Connect with us

science

Jak zaczęło się życie na Ziemi? Naukowcy z Monachium znajdują ważne wskazówki

Published

on

Jak zaczęło się życie na Ziemi?  Naukowcy z Monachium znajdują ważne wskazówki
  1. Strona główna
  2. Dowiedzmy się

Naciska

Ilustracja pokazuje, jak ciepło przepływało przez podziemne sieci wzajemnie połączonych szczelin geologicznych, tworząc złożone elementy składowe życia na wczesnej Ziemi. © Christoph B. Maszt

Badanie przeprowadzone przez naukowców z Monachium idzie o krok dalej w odpowiedzi na pytanie, jak powstało życie na Ziemi.

W pionierskim eksperymencie przeprowadzonym na początku lat pięćdziesiątych XX wieku naukowiec podjął próbę odtworzenia w probówce warunków panujących na Ziemi we wczesnych latach. Stanley Miller umieścił w połączonych kolbach kilka prostych składników, które według niego krążą w atmosferze i oceanach młodej planety, podgrzał je i przyłożył do nich energię elektryczną, aby symulować błyskawicę. the wyniki Szybko stała się sławna: z tej pierwotnej zupy pochodziły aminokwasy, chemiczne elementy budulcowe życia.

Odkrycie to zapoczątkowało poszukiwania w chemii i biologii eksperymentów, które mogłyby pomóc w odpowiedzi na jedno z największych naukowych pytań ludzkości: Jak zaczęło się życie na Ziemi? Teraz naukowcy z Uniwersytetu Ludwiga Maximiliana w Monachium zrobili ekscytujący krok naprzód, pokazując, w jaki sposób z elementów składowych wczesnej Ziemi można wytworzyć bardziej złożone cząsteczki niezbędne do życia.

Czytaj The Washington Post za darmo przez cztery tygodnie

Twój bilet jakości Washingtonpost.com: Zdobądź ekskluzywne badania i ponad 200 historii Cztery tygodnie za darmo.

W swoich studiach W magazynie Natura opublikowany Naukowcy zastąpili probówki małymi sieciami rozgałęzionych pęknięć podobnych do tych, które powstają w skałach w naturze. Przepuścili wodę z kluczowymi chemicznymi elementami przez pęknięcia, a następnie wykorzystali ciepło do naśladowania procesu, który może zachodzić w pobliżu kominów hydrotermalnych w oceanie lub w porowatej skale w pobliżu basenu geotermalnego.

Odkryli, że ciepło przepływające przez te sieci geologiczne sortuje i filtruje cząsteczki, pomagając im tworzyć dłuższe łańcuchy zwane biopolimerami, które są niezbędne do życia. „To niesamowity dowód na to, że proste procesy fizyczne mogą spowodować coś takiego” – powiedział Matthew Pasek, profesor nauk o Ziemi na Uniwersytecie Południowej Florydy, który nie był zaangażowany w badania.

READ  Rak: wysokie ryzyko zdrowotne dla diabetyków - ryzyko tutaj

Ponieważ pytanie o to, jak powstaje życie, jest tak obszerne, że wykracza poza tradycyjne granice dzielące naukę na różne dyscypliny. Chemicy, biolodzy, astrofizycy i geolodzy zasiadają do stołu, próbując odpowiedzieć na to pytanie. Wykraczaniem poza te granice interesuje się Christoph Mast, biofizyk z Uniwersytetu Ludwiga Maksymiliana w Monachium. Jego laboratorium zaprojektowało układ eksperymentalny, który jest nieco bliższy warunkom, w jakich powstała „biochemia”, z której powstało życie.

W jaki sposób Ziemia stworzyła wystarczającą ilość cegiełek, aby powstało życie?

Przez dziesięciolecia naukowcy borykali się z problemem polegającym na tym, że wczesna Ziemia nie była dziewiczym laboratorium ze zlewkami, idealnie zaplanowanymi w czasie etapami oczyszczania i skoncentrowaną dostawą składników. Odtworzenie chemii życia w laboratorium to jedno, ale eksperymenty możliwe w szklanej zlewce są co najmniej nieprawdopodobne w chaotycznych warunkach prawdziwego świata. „Można sobie wyobrazić prebiotyczną glebę, tę przygotowaną prebiotyczną zupę, która została bardzo rozcieńczona, i wszystkie te różne substancje oddziałujące na siebie w sposób całkowicie wymykający się spod kontroli” – powiedział Mast.

Dotychczasowym problemem jest to, że reakcje chemiczne w laboratorium często dają produkty uboczne, które mogą prowadzić do niepożądanych reakcji, pozostawiając naukowcom jedynie śladowe ilości materiału podstawowego. Jak więc wczesna Ziemia stworzyła wystarczającą ilość tych elementów, aby ostatecznie dać początek życiu?

Aby się tego dowiedzieć, badacze wycięli rozgałęzioną sieć łączących się szczelin w małym kawałku obojętnego materiału podobnego do teflonu zwanego FEP i umieścili go pomiędzy dwoma arkuszami szafiru. Rubiny osiągnięto dokładnie określone, ale różne temperatury, aby wytworzyć przepływ ciepła przez sieć geologiczną między nimi, symulując sposób, w jaki ciepło prawdopodobnie przepływało na wczesnej Ziemi – być może w pobliżu wulkanów lub kominów hydrotermalnych. Następnie umożliwili przepływ wody i środków chemicznych przez sieć pęknięć i obserwowali, co się stało.

READ  Stwardnienie rozsiane można wkrótce wyleczyć dzięki mikrocząsteczkom

Aminokwasy są ważne, ale wciąż daleko im do życia

W eksperymencie weryfikującym koncepcję wykorzystali glicynę, najprostszy aminokwas, wraz z substancją zwaną TMP, która może reagować, łącząc dwie cząsteczki glicyny. Takie interakcje są trudne w wodzie, a TMP występowało bardzo rzadko na wczesnej Ziemi, powiedział Mast. Kiedy po prostu mieszano te składniki w filiżance lub w szczelinach geologicznych bez ogrzewania, ilość bardziej złożonego biopolimeru, który wytworzyli, była „dość mała” – podają naukowcy.

Jednak gdy wprowadzono gradient termiczny do pęknięć, produkcja biopolimeru dramatycznie wzrosła. Jest to ważne, ponieważ aminokwasy, choć ważne, nie są wcale niezbędne do życia. Na przykład te same podstawowe elementy składowe znajdują się w martwych meteorytach. „Aby przejść na kolejny poziom, trzeba zacząć wytwarzać polimery – to niezbędny krok na drodze do kolejnego etapu życia” – mówi Pasek.

Za pomocą tego ustawienia nie można odpowiedzieć na kluczowe pytanie dotyczące powstania życia: czy znajdowało się ono w basenie, jak mogłoby istnieć na powierzchni Ziemi, czy w pobliżu komina hydrotermalnego, jak można znaleźć w głębinach oceanu? Mast mówi, że przepływ ciepła przez skały może zachodzić w różnych środowiskach geologicznych i prawdopodobnie był „wszechobecny” na wczesnej Ziemi.

Układ eksperymentalny można również wykorzystać do zbadania innych pytań dotyczących wczesnej chemii na planecie. Mast ma nadzieję stworzyć sieć pęknięć w materiałach geologicznych i zbudować większe sieci połączonych ze sobą komór.

„Garnek jest ważny przy gotowaniu „pierwotnej zupy”.

To badanie jest kolejnym przypomnieniem, że eleganckie eksperymenty chemiczne mogą zignorować istotną część pierwotnej zupy: miskę. Natomiast w 2021 roku zespół naukowców odkrył, że w słynnym eksperymencie z lat 50. XX wieku sama probówka – a raczej szkło borokrzemowe, z którego została wykonana – odegrała rolę w wynikach. Kiedy naukowcy powtórzyli eksperyment w zlewce szklanej, następnie w zlewce teflonowej, a następnie w zlewce teflonowej z odrobiną szkła borokrzemowego, odkryli, że szkło odgrywało kluczową rolę w katalizowaniu reakcji.

READ  Oto jak te rytuały pomogą Ci w diecie!

„Innymi słowy, aby ugotować «pierwotną zupę», ważny jest garnek” – napisał w e-mailu Juan Manuel García Ruiz, profesor naukowy w Międzynarodowym Centrum Fizyki Donostia w Hiszpanii, który brał udział w eksperymencie. Pochwalił nowe dzieło za pomysłowe podejście i, co być może ważniejsze, za to, że jest „wiarygodne z geologicznego punktu widzenia”.

„Być może nie jest to jedyny mechanizm, ale jest skuteczny, pomysłowy, a przede wszystkim stanowi eksperymentalną demonstrację” – powiedział García Ruiz. „Myślę, że potrzebujemy więcej metod eksperymentalnych, aby zbadać kontekst geochemiczny planety, kiedy powstało życie”.

O autorze

Karolina Johnson Jest reporterem naukowym. Wcześniej zajmowała się opieką zdrowotną i przystępnością cenową opieki zdrowotnej dla konsumentów.

Obecnie testujemy tłumaczenia maszynowe. Ten artykuł został automatycznie przetłumaczony z angielskiego na niemiecki.

Ten artykuł został po raz pierwszy opublikowany w języku angielskim 16 kwietnia 2024 r. na stronie „Washingtonpost.com” ukazało się w ramach współpracy, a teraz jest dostępne także w tłumaczeniu dla czytelników portali IPPEN.MEDIA.

Continue Reading
Click to comment

Leave a Reply

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *

science

Miliarder chce ocalić Teleskop Hubble’a – a NASA wydaje się mieć wątpliwości

Published

on

Miliarder chce ocalić Teleskop Hubble’a – a NASA wydaje się mieć wątpliwości
  1. Strona główna
  2. Dowiedzmy się

Naciska

To jak „puszka” w kosmosie: Kosmiczny Teleskop Hubble’a krąży wokół Ziemi od 1990 roku na wysokości około 550 kilometrów. (Zdjęcie pliku) © NASA

Kosmicznego Teleskopu Hubble’a nie da się już naprawić. Prywatna misja kosmiczna mogłaby to zmienić, ale NASA jest sceptyczna.

Waszyngton, DC – Teleskop Hubble’a jest prawdopodobnie najsłynniejszym teleskopem kosmicznym na świecie. Zapewne każdy widział już jego niesamowite zdjęcia z kosmosu. Od czasu wystrzelenia w 1990 roku Hubble przesłał na Ziemię nie tylko wiele oszałamiających zdjęć, ale także niezliczone dane. Pomogły badaczom lepiej zrozumieć wszechświat i nadal pomagają w dzisiejszej eksploracji kosmosu.

Ale żywotność Hubble’a jest ograniczona. Z powodu tarcia atmosferycznego orbita teleskopu wokół Ziemi w dalszym ciągu się zmniejsza, a eksperci spodziewają się, że sonda kosmiczna wielkości mniej więcej autobusu ulegnie uszkodzeniu najpóźniej do lat 30. XXI wieku. Od czasu uziemienia promu kosmicznego w 2011 roku nie ma możliwości naprawy teleskopu kosmicznego ani zwiększenia jego trajektorii. Ale to może się zmienić: Już w grudniu 2022 roku amerykańska organizacja kosmiczna NASA ogłosiła, że ​​prywatna firma kosmiczna SpaceX prowadzi badanieJak zwiększyć wysokość lotu teleskopu?

Miliarder Jared Isaacman chce ocalić należący do NASA Kosmiczny Teleskop Hubble’a

Później okazało się, że miliarder Jared Isaacman myślał o wykorzystaniu swojego programu kosmicznego o nazwie „Polaris Dawn” do uratowania Teleskopu Hubble’a dla NASA. W 2021 roku Isaacman wraz z trzema innymi zwykłymi ludźmi odbyli kilkudniową misję kosmiczną na pokładzie kapsuły kosmicznej SpaceX „Crew Dragon”, a następnie zakupili kolejne loty w przestrzeń kosmiczną – program „Polaris Dawn”. Pierwszy start programu zaplanowano na najbliższe tygodnie, a zespół Isaacmana planuje także swój pierwszy prywatny lot w przestrzeń kosmiczną. SpaceX wprowadziło niedawno do tego celu specjalne skafandry kosmiczne.

Niewykluczone także, że misja ratunkowa Hubble’a odbędzie się w ramach programu Polaris Dawn. Wygląda jednak na to, że NASA nie jest jeszcze przekonana. Jak podało amerykańskie radio NPRWewnętrzne e-maile NASA pokazują, że amerykańska agencja kosmiczna jest nieco sceptyczna wobec tej propozycji. Chociaż może zaoszczędzić dużo pieniędzy.

NASA ma obawy dotyczące spacerów kosmicznych SpaceX przy użyciu Teleskopu Hubble’a

Największe obawy wydają się dotyczyć spacerów kosmicznych, w końcu żaden astronauta nigdy nie opuścił kapsuły Crew Dragon. Na niedawnej konferencji prasowej na temat pierwszego komercyjnego spaceru kosmicznego Isaacman wyjaśnił, że kontrargumenty zawsze dotyczą ryzyka związanego ze spacerami kosmicznymi. „To ryzyko z pewnością zostanie zaakceptowane” – podkreślił, dodając, że jego grupa z pewnością będzie kontynuować prywatne spacery kosmiczne i NASA powinna z tego skorzystać. „Powiedziałbym, że to ma więcej niż sens. To całkiem oczywiste” – powiedział Isaacman.

Astronauci NASA po raz ostatni naprawili Kosmiczny Teleskop Hubble'a w 2009 roku. (Zdjęcie pliku)
Astronauci NASA po raz ostatni naprawili Kosmiczny Teleskop Hubble’a w 2009 roku. (Zdjęcie pliku) © imago/Nasa

W styczniu przemawiał Izaakman Na X (dawniej Twitter) Wyjaśnił, że zegar tyka: „Wraz z kurczeniem się orbity Hubble’a, ilość czasu na planowanie, szkolenie i lot misji jest ograniczona. „Trochę się niepokoję, że czas na to ucieka grę” – napisał miliarder. „Jeśli chodzi o załogę” – napisał miliarder, skupiamy ludzi, którzy dadzą misji największe szanse powodzenia. Martwię się tylko, że w tym tempie Hubble może już nie zostać do uratowania. „Dwa startupy również chcą uratować Hubble’a.

NASA wie, jak to jest, gdy astronauci umierają w pracy

Nawet jeśli na pierwszy rzut oka wydaje się, że brak przekonania NASA do pomysłu jest nielogiczny, nie można ignorować obaw. W końcu agencja kosmiczna wie, co dla astronautów oznacza śmierć w pracy. Wypadki promów kosmicznych Columbia i Challenger są głęboko wpisane w DNA agencji. Nawet podczas spaceru kosmicznego nie zawsze wszystko idzie gładko Badania NASA pokazują. W związku z tym w przypadku 22% spacerów kosmicznych w latach 1965–2019 doszłoby do „poważnych chybień” lub „niebezpiecznych wypadków”.

Ryzyko uszkodzenia Kosmicznego Teleskopu Hubble’a w trakcie tego procesu jest również realne. W nadchodzących latach – co najmniej do 2030 roku – eksperci oczekują dobrych danych z Hubble’a. Uszkodzenie teleskopu może narazić na szwank te dane. (niezapłacony rachunek)

READ  Skutecznie zapobiegaj udarom: ta żywność jest zdrowa i smaczna
Continue Reading

science

Silne konopie podwajają ryzyko psychozy u młodych ludzi

Published

on

Silne konopie podwajają ryzyko psychozy u młodych ludzi

Zawartość tetrahydrokanabinolu (THC).

Roberta Klatta

Konopie znacznie zwiększają ryzyko wystąpienia przeżyć psychotycznych, takich jak halucynacje czy urojenia. Ryzyko wzrasta szczególnie gwałtownie w przypadku rodzajów konopi bogatych w tetrahydrokanabinol (THC).


Bristolu (Anglia). Naukowcy z Uniwersytetu w Bath opublikowali badanie wykazujące, że stężenie tetrahydrokannabinolu (THC), substancji psychoaktywnej zawartej w konopiach indyjskich, znacznie wzrosło w Wielkiej Brytanii w latach 1970–2017 (+14%). Obecnie na rynku konopi indyjskich dostępne są bardzo silne odmiany. Teraz naukowcy z Uniwersytetu w Bristolu pod kierownictwem dr. Lindsay Hines opublikowała wyniki badania podłużnego pokazujące, że mocne odmiany konopi znacznie zwiększają ryzyko rozwoju psychozy.


Według tego, co opublikowano w specjalistycznym czasopiśmie uzależniony Analizowane dane pochodzą z badania Children’s Study z lat 90. XX w., w ramach którego zebrano informacje na temat zdrowia i dane od około 14 000 osób, które uczestniczyły w badaniu od urodzenia przez ponad 30 lat. Uczestników testu zapytano, czy używali konopi indyjskich w wieku od 16 do 18 lat i czy doświadczyli doświadczeń psychotycznych, takich jak halucynacje lub urojenia, do wieku 19–24 lat.


Ryzyko psychozy gwałtownie wzrasta

Według zebranych danych znacznie większy odsetek osób używających konopi indyjskich (6,4%) miał doświadczenia psychotyczne w porównaniu z osobami nieużywającymi konopi indyjskich (3,8%). Młodzież, która stosowała odmiany konopi o wysokiej zawartości THC, również częściej doświadczała doświadczeń psychotycznych (10,1%) w porównaniu z młodzieżą, która stosowała słabsze odmiany konopi (3,8%). Badanie pokazuje, że osoby spożywające konopie indyjskie o dużej mocy doświadczają doświadczeń psychotycznych dwukrotnie częściej niż osoby spożywające słabsze odmiany konopi lub w ogóle nie używające tego narkotyku.

„Młodzi ludzie używający bardzo silnych form konopi indyjskich są dwukrotnie bardziej narażeni na doświadczenia psychotyczne, takie jak halucynacje i urojenia. Co ważne, młodzi ludzie objęci badaniem nie zgłaszali tych doświadczeń przed rozpoczęciem używania konopi indyjskich. To kolejny dowód wskazujący na wysoki poziom używania konopi indyjskich Potencja może negatywnie wpływać na zdrowie psychiczne.


READ  Czy delfiny mogą chorować na Alzheimera? Badanie dostarcza dowodów

Biorąc pod uwagę wyniki, badacze chcą przeprowadzić więcej badań w celu zbadania długoterminowych skutków spożywania konopi indyjskich o dużej mocy.

„Konopie zmieniają się, a konopie o dużej mocy stają się coraz bardziej dostępne. Odkrycia te podkreślają znaczenie zrozumienia długoterminowych skutków używania konopi o dużej mocy przez młodych ludzi. Musimy poprawić edukację i informowanie o skutkach używania konopi indyjskich XXI wiek.

Uzależnienie, doi: 10.1111/add.16517

Continue Reading

science

NASA interweniuje w imieniu Rosji

Published

on

NASA interweniuje w imieniu Rosji
  1. Strona główna
  2. Dowiedzmy się

Naciska

Łazik marsjański Rosalind Franklin był skazany na porażkę. A teraz, dzięki NASA, nadal może ukończyć swoją misję na Czerwonej Planecie.

Paryż – Mars jest obecnie domem dla dwóch aktywnych łazików, Curiosity i Perseverance, obu wysłanych przez NASA. Pierwotnie trzeci łazik, Rosalind Franklin, również działał na Czerwonej Planecie przez około półtora roku. Jednak misja ta, będąca efektem współpracy Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) i rosyjskiej agencji kosmicznej Roscosmos, została wstrzymana z powodu wojny na Ukrainie.

Projekt Rosalind Franklin wydawał się skazany na porażkę, a statek był przechowywany we włoskim magazynie. Ale teraz statek kosmiczny otrzymał drugą szansę – od NASA.

Łazik marsjański Rosalind Franklin powstał w wyniku współpracy Europejskiej Agencji Kosmicznej i Rosji

Historia Rosalind Franklin to historia projektu ExoMars, będącego owocem współpracy europejskich i rosyjskich lotów kosmicznych. W 2016 r. należąca do Europejskiej Agencji Kosmicznej sonda ExoMars Trace Gas Orbiter została wysłana w przestrzeń kosmiczną na pokładzie rosyjskiej rakiety. Sonda Schiaparelli miała wylądować na Marsie, ale ta próba się nie powiodła. Wystrzelenie kolejnