To Voyager 1 πυροδοτεί τους προωθητήρες του μετά από 37 χρόνια. Voyager 1 Fires Up Thrusters After 37 Years

Αν προσπαθήσετε να βάλετε μπροστά ένα αυτοκίνητο που κάθεται στο γκαράζ για δεκαετίες, το πιο πιθανό είναι ο κινητήρας του να μην ανταποκριθεί. Όμως οι 4 εφεδρικοί προωθητήρες του διαστημικού σκάφους Voyager 1 πυροδοτήθηκαν με επιτυχία την περασμένη Τετάρτη, μετά από 37 χρόνια αδράνειας. The Voyager team is able to use a set of four backup thrusters, dormant since 1980. They are located on the back side of the spacecraft in this orientation. Credit: NASA/JPL-Caltech

Εφεδρικούς προωθητήρες του μετά από 37 ολόκληρα χρόνια ενεργοποίησε επιτυχώς το Voyager 1 της NASA την περασμένη Τετάρτη, το πιο ταχύ και πιο απομακρυσμένο διαστημόπλοιο της αμερικανικής διαστημικής υπηρεσίας, το οποίο όπως επισημαίνεται σε σχετική ανακοίνωσή της είναι το μόνο φτιαγμένο από ανθρώπινα χέρια αντικείμενο το οποίο βρίσκεται στο διαστρικό διάστημα, δηλαδή το διαστημικό περιβάλλον ανάμεσα στα άστρα.

To Voyager 1, που πετά εδώ και 40 χρόνια, βασίζεται σε μια σειρά από μικρές συσκευές, τους προωθητήρες του (thrusters) για να αλλάζει προσανατολισμό έτσι ώστε να είναι σε θέση να επικοινωνεί με τη Γη. Αυτοί οι προωθητήρες πυροδοτούνται σε μικρές «ριπές» που διαρκούν μιλισεκόντ, για να περιστρέφεται απαλά το σκάφος, έτσι ώστε η κεραία του να «κοιτά» προς τον πλανήτη. Πλέον η ομάδα του Voyager είναι σε θέση να χρησιμοποιεί ένα σετ από τέσσερις εφεδρικούς προωθητήρες, που ήταν ανενεργοί από το 1980.

«Με αυτούς τους προωθητήρες που είναι ακόμα λειτουργικοί μετά από 37 χρόνια άνευ χρήσης, θα είμαστε σε θέση να επεκτείνουμε τη διάρκεια ζωής του διαστημοπλοίου Voyager 1 κατά δύο με τρία χρόνια» σημειώνει η Σουζάν Ντοντ, project manager του Voyager στο Jet Propulsion Laboratory της NASA στην Καλιφόρνια.

Από το 2014, μηχανικοί είχαν αντιληφθεί πως οι προωθητήρες που το Voyager 1 χρησιμοποιούσε για να αλλάζει τον προσανατολισμό του (attitude control thrusters) υποβαθμίζονταν. Με το πέρασμα του χρόνου, οι προωθητήρες χρειάζονται περισσότερες ριπές για να παράγουν την ίδια ποσότητα ενέργειας- και, όπως γίνεται εύκολα αντιληπτό, σε απόσταση 20 δισεκατομμυρίων χιλιομέτρων από τη Γη, δεν είναι ακριβώς η συντήρηση/ επισκευή τους.

Η ομάδα του Voyager συγκέντρωσε ειδικούς σε θέματα κινητήρων/ προώθησης στο Jet Propulsion Laboratory για να ασχοληθούν με το θέμα. Οι Κρις Τζόουνς, Ρόμπερτ Σότγουελ, Καρλ Γκέρνσεϊ και Τοντ Μπάρμπερ ανέλυσαν επιλογές και προέβησαν σε προβλέψεις σχετικά με το πώς θα αντιδρούσε το σκάφος σε διαφορετικά σενάρια. Εν τέλει συμφώνησαν σε μια ασυνήθιστη λύση: Να αναθέσουν τη δουλειά του προσανατολισμού του σκάφους σε μια σειρά προωθητήρων που ήταν ανενεργοί εδώ και 37 χρόνια.

Η ομάδα πτήσης του Voyager έψαξε και βρήκε δεδομένα ηλικίας δεκαετιών και εξέτασε το λογισμικό, που ήταν γραμμένο σε «αρχαία» γλώσσα προγραμματισμού για να διασφαλίσει πως ήταν δυνατόν να δοκιμαστούν με ασφάλεια οι προωθητήρες.

Sit back and enjoy the view from the Voyagers' epic journey through the solar system. See iconic images of planets and moons, including Jupiter, Io, Europa, Saturn, Titan, Uranus, Neptune and Triton, set to music. Credit: NASA Jet Propulsion Laboratory

Τον πρώτο καιρό της αποστολής του, το Voyager 1 πέρασε από τον Δία, τον Κρόνο και φεγγάρια τους. Για να γίνουν με ακρίβεια αυτά τα περάσματα και να στοχευθούν τα όργανά τους στους στόχους τους, οι μηχανικοί χρησιμοποίησαν προωθητήρες TCM (trajectory correction maneuver- ελιγμών διόρθωσης τροχιάς) οι οποίοι είναι ίδιου μεγέθους και λειτουργίας με τους προωθητήρες ελέγχου στάσης (attitude control), και βρίσκονται στο πίσω μέρος του διαστημοπλοίου. Ωστόσο, επειδή η τελευταία συνάντηση του Voyager με πλανήτη ήταν με τον Κρόνο, η ομάδα του Voyager δεν τους είχε χρησιμοποιήσει από τις 8 Νοεμβρίου 1980. Τότε, οι προωθητήρες αυτοί είχαν χρησιμοποιηθεί σε κατάσταση συνεχούς λειτουργίας- όχι σε κοφτές ριπές για αλλαγή προσανατολισμού του διαστημοπλοίου.

