρο. Η μελέτη δείχνει ότι οι… ιδρυτές πατέρες δεν εξαφανίστηκαν αλλά εγκαταστάθηκαν σε περιοχές της ιβηρικής χερσονήσου. Εκεί η φυλή αυτή κατάφερε να προστατευτεί σε σημαντικό βαθμό από την τελευταία μεγάλη εποχή παγετώνων που χτύπησε την Ευρώπη. Η συγκεκριμένη εποχή παγετώνων έφτασε στο αποκορύφωμα της πριν από περίπου 25 χιλιάδες έτη και έληξε τελικά πριν από περίπου 12 χιλιάδες έτη.

The genetic analysis shows the Aurignacian culture was displaced by the Gravettian culture, but later re-emerged. Radiocarbon dating shows the Aurignacian culture from Europe and southwest Asia dominated from 47,000 to 41,000 years ago (locations pictured), although emerged in smaller groups earlier than this.

Οι κλιματικές συνθήκες εξόντωσαν όπως φαίνεται τις άλλες μεγάλες φυλές επιτρέποντας στην «προστατευμένη» αρχαία φυλή να ξεκινήσει μια νέα πετυχημένη εκστρατεία αποίκησης της ηπείρου η οποία ξεκίνησε πριν από 19 χιλιάδες έτη. Τελικά σύμφωνα με την μελέτη η φυλή αυτή κατάφερε να κυριαρχήσει για άλλα πέντε χιλιάδες έτη και τελικά αντικαταστάθηκε οριστικά αυτή τη φορά από πληθυσμούς που ζούσαν στις νοτιοανατολικές περιοχές της Ευρώπης και ειδικότερα στις περιοχές πέριξ της Ελλάδας και της Τουρκίας οι οποίοι αποίκησαν με επιτυχία την ήπειρο.

Πηγή: Qiaomei Fu, Cosimo Posth, Mateja Hajdinjak, Martin Petr, Swapan Mallick, Daniel Fernandes, Anja Furtwängler, Wolfgang Haak, Matthias Meyer, Alissa Mittnik, Birgit Nickel, Alexander Peltzer, Nadin Rohland, Viviane Slon, Sahra Talamo, Iosif Lazaridis, Mark Lipson, Iain Mathieson, Stephan Schiffels, Pontus Skoglund, Anatoly P. Derevianko, Nikolai Drozdov, Vyacheslav Slavinsky, Alexander Tsybankov, Renata Grifoni Cremonesi, Francesco Mallegni, Bernard Gély, Eligio Vacca, Manuel R. González Morales, Lawrence G. Straus, Christine Neugebauer-Maresch, Maria Teschler-Nicola, Silviu Constantin, Oana Teodora Moldovan, Stefano Benazzi, Marco Peresani, Donato Coppola, Martina Lari, Stefano Ricci, Annamaria Ronchitelli, Frédérique Valentin, Corinne Thevenet, Kurt Wehrberger, Dan Grigorescu, Hélène Rougier, Isabelle Crevecoeur, Damien Flas, Patrick Semal, Marcello A. Mannino, Christophe Cupillard, Hervé Bocherens, Nicholas J. Conard, Katerina Harvati, Vyacheslav Moiseyev, Dorothée G. Drucker, Jiří Svoboda, Michael P. Richards, David Caramelli, Ron Pinhasi, Janet Kelso, Nick Patterson, Johannes Krause, Svante Pääbo, David Reich. The genetic history of Ice Age Europe. Nature, 2016; DOI: 10.1038/nature17993

Η μικρότερη μηχανή στον κόσμο τροφοδοτείται με φως. The World's Tiniest Light-Powered Engines Could Revolutionize Medicine

Η νέα νανομηχανή, με την ονομασία ΑΝΤ (Actuating Nano-Transducer) ή «Μυρμήγκι», μπορεί να κινηθεί τρομερά γρήγορα και να ασκήσει μεγάλες δυνάμεις, πολύ μεγαλύτερες από άλλες μικροσκοπικές συσκευές. Just a few billionths of a metre in size, the world's tiniest engine (illustrated) uses light to power itself and works at scales smaller than a human cell. The nanoscale engine could form the basis of nano-machines that can navigate in water, sense the environment around them, or even enter living cells to fight disease. Image: Yi Ju/university of Cambridge Nanophotonics

Ερευνητές στη Βρετανία δημιούργησαν τη μικρότερη μηχανή στον κόσμο, μεγέθους μόλις λίγων νανομέτρων (δισεκατομμυριοστών του μέτρου), η οποία τροφοδοτείται με φως λέιζερ και κινείται σαν έμβολο.

