TUDOMÁNY
A Rovatból

Zombiföld: mikrobák hihetetlen világa rejtőzködik több kilométerrel a Föld alatt

Bármilyen mélyre ásunk, rá kell jönnünk, hogy az élet mindig megtalálta a módját a fennmaradásra.
G. N. L. - szmo.hu
2019. május 24.



A New Scientist a Csendes-óceán déli részének üledéke alatt eltemetett, 2010-ben felfedezett mikroorganizmusok sorsa kapcsán Marvint, Douglas Adams Galaxis útikalauz stopposoknak című könyvének „paranoid androidját” idézte. "Az első tízmillió év volt a legrosszabb, majd még ennél is rosszabb a második tízmillió év. Egyáltalán nem élveztem a harmadikat sem. Utána hanyatlásnak indultam”. Az említett mikrobák már közel 100 millió éve ott senyvedtek – és még mindig élnek. Igaz, hogy anyagcseréjük a végsőkig lelassult, és megmaradt energiájuk éppen csak az életben maradáshoz elegendő. „Lélegeznek” – mondta az őket felfedező Steven D’Hondt, a Rhode Island-i egyetem kutatója.

Az ősi, „zombi-mikrobáknak” mélyen a Föld felszíne alatti jelenléte egyáltalán nem lepte meg a kutatókat. Bárhol fúrunk a bolygónkon, életet találunk. És nemcsak ilyen élőhalottakat. A föld alatti élet gazdag, dinamikus és nagyon különös. Igen fontos dolgokat adhat hozzá az életről alkotott felfogásunkhoz, nemcsak a Föld, hanem más bolygók esetében is.

Évszázadokon át senki sem hitte volna, hogy a Föld kérge nem élettelen kőréteg. Az első ennek ellenkezőjére való utalás 1926-ban érkezett, amikor geológusok vizet szivattyúztak ki olajkutakból közel 600 méteres mélységből, és abban úszó baktériumokat fedeztek fel. A nagy felfedezést azonban elvetették, közönséges szennyezésnek tekintették. A mélységi élettel szembeni megközelítés 1977-ben változott meg, amikor egy amerikai kutató tengeralattjáró fedélzetén dolgozó tudósok hidrotermikus hasadékokat fedeztek fel a Csendes-óceán talajában. Ezekben a „fekete kéményekben” hemzsegett a föld alól áramló vegyi energia által táplált élet.

E felfedezések nyomán Thomas Gold asztrofizikus 1992-ben megjelentette A mély, forró bioszféra (The deep, hot biosphere) című tanulmányát. Azzal érvelt, hogy az ilyen energiaforrásoknak nem a hasadékok a határai, és hogy a Föld felszín alatti rétege tele lehet mikrobákkal, amelyek a sziklák közötti pórusokban élnek.

Gold szerint e bioszféra mérete legalább akkora lehet, mint a felszíni élet, és „az ilyen organizmusok elterjedtek lehetnek naprendszerünk bolygótestjei között.”

Negyedszázaddal később Gold elmélete beigazolódott, legalábbis ami a Földet illeti. A szárazföldi és tengeri fúrások, a mélységi bányák, és az óceáni hasadékok tanulmányozása megerősítette a lenyűgöző méretű és sokféleségű mély bioszféra létezését.

„Egy egész élő birodalom létezik a lábunk alatt – mondja Robert Hazen, a washingtoni Carnegie tudományos intézet Deep Carbon obszervatóriumának igazgatója – egy hatalmas bioszféra, amely nemcsak azért láthatatlan, mert mikroszkopikus, hanem azért is, mert szó szerint sziklába ágyazott.”

Clara Magnabosco, a New York-i Flatiron intézet mélységi élet-kutatója nemrégiben több száz tanulmány adatait gyűjtötte össze, hogy megbecsülhesse a mély bioszféra méreteit.

Elképesztő eredményre jutott: mérete kétszer akkora, mint az összes óceáné együttvéve, mintegy 2 milliárd köbméter, és mintegy 1030 mikrobasejtet tartalmaz - a Föld teljes mikroba-életének 70%-át alkotja. A kutató felhívta a figyelmet arra, hogy még a több mint 4 km mélységű fúrásoknál sem találtak a tudósok egyetlen steril sziklát.

A mély bioszféra azonban továbbra is nagyrészt ismeretlen marad, mivel a szinte lehetetlen megközelítés miatt nagyon kevés mintát tudnak felszínre hozni belőle. Mindazonáltal a fúrás-technológia fejlődésével, és DNS-ekből való következtetések révén lassan mégis fény derülhet „a földalatti Galapagosra”.

A mélységi élet túlnyomó része egyszerű, egysejtű organizmusokból áll, főleg baktériumok és archeónok (ősbaktériumok), de akad néhány gomba is, amelyek a szikla pórusaiban vagy repedéseiben élnek. Előfordul néhány többsejtű állat is. Többségüket azonban még azonosítani kell. Annyit tudunk már, hogy ez a bioszféra az egész Földet behálózza a szárazföldek és az óceánok alatt egyaránt. Néhány méterrel a felszín alatt kezdődik és egyre lejjebb, lejjebb megy.

Magnabosco tanulmányában a legmélyebbről származó élő biológiai mintákat közel 5 km-ről hozták fel Kínában, illetve Svédországban. Mindenki egyetért abban, hogy valahol kell lennie egy végpontnak, de egyelőre senki sem tudja, hogy ez hol lehet. Karen Lloyd, a Tennessee Egyetem geomikrobiológusa szerint e korlátot jelentheti a magas hőmérséklet, vagy a nagy nyomás, amely alatt a molekulák szétesnek.

A hőség tűnik e téren a legfőbb korlátozó tényezőnek. A kontinentális kéreg minden újabb kilométerrel átlag 25 Celsius fokkal nő. Az óceáni kéregnél ugyanez a növekedés 15 Celsius fokos. Ez gyorsan túllépi a többsejtű organizmusok hőtűrésfokát, a mikrobákat azonban keményebb anyagból gyúrták. Vannak olyanok, amelyek a 100 fokot is kibírják, és ott, ahol a magas nyomás megakadályozza, hogy a víz felforrjon, még ennél is többet. A jelenlegi csúcstartó a Methanopyrus kandleri archeón, amely 110 fokon él a Kaliforniai-öböl hidrotermális hasadékaiban, és amelyet laboratóriumban 122 fokon tenyésztettek ki. Hazen feltételezi, hogy a földkéreg mélyén, rendkívüli nyomások alatt a mikroorganizmusok akár 150 Celsius fokot is képesek túlélni.

Ennek függvényében az élet elméleti határa 6 km körül lehet a szárazföld, és 10 km-nél az óceánok alatt. De még ez sem biztos, mert Magnabosco szerint vannak a földkéregnek olyan tömör, ősi részei, ahol a hőség csak 23 km-es mélységben éri el a 122 fokot. Odáig azonban még sosem fúrtak le.

A legmélyebb lyukat a Kola-félszigeten vájták a földkéregbe. A norvég határ közelében fekvő területen 1970-ben kezdték el a fúrást a szovjet tudósok, és 15 km mélyre akartak lehatolni. Közel 20 évig tartottak a munkálatok, de 12.262 méternél a vártnál magasabb hőmérséklet miatt kénytelenek voltak megállni.

A föld alatti életnek nem csupán a hőmérséklet és nagy nyomás jelent nagy kihívást, hanem az energia is. A felszíni élet két alapvető jellemzője, a fotoszintézis és a heterotrófia – a szerves anyagokkal való táplálkozás – a fényhez, illetve más szerves anyaghoz vagy oxigénhez kötődik. Mélyen a felszín alatt ezekhez ritkán jutnak hozzá. Ezért a mikroorganizmusoknak ki kell nyitniuk az anyagcsere-trükkök tárházát.



Link másolása
KÖVESS MINKET:

Népszerű
Ajánljuk
Címlapról ajánljuk


TUDOMÁNY
A Rovatból
Összeomolhat Európa éghajlata egy kritikus óceáni áramlat gyengülése miatt
A kutatók megállapították, hogy az észak-atlanti lehűlés nemcsak a felszínen, hanem a mélyben is zajlik, ami az Atlanti meridionális áramlási rendszer (AMOC) lassulására utal.


Miközben a világtengerek rekordszinten melegszenek, az Észak-Atlanti-óceánon, Grönlandtól délre egy makacsul hűlő „hideg folt” jelzi, hogy valami nincs rendben a bolygó éghajlati rendszerében. Egy új kutatás szerint a jelenség nem a szelek szeszélyes játéka, hanem a Föld egyik létfontosságú óceáni szállítószalagjának, az Atlanti meridionális áramlási rendszernek (AMOC) a gyengülése áll a háttérben.

A május végén publikált, nagy visszhangot kiváltó tanulmány szerint a hűlés nemcsak a felszínen, hanem a mélyóceánban is kimutatható, ahol a légköri hatások jóval gyengébbek, ez pedig erős érv a rendszer lassulása mellett. A friss kutatás eredményeiről a CNN is beszámolt.

A tudósok régóta vitatkoznak arról, mi okozza a „felmelegedési lyuknak” is nevezett anomáliát, amely 1900 óta közel egy Celsius-fokkal lett hidegebb. A mostani kutatás azonban az óceáni hőszállítás megváltozását nevezi meg fő okként. Stefan Rahmstorf, a tanulmány egyik szerzője, a Potsdami Egyetem professzora szerint a bizonyítékok egyértelműek. Azt mondta, a jelenség hajtóereje, hogy „az óceán hőszállítása változik”.

Hozzátette, a hideg folttól függetlenül is számos jel utal arra, hogy az áramlási rendszer több mint ezer éve nem volt ilyen gyenge.

A kutatás következtetéseit külső szakértők is erősnek tartják, bár a kérdést nem tekintik lezártnak. David Thornalley, a University College London professzora szerint a tanulmány erősíti a bizonyítékokat, de óvatosságra intett, mivel a valós megfigyelési adatok esetenkéntiek.

Szerinte a rendelkezésre álló adathalmazokat „inkább jó közelítéseknek, semmint a valóság tökéletes leképezésének” kell tekinteni.

Thornalley hozzáfűzte: „nem hiszem, hogy ez a tanulmány lesz a végső szó az ügyben.” Jonathan Baker, a brit Met Office vezető klímatudósa is úgy látja, a munka további bizonyítékot ad az AMOC hozzájárulására, de nem dönti el végérvényesen a kérdést.

Az AMOC egy hatalmas óceáni szállítószalagként működik: meleg, sós vizet szállít a trópusokról észak felé, ahol a víz lehűl, lesüllyed, majd a mélyben dél felé áramlik vissza. Ez a rendszer felelős nagyrészt Európa viszonylag enyhe éghajlatáért. A globális klímaváltozás miatt olvadó sarki gleccserek azonban hatalmas mennyiségű édesvizet juttatnak az óceánba, ami felborítja a rendszer kényes só- és hőmérsékleti egyensúlyát, és lassítja az áramlást.

Egy esetleges AMOC-leállás következményei katasztrofálisak lennének. A modellek szerint felgyorsulna a tengerszint-emelkedés az Egyesült Államok keleti partvidékén, Európa telei pedig a mostaninál jóval hidegebbé és viharosabbá válnának. A változás az egész bolygóra kihatna, eltolva az afrikai és ázsiai monszunrendszereket, ami hosszan tartó aszályokhoz vezethetne. A folyamatok összetettségét jelzi, hogy a rendszer megbillenése egybeeshet olyan más éghajlati jelenségekkel, mint a Csendes-óceán térségét befolyásoló El Niño.

Egyes tudósok arra figyelmeztetnek, hogy a rendszer már ebben a században elérhet egy olyan billenőpontot, ahonnan már nincs visszaút.


# Csináld másképp

Te mit csinálnál másképp? - Csatlakozz a klímaváltozás hatásairól, a műanyagmentességről és a zero waste-ről szóló facebook-csoportunkhoz, és oszd meg a véleményedet, tapasztalataidat!

Link másolása
KÖVESS MINKET:

Ajánljuk
TUDOMÁNY
A Rovatból
Matematikusok kiszámolták, mikor halhat ki az emberiség
A végítélet-érv legújabb verziója szerint a valaha élt emberek maximális száma 2,34 billió lehet. Ez azt jelenti, hogy ha a jelenlegi születési ráta állandó marad, nagyjából 17 ezer év múlva érjük el a fajunk statisztikai végpontját.


Egy friss matematikai számítás szerint 95 százalékos bizonyossággal legfeljebb 17 100 évünk maradt a Földön. Az állítás a „végítélet-érv” egy modern számításon alapul, amely kizárólag statisztikai alapon próbál következtetni az emberi faj hátralévő idejére. A gondolatmenetet nemrég a Scientific American tudományos lap elevenítette fel, konkrét számokkal alátámasztva az eredményt.

Az elmélet a kopernikuszi elvből indul ki, vagyis abból, hogy megfigyelőként nem foglalunk el kivételezett, hanem egy teljesen véletlenszerű helyet az emberiség teljes idővonalán. Ha elfogadjuk, hogy eddig nagyjából 117 milliárd ember született, és 95 százalékos eséllyel nem az emberiség legelső 5 százalékában élünk, akkor ebből kikövetkeztethető a valaha élt emberek maximális száma.

A számítás szerint ez a felső korlát 2,34 billió (vagyis 2340 milliárd) fő.

Ha az elmúlt évtizedekre jellemző, nagyjából évi 130 milliós születési rátával számolunk, akkor ez a létszám körülbelül 17 100 év alatt telik be.

A gondolatkísérletet egy egyszerű példával lehet szemléltetni. Képzeljünk el két dobozt: az egyikben 10, a másikban 100 000 számozott pingponglabda van. Ha véletlenszerűen kihúzunk egyet, és a 4-es számút kapjuk, jóval valószínűbb, hogy a kevesebb labdát tartalmazó dobozból húztuk. A végítélet-érv szerint hasonló a helyzet az emberiséggel is: az, hogy a már 117 milliárd embert számláló történelemben élünk, valószínűbbé teszi azt a forgatókönyvet, hogy az emberiség teljes létszáma nem lesz csillagászatilag magas.

Az ötlet nem új, gyökerei Brandon Carter asztrofizikus 1980-as évekbeli munkájáig nyúlnak vissza, de széles körben J. Richard Gott tette ismertté egy 1993-as cikkében. Gott akkor jóval tágabb, 5100 és 7,8 millió év közötti időt jósolt az emberiség jövőbeli fennmaradására, ami jól mutatja, mennyire érzékeny a modell a kezdeti feltételezésekre.

A Scientific American cikkének szerzője így összegzi a statisztikai modell egyik lehetséges kimenetelét:

„Az egyik becslés – amelyet részletesen bemutatok – 95 százalékos bizonyossággal arra jut, hogy mi, emberek legfeljebb további 17 100 évig fogjuk lakni a bolygót.”

Fontos hangsúlyozni, hogy a végítélet-érv erősen vitatott, és a legtöbb tudós nem tekinti tudományos előrejelzésnek. A kritikusok szerint az alapfeltevés – hogy véletlenszerűen helyezkedünk el az idővonalon – megkérdőjelezhető, hiszen maga a tény, hogy képesek vagyunk ilyen elméleteket gyártani, egy viszonylag fejlett, tehát talán nem annyira „átlagos” korra utal.

A módszer ráadásul semmit nem mond a kihalás lehetséges okairól. Míg a statisztikai érvelés egy elvont gondolatkísérlet, más tudományos forgatókönyvek az emberiség kihalása kapcsán konkrét fizikai folyamatokra, például a klímaváltozás láncreakciószerű hatásaira építenek.


Link másolása
KÖVESS MINKET:

Ajánljuk

TUDOMÁNY
A Rovatból
Végre kiderült, miért vonzza valaki jobban a szúnyogokat, mint mások, és nem a vércsoport az oka
Egy új tanulmány szerint az egyéni „szagprofil”, vagyis közel 30 különböző vegyület keveréke dönti el, ki a szúnyogok kedvence. A folyamat már messziről, a szén-dioxid érzékelésével indul.


A tudósok szerint nem tévhit, hogy a szúnyogok egyes embereket jobban vonzanak, mint másokat, de a közhiedelemmel ellentétben ennek semmi köze a vércsoporthoz. A legfrissebb kutatások szerint a döntő tényező a testünk által kibocsátott kémiai koktél: a bőrünkön élő mikrobák által termelt illatmolekulák egyedi keveréke, amelyben már egyetlen vegyület, az úgynevezett „gombaalkohol” szintjének apró emelkedése is elég ahhoz, hogy valaki „szúnyogmágnessé” váljon.

A nőstény szúnyogok – csak ők csípnek – több lépcsőben választják ki áldozatukat. Rickard Ignell svéd kutató szerint a folyamatot a kilélegzett szén-dioxid indítja be.

„Már több mint 100 éve tudjuk, hogy a szúnyogokat vonzza a kilélegzett szén-dioxid – ez az első jel, amely viselkedésüket kiváltja” – magyarázta a szakértő.

Körülbelül tízméteres távolságon belül már az emberi szag is szerepet játszik, ami a szén-dioxiddal kombinálva még erősebb vonzerőt jelent, írja a ScienceAlert. Közelről a testhőmérséklet és a páratartalom teszi fel a pontot az i-re.

Frédéric Simard, a francia Fejlesztési Kutatóintézet orvosi entomológusa szerint a vércsoport-elmélet téves, annak „nincs tudományos alapja”, és a bőr-, szem- vagy hajszín sem számít.

A kulcs a személyes testszag, vagyis az a több száz illékony vegyületből álló „leves”, amit a bőrünkön élő mikrobióta termel.

Egy friss vizsgálatban a kutatók 42 nő bevonásával legalább 27 olyan vegyületet azonosítottak, amelyeket az egyiptomi csípőszúnyog (Aedes aegypti) érzékel. A legvonzóbbnak talált alanyok – köztük a második trimeszterben járó kismamák – szervezetében magasabb volt egy 1-oktén-3-ol nevű vegyület szintje.

A tudomány jelenlegi állása szerint tehát ez a bonyolult „szagkód” magyarázza, miért csípnek egyeseket gyakrabban.

Az életmódbeli tényezők is befolyásolhatják a vonzerőt. Több tanulmány, köztük egy Burkina Fasóban végzett kísérlet is igazolta, hogy a sörfogyasztás vonzóbbá tesz a szúnyogok számára.

Ennek oka, hogy az alkohol megemeli a testhőmérsékletet, növeli a kilélegzett szén-dioxid mennyiségét és megváltoztatja a bőr illatát.

A kérdés azért is egyre sürgetőbb, mert a klímaváltozás miatt a veszélyesebb, invazív szúnyogfajok, mint a tigrisszúnyog, egyre északabbra terjednek Európában. Míg tavaly már Franciaország Elzász régiójában is azonosítottak helyben szerzett chikungunya-fertőzést, az Európai Betegségmegelőzési és Járványvédelmi Központ (ECDC) idei adatai szerint a tigrisszúnyog már Magyarország 20-ból 17 megyéjében meghonosodottnak számít. Ez azt jelenti, hogy a súlyosabb betegségeket terjesztő szúnyogcsípés kockázata itthon is valós.

A szakértők szerint a védekezéshez érdemes bő, a testet fedő ruházatot viselni, szúnyoghálót és hatékony riasztószert használni. Simard azt is hozzátette: „Próbálj könnyű ételeket enni – és bánj csínján az alkohollal.”


Link másolása
KÖVESS MINKET:

Ajánljuk

TUDOMÁNY
A Rovatból
Elindult a kísérlet az emberen: beadták az első adagot a sejtek öregedésének visszafordítására - A kockázat óriási
Egy bostoni biotechnológiai cég a látóideg sejtjeinek megfiatalításával kísérletezik. A beavatkozás biztonságát egy speciális kapcsolóval, egy antibiotikummal próbálják garantálni.


Megkezdődtek az emberen végzett tesztek egy olyan génterápiával, amely a sejtszintű öregedés visszafordítását ígéri. A bostoni Life Biosciences kedden bejelentette, hogy beadták az első adagot annak a páciensnek, aki részt vesz az amerikai Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hivatal (FDA) által engedélyezett klinikai vizsgálatban. A cég célja, hogy regenerálja a glaukóma miatt károsodott látóideg-sejteket – írta a Gizmodo.

A kezelés lényege egy módosított vírus, amely célzottan megtervezett géneket juttat a szem sejtjeibe.

Ezek a gének képesek a sejtek „életkorral összefüggő epigenetikai változásait” visszafordítani, lényegében egy fiatalosabb állapotba programozva vissza azokat.

A terápia biztonságát egy "kapcsolóval" igyekeznek garantálni: a befecskendezett gének csak akkor aktiválódnak, ha a páciens a doxiciklin nevű antibiotikumot is szedi. Enélkül a rendszer kikapcsolt állapotban marad. Sharon Rosenzweig-Lipson, a cég tudományos vezetője szerint a géneket egy nyolchetes perióduson át folyamatosan aktívan tartják a jobb eredmény érdekében.

„Folyamatosabb expressziós rendszerrel jó átprogramozást és jó biztonságot tudunk elérni” – mondta Rosenzweig-Lipson.

A kezelés tudományos alapját a Nobel-díjas Sir Shinya Yamanaka felfedezései adják, aki elsőként azonosította azokat a géneket – az úgynevezett Yamanaka-faktorokat –, amelyekkel a felnőtt sejtek őssejtszerű állapotba programozhatók vissza. Erre építve David Sinclair, a Harvard genetikusának laboratóriuma mutatta ki egérkísérletekben, hogy három specifikus gén aktiválásával visszafordítható a látásvesztés. A Life Biosciences – amelyet Sinclair társalapított – ezt a módszert fejlesztette tovább.

Az eljárás azonban komoly kockázatokat is rejt. Egyes kutatók attól tartanak, hogy az „átprogramozás” elszabaduló sejtnövekedéshez, akár daganatok kialakulásához vezethet. Korábbi kísérletekben a Yamanaka-faktorok bizarr daganatokat, úgynevezett teratomákat hoztak létre, amelyekben akár fog, haj és szem is kifejlődhetett.

A cég éppen ezért választotta a szemet a kísérlethez, mert az egy viszonylag elzárt szerv, ahol a nem várt következmények kevésbé tudnak elterjedni a szervezetben. Pete Williams neurobiológus mégis óvatosságra intett a nagy figyelemmel kísért eljárás kapcsán.

„Rengeteg felhajtás övezi. Ha ez katasztrofálisan félremegy, később mindannyiunknak problémát okozhat” – nyilatkozta.

Bár a mostani klinikai vizsgálat még messze van a halhatatlanságról szőtt álmoktól, fontos első lépésnek számít. Karl Pfleger, egy versenytárs cég befektetője szerint az eljárásnak inkább a jövőbeli kutatásokra lehet ösztönző hatása.

„Az optimista forgatókönyv az, hogy ez néhány embernél megoldja a látásvesztést, és katalizálja a jövőbeli munkát. Nem arról van szó, hogy az orvos felír majd önnek egy pirulát, amely megfiatalítja” – tette hozzá.

Magyarországon a génterápia neve leginkább a ritka genetikai betegségekkel, például a Duchenne-féle izomsorvadással vagy az SMA-val küzdő gyermekek számára indított, több százmilliós gyűjtések kapcsán vált ismertté. Ugyanakkor a technológia már itthon is bizonyított: a közelmúltban egy új eljárásnak köszönhetően egy születésétől fogva siket kislány kapta vissza a hallását, ami jól mutatja a célzott kezelésekben rejlő potenciált.

Via Gizmodo


Link másolása
KÖVESS MINKET:

Ajánljuk