Τετάρτη, 8 Νοεμβρίου 2017

Με διαφορετικό ρυθμό εξελίχθηκε το βάρος και το ύψος του ανθρώπου. Height and weight evolved at different speeds in the bodies of our ancestors

Ο μακρύς δρόμος της εξέλιξης. Femoral head bones of different species illustrating the size range in the hominin lineage. From top to bottom: Australopithecus afarensis (4-3 million years; ~40 kg, 130 cm); Homo ergaster (1.9-1.4 million years; 55-60 kg; ~165 cm); Neanderthal (200.000-30.000 years; ~70 kg; ~163 cm). Credit: University of Cambridge

Με διαφορετικές ταχύτητες εξελίχθηκαν το ύψος και το βάρος των προγόνων μας και η εξέλιξη αυτή δεν ήταν ομαλή, αλλά περιλάμβανε άλματα, στάσεις, ακόμη και πισωγυρίσματα, σύμφωνα με νέα μελέτη που δημοσιεύεται στο επιστημονικό έντυπο Open Science.

Οι επιστήμονες, με επικεφαλής τον Δρ Μάνιουελ Γουίλ του Τμήματος Αρχαιολογίας του Πανεπιστημίου του Κέιμπριτζ, μελέτησαν εκατοντάδες απολιθώματα που καλύπτουν μια περίοδο περίπου 4,4 εκατομμυρίων ετών, από τον πρώτο πρόγονό μας που περπάτησε σε όρθια στάση έως τον Homo sapiens.

Με τον όρο Ανθρωπίνοι (Hominini) αναφερόμαστε στα μέλη του φύλου της υποοικογένειας των Ανθρωπίνων (Homininae) που περιλαμβάνει τους ανθρώπους (γένος: Homo), δύο είδη χιμπαντζήδων (γένος: Pan), τους προγόνους τους και άλλα είδη που μοιράζονται έναν κοινό πρόγονο με τους ανθρώπους και τους χιμπατζήδες αλλά έχουν εκλείψει. Το φύλο Ανθρωπίνοι διαχωρίζεται σε δύο υποφύλα: Τα Ανθρωπίνια (Hominina - είδη του γένους homo και των συγγενικών του) και τα Panina (είδη του γένους Pan). Μέσω σύγκρισης δειγμάτων DNA, οι επιστήμονες συμπέραναν οτι ο διαχωρισμός Pan/Homo έγινε πριν περίπου 5,4 με 6,3 εκατομμύρια χρόνια, ύστερα από μία ασυνήθιστη διαδικασία ειδογένεσης που κράτησε περισσότερο από 4 εκατομμύρια χρόνια. Πηγή: Βικιπαίδεια

Πρόκειται για τη μεγαλύτερη διαχρονική και συγκριτική μελέτη που έχει γίνει πάνω στα σώματα των προγόνων μας (hominin), με βάση 311 διαφορετικά απολιθώματα.

The introduction wall of the gallery displays the diversity of the human family tree using replica skulls belonging to our ancient hominin relatives.

Οι επιστήμονες χαρακτήρισαν την εξέλιξη του οικογενειακού δέντρου μας «ένα μακρύ δρόμο γεμάτες στροφές, πολλά κλαδιά και πολλά αδιέξοδα», καθώς διαπίστωσαν ότι το ύψος και το βάρος εξελίσσονταν σχεδόν παράλληλα έως πριν από περίπου ενάμισι εκατομμύριο χρόνια, οπότε πλέον αποσυνδέθηκαν από την κοινή τους εξέλιξη. Κάπου τότε, οι πρόγονοί μας ψήλωσαν κατά περίπου δέκα εκατοστά, αλλά το βάρος τους έμεινε στάσιμο και δεν αυξήθηκε για άλλο ένα εκατομμύριο χρόνια, ώσπου αυξήθηκε κατά περίπου δέκα έως 15 κιλά πριν από 500.000 χρόνια.

Το γεγονός ότι οι πρόγονοί μας έτειναν από ένα σημείο και μετά να ψηλώνουν αλλά όχι να βαραίνουν, οδήγησε στο να γίνουν τα σώματά τους πιο λεπτά, με πιο μακριά πόδια και πιο στενούς γοφούς και ώμους. Αυτό τους βοήθησε να αφήσουν τα δάση και να κυνηγήσουν στις αφρικανικές σαβάνες. Όταν αργότερα πήραν περισσότερα κιλά στο ήδη ψηλότερο σώμα τους, ήταν πια σε καλύτερη θέση να ξεκινήσουν μεταναστεύσεις προς τα βόρεια και την Ευρώπη, όπου το πιο κρύο κλίμα ευνοούσε ένα πιο ογκώδες και ανθεκτικό σώμα.

Σύμφωνα με τη νέα μελέτη, ο μέσος πρόγονός μας πριν από τέσσερα εκατομμύρια χρόνια ζύγιζε μόνο 25 κιλά και είχε ύψος 1,25 έως 1,30 εκατοστά. Όταν εμφανίσθηκε το γένος Homo πριν από 2,2 έως 1,9 εκατομμύρια χρόνια, υπήρξε μια παράλληλη αύξηση του ύψους κατά περίπου 20 εκατοστά και του βάρους κατά 15 έως 20 κιλά.

A reconstruction of a Homo erectus female (based on fossil ER 3733) by paleoartist John Gurche, part of the Smithsonian National Museum of Natural History’s Human Origins Program. Credit: Smithsonian National Museum of Natural History’s Human Origins Program

Πριν από 1,6 έως 1,4 εκατομμύρια χρόνια, λίγο μετά την εμφάνιση του «όρθιου» ανθρώπου (Homo erectus), το ύψος αυξήθηκε κατά άλλα δέκα εκατοστά, ενώ το βάρος παρέμεινε στάσιμο. Πριν από 500.000 έως 400.000 χρόνια το βάρος εμφάνισε αύξηση δέκα έως 15 κιλών. Από εκεί και πέρα, έως την εποχή μας, σύμφωνα με τους επιστήμονες, το μέσο ύψος και το μέσο βάρος έμειναν λίγο-πολύ τα ίδια.

Reconstruction of a Homo floresiensis female. Credit: Smithsonian National Museum of Natural History’s Human Origins Program

Σε όλη την πορεία υπήρξαν δύο αξιοσημείωτες εξαιρέσεις που σηματοδότησαν ένα πισωγύρισμα σε μικρότερο σωματικό μέγεθος: ο ηλικίας 300.000 ετών Homo naledi στη Νότια Αφρική και ο ηλικίας 60.000 έως 100.000 ετών Homo floresiensis (γνωστός και ως «χόμπιτ») στη νήσο Φλόρενς της Ινδονησίας. Τα δύο αυτά είδη του ευρύτερου γένους Homo πήγαν αντίθετα στο εξελικτικό ρεύμα και σμίκρυναν.

Σύμφωνα με τους ερευνητές, με εξαίρεση τα δύο παραπάνω είδη, όλοι οι πρόγονοί μας που εμφανίσθηκαν πριν από 1,4 εκατομμύρια χρόνια και μετέπειτα, είχαν ύψος άνω του 1,40 και βάρος άνω των 40 κιλών.

Οι επιστήμονες τόνισαν ότι ο σεξουαλικός διμορφισμός (τα θηλυκά να είναι μικρότερα από τα αρσενικά, όπως και στα περισσότερα θηλαστικά) ήταν πολύ πιο έντονος στους πρώτους προγόνους μας, αλλά στην πορεία της εξέλιξης οι διαφορές μειώθηκαν και σήμερα το ανδρικό και το γυναικείο σώμα δεν έχουν πια μεγάλη απόκλιση μεγέθους.

Όσον αφορά το μέλλον, οι ερευνητές προβλέπουν ότι, εφόσον συνεχίζει να βελτιώνεται η διατροφή και υγεία, το μέσο ανθρώπινο σώμα θα συνεχίσει να ψηλώνει.

Πηγές: Long-term patterns of body mass and stature evolution within the hominin lineage, Royal Society Open Science, rsos.royalsocietypublishing.or … /10.1098/rsos.171339 - http://www.tovima.gr/science/article/?aid=913926




O πυρήνας του Εγκέλαδου αποτελείται από άμμο! Heating ocean moon Enceladus for billions of years

Over time, cool ocean water seeps into the moon's porous core. Pockets of water reaching deep into the interior are warmed by contact with rock in the tidally heated interior and subsequently rise owing to the positive buoyancy, leading to further interaction with the rocks. The heat deposited at the boundary between the seafloor and ocean powers hydrothermal vents. Heat and rocky particles are transported through the ocean, triggering localised melting in the icy shell above. This leads to the formation of fissures, from which jets of water vapour and the rocky particles from the seafloor are ejected into space. In the graphic, the interior 'slice' is an excerpt from a new model that simulated this process. The orange glow represents the parts of the core where temperatures reach at least 90°C. Tidal heating owing to the friction arising between particles in the porous core provides a key source of energy, but is not illustrated in this graphic. The tidal heating results primarily from the gravitational pull from Saturn. Credit: Surface: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute; interior: LPG-CNRS/U. Nantes/U. Angers. Graphic composition: ESA

Όταν σχεδιαζόταν η αποστολή Cassini για την εξερεύνηση του Κρόνου τα στελέχη της NASA είχαν επικεντρώσει την προσοχή τους φυσικά στον πλανήτη αλλά και στον μεγαλύτερο δορυφόρο του, τον Τιτάνα. Οι υπόλοιποι δορυφόροι του Κρόνου έμοιαζαν με αδιάφορους μεγάλους βράχους. Ο Εγκέλαδος ήταν μια «χιονόμπαλα», ένας παγωμένος κόσμος που δεν παρουσίαζε κάποιο ενδιαφέρον για τους επιστήμονες.

Ώσπου ξαφνικά το σκάφος της αποστολής εντόπισε πίδακες ύλης να ξεπηδούν με ορμή από το εσωτερικό του Εγκέλαδου και να εκτοξεύονται στο Διάστημα. Στην NASA σήμανε συναγερμός και αποφασίστηκε η αλλαγή των δρομολογίων του Cassini ώστε αυτό να επισκεφτεί αρκετές φορές τον Εγκέλαδο και να συλλέξει όσο περισσότερα στοιχεία μπορεί από αυτόν. Από εκείνη την στιγμή και μετά ο Εγκέλαδος δεν σταμάτησε ούτε μια στιγμή να εντυπωσιάζει και να παράγει ειδήσεις.

O ωκεανός

Dramatic plumes, both large and small, spray water ice out from many locations along the 'tiger stripes' near the south pole of Saturn's moon Enceladus. The tiger stripes are fissures that spray icy particles, water vapour and organic compounds. More than 30 individual jets of different sizes can be seen in this image, which is a mosaic created from two high-resolution images captured when Cassini flew past Enceladus and through the jets on 21 November 2009. This view was obtained at a distance of about 14 000 km from Enceladus. Credit: European Space Agency

Όπως διαπιστώθηκε οι πίδακες εκτοξεύουν ύλη που προέρχεται από ένα ωκεανό που βρίσκεται στα έγκατα του πλανήτη. Στην συνέχεια διαπιστώθηκε ότι ο ωκεανός αυτός είναι πιθανότατα φιλικός στην ζωή και μοιάζει να υπάρχουν σε αυτόν υδροθερμικές πηγές παρόμοιες με αυτές που υπάρχουν στους πυθμένες και των ωκεανών της Γης.

Δείτε ένα βίντεο για τον υπόγειο ωκεανό του Εγκέλαδου. NASA's Cassini spacecraft discovered hydrogen in the plume of gas and icy particles spraying from Saturn's moon Enceladus. The discovery means the small, icy moon — which has a global ocean under its surface — has a source of chemical energy that could be useful for microbes, if any exist there. The finding also provides further evidence that warm, mineral-laden water is pouring into the ocean from vents in the seafloor. On Earth, such hydrothermal vents support thriving communities of life in complete isolation from sunlight. Enceladus now appears likely to have all three of the ingredients scientists think life needs: liquid water, a source of energy (like sunlight or chemical energy), and the right chemical ingredients (like carbon, hydrogen, nitrogen, oxygen). Cassini is not able to detect life, and has found no evidence that Enceladus is inhabited. But if life is there, that means life is probably common throughout the cosmos; if life has not evolved there, it would suggest life is probably more complicated or unlikely than we have thought. Either way the implications are profound. Future missions to this icy moon may shed light on its habitability. White smoker footage courtesy of: NOAA-OER / C.German (WHOI)

Μια από τις πιο δημοφιλείς θεωρίες για την εμφάνιση της ζωής στην Γη αναφέρει ότι η ζωή δημιουργήθηκε στις υδροθερμικές πηγές των ωκεανών. Έτσι ο Εγκέλαδος θεωρείται πλέον ένα από δύο πιο πιθανά σημεία ύπαρξης ζωής (έστω και σε μικροβιακό επίπεδο) στο ηλιακό μας σύστημα. Ο άλλος βασικός υποψήφιος είναι η Ευρώπη, ο παγωμένος δορυφόρος του Δία που επίσης διαθέτει υπόγειο ωκεανό.

Ο πυρήνας

This movie sequence of images is from the last dedicated observation of the Enceladus plume by Cassini. The images were obtained over approximately 14 hours as Cassini's cameras stared at the active, icy moon. The view during the entire sequence is of the moon's night side, but Cassini's perspective of Enceladus shifts during the sequence. The movie begins with a view of the part of the surface lit by reflected light from Saturn and transitions to completely unilluminated terrain. The exposure time of the images changes about halfway through the sequence, in order to make fainter details visible. (The change also makes background stars become visible.) The images in this movie sequence were taken on 28 August 2017, using Cassini's narrow-angle camera. The images were acquired at a distance from Enceladus that changed from 1.1 million to 868 000 km. Image scale changes during the sequence, from 7 to 5 km/pixel. The Cassini mission is a cooperative project of NASA, ESA and the Italian Space Agency. Credit: European Space Agency

Ερευνητές του Πανεπιστημίου της Νάντ στη Γαλλία μελετώντας δεδομένα που έστειλε το Cassini από τον Εγκέλαδο κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι ο δορυφόρος διαθέτει ένα πορώδη πυρήνα που αποτελείται από υγρή άμμο. Σύμφωνα με τους ερευνητές το νερό του ωκεανού θερμαίνεται καθώς διαπερνά αυτόν τον πορώδη πυρήνα και έτσι δημιουργούνται συνθήκες ευνοϊκές στην παρουσία της ζωής.

Artist rendering showing an interior cross-section of the crust of Enceladus, which shows how hydrothermal activity may be causing the plumes of water at the moon’s surface.Credits: NASA-GSFC/SVS, NASA/JPL-Caltech/Southwest Research Institute

Η μελέτη που δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Nature Astronomy» θεωρείται σημαντική επειδή είναι η πρώτη φορά που οι επιστήμονες κάνουν διαπιστώσεις για τις γεωθερμικές διεργασίες στο εσωτερικό του Εγκέλαδου. Με δεδομένο ότι πολλές ερευνητικές ομάδες σε όλο τον κόσμο συνεχίζουν να μελετούν τα δεδομένα που έχει συλλέξει το Cassini από τον Εγκέλαδο θεωρείται βέβαιο ότι για πολύ καιρό ακόμη ο παγωμένος δορυφόρος του Κρόνου θα βρίσκεται στην επικαιρότητα.

Πηγές: Gaël Choblet et al. Powering prolonged hydrothermal activity inside Enceladus, Nature Astronomy (2017). DOI: 10.1038/s41550-017-0289-8 - http://www.tovima.gr/science/physics-space/article/?aid=913758



Ηλικιωμένα κύτταρα «ξανανιώνουν» και ακυρώνουν τα γηρατειά. Old human cells rejuvenated in breakthrough discovery on aging

A team of researchers from the Universities of Exeter, Brighton and Oxford has rejuvenated senescent cells to be functionally younger. This discovery builds on earlier findings from the team that showed that genes called splicing factors are progressively switched off as we age, and has the potential to lead to therapies which could help people age better, without experiencing some of the degenerative effects of getting old. This is a 92 hour time capture image from senescent cultures of human fibroblasts (NHDF) treated with vehicle only controls (DMSO) and 92 hour time capture image showing NHDF cells treated with resveratrol. Image credit: University of Exeter

Βρετανοί επιστήμονες ανακάλυψαν έναν νέο τρόπο να αναγεννήσουν γερασμένα κύτταρα και να τα κάνουν όχι μόνο να δείχνουν νεότερα αλλά και να συμπεριφέρονται ως νέα, σύμφωνα με στοιχεία που δημοσίευσαν στο επιστημονικό έντυπο BMC Cell Biology.

Η εξέλιξη αυτή έχει την δυνατότητα να οδηγήσει σε νέα θεραπείες που θα βοηθήσουν τους ανθρώπους να μεγαλώνουν καλύτερα, χωρίς να βιώνουν κάποιες από τις εκφυλιστικές επιπτώσεις της φυσιολογικής διαδικασίας της γήρανσης.

Επιστημονική ομάδα με επικεφαλής την Δρ Λόρνα Χάρρις, καθηγήτρια Μοριακής Γενετικής στο Πανεπιστήμιο του Έξετερ, ανακάλυψε έναν νέο τρόπο να αναγεννά ανενεργά γερασμένα κύτταρα. Εντός λίγων ωρών από τη θεραπεία, τα η ηλικιωμένα κύτταρα άρχισαν να διαχωρίζονται και να έχουν μακρύτερα τελομερή, τα προστατευτικά κάλυπτρα των χρωμοσωμάτων που κονταίνουν με την ηλικία.

Η μελέτη είναι συνέχεια προηγούμενης εργασίας της ίδιας ερευνητικής ομάδας που είχε διαπιστώσει ότι μια ομάδα γονιδίων που ονομάζονται παράγοντες συγκόλλησης προοδευτικά απενεργοποιούνται καθώς μεγαλώνουμε.

Κατά τη φυσιολογική διαδικασία της γήρανσης, οι ιστοί συσσωρεύουν γερασμένα κύτταρα που είναι μεν ζωντανά αλλά δεν μπορούν να αναπτυχθούν ή να λειτουργήσουν φυσιολογικά. Αυτά τα ηλικιωμένα κύτταρα χάνουν την ικανότητα να ρυθμίζουν τα γονίδια. Και αυτός είναι ένας από τους λόγους που οι ιστοί και τα όργανά μας γίνονται επιρρεπή στις ασθένειες καθώς μεγαλώνουμε.

Επίσης, τα γονίδια όταν είναι ενεργά παράγουν μηνύματα που δίνουν οδηγίες στο κύτταρο να συμπεριφερθεί με έναν συγκεκριμένο τρόπο. Τα περισσότερα γονίδια μπορούν να παράγουν περισσότερα από ένα μηνύματα που επηρεάζουν τον τρόπο δράσης του κυττάρου.

Οι παράγοντες συγκόλλησης είναι καίριας σημασίας ώστε τα γονίδια θα συμπεριφέρονται σωστά. Καθώς ο άνθρωπος γερνά οι παράγοντες συγκόλλησης τείνουν να λειτουργούν λιγότερο αποτελεσματικά ή και καθόλου, περιορίζοντας την ικανότητα των κυττάρων να ανταποκρίνονται στις προκλήσεις του περιβάλλοντος. Τα γερασμένα κύτταρα, που έχουν ηλικιωμένοι έχουν λιγότερους παράγοντες συγκόλλησης.

Όμως, οι ερευνητές του Πανεπιστημίου του Έξετερ συνεργαζόμενοι τους καθηγητές Ρίτσαρντ Φαραγκχερ και Ελίζαμπεθ Όστλερ από το Πανεπιστήμιο του Μπράιτον, ανακάλυψαν ότι οι παράγοντες συγκόλλησης μπορούν να επανενεργοποιηθούν με χημικές ουσίες κάνοντας έτσι τα γερασμένα κύτταρα όχι μόνο να μοιάζουν νεότερα αλλά και να συμπεριφέρονται όπως τα νεότερα και να τελικά να διαχωρίζονται.

Οι επιστήμονες σε κυτταρικές καλλιέργειες πρόσθεσαν ανάλογα ρεσβερατρόλης, χημικές ουσίες που φυσιολογικά εμπεριέχονται στο κόκκινο κρασί, τη μαύρη σοκολάτα, τα κόκκινα σταφύλια και τα βατόμουρα. Τα ανάλογα ρεσβερατρόλης ενεργοποίησαν και πάλι τους παράγοντες συγκόλλησης και έτσι μέσα σε λίγες ώρες τα γερασμένα κύτταρα έδειχναν νεότερα και άρχισε η αναγέννησή τους, δηλαδή ο διαχωρισμός.

Οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι η ανακάλυψη αυτή έχει την δυνατότητα να οδηγήσει σε νέες θεραπείες για πιο υγιή γηρατειά, δεδομένου ότι οι περισσότεροι άνθρωποι μετά τα 85 έτη εμφανίζουν διάφορες χρόνιες παθήσεις και όσο μεγαλώνουν τόσο πιο επιρρεπείς γίνονται στο εγκεφαλικό επεισόδιο, την καρδιακή νόσο και τον καρκίνο.

«Κάναμε το πρώτο βήμα ώστε να ζούμε περισσότερα φυσιολογικά χρόνια. Η μελέτη μας δείχνει ότι η χρήση χημικών ουσιών μπορεί να επανεργοποιήσει μια μείζονα ομάδα γονιδίων που φυσιολογικά απενεργοποιούνται καθώς μεγαλώνουμε, παρέχοντάς μας τον τρόπο να αποκαταστήσουμε την λειτουργία των ηλικιωμένων κυττάρων», σχολιάζει η Δρ Χαρρις.

Πηγές: Eva Latorre, Vishal C. Birar, Angela N. Sheerin, J. Charles C. Jeynes, Amy Hooper, Helen R. Dawe, David Melzer, Lynne S. Cox, Richard G. A. Faragher, Elizabeth L. Ostler, Lorna W. Harries. Small molecule modulation of splicing factor expression is associated with rescue from cellular senescenceBMC Cell Biology, 2017; 18 (1) DOI: 10.1186/s12860-017-0147-7 - http://www.tovima.gr/science/article/?aid=913918