Still from Fantastic Voyage (1966)

Η νανομηχανή μπορεί μελλοντικά, μεταξύ άλλων, να αξιοποιηθεί στην ιατρική νανορομποτική, για να κινεί μικροσκοπικά ρομπότ (νανομπότ), που θα εισχωρούν ακόμη και στα ανθρώπινα κύτταρα για να καταπολεμούν τις ασθένειες. Άλλες πιθανές εφαρμογές είναι νανομηχανές που θα κινούνται στο νερό ή σε άλλα υγρά και θα αντιλαμβάνονται το περιβάλλον γύρω τους, λειτουργώντας ως κινούμενοι αισθητήρες.

Οι ερευνητές του Κέντρου Νανοφωτονικής του ιστορικού Εργαστηρίου Κάβεντις του Πανεπιστημίου του Κέμπριτζ, με επικεφαλής τον καθηγητή Τζέρεμι Μπάουμπεργκ, έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών των ΗΠΑ (PNAS).

When the 'actuating nano-transducers', or Ants, engine is heated with a laser, the polymer gel expels water and collapses. This forces gold nanoparticles to bind together (pictured). When the laser is turned off, the device cools and water is re-absorbed. This pushes the gold nanoparticles apart, releasing the stored energy .

Η μηχανή αποτελείται από φορτισμένα νανοσωματίδια χρυσού, προσδεμένα μεταξύ τους με ένα πολυμερές υλικό σε μορφή γέλης που λέγεται pNIPAM και το οποίο είναι πολύ ευαίσθητο στις αλλαγές της θερμοκρασίας. Όταν το υλικό αυτό θερμαίνεται με φως λέιζερ, τότε μέσα σε κλάσμα του δευτερολέπτου αποθηκεύει μεγάλες ποσότητες ελαστικής ενέργειας, καθώς αποβάλλει όλο το νερό από τη γέλη και συρρικνώνεται, με συνέπεια τα νανοσωματίδια χρυσού να προσκολλώνται σφιχτά μεταξύ τους.

Όταν όμως αντίθετα η συσκευή ψύχεται κάτω από τους 32 βαθμούς Κελσίου, το πολυμερές απορροφά νερό και φουσκώνει, με αποτέλεσμα -όπως σε ένα ελατήριο- τα νανοσωματίδια να απωθούνται απότομα μακριά το ένα από το άλλο, δημιουργώντας μια προωθητική δύναμη. Καθώς η θερμοκρασία αυξομειώνεται, η νανομηχανή κινείται σαν έμβολο.

Όπως δήλωσε ο ερευνητής δρ Τάο Ντινγκ, «είναι σαν μια έκρηξη, καθώς εκατοντάδες χρυσά σφαιρίδια απομακρύνονται απότομα το ένα από το άλλο μέσα σε ένα εκατομμυριοστό του δευτερολέπτου, όταν τα μόρια του νερού φουσκώνουν τα πολυμερή υλικά γύρω τους».

«Γνωρίζουμε ότι το φως μπορεί να θερμάνει το νερό για να κινήσει τις ατμομηχανές. Τώρα μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε το φως για να κινήσουμε μια μηχανή σαν «πιστόνι» σε νανοκλίμακα» ανέφερε ο ερευνητής δρ Βεντσισλάβ Βάλεβ.

The Ant engine is bio-compatible, cheap to make, and energy efficient. The researchers make use of Van de Waals attraction of heavy metal particles to set the springs (polymers) and water molecules to release them, which is very reversible and reproducible. The rising temperatures and release of energy is.

Η νέα νανομηχανή, με την ονομασία ΑΝΤ (Actuating Nano-Transducer) ή «Μυρμήγκι», μπορεί να κινηθεί τρομερά γρήγορα και να ασκήσει μεγάλες δυνάμεις, πολύ μεγαλύτερες από άλλες μικροσκοπικές συσκευές. Η ανά μονάδα βάρους ισχύς της είναι σχεδόν 100 φορές μεγαλύτερη από οποιασδήποτε άλλης μηχανής ή μυός. Είναι επίσης βιοσυμβατή, οικονομική στην παραγωγή της και ενεργειακά αποδοτική.

«Όπως τα πραγματικά μυρμήγκια, οι νανομηχανές ΑΝΤ παράγουν μεγάλη ισχύ σε σχέση με το βάρος τους. Η πρόκληση πλέον που αντιμετωπίζουμε, είναι πώς να ελέγξουμε αυτή την ισχύ για νανομηχανικές εφαρμογές», δήλωσε ο Μπάουμπεργκ.

Είπε ακόμη ότι το οριακό σημείο λειτουργίας της μηχανής θα μπορούσε να αναπροσαρμοσθεί από τους 32 στους 37 βαθμούς Κελσίου (όσο η θερμοκρασία του ανθρωπίνου σώματος), καθώς επίσης να αναζητηθεί μια εναλλακτική πηγή θερμότητας πέρα από το φως λέιζερ.

Οι ερευνητές ήδη συνεργάζονται με την Cambridge Enterprise, τον επιχειρηματικό «βραχίονα» του Πανεπιστημίου του Κέμπριτζ, καθώς και με άλλες εταιρείες, προκειμένου να προχωρήσουν σε εμπορική αξιοποίηση της εφεύρεσής τους.

Πλανητικό τζακ πότ! Three Potentially Habitable Worlds Found Around Nearby Ultracool Dwarf Star

Εντοπίστηκαν τρεις εξωπλανήτες που ίσως φιλοξενούν ζωή. This artist’s impression shows an imagined view from close to one of the three planets orbiting an ultracool dwarf star just 40 light-years from Earth that were discovered using the TRAPPIST telescope at ESO’s La Silla Observatory. These worlds have sizes and temperatures similar to those of Venus and Earth and are the best targets found so far for the search for life outside the Solar System. They are the first planets ever discovered around such a tiny and dim star. In this view one of the inner planets is seen in transit across the disc of its tiny and dim parent star. Credit: ESO/M. Kornmesser

Διεθνής ομάδα αστρονόμων ανακάλυψε τρεις εξωπλανήτες, οι οποίοι δυνητικά θα μπορούσαν να φιλοξενούν ζωή. Η ανακάλυψη είναι εξαιρετικά σημαντική εκτός των άλλων επειδή το μητρικό άστρο των πλανητών είναι μικρό και ιδιαίτερα ψυχρό. Αυτό σημαίνει ότι είναι πιθανό να υπάρχει δυνατότητα παρουσίας της ζωής ακόμη και σε κόσμους που μέχρι τώρα θεωρούσαμε ότι θα ήταν από εξαιρετικά δύσκολο ως αδύνατο να συμβεί πολλαπλασιάζοντας έτσι τις πιθανότητες ύπαρξης ζωής στο Σύμπαν.

Το σύστημα

Artist’s impression of the ultracool dwarf star TRAPPIST-1 and its three planets. Credit: ESO/M. Kornmesser/N. Risinger (skysurvey.org)

Οι πλανήτες κινούνται γύρω από το μικρό πολύ ψυχρό άστρο Trappist-1, που έχει μέγεθος λίγο μεγαλύτερο του Δία και περίπου το ένα όγδοο του Ήλιου μας. Οι εξωπλανήτες βρίσκονται σε απόσταση μόνο 39 έως 40 ετών φωτός από τη Γη. Το μέγεθος και η θερμοκρασία τους μοιάζουν με της Γης, πράγμα που τους καθιστά -κάποιους τουλάχιστον- κατ' εξοχήν πιθανούς υποψήφιους για τη φιλοξενία ζωής εκτός του ηλιακού μας συστήματος.

Είναι οι πρώτοι εξωπλανήτες που ανακαλύπτονται γύρω από ένα τόσο αχνό άστρο. Οι υπέρψυχροι νάνοι αστέρες είναι αχνά άστρα που εκπέμπουν υπέρυθρη ακτινοβολία. Συνήθως περνούν απαρατήρητοι και δεν έχουν μελετηθεί ιδιαίτερα. Εκτιμάται ότι περίπου το 15% των άστρων κοντά στον Ήλιο ανήκουν σε αυτή την κατηγορία.

Η ανακάλυψη

This picture shows the Sun and the ultracool dwarf star TRAPPIST-1 to scale. The faint star has only 11% of the diameter of the sun and is much redder in colour. Credit: ESO

Οι επιστήμονες από το Βέλγιο, τις ΗΠΑ και άλλες χώρες, με επικεφαλής τον Μισέλ Γκιγιόν του Ινστιτούτου Αστροφυσικής και Γεωφυσικής του Πανεπιστημίου της Λιέγης έκαναν την ανακάλυψη με το μικρό ρομποτικό βελγικό τηλεσκόπιο TRAPPIST, διαμέτρου μόλις 60 εκατοστών, στις εγκαταστάσεις του Ευρωπαϊκού Νοτίου Αστεροσκοπείου (ESO) στη Χιλή. Το υπέρυθρο τηλεσκόπιο εστιάζει αποκλειστικά σε κοντινά μικρά και αχνά άστρα, που είναι αόρατα με τα οπτικά τηλεσκόπια.

Το άστρο Trappist-1 έχει μόλις το 0,05% της φωτεινότητας του Ήλιου μας και το 8% της μάζας του. Οι τρεις εξωπλανήτες κινούνται πολύ πιο κοντά (20 έως 100 φορές) στο άστρο τους από ό,τι η Γη στον Ήλιο, όμως το μητρικό άστρο τους είναι πολύ πιο κρύο, με αποτέλεσμα να δέχονται αστρική (ηλιακή) ακτινοβολία το πολύ τετραπλάσια σε σχέση με τη Γη.

Οι ζώνες

This chart shows the naked eye stars visible on a clear dark night in the sprawling constellation of Aquarius (The Water Carrier). The position of the faint and very red ultracool dwarf star TRAPPIST-1 is marked. Although it is relatively close to the Sun it is very faint and not visible in small telescopes. Credit: ESO/IAU and Sky & Telescope

Οι δύο εξωπλανήτες υπολογίζεται ότι βρίσκονται οριακά έξω από την «κατοικήσιμη» ζώνη του άστρου τους (ούτε πολύ κοντά, ούτε πολύ μακριά από αυτό), ενώ ο τρίτος πιθανώς βρίσκεται μέσα στη ζώνη. Προς το παρόν, η μάζα και η σύνθεση των πλανητών παραμένουν άγνωστες, άρα δεν μπορούν να εξαχθούν ασφαλή συμπεράσματα κατά πόσο όντως είναι σε θέση να φιλοξενήσουν μορφές ζωής. Μελλοντικές παρατηρήσεις με μεγαλύτερα τηλεσκόπια αναμένεται να δώσουν περισσότερες πληροφορίες, όπως π.χ. αν υπάρχει ατμόσφαιρα και νερό στους εξωπλανήτες, πράγμα που θα αυξήσει την πιθανότητα να είναι κατοικήσιμοι.

Astronomers using telescopes at ESO's observatories in Chile have discovered three planets around a dim dwarf star just 40 light-years from Earth. These worlds have sizes and temperatures similar to those of Venus and the Earth, and they are the best targets so far found in the hunt for life elsewhere in the Universe. Credit/Courtesy: ESO

Ήδη σχεδιάζεται, με ευρωπαϊκή χρηματοδότηση, το πιο φιλόδοξο πρόγραμμα SPECULOOS, στο πλαίσιο του οποίου θα εγκατασταθούν στην περιοχή του Ευρωπαϊκού Νοτίου Αστεροσκοπείου (ESO) στη Χιλή τέσσερα ρομποτικά τηλεσκόπια διαμέτρου ενός μέτρου το καθένα, τα οποία μέσα στην επόμενη πενταετία θα αναζητήσουν δυνητικά φιλόξενους για ζωή εξωπλανήτες γύρω από 500 αχνά και ψυχρά μικρά άστρα στη «γειτονιά» μας. Η ανακάλυψη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Nature».