Παρασκευή, 20 Μαΐου 2016

Τα δέντρα κοιμούνται το βράδυ. Trees seen resting branches while ‘asleep’ for the first time

Μελέτη έδειξε ότι κατά τη διάρκεια της νύχτας τα κλαδιά τους χαλαρώνουν και πέφτουν ελαφρώς, ενώ ανεβαίνουν και πάλι με την ανατολή του ήλιου. Most living organisms adapt their behavior to the rhythm of day and night. Now, using laser scanners, scientists are studying the day-night rhythm of trees. As it turns out, trees go to sleep too. Time to rest your weary branches. Dmitry Savin/Getty

O νυχτερινός ύπνος δεν αποτελεί προνόμιο μόνο του ζωικού βασιλείου. Μελέτη ερευνητών από την Αυστρία, την Φινλανδία και την Ουγγαρία έδειξε ότι ακόμα και τα δέντρα «κοιμούνται» κατά τις ώρες της συσκότισης.

The researchers used lasers to monitor specific points on the trees through the day and night in a variety of different weather conditions. The trees were shown to droop their branches by up to 4 inches during the night before raising them again in the morning.

Με τη βοήθεια σαρωτών λέιζερ, οι επιστήμονες μελέτησαν τις κινήσεις μεγάλων δέντρων με «ανάστημα» πάνω από 15 μέτρα κατά τη διάρκεια της νύχτας. Είδαν λοιπόν, ότι μόλις πέσει το σκοτάδι χαλαρώνουν τα κλαδιά τους, ενώ τα επαναφέρουν στην αρχική τους θέση μόλις ο ήλιος σκαρφαλώσει στον ουρανό.

Όνειρα γλυκά δάσος

Αριστερά, το δέντρο κατά την διάρκεια της νύχτας και δεξιά το ίδιο δέντρο κατά την διάρκεια της μέρας. At night (left) tree branches droop more than during the day (right). Credit: Image courtesy of Vienna University of Technology, TU Vienna

Μελετώντας το μοτίβο του «ύπνου» τους είδαν ότι τα κλαδιά των δέντρων κατά τη διάρκεια της νύχτας πέφτουν κατά 10 εκατοστά. Προκειμένου να αποκλείσουν την επίδραση των καιρικών συνθηκών και της περιοχής όπου βρίσκονταν τα δέντρα (υψόμετρο κτλ.), οι μετρήσεις έγιναν σε δέντρα της Αυστρίας της Φινλανδίας. Και οι δυο δοκιμές πραγματοποιήθηκαν υπό άρτιες καιρικές συνθήκες, χωρίς ανέμους ή υγρασία.

Το animation δείχνει τον τρόπο με τον οποίο χαλαρώνουν τα κλαδιά του δέντρου κατά τη νυχτερινή συσκότιση. The animation above shows how trees relax their branches during the hours of darkness (credit: Eetu Puttonen/Finnish Geospatial Research Institute/National Land Survey of Finland).

Παρατηρήθηκε ότι η πτώση των κλαδιών γινόταν σταδιακά, αγγίζοντας το κατώτερο σημείο περίπου δύο ώρες πριν από την ανατολή του ήλιου, ενώ επανέρχονταν στην αρχική τους θέση μέσα στο πρώτο δίωρο από την διάχυση του ηλιακού φωτός.

The animation above shows how the position of the tree changed from evening until morning. The tree appears to relax (credit: Eetu Puttonen/Finnish Geospatial Research Institute/National Land Survey of Finland).

Με τη βοήθεια σαρωτών λέιζερ, οι επιστήμονες μελέτησαν τις κινήσεις μεγάλων δέντρων με «ανάστημα» πάνω από 15 μέτρα κατά τη διάρκεια της νύχτας. Είδαν λοιπόν, ότι μόλις πέσει το σκοτάδι χαλαρώνουν τα κλαδιά τους, ενώ τα επαναφέρουν στην αρχική τους θέση μόλις ο ήλιος σκαρφαλώσει στον ουρανό.

Με τις μαύρες κουκίδες φαίνεται η θέση των κλαδιών στο τέλος της μέρας, ενώ με τις κόκκινες η θέση τους νωρίς το πρωί. The trees were monitored at the end of the day (see black dots) and early in the morning (see red dots) in Finland and Austria using infrared light.

Οι ειδικοί πιστεύουν ότι η πτώση των κλαδιών ενδεχομένως να οφείλεται στην πτώση της εσωτερικής πίεσης στα φυτικά κύτταρα των δέντρων, γεγονός που συνδέεται με την διαδικασία της φωτοσύνθεσης. Κατά την διάρκεια της νύχτας, η φωτοσύνθεση σταματάει με αποτέλεσμα να μειώνεται η παραγωγή σακχάρων στα κύτταρα και μαζί και η πίεση.

Οι ερευνητές υποστηρίζουν ακόμα, ότι η όλη διαδικασία ενδεχομένως να επιτρέπει στα δέντρα να «ξεκουραστούν» και να επαναφέρουν τα επίπεδα της ενέργειάς τους έπειτα από το κυνήγι του ήλιου κατά τη διάρκεια της μέρας. Μέχρι στιγμής, αναφέρουν, ο μηχανισμός αφύπνισης των δέντρων δεν είναι ξεκάθαρος: θα μπορούσε να οφείλεται π.χ. στο σκαρφάλωμα του ήλιου στον ουρανό, ή στο εσωτερικό τους «ρολόι».

«Η κίνηση των φυτών και των δέντρων συνδέεται πάντα με τα επίπεδα του νερού στα κύτταρα, τα οποία επηρεάζονται από το ηλιακό φως κατά την διαδικασία της φωτοσύνθεσης» αναφέρει ο Αντράς Ζλίνσκι από την Ουγγρική Ακαδημία Επιστημών. Όπως εξηγεί ο ίδιος, οι μετρήσεις ως προς τις αλλαγές της θέσης ενός φυτού ακόμα και αν πρόκειται για ένα μικρό βότανο αποτελούν ιδιαίτερα δύσκολη υπόθεση καθώς η φωτογραφία, για παράδειγμα, χρησιμοποιεί το ορατό φως γεγονός που επηρεάζει το μοτίβο «ύπνου» τους. Για τον λόγο αυτόν και προκειμένου να περιορίσουν την ενόχληση των δέντρων όσο το δυνατόν περισσότερο, οι ειδικοί κατέληξαν στην επιλογή σαρωτών λέιζερ/υπερύθρων.

«Πιστεύουμε ότι η σάρωση λέιζερ θα μας επιτρέψει να μελετήσουμε και να κατανοήσουμε καλύτερα τα μοτίβα ύπνου των φυτών και των δέντρων αλλά και να επεκτείνουμε το εύρος των περιοχών που μελετάμε κάθε φορά με αποτέλεσμα να μπορέσουμε να παρακολουθήσουμε τι συμβαίνει π.χ. σε ένα ολόκληρο δάσος» εξηγεί από την πλευρά του ο δρ Νόρμπερτ Πφάιφερ από το Πολυτεχνείο της Βιέννης (TU Wien), που επίσης συμμετείχε στη μελέτη.

Πηγή: Eetu Puttonen, Christian Briese, Gottfried Mandlburger, Martin Wieser, Martin Pfennigbauer, András Zlinszky, Norbert Pfeifer. Quantification of Overnight Movement of Birch (Betula pendula) Branches and Foliage with Short Interval Terrestrial Laser ScanningFrontiers in Plant Science, 2016; 7 DOI: 10.3389/fpls.2016.00222

«Γιγάντια τσουνάμι» σημάδεψαν τον νεαρό Άρη. Mega-Tsunamis Resurfaced Shorelines of Early Mars’ Ocean, Researchers Say

Τα κύματα ενός χαμένου ωκεανού δημιούργησαν τις ρυτίδες του κόκκινου πλανήτη. Massive meteorite impacts triggered two mega-tsunamis in the early Martian ocean 3.4 billion years ago, according to scientists writing in the journal Scientific Reports, and these enormous waves forever scarred the Martian landscape.The young Mars would have had enough water to cover its entire surface in a liquid layer about 140 m deep, but it is more likely that the liquid would have pooled to form an ocean occupying almost half of Mars’s northern hemisphere, and in some regions reaching depths greater than 1.6 km. Image credit: M. Kornmesser / ESO / N. Risinger, skysurvey.org.

Διαβάζοντας προσεκτικά το αφυδατωμένο πρόσωπο του Άρη, αμερικανοί πλανητολόγοι υποστηρίζουν ότι διέκριναν ρυτίδες που σχηματίστηκαν από γιγάντια τσουνάμι στις ακτές ενός αρχαίου, χαμένου πια ωκεανού.

«Φανταστείτε  ένα γιγάντιο κόκκινο κύμα να έρχεται προς το μέρος σας, με ύψος μέχρι 120 μέτρα» σχολιάζει στο Nature ο Αλέξις Ροντρίγκεζ, ερευνητής του Ινστιτούτου Πλανητικής Επιστήμης στο Τούσον της Αριζόνα.

Πολυάριθμες προηγούμενες μελέτες έχουν δείξει ότι στα αρχικά στάδια της ζωής του ο Άρης πρέπει να ήταν ένας φιλόξενος υγρός κόσμος με λίμνες και θάλασσες.

From the shoreline of an ancient Martian ocean (top), tsunamis may have washed ashore two separate times, leaving behind piles of rocks and debris (brown, bottom images). Credit: Alexis Rodriguez

Πιο αμφιλεγόμενη παραμένει ωστόσο η θεωρία ότι το βόρειο ημισφαίριο του πλανήτη καλυπτόταν από έναν ωκεανό. Ορισμένοι πλανητολόγοι διακρίνουν ίχνη μιας αρχαίας ακτής, η οποία όμως δεν είναι συνεχής όπως θα περίμενε κανείς.

Τα νέα ευρήματα

Ο σκουρόχρωμος σχηματισμός στο κέντρο της εικόνας είναι γεμάτος κομμάτια πάγου που θα μπορούσε να είχε αφήσει πίσω του ένα τσουνάμι. A 250-kilometre- long lobe of dark material might be the remnants of a tsunami that hit when Mars’ climate was cold enough to freeze the water into an ice-rich slush that crept across the landscape. Credit: Alexis Rodriguez

Η τελευταία μελέτη, η οποία δημοσιεύεται στο Scientific Reports έρχεται να ενισχύσει τη θεωρία ότι μεγάλα τμήματα της ωκεάνιας ακτής διαβρώθηκαν από τσουνάμι, τα οποία προκλήθηκαν από την πρόσκρουση αστεροειδών μέσα στο νερό.

Τα χτυπήματα αστεροειδών πρέπει να ήταν συχνά πριν από 3,4 δισεκατομμύρια χρόνια, την εποχή κατά την οποία χρονολογούνται τα νέα ευρήματα.

Regional view of sections of circum-Chryse highland-lowland boundary region made up of Chryse and Acidalia Planitiae lowlands and Tempe, Xanthe, and Arabia Terrae highlands. The boundary is breached by the planet’s largest outflow channels (blue arrows). The red and black lines trace the margins of the two documented tsunami events. Image credit: J. Alexis P. Rodriguez et al.

Η ομάδα του δρ Ροντρίγκεζ εστιάζει στα υψίπεδα του Arabia Terra, των οποίων οι πρόποδες δεν αποκλείονταν να βρέχονταν κάποτε από τον ωκεανό. Σε δορυφορικές εικόνες διακρίνεται ένας σχηματισμός αποτελούμενους από σκοτεινούς λοβούς που θα έφταναν κάποτε πιο βαθιά στην ενδοχώρα από ό,τι η αρχική ακτή.

Το σενάριο που προτείνουν οι ερευνητές είναι ότι ο σχηματισμός δημιουργήθηκε από δύο διαδοχικά τσουνάμι. Στο πρώτο επεισόδιο, το νερό έσπρωξε βράχους των δέκα μέτρων βαθιά μέσα στην ακτή, και στη συνέχεια υποχώρησε πίσω στον ωκεανό.

Η κατάσταση παρέμεινε ήσυχη για εκατομμύρια χρόνια, μέχρι που το κλίμα έγινε σημαντικά πιο ψυχρό. Όταν χτύπησε ο δεύτερος αστεροειδής, η επιφάνεια του ωκεανού είχε πια παγώσει, και το τσουνάμι ήταν ουσιαστικά ένα γιγάντιο κύμα από κομμάτια πάγου. Το κύμα στερεοποιήθηκε πριν προλάβει να υποχωρήσει στον ωκεανό και μετατράπηκε σε παγωμένα συντρίμμια που παραμένουν στην ίδια θέση μέχρι σήμερα.

Μένει να φανεί αν το σενάριο που προτείνει η μελέτη θα πείσει τους πλανητολόγους για τον χαμένο βόρειο ωκεανό του Άρη.

Στο μεταξύ, ο Ροντρίγκεζ θα αναζητήσει ενδείξεις τσουνάμι και σε άλλες περιοχές του πλανήτη, και θα αναζητήσει κρατήρες που μπορεί να παγίδευσαν το νερό στις ακτές και ενδεχομένως να προσέφεραν ένα φιλόξενο περιβάλλον για την εξέλιξη μικροβιακής ζωής.