Την Τρίτη, 28 Νοεμβρίου, οι μηχανικοί του Voyager ενεργοποίησαν τους τέσσερις προωθητήρες TCM για πρώτη φορά μέσα σε 37 χρόνια και δοκίμασαν το κατά πόσο ήταν σε θέση να αλλάξουν τον προσανατολισμό του σκάφους χρησιμοποιώντας μικρές ριπές των 10 μιλισεκόντ. Οι ερευνητές ανέμεναν 19 ώρες και 35 λεπτά για να φτάσουν  τα αποτελέσματα της δοκιμής σε μια κεραία στο Γκόλντστοουν της Καλιφόρνιας (τμήμα του Deep Space Network της NASA). Εν τέλει, όπως διαπιστώθηκε την Τετάρτη, 29 Νοεμβρίου, οι προωθητήρες TCM λειτουργούσαν τέλεια- όπως και οι άλλοι προωθητήρες (attitude control).

Τώρα στόχος είναι η μετάβαση στους προωθητήρες TCM τον Ιανουάριο. Για να γίνει αυτό, το Voyager θα πρέπει να ενεργοποιήσει μια συσκευή θέρμανσης ανά προωθητήρα, κάτι που απαιτεί ενέργεια, που πλέον σπανίζει στο σκάφος. Όταν δεν υπάρχει πλέον ενέργεια για να λειτουργούν οι συσκευές θέρμανσης, τότε θα γίνει μετάβαση πίσω στους προωθητήρες attitude control. Σημειώνεται πως, λόγω της επιτυχούς δοκιμής, είναι πολύ πιθανό να γίνει κάτι αντίστοιχο και στο «δίδυμο» σκάφος του Voyager 1, το Voyager 2, το οποίο αναμένεται να βγει στο διαστρικό διάστημα μέσα στα επόμενα χρόνια.

Πηγές: https://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2017-310 - http://www.naftemporiki.gr/story/1301111/to-voyager-1-ebale-mprosta-efedrikous-proothitires-meta-apo-37-xronia

Είναι η διαπλανητική σκόνη ο ταχυδρόμος της ζωής; Space dust may transport life between worlds

Η κοσμική σκόνη ίσως είναι αυτή που μεταφέρει τη ζωή μέσα στο Σύμπαν. Life on our planet might have originated from biological particles brought to Earth in streams of space dust, a study suggests. Credit: CC0 Public Domain

Η αναζήτηση της προέλευσης της ζωής στη Γη αποτελεί διαχρονική επιστημονική αναζήτηση, με πολλές θεωρίες να έχουν πέσει στο τραπέζι του διαλόγου. Δύο είναι οι δημοφιλέστερες θεωρίες. Η μία αναφέρει ότι είτε έμμεσα είτε άμεσα για τη ζωή στην Γη ευθύνονται οι αστεροειδείς και οι κομήτες. Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία οι μεγάλοι διαστημικοί βράχοι είτε έφεραν το νερό στη Γη μέσα στο οποίο γεννήθηκαν οι πρώτες μορφές ζωής είτε μετέφεραν τα δομικά υλικά της ζωής τα οποία βρήκαν στον πλανήτη μας το κατάλληλο περιβάλλον για να «συναρμολογηθούν» έτσι ώστε να δημιουργηθούν οι πρώτοι οργανισμοί. Η δεύτερη θεωρία αναφέρει ότι η ζωή γεννήθηκε στις υδροθερμικές πηγές που βρίσκονται στους πυθμένες των ωκεανών.

Ομάδα ερευνητών με επικεφαλής επιστήμονες της Σχολής Φυσικής και Αστρονομίας του Πανεπιστημίου του Εδιμβούργου υποστηρίζει ότι είναι πιθανό η ζωή να… κυκλοφορεί στο Σύμπαν με τη λεγόμενη κοσμική σκόνη. Η κοσμική σκόνη ή διαστημική σκόνη αποτελείται από σωματίδια ύλης σε στερεά κατάσταση, που βρίσκονται στον πέρα από τη Γη διαστημικό χώρο. Η μέση διάμετρος αυτών των σωματιδίων κυμαίνεται από συσσωματώματα λίγων μορίων μέχρι 0,1 χιλιοστών. Η κοσμική σκόνη διακρίνεται με βάση τη θέση της σε διαγαλαξιακή, διαστρική ή μεσοαστρική, διαπλανητική και σκόνη που περιφέρεται γύρω από πλανήτες. Η διαπλανητική σκόνη είναι αυτή που βρίσκεται στον χώρο μεταξύ των πλανητών και σύμφωνα με τους ερευνητές είναι αυτή που μπορεί μεταφέρει όχι μόνο δομικά υλικά της ζωής αλλά και διάφορους μικροοργανισμούς όπως μικρόβια, σπόρους φυτών ή ακόμη και μικροσκοπικά ζώα όπως τα Βραδύπορα.

Τα Βραδύπορα είναι μικρά αρθρωτά ζώα συγγενικά με τα αρθρόποδα και έχει διαπιστωθεί ότι μπορούν να επιβιώνουν στις ακραίες και καθόλου φιλικές στη ζωή διαστημικές συνθήκες. Οι ερευνητές αναφέρουν ότι πρέπει να δεχτούμε ως δεδομένο ότι η διαπλανητική σκόνη είναι υπεύθυνη για την παρουσία της ζωής σε πολλούς πλανήτες και έτσι υπάρχει αυξημένη πιθανότητα ανάμεσα σε αυτούς να είναι και η Γη. 

Η θεωρία αυτή ενισχύει τη θεωρία των φυσαλίδων που είχε διατυπώσει πριν από λίγα χρόνια ομάδα διακεκριμένων επιστημόνων. Σύμφωνα με αυτήν, η ζωή σχηματίζεται, αναπτύσσεται και καλύπτει τον χώρο με τον ίδιο τρόπο που σχηματίζονται, αναπτύσσονται και καλύπτουν τον χώρο οι φυσαλίδες σε μια κατσαρόλα με νερό που βράζει. Στη συνέχεια διάφορα φυσικά φαινόμενα διασπείρουν τις φυσαλίδες (και τη ζωή) σε όλα τα μήκη και πλάτη ενός γαλαξία.

Έτσι κατά τους ερευνητές η ζωή μπορεί να εξαπλωθεί μέσα στο Σύμπαν πολύ πιο γρήγορα από ό,τι στην περίπτωση που η εμφάνισή της γίνεται κάθε φορά κάπου μεμονωμένα βάσει των τοπικών συνθηκών που επικρατούν στο σημείο όπου εμφανίζεται. Με βάση τη θεωρία τους οι ερευνητές εικάζουν ότι μπορεί μια τέτοια φυσαλίδα να έφτασε ως τη Γη και να μετέτρεψε τον πλανήτη μας σε έναν παράδεισο της ζωής. «Η ζωή μπορεί να μεταδίδεται από ένα αστρικό σύστημα σε ένα άλλο με έναν τρόπο παρόμοιο με το ξέσπασμα μιας επιδημίας. Θα μπορούσε έτσι κάποιος να πει ότι ο Γαλαξίας μας μπορεί να μολυνθεί κάποια στιγμή από πολλούς θύλακες που περιέχουν ζωή» αναφέρει ο Αβι Λεμπ του Κέντρου Αστροφυσικής Harvard-Smithsonian, εκ των επιστημόνων που διατύπωσαν τη συγκεκριμένη νέα θεωρία. Επειδή οι φυσαλίδες είναι μια ολίγον αφηρημένη έννοια θα μπορούσε κάποιος να πει ότι η διαπλανητική σκόνη της νέας θεωρίας αντιστοιχεί σε αυτές τις «φυσαλίδες». Ας ρίξουμε όμως μια ματιά και σε μερικές ακόμη ενδιαφέρουσες θεωρίες για την εμφάνιση της ζωής.

Οι καταιγίδες

Artist’s concept of the active young Sun 4 billion years ago. Its energy may have aided in creating molecules in the atmosphere of early Earth that allowed it to warm up enough to incubate life. Image credit: NASA / GSFC / CIL.

Επιστήμονες της NASA διατύπωσαν μια ενδιαφέρουσα και σίγουρα απρόσμενη θεωρία για την ύπαρξη της ζωής στον πλανήτη μας. Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία το φιλικό για τη ζωή περιβάλλον στη Γη δημιούργησαν έντονες ηλιακές καταιγίδες!  Όταν σχηματίστηκε η Γη πριν από περίπου τέσσερα δισ. έτη ο Ήλιος βρισκόταν και αυτός σε νεαρή ηλικία και είχε πολύ μικρότερη φωτεινότητα από τη σημερινή. Αυτό σημαίνει ότι δεν παρείχε την απαραίτητη θερμότητα και ενέργεια στη Γη ώστε να μπορούν να αναπτυχθούν συνθήκες που να μπορούν να υποστηρίξουν την παρουσία της ζωής. Σύμφωνα όμως με τη νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε στην επιθεώρηση «Nature Geoscience» εκείνη την εποχή το μητρικό μας άστρο συγκλονιζόταν από συνεχείς εκρήξεις, γνωστές ως ηλιακές εκλάμψεις ή ηλιακές καταιγίδες.

Αυτές οι εκρήξεις εκτοξεύουν στο Διάστημα γιγάντιες ποσότητες ακτινοβολίας και φορτισμένων σωματιδίων. Οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι αυτές οι έντονες ηλιακές καταιγίδες όχι μόνο αύξησαν τη θερμότητα στη Γη αλλά κυρίως παρείχαν την απαραίτητη ενέργεια ώστε να μετατρέψουν τα απλά μόρια που είχαν δημιουργηθεί στον πλανήτη σε σύνθετα και να κάνουν την εμφάνισή τους τα δομικά για τη ζωή υλικά RNA και DNA. 

Τα πετρώματα

New research into the 'deep biosphere' indicates that the first replicating life-forms on the planet may have originated deep underground. Getty

Ερευνητική ομάδα στις ΗΠΑ υποστήριξε πριν από λίγο καιρό ότι είναι πιθανό οι πρώτες αυτοαναπαραγόμενες μορφές ζωής στη Γη να δημιουργήθηκαν στο υπέδαφος και μάλιστα σε μεγάλα βάθη. Βασίζουν αυτή τους την εκτίμηση τους στον εντοπισμό μικροβιακών μορφών ζωής σε βάθος 5 χλμ.

Ερευνητές του Πολιτειακού Πανεπιστημίου του Μίσιγκαν διεξήγαγαν αναλύσεις και μελέτες σε περιοχές της Γης που οι ειδικοί ονομάζουν «βαθιά βιόσφαιρα». Πρόκειται για περιοχές σε μεγάλα βάθη του πλανήτη. Ανακάλυψαν μικροβιακές μορφές ζωής που ζουν σε βάθη 5 χλμ. Εκτιμούν ότι τα μικρόβια αυτά ζουν αποκομμένα από τη βιόσφαιρα της επιφάνειας για εκατομμύρια ή και δισεκατομμύρια έτη. Τα μικρόβια που εντόπισαν οι ερευνητές αποτελούν μια ανεξάρτητη κοινότητα μικροβίων που δεν επικοινωνεί με εκείνες της... άνω βιοσφαίρας. Από τις αναλύσεις όμως διαπιστώθηκε ότι τα μικρόβια του... κάτω κόσμου έχουν γενετικές ομοιότητες με εκείνα που ζουν στην επιφάνεια της Γης, γεγονός που υποδεικνύει την ύπαρξη ενός κοινού προγόνου ο οποίος υπήρχε την περίοδο εμφάνισης της ζωής στη Γη. 

Nature produces hydrogen through 'serpentinisation.' When water meets the mineral olivine under pressure, the rock absorbs mostly oxygen atoms transforming olivine into serpentine. The complex network of fracturing also creates habitat for subsurface microbial communities.

Η θεωρία αυτή ενισχύει μια παρεμφερή που κερδίζει συνεχώς έδαφος στην επιστημονική κοινότητα. Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, η ζωή στη Γη δημιουργήθηκε μέσα σε μικρές σχισμές υπόγειων πετρωμάτων. Κάποια είδη πετρωμάτων κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης μπορούν να παραγάγουν υδρογόνο και μεθάνιο. Με αυτά τα στοιχεία θα μπορούσαν να τροφοδοτούνται μικροβιακές μορφές ζωής και να μην έχουν έτσι ανάγκη την ενέργεια του Ηλίου. Φυσικά για τον σχηματισμό (και) των υπόγειων μορφών ζωής απαραίτητο συστατικό είναι το νερό. Οι θιασώτες αυτής της θεωρίας αναφέρουν ότι μικρές ποσότητες νερού που κύλησαν μέσα στις σχισμές των υπόγειων πετρωμάτων ήταν αρκετές για να συμβάλουν στη δημιουργία των «εναλλακτικών» μικροβίων.

Πηγές: Space dust collisions as a planetary escape mechanism. arxiv.org/abs/1711.01895  - https://www.nature.com/articles/ngeo2719 - http://www.tovima.gr/science/article/?aid=921034

Τα βαρυτικά κύματα και η προέλευση των μαύρων τρυπών. Gravitational waves could shed light on the origin of black holes

Οι ανιχνεύσεις βαρυτικών κυμάτων από συγχώνευσεις μαύρων τρυπών στις απομακρυσμένες περιοχές του σύμπαντος θα μπορούσαν να μας αποκαλύψουν την προέλευση των μαύρων τρυπών: προκύπτουν μόνο ως υπολείμματα μετά τον θάνατο των άστρων ή  υπάρχουν και αρχέγονες μαύρες τρύπες που σχηματίστηκαν στο πρώιμο σύμπαν από την απευθείας συσσώρευση βαρυονικής ύλης; The LIGO experiment has made several detections of colliding black holes. Future gravitational wave experiments might detect such events much further back in time, which could shed light on how black holes form. Credit: RUSSELL KIGHTLEY/SCIENCE PHOTO LIBRARY

Οι πρόσφατες ανακαλύψεις των βαρυτικών κυμάτων από συγχωνεύσεις μαύρων τρυπών και άστρων νετρονίων έχουν οδηγήσει σε μια νέα εποχή της αστρονομίας. Πλέον μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τα δεδομένα των ανιχνευόμενων βαρυτικών κυμάτων για να διερευνήσουμε φαινόμενα που διαφορετικά θα παρέμεναν αόρατα. Θα μπορούσαμε, για παράδειγμα, να ρίξουμε φως στην προέλευση των μαύρων τρυπών.

Σύμφωνα με την καθιερωμένη θεωρία οι μαύρες τρύπες αποτελούν τα απομεινάρια του εντυπωσιακού φινάλε της ζωής των άστρων ως εκρήξεις σουπερνόβα, το οποίο σημαίνει ότι οι μαύρες τρύπες δεν θα μπορούσαν να έχουν σχηματιστεί νωρίτερα από τα πρώτα άστρα. 

Οι Σάββας Κουσιάππας του Πανεπιστημίου Brown και Abraham Loeb του Πανεπιστημίου Harvard βρήκαν τρόπο για να ελεγχθεί αυτή ιδέα κάνοντας θεωρητικούς υπολογισμούς για την αρχέγονη εποχή, στην οποία θα μπορούσαν να σχηματιστούν βαρυονικές μαύρες τρύπες από την απευθείας συσσώρευση βαρυονικής ύλης – της συνηθισμένης ύλης των άστρων και των πλανητών [Maximum Redshift of Gravitational Wave Merger Events].

Υποθέτοντας ότι ο σχηματισμός των μαύρων τρυπών ακολουθεί τον σχηματισμό των άστρων, οι ερευνητές υπολογίζουν τον ρυθμό με τον οποίο ανιχνεύονται οι συγκρούσεις μαύρων τρυπών σε μεγάλες ερυθρές μετατοπίσεις.

Διαπίστωσαν ότι για μια ερυθρά μετατόπιση z≥40 – όπου τα παρατηρούμενα αντικείμενα σχηματίστηκαν κατά τα πρώτα 65 εκατομμύρια χρόνια μετά την Μεγάλη Έκρηξη – ο ρυθμός των συγκρούσεων θα έπρεπε να έχει μειωθεί σε λιγότερο από μία ανά έτος. 

Τα βαρυτικά κύματα θα μπορούσαν να μας αποκαλύψουν την προέλευση των μαύρων τρυπών. Observations of black hole mergers in the very distant Universe could indicate whether all black holes form from stars. 

Αυτή η εποχή θα μπορεί να μελετηθεί από την επόμενη γενιά ανιχνευτών βαρυτικών κυμάτων. Εάν οι ανιχνευτές αυτοί διαπιστώσουν ότι οι μαύρες τρύπες συγχωνεύονταν συχνότερα από μία φορά το χρόνο κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, τότε σχηματίστηκαν τουλάχιστον μερικές μαύρες τρύπες πριν από τα άστρα: Αυτές είναι είτε αρχέγονα υπολείμματα του νηπιακού σύμπαντος είτε προϊόντα ασυνήθιστα πυκνών περιοχών που είναι πιο συχνά σε σχέση με τις προβλέψεις των τωρινών θεωρητικών μοντέλων. Η εύρεση αποδείξεων για την ύπαρξη των αρχέγονων μαύρων τρυπών θα μπορούσε να ρίξει φως στη φύση της σκοτεινής ύλης ή στην προέλευση της κοσμικής δομής στο πρώιμο Σύμπαν.

Πηγές: https://physics.aps.org/synopsis-for/10.1103/PhysRevLett.119.221104 - physicsgg

Υπόγεια λουλούδια μιμούνται τα μανιτάρια. Weird ‘underground’ flower has evolved to look like a mushroom

Απαντήσεις για το μυστηριώδες φαινόμενο που προβληματίζει τους βιολόγους εδώ και καιρό. Τα υπόγεια λουλούδια της μιμούνται τα μανιτάρια για να προσελκύσουν «μανιταροφάγες» σκνίπες οι οποίες μεταφέρουν τη γύρη από φυτό σε φυτό. Blooming complex. The mysterious flowers of Aspidistra elatior are found on the southern Japanese island of Kuroshima. Until recently, scientists thought that  A. elatior  had the most unusual pollination ecology among all flowering plants, being pollinated by slugs and amphipods. However, direct observation of their ecosystem has revealed that they are mainly pollinated by fungus gnats, probably thanks to their resemblance to mushrooms. Credit: Garden World Images Ltd/Alamy Stock Photo

Ένα φυτό του οποίου τα λουλούδια ανθίζουν μέσα στο έδαφος προβληματίζει εδώ και καιρό τους βιολόγους καθώς δεν γνωρίζουν πώς ακριβώς γίνεται η επικονίαση ώστε να εξασφαλιστεί ο πολλαπλασιασμός του. Το μυστήριο της ασπιδίστρας (Aspidistra elatior) φαίνεται ότι βρήκε τελικά τη λύση του. Ιάπωνες επιστήμονες ανακάλυψαν ότι η διαιώνισή της επιτυγχάνεται με ένα αριστοτεχνικό εξελικτικό «μασκάρεμα». Τα υπόγεια λουλούδια της μιμούνται τα μανιτάρια για να προσελκύσουν «μανιταροφάγες» σκνίπες οι οποίες μεταφέρουν τη γύρη από φυτό σε φυτό.

The forest floor of Kuroshima covered in Aspidistra elatior plants . Credit: Kobe University

Οι υποψήφιοι «μεταφορείς» της γύρης από τα χωμένα στο χώμα και στα σαπισμένα φύλλα λουλούδια της ασπιδίστρας που είχαν προτείνει ως τώρα οι βιολόγοι ήταν τα οστρακοειδή και τα γαστερόποδα που ζουν στο έδαφος (όπως οι λείμακες) καθώς και τα κολέμβολα, εξάποδα αρθρόποδα που μοιάζουν με έντομα. Για να δουν τι ακριβώς συμβαίνει ο Κένζι Σουετσούγκου από το Πανεπιστήμιο του Κόμπε και ο Μασαχίρο Σουεγιόσι από το Ινστιτούτο Δασοπονίας και Δασικών Προϊόντων στην Τσουκούμπα της Ιαπωνίας πήγαν στο νησί Κουροσίμα, όπου το συγκεκριμένο φυτό είναι πολύ διαδεδομένο, ώστε να το μελετήσουν σε άγρια κατάσταση. «Κανείς δεν είχε κάνει άμεσες παρατηρήσεις στο φυσικό του περιβάλλον» δήλωσε ο κ. Σουετσούγκου στο περιοδικό «New Scientist».

A species of fungus gnat that visits A. elatior. Large amounts of A. elatior pollen grains are attached to its body. Credit: Kobe University

Επί δυο χρόνια οι ερευνητές κατέγραψαν ποιοι ήταν οι «επισκέπτες» των φυτών και μέτρησαν πόσα από αυτά έβγαζαν τους περισσότερους σπόρους κάθε φθινόπωρο. Όπως είδαν, παρά το γεγονός ότι πολλά είδη επισκέπτονταν τις ασπιδίστρες, οι καλύτεροι επικονιαστές ήταν τελικά οι σκνίπες των μανιταριών. Τα έντομα αυτά, τα οποία τρέφονται με μανιτάρια, έκαναν πολλές βόλτες στα πέταλα των λουλουδιών και τα λουλούδια τα οποία επισκέπτονταν συχνότερα ήταν εκείνα που έβγαζαν τους περισσότερους σπόρους. Επίσης, όπως παρατήρησαν οι επιστήμονες, μετά τις επισκέψεις στα λουλούδια της ασπιδίστρας, το σώμα των σκνιπών ήταν καλυμμένο σε πολύ μεγάλο βαθμό με κόκκους γύρης.

Aspidistra elatior flower blooming half-buried in the earth. Credit: Kobe University

Όπως αναφέρουν οι ιάπωνες ερευνητές στο σχετικό άρθρο τους στην επιθεώρηση «Ecology», προκειμένου οι ασπιδίστρες να εξασφαλίσουν τη γονιμοποίησή τους και τη διαιώνιση του είδους τους, εξέλιξαν τα άνθη τους έτσι ώστε να μιμούνται τα μανιτάρια. Με αυτόν τον τρόπο ξεγελούν και προσελκύουν τις πεινασμένες σκνίπες, οι οποίες μπορεί μεν να φεύγουν τελικά με άδειο στομάχι, όμως επιτελούν το έργο τους ως επικονιαστές. Αυτός είναι ο λόγος, υποστηρίζουν, για τον οποίο τα λουλούδια της ασπιδίστρας (τα οποία είναι σαρκώδη και μυρίζουν μούχλα) είναι σχεδόν υπόγεια: χώνονται βαθιά στο χώμα ώστε να μοιάζουν ακόμη περισσότερο με μανιτάρια.

Το μοναδικό άλλο φυτό με υπόγεια λουλούδια που είναι γνωστά ως τώρα στον πλανήτη είναι οι ορχιδέες Rhizanthella της Αυστραλίας. Τα άνθη τους μοιάζουν πολύ με αυτά της ασπιδίστρας και οι επιστήμονες θεωρούν ότι μάλλον έχουν ακολουθήσει ανεξάρτητα ανάλογους εξελικτικούς μηχανισμούς για να εξασφαλίσουν την επιβίωσή τους.

Πηγές: Kenji Suetsugu et al. Subterranean flowers of Aspidistra elatior are mainly pollinated by not terrestrial amphipods but fungus gnats, Ecology (2017). DOI: 10.1002/ecy.2021 - http://news.in.gr/science-technology/article/?aid=1500179234

Γιατί οι άνθρωποι πιστεύουν στον Θεό; Why Do People Believe in God? New Research Says We're Not Born Believers After all

Joaquín Sorolla, El Beso De La Reliquia, Kissing the Relic, 1893. Νέα μελέτη υποστηρίζει ότι η θρησκευτική πίστη δεν είναι έμφυτη αλλά καλλιεργείται από την οικογένεια και το κοινωνικό περιβάλλον. New research by the universities of Oxford and Coventry has quashed the idea that religious people are 'born believers’.

Τελικά δεν γεννιόμαστε άθεοι ή θρήσκοι, η ανατροφή και το πολιτισμικό-κοινωνικό περιβάλλον μας είναι αυτά που εξασθενίζουν ή ενισχύουν την πίστη μας στον Θεό. Αυτό τουλάχιστον υποστηρίζει μια νέα μελέτη η οποία έρχεται να αμφισβητήσει τη μέχρι τώρα κρατούσα στην ψυχολογία θεωρία. Αυτή θέλει τη θρησκευτική πίστη να συνδέεται με τη διαίσθηση και τη μειωμένη παρουσία της ή την παντελή απουσία της με την ορθολογική σκέψη. Τα νέα ευρήματα όμως δείχνουν ότι τόσο ένα διαισθητικό όσο και ένα ορθολογικό άτομο μπορούν να έχουν εξίσου βαθιά θρησκευτικά συναισθήματα.

Διαισθητικοί και ορθολογικοί

Pablo Picasso, First Communion, 1869. Δεν γεννιόμαστε, γινόμαστε πιστοί, υποστηρίζει μια νέα μελέτη αμφισβητώντας την κρατούσα θεωρία στην ψυχολογία. Religious people are not born with their beliefs, a new study suggests.

Εδώ και περίπου δύο δεκαετίες πολλές μελέτες από γνωσιακούς ψυχολόγους έχουν υποστηρίξει ότι τα άτομα που έχουν ισχυρές θρησκευτικές πεποιθήσεις είναι περισσότερο διαισθητικά και λιγότερο αναλυτικά, καθώς επίσης ότι όταν κάποιος σκέφτεται περισσότερο αναλυτικά, η θρησκευτική πίστη μειώνεται. Η νέα μελέτη, η οποία έγινε από ψυχολόγους και νευροεπιστήμονες από τα Πανεπιστήμια του Κόβεντρι και της Οξφόρδης στη Βρετανία, είναι η πρώτη που αντικρούει τα προηγούμενα ευρήματα, τα οποία τα τελευταία είκοσι χρόνια έχουν επικρατήσει μεταξύ των ψυχολόγων.

A pilgrim looks at Spain's Santiago de Compostela Cathedral in Obradoiro Square as he stands in front of a podium on November 4, 2010.

Οι ερευνητές εξέτασαν μεταξύ άλλων προσκυνητές που ακολουθούν τον Δρόμο του Σαντιάγο ντε Κομποστέλα στη Βόρεια Ισπανία, ένα από τα μεγαλύτερα προσκυνήματα των καθολικών. Αρχικά έκαναν ερωτήσεις στους προσκυνητές σχετικά με το πόσο ισχυρή είναι η πίστη τους και πόσο χρόνο αφιερώνουν στο συγκεκριμένο προσκύνημα. Στη συνέχεια αξιολόγησαν το πόσο διαισθητική ή ορθολογική σκέψη είχε ο καθένας από αυτούς με ένα τεστ πιθανοτήτων, στο οποίο οι συμμετέχοντες έπρεπε να κάνουν επιλογές χρησιμοποιώντας τη λογική ή το ένστικτό τους. Τα αποτελέσματα, τα οποία δημοσιεύθηκαν στην επιθεώρηση «Scientific Reports», έδειξαν ότι δεν υπήρχε καμία σύνδεση ανάμεσα στην πίστη στο υπερφυσικό και στη διαισθητική σκέψη.

Ανεπηρέαστη η πίστη στο υπερφυσικό

Σε μια δεύτερη μελέτη οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν μαθηματικά παζλ για να ενισχύσουν τη διαισθητική σκέψη των εθελοντών, αλλά και εδώ τα αποτελέσματα δεν έδειξαν κάποια σχέση ανάμεσα στα επίπεδα της διαισθητικής σκέψης και στην πίστη στο υπερφυσικό. Στο τελευταίο σκέλος της έρευνάς τους οι ειδικοί υπέβαλαν τους εθελοντές σε εγκεφαλική διέγερση προκειμένου να αυξήσουν τα επίπεδα της γνωσιακής αναστολής: αυτό έγινε με τη διοχέτευση ακίνδυνων ποσοτήτων ηλεκτρικού ρεύματος στη δεξιά κάτω έλικα, μια περιοχή του εγκεφάλου η οποία πιστεύεται ότι σχετίζεται με αυτή τη λειτουργία.

Η γνωσιακή αναστολή θεωρείται ότι ελέγχει την αναλυτική σκέψη και προηγούμενες μελέτες είχαν δείξει ότι τα άτομα που δηλώνουν άθεα χρησιμοποιούν περισσότερο τη δεξιά κάτω μετωπιαία έλικα. Τα αποτελέσματα της νέας μελέτης έδειξαν ωστόσο πως, παρά το γεγονός ότι τα επίπεδα γνωσιακής αναστολής των εθελοντών αυξήθηκαν με την εγκεφαλική διέγερση, αυτό δεν επέφερε αλλαγές στα επίπεδα της πίστης τους στο υπερφυσικό, γεγονός το οποίο υποδηλώνει ότι δεν υπάρχει άμεση σύνδεση ανάμεσα στη γνωσιακή αναστολή και στην πίστη στο υπερφυσικό.

Γεννιόμαστε ή γινόμαστε;

Carl Frithjof Smith, After first Communion, 1892. "We don't think people are 'born believers' in the same way we inevitably learn a language at an early age," Farias said in the press release. "The available sociological and historical data show that what we believe in is mainly based on social and educational factors, and not on cognitive styles, such as intuitive/analytical thinking."

Στο σχετικό άρθρο τους οι επιστήμονες από το Κόβεντρι και την Οξφόρδη υπογραμμίζουν ότι η απόπειρα ερμηνείας της θρησκευτικής πίστης ως διαισθητικής και άρα έμφυτης, η οποία έχει επικρατήσει τις τελευταίες δεκαετίες, είναι μάλλον «βιαστική». Αντιθέτως, όπως υπογραμμίζουν, η έρευνά τους φαίνεται να υποστηρίζει τη θεωρία ότι η θρησκευτική πίστη είναι επίκτητη και αναπτύσσεται μέσω κοινωνικο-πολιτισμικών διεργασιών, στις οποίες φυσικά περιλαμβάνονται η ανατροφή και η εκπαίδευση.

«Τι ωθεί την πίστη στον Θεό, η διαίσθηση ή η λογική, η καρδιά ή το μυαλό; Υπάρχει μια μακρά διαμάχη σχετικά με αυτό το ζήτημα, αλλά οι μελέτες μας αμφισβητούν τη θεωρία ότι το να πιστεύει κάποιος καθορίζεται από το κατά πόσο βασίζεται στη διαίσθηση ή στην αναλυτική σκέψη του» δήλωσε σε δελτίο Τύπου ο Μιγκέλ Φαρίας από το Πανεπιστήμιο του Κόβεντρι, πρώτος συγγραφέας της μελέτης. «Δεν πιστεύουμε ότι οι άνθρωποι γεννιούνται θρήσκοι κατά τον ίδιο τρόπο που αναπόφευκτα μαθαίνουμε μια γλώσσα σε πολύ μικρή ηλικία. Τα ιστορικά και κοινωνιολογικά στοιχεία δείχνουν ότι το τι πιστεύουμε βασίζεται κυρίως σε κοινωνικούς και μορφωτικούς παράγοντες και όχι σε γνωσιακά στυλ, όπως η διαισθητική ή αναλυτική σκέψη. Η θρησκευτική πίστη κατά πάσα πιθανότητα έχει τις ρίζες της στην κουλτούρα και όχι σε κάποιο πρωτόγονο ένστικτο».

Πηγές: https://www.nature.com/articles/s41598-017-14090-9 - http://www.tovima.gr/science/article/?aid=920680

Νέα στοιχεία για τον πιο «ακραίο πλανήτη». Exoplanet has smothering stratosphere without water

Νέες μελέτες για τον εξωπλανήτη Wasp-18b αποκαλύπτουν στοιχεία της ατμόσφαιρας του. A NASA-led team of scientists determined that WASP-18b, a “hot Jupiter” located 325 light-years from Earth, has a stratosphere that’s loaded with carbon monoxide, or CO, but has no signs of water. Credits: NASA's Goddard Space Flight Center

Η θέση αλλά και τα φαινόμενα που προκαλούνται σε ένα από τους περίπου έξι χιλιάδες εξωπλανήτες που έχουν εντοπιστεί μέχρι σήμερα οδήγησαν τους επιστήμονες στο να τον χαρακτηρίσουν «ακραίο πλανήτη». Νέα στοιχεία που ανακαλύφθηκαν σε αυτόν επιβεβαιώνουν τον χαρακτηρισμό που του δόθηκε. Ο πλανήτης αυτός βρίσκεται στο σύστημα του άστρου WASP 18 σε απόσταση 325 ετών φωτός από εμάς στον αστερισμό του Φοίνικα και έχει λίγο μεγαλύτερη μάζα από αυτή του Ήλιου.

O Wasp-18b όπως ονομάστηκε ο εξωπλανήτης είναι ένας γίγαντας αερίων με μάζα δέκα φορές μεγαλύτερη από αυτή του Δία και βρίσκεται σε απόσταση αναπνοής από το μητρικό του άστρο, μόλις 3 εκατ. χλμ μακριά από αυτό. Ο πλανήτης Wasp 18b είναι τόσο κοντά στο άστρο που ολοκληρώνει μια πλήρη περιστροφή γύρω από αυτό μόλις σε 24 ώρες! Μάλιστα κατά την τροχιακή του κίνηση ο πλανήτης πλησιάζει το άστρο σε απόσταση μικρότερη του ενός εκατομμυρίου χιλιομέτρων και με δεδομένο το μέγεθος του θα μπορούσε να πει κάποιος ότι σχεδόν το ακουμπάει!

Ομάδα ερευνητών του Κέντρου Διαστημικών Πτήσεων Goddard της NASA εντόπισαν νέα στοιχεία στον Wasp-18b Και ειδικότερα μια σειρά από ατμοσφαιρικά δεδομένα. Σύμφωνα με τους ερευνητές ο πλανήτης περιβάλλεται από μια «πνιγηρή» στρατόσφαιρα στην οποία κυριαρχεί το τοξικό μονοξείδιο του άνθρακα ενώ απουσιάζει εντελώς οποιοδήποτε ίχνος νερού.

«Η ατμοσφαιρική σύσταση του Wasp-18b ξεπερνάει όλα όσα γνωρίζαμε για τους πλανήτες αλλά και όσα αναμέναμε να δούμε ακόμη και σε αυτόν. Δεν υπάρχει κανένας άλλος πλανήτης που τα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας του να κυριαρχούνται σε τόσο υψηλά ποσοστά από μονοξείδιο του άνθρακα» αναφέρουν στην μελέτη τους οι ερευνητές επιβεβαιώνοντας δικαιώνοντας έτσι τον χαρακτηρισμό του ακραίου πλανήτη που έχει δοθεί στον Wasp-18b. Οι αστρονόμοι θα συνεχίσουν να παρατηρούν και τα επόμενα χρόνια τον συγκεκριμένο πλανήτη για να μάθουν όσο το δυνατόν περισσότερα για αυτόν.

Πηγές: NASA - http://www.tovima.gr/science/physics-space/article/?aid=920579

Επιστήμονες «μεγάλωσαν» το αλφάβητο του DNA. Expanding DNA's alphabet lets cells produce novel proteins

Δημιούργησαν ημισυνθετικό βακτήριο. This undated photo provided by The Scripps Research Institute shows a semi-synthetic strain of E. coli bacteria that can churn out novel proteins. Scientists reported on Wednesday, Nov. 29, 2017, that they have expanded the genetic code of life and used man-made DNA to create this strain of bacteria. (Bill Kiosses/The Scripps Research Institute via AP)

Να αυξήσουν το γενετικό αλφάβητο κατά 50% κατάφεραν επιστήμονες στις Ηνωμένες Πολιτείες, καθώς δημιούργησαν ένα ημισυνθετικό βακτήριο, το οποίο διαθέτει στο DNA του, πέρα από τα τέσσερα φυσικά «γράμματα», άλλα δύο συνθετικά.

Το συνθετικό DNA διαθέτει έξι διαφορετικά νουκλεοτίδια (τρία ζεύγη συζυγών βάσεων).

Τα δύο αυτά έξτρα «γράμματα» του γενετικού αλφαβήτου επιτρέπουν στον μικροοργανισμό να παράγει νέες πρωτεΐνες που δεν υπάρχουν στη φύση, με τους δημιουργούς του να επισημαίνουν ότι πρόκειται για ένα σημαντικό βήμα στην κατεύθυνση της δημιουργίας υβριδικής, τεχνητής και «κατά παραγγελία» ζωής.

Η δομή των νέων συζυγών βάσεων Χ και Υ (d5SICS–dNaM) σε σύγκριση με τις φυσικές συζυγείς βάσεις γουανίνη και κυτοσίνη (dG–dC).

Εδώ και περίπου 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια που εμφανίσθηκε η ζωή στη Γη, τα γονίδια στο DNA είναι «εγχειρίδια οδηγιών» για τη δημιουργία πρωτεϊνών. Τα τέσσερα γράμματα του γενετικού κώδικα είναι μόρια, γνωστά και ως αζωτούχες βάσεις. Όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί χρησιμοποιούν αυτά τα γράμματα-βάσεις A (αδενίνη), C (κυτοσίνη), G (γουανίνη) και T (θυμίνη), αλλά ο νέος οργανισμός διαθέτει δύο ακόμη, που αποκαλούνται Χ και Υ.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον Φλόιντ Ρόουμσμπεργκ του Ινστιτούτου Ερευνών Scripps στην Καλιφόρνια, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Nature», είχαν για πρώτη φορά ενσωματώσει το 2014 τα «γράμματα» Χ και Υ στο DNA ενός βακτηρίου E.coli. Τα βακτήρια μπορούσαν τότε απλώς να αποθηκεύουν τις δύο πρόσθετες συνθετικές βάσεις και να τις «κληροδοτούν» στους «απογόνους» τους.

Schematic depicting the incorporation of a non-canonical amino acid (ncAA) into a protein via ribosomal decoding of an unnatural codon in a semi-synthetic organism Credit: Adapted from an image created by Dennis Sun, Mezarque Design

Το νέο ουσιαστικό βήμα που έγινε αυτή τη φορά, είναι ότι οι επιστήμονες κατάφεραν να «παντρέψουν» με επιτυχία τις τέσσερις φυσικές και τις δύο συνθετικές βάσεις μέσα στα γονίδια του βακτηρίου, κάνοντας «σάντουιτς» κάθε Χ και κάθε Υ ανάμεσα σε δύο άλλες φυσικές βάσεις. Έτσι το βακτήριο μπόρεσε να «διαβάσει» το DNA που περιέχει τα έξτρα Χ και Υ, να τα μεταγράψει σε μόρια RNA και, τελικά, αυτά να «μεταφρασθούν» σε πρωτεΐνες, οι οποίες περιέχουν αμινοξέα που δεν υπάρχουν στη φύση.

Semi-synthetic organism (E. coli) producing green fluorescent protein via decoding of an unnatural codon Credit: William B. Kiosses

«Δεν θα αποκαλούσα νέα μορφή ζωής αυτό που δημιουργήσαμε, αλλά είναι το κοντινότερο σε αυτό πράγμα που οποιοσδήποτε έχει ποτέ κάνει. Είναι η πρώτη φορά που ένα κύτταρο έχει μεταφράσει μια πρωτεΐνη, χρησιμοποιώντας κάτι άλλο πέρα από τα G, C, A και Τ. Είναι ένα μικρό βήμα, αλλά ένα πρώτο πετυχημένο βήμα» δήλωσε ο Ρόουμσμπεργκ.

Κανονικά οι τέσσερις φυσικές βάσεις-γράμματα του γενετικού κώδικα μπορούν να παράγουν 20 αμινοξέα, αλλά με την προσθήκη των βάσεων Χ και Υ μπορούν να παραχθούν έως 152 αμινοξέα. Αυτά, μελλοντικά, είναι πιθανό να επιτρέψουν τη δημιουργία νέων φαρμάκων, υλικών κ.α. Ήδη από το 2014 το εργαστήριο του Ρόουμσμπεργκ δημιούργησε την εταιρεία Synthorx Inc, η οποία πρωτοπορεί στην προσπάθεια να αναπτυχθούν νέα φάρμακα με βάση τα Χ και Υ.

Scripps Chemistry Professor Floyd Romesberg shares his enthusiasm for developing artificial DNA and its implications for novel protein therapeutics.

Οι επιστήμονες διαβεβαίωσαν ότι είναι αδύνατο ο ημισυνθετικός οργανισμός να ζήσει στη φύση έξω από το εργαστήριο και να πολλαπλασιασθεί ανεξέλεγκτα, καθώς καμία μορφή ζωής στον πλανήτη δεν μπορεί να παράγει μόνη της τα έξτρα «γράμματα» Χ και Υ στο DNA της, χωρίς κάποιος άνθρωπος να προσθέσει τις σωστές χημικές ουσίες. «Δεν μπορούν να δραπετεύσουν. Δεν υπάρχει εδώ σενάριο τύπου Τζουράσικ Παρκ» τόνισε ο Ρόουμσμπεργκ.

Πηγές: Yorke Zhang et al. A semi-synthetic organism that stores and retrieves increased genetic information, Nature (2017). DOI: 10.1038/nature24659 - http://www.tovima.gr/science/article/?aid=920497