Παρασκευή, 21 Απριλίου 2017

Ένας τυφλοπόντικας το παίζει «φυτό». Naked mole-rats turn into plants when oxygen is low

Μεταβολίζοντας φρουκτόζη, ο γυμνός τυφλοπόντικας μπορεί να επιβιώσει χωρίς οξυγόνο. Ignore the whiskers and teeth -- these are plants. Credit: Thomas Park/UIC

Ένα είδος άτριχου τρωκτικού, ο «γυμνός τυφλοπόντικας», μπορεί να επιβιώσει ακόμη και χωρίς το παραμικρό οξυγόνο, έχοντας βρει ένα μοναδικό για ζώο τρόπο: αλλάζει τον μεταβολισμό του, έτσι ώστε να κάνει ό,τι και τα φυτά, μεταβολίζοντας φρουκτόζη στο σώμα του.

Μπορεί έτσι να ζει επί 18 λεπτά χωρίς καθόλου οξυγόνο και για τουλάχιστον πέντε ώρες με τόσο λίγο οξυγόνο, που θα είχε σκοτώσει έναν άνθρωπο μέσα σε ελάχιστα λεπτά. Είναι η πρώτη φορά που διαπιστώνεται ότι ένα ζώο κάνει κάτι τέτοιο, χρησιμοποιώντας για ενεργειακό «καύσιμο» τη φρουκτόζη.

Οι επιστήμονες από τις ΗΠΑ, τη Γερμανία και τη Νότια Αφρική, με επικεφαλής τον καθηγητή βιολογίας Τόμας Παρκ του Πανεπιστημίου του Ιλινόις στο Σικάγο, που ανακάλυψαν το σχετικό βιολογικό μηχανισμό στον ασυνήθιστο τυφλοπόντικα, έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Science».

Οι ερευνητές εξέφρασαν την ελπίδα ότι η ανακάλυψη μπορεί να βοηθήσει μελλοντικά στην εύρεση νέων θεραπειών για τα εμφράγματα και τα εγκεφαλικά, που οφείλονται σε στέρηση οξυγόνου λόγω θρόμβωσης στην κυκλοφορία του αίματος.

Ο αφρικανικός γυμνός τυφλοπόντικας είναι ένα αξιοσημείωτο ψυχρόαιμο θηλαστικό ζώο, το οποίο δεν έχει ευαισθησία πόνου στο δέρμα του, ζει πολλά χρόνια (δεκαετίες περισσότερες από τα άλλα τρωκτικά) και εμφανίζει εντυπωσιακή αντίσταση στον καρκίνο.

Ενέργεια από... φρουκτόζη


The naked mole-rat -- a cold-blooded mammal that can live to 30, rarely gets cancer, and doesn't feel pain -- metabolizes like a plant when oxygen is low. Credit: University of Illinois at Chicago

Στους ανθρώπους και σε όλα τα γνωστά θηλαστικά, όταν τα εγκεφαλικά κύτταρα στερούνται το οξυγόνο, ξεμένουν από ενέργεια και γρήγορα αρχίζουν να πεθαίνουν. Όμως οι συγκεκριμένοι τυφλοπόντικες αρχίζουν, αντί για γλυκόζη, να «καίνε» (μεταβολίζουν) φρουκτόζη όπως τα φυτά. Αυτό τους επιτρέπει να παράγουν μέσα στο σώμα τους ενέργεια με αναερόβιο τρόπο, χωρίς τη βοήθεια του εισπνεόμενου οξυγόνου.

Τα εργαστηριακά πειράματα έδειξαν ότι, μόλις το οξυγόνο πέφτει, ο γυμνός τυφλοπόντικας εκκρίνει στο αίμα του μεγάλες ποσότητες φρουκτόζης, η οποία μεταφέρεται αμέσως στα κύτταρα του εγκεφάλου του. Έτσι, με επίπεδα οξυγόνου που θα σκότωναν έναν άνθρωπο μέσα σε λίγα λεπτά, ο γυμνός τυλφοπόντικας μπορεί να ζήσει τουλάχιστον επί πέντε ώρες.

Ένας άνθρωπος χρειάζεται μια ατμόσφαιρα με τουλάχιστον 10% οξυγόνο για να επιβιώσει (κανονικά τα επίπεδα οξυγόνου είναι 21%), αλλά ο γυμνός τυφλοπόντικας μπορεί να ζήσει επί 18 λεπτά χωρίς καθόλου οξυγόνο, μειώνοντας τους παλμούς της καρδιάς του από 200 σε 50 ανά λεπτό και «καίγοντας» φρουκτόζη. Μόλις το οξυγόνο αρχίζει να επανέρχεται, το ζώο ζωντανεύει ξανά σαν να μη συνέβη τίποτε και χωρίς να έχει πάθει καμία βλάβη. Γι' αυτό, άλλωστε, το παράξενο τρωκτικό δεν παθαίνει πνευμονικό οίδημα, τη συγκέντρωση υγρών στους πνεύμονες, κάτι που παθαίνουν οι ορειβάτες σε μεγάλα υψόμετρα με πολύ αραιό οξυγόνο.

Οι βιολόγοι πιστεύουν ότι η ικανότητα του τυφλοπόντικα να μετατρέπεται σε φυτό, είναι μια εξελικτική προσαρμογή του μεταβολισμού του για να επιβιώσει στα πολύ χαμηλά επίπεδα οξυγόνου που συχνά υπάρχουν στα βαθιά λαγούμια του. Αντίθετα με άλλα θηλαστικά που διάγουν επίσης υπόγειο βίο, οι συγκεκριμένοι τυφλοπόντικες ζουν μέσα σε ασφυκτικές συνθήκες, με εκατοντάδες ζώα του είδους τους να συνωστίζονται. Υπό αυτές τις συνθήκες, το ούτως ή άλλως λιγοστό οξυγόνο γρήγορα τελειώνει και ο οργανισμός τους έπρεπε να βρει μια «απάντηση». Και τη βρήκε στα φυτά!

Πηγές: "Fructose-driven glycolysis supports anoxia resistance in the naked mole-rat," Science (2017). science.sciencemag.org/cgi/doi/10.1126/science.aab3896 - http://www.tovima.gr/science/medicine-biology/article/?aid=875018


Οι εξωγήινοι σιωπούν. The aliens are silent

Προς το παρόν, οι εξωγήινοι παραμένουν στο πεδίο της επιστημονικής φαντασίας. The Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI) has been going for nearly 60 years now, and there have been plenty of false alarms in that time and nothing substantial. Now, a giant SETI initiative is looking into its initial round of data to follow up on 11 signals that they think could be aliens … but admit probably aren’t. Good to check, though, just in case.

Μετά τις δεκαετίες αποτυχημένων προσπαθειών από το πρόγραμμα αναζήτησης εξωγήινων μηνυμάτων από τα ραδιοτηλεσκόπια του προγράμματος SETI, τώρα και το νεότερο και ακόμη πιο φιλόδοξο πρόγραμμα Breakthrough Listen ανακοίνωσε ότι η έως τώρα έρευνά του υπήρξε άκαρπη.

Κατά τον πρώτο χρόνο λειτουργίας του, τα μόνα νοήμονα σήματα που έπιασε το Breakthrough, ήταν από τα κινητά τηλέφωνα, τους δορυφόρους και τις άλλες ηλεκτρονικές συσκευές των... Γήινων.

Η αναζήτηση εξωγήινων πολιτισμών πάντως θα συνεχιστεί, σε πείσμα όσων (π.χ. ο Στέφεν Χόκινγκ) προειδοποιούν ότι μάλλον θα ήταν καλύτερη ιδέα οι άνθρωποι να κρατήσουν χαμηλό «προφίλ» και να περάσουν απαρατήρητοι, επειδή κανείς δεν μπορεί να είναι σίγουρος για τις προθέσεις των εξωγήινων -αν αυτοί υπάρχουν.

Το Breakthrough ανακοίνωσε ότι ξεχώρισε 11 σήματα, αλλά μετά από μια πιο ενδελεχή μελέτη κανένα από αυτά τα ραδιοκύματα δεν αποδείχθηκε ότι είχε εξωγήινη προέλευση.

The Robert C. Byrd Radio Telescope at the Green Bank Observatory in West Virginia is one of the primary receivers looking for promising SETI signals. Credit: Jiuguang Wang

Το πρόγραμμα Breakthrough, προϋπολογισμού 100 εκατομμυρίων δολαρίων, ξεκίνησε το 2015 μετά από πρωτοβουλία και χρηματοδότηση του ρώσου δισεκατομμυριούχου Γιούρι Μίλνερ. Περιλαμβάνει μεγάλα ραδιοτηλεσκόπια όπως το Γκριν Μπανκ στη Δυτική Βιρτζίνια των ΗΠΑ και το Παρκς στη Νέα Νότια Ουαλία της Αυστραλίας.

Έως τώρα, το πρόγραμμα έχει αναζητήσει σήματα από 692 κοντινά στη Γη άστρα, μεταξύ των οποίων τον Άλφα και τον Εγγύτατο του Κενταύρου, «ακούγοντας» στις συχνότητες του ενός έως δύο GHz. Οι μελέτες από τις δεκαετίες του 1960 και 1960 έχουν συμπεράνει ότι αυτές οι συχνότητες είναι οι πιο υποσχόμενες για τυχόν νοήμονα εξωγήινα σήματα.

Εκτός από τα ραδιοσήματα, το Breakthrough, αντίθετα με το SETI, θα αναζητήσει και οπτικά σήματα.

«Μολονότι η αναζήτηση δεν έχει ανιχνεύσει κάποιο πειστικό σήμα από εξωγήινη νοημοσύνη, βρισκόμαστε ακόμη στις πρώτες μέρες», δήλωσε ο επικεφαλής του προγράμματος Δρ Άντριου Σίμιον του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια-Μπέρκλεϊ, ο οποίος δήλωσε ότι εφεξής το Breakthrough θα δημοσιοποιεί τα αποτελέσματα των ερευνών του περίπου ανά εξάμηνο.

Οι ερευνητές συνεχίζουν να αναπτύσσουν ολοένα πιο εξελιγμένους αλγόριθμους, ώστε να μπορέσουν να ξεχωρίσουν τη βελόνα μέσα στα άχυρα, δηλαδή εκείνο το σήμα, ανάμεσα στα πολλά, που μπορεί να προδίδει κάποια νοημοσύνη. Γι' αυτό το σκοπό, θα ενταθεί η συνεργασία με ειδικούς στην ανάλυση σημάτων και στη μηχανική μάθηση των υπολογιστών.

Η ηγετική ομάδα του Breakthrough περιλαμβάνει μερικά γνωστά ονόματα, όπως τον Βασιλικό Αστρονόμο της Βρετανίας λόρδο Μάρτιν Ρις, τον ομότιμο καθηγητή αστρονομίας του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια και επίτιμο πρόεδρο του Ινστιτούτου SETI Φρανκ Ντρέικ (δημιουργό της διάσημης «εξίσωσης Ντρέικ» για την εκτίμηση ύπαρξης εξωγήινων πολιτισμών), τη συγγραφέα και παραγωγό Αν Ντράγιαν (σύζυγο του αστρονόμου Καρλ Σαγκάν) κ.ά.