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
Áttörés a rákkutatásban: egy új injekció azoknál is hatott, akikről már lemondtak
Előrehaladott fej-nyaki rákos betegeknél tesztelték az amivantamab nevű készítményt, amely a betegek több mint harmadánál csökkentette a daganatot. A vizsgálatban résztvevők közül 15 embernél a tumor teljesen el is tűnt a kezelésnek köszönhetően.


Teljesen eltüntette a daganatokat egy új, bőr alá adható injekció olyan betegeknél, akiknek a szervezete már nem reagált sem a kemoterápiára, sem az immunterápiára. Az amivantamab nevű készítményt egy 11 országra kiterjedő nemzetközi vizsgálatban tesztelték előrehaladott fej-nyaki rákban szenvedő pácienseknél – írta a The Guardian.

A 102 beteg közül 43-nál a daganat mérete csökkent, 15 betegnél pedig a tumor teljesen felszívódott.

A kezelésben részesülők esetében a kezelés kezdetétől mért medián teljes túlélés 12,5 hónap volt, ami kiemelkedő eredménynek számít, mivel a betegségük olyan stádiumban volt, ahol a hagyományos terápiák már hatástalanok. Az eredményeket vasárnap mutatják be a világ legnagyobb onkológiai konferenciáján, Chicagóban.

Kevin Harrington, a londoni Rákkutató Intézet professzora és a Royal Marsden onkológusa szerint a vizsgálat egy eddig rendkívül korlátozott lehetőségekkel rendelkező betegcsoportnak ad új esélyt.

„Ezek példátlanul erős válaszok olyan betegeknél, akiknek a betegsége ellenállóvá vált mind a kemoterápiával, mind az immunterápiával szemben” – fogalmazott a szakértő.

A háromhetente, ambulánsan beadható injekció ráadásul sokkal kényelmesebb a betegeknek, mint a kórházi infúziós kezelések, a mellékhatásai pedig többnyire enyhék voltak. A készítmény egy „intelligens” injekció, amely háromféleképpen támadja a rákos sejteket: gátol két, a daganat növekedéséért és a kezelések kijátszásáért felelős jelátviteli útvonalat, miközben az immunrendszert is a tumor elpusztítására ösztönzi.

Az egyik első beteg, aki megkapta a kezelést, az 56 éves Carl Walsh volt, akinél nyelvrákot diagnosztizáltak. Miután a korábbi kezelései sikertelenek voltak, csatlakozott a klinikai vizsgálathoz.

„Most úgy érzem, képes vagyok normális életet élni. A vizsgálat előtt nehezen tudtam rendesen beszélni, és az evés is gondot okozott a duzzanat és a fájdalom miatt” – mondta Walsh.

A férfi arról is beszámolt, hogy a kemoterápiával ellentétben az új injekció nem okozott súlyos mellékhatásokat, és az életminősége látványosan javult. „Amikor a helyzet a legrosszabb volt, leveseket, tejberizst és rengeteg omlettet ettem. Elég sokat fogytam. Már két ciklus után elkezdett visszatérni a normális étrendem, és hat hónap után teljes értékűen étkeztem. A legjobban az első nagy steaknek örültem” – tette hozzá.

Kristian Helin professzor, a Rákkutató Intézet vezérigazgatója szerint a tanulmány bizonyítja, hogy a szigorú kutatások révén még a legkisebb eséllyel rendelkező betegek számára is lehet érdemi előrelépést elérni. „Ilyen mértékű daganatválasz és biztató túlélési eredmények elérése egy ennyire nehezen kezelhető csoportban jelentős előrelépést jelent” – hangsúlyozta.

A vizsgálatból kizárták azokat a betegeket, akiknek a daganatát a humán papillomavírus (HPV) okozta, mivel az ilyen típusú rák általában jobban reagál a kezelésekre. A mostani eredmények alapján már elindult a következő, III. fázisú vizsgálat, amely a kezelés hatékonyságát vizsgálja a betegség egy korábbi stádiumában.


Link másolása
KÖVESS MINKET:

Ajánljuk
TUDOMÁNY
A Rovatból
Heteken belül visszatér az El Niño – novemberig tarthat, és minden eddiginél erősebb lehet
A Meteorológiai Világszervezet szerint a jelenség már a nyáron kialakulhat, és rendkívül erős lehet. A következmény aszály, árvíz és élelmiszerár-emelkedés lehet a világ több pontján.


Hamarosan visszatérhet az El Niño, és a mostani az évtizedek legerősebbje lehet – erre figyelmeztetett kedden az Egyesült Nemzetek Szervezete. A Meteorológiai Világszervezet szerint 80 százalék az esélye annak, hogy az időjárási jelenség már a június–augusztusi időszakban kialakul, és több mint 90 százalék a valószínűsége, hogy legalább novemberig fennmarad.

A tudósok attól tartanak, hogy a jelenség a már amúgy is felmelegedett bolygón extrém időjárási események sorozatát indíthatja el világszerte.

A Csendes-óceán trópusi vizeinek felszíne alatt hatalmas, helyenként az átlagosnál 6 Celsius-fokkal is melegebb víztömeg halad kelet felé, ami a felszíni vizek további melegedésének és a globális időjárási mintázatok megzavarásának előjele.

António Guterres, az ENSZ főtitkára drámai képpel írta le a helyzetet.

„Az El Niño hatásai még erősebben fognak lesújtani, még messzebbre jutnak, és pusztító gyorsasággal lépik át a határokat.”

A tudományos közösség szinte biztosra veszi egy komoly esemény érkezését – írja a Meteorológiai Világszervezet (WMO) keddi közleményében.

Michelle L’Heureux, az amerikai Éghajlat-előrejelző Központ fizikusa a mélytengeri felmelegedésről azt mondta, az „vetekszik néhány, az általunk látott legerősebb El Niño eseménnyel”.

Egy erős El Niño jellemzően forró, száraz időt hoz Ausztrália, Indonézia és Délkelet-Ázsia egyes részeire, növelve az aszály és a bozóttüzek kockázatát. Ezzel párhuzamosan az Egyesült Államok déli részén a heves esőzések és árvizek esélye nő. Európára, így Magyarországra a közvetlen hatása gyengébb, de a globális ellátási láncokon és az élelmiszerárakon keresztül éreztetheti hatását.


# 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
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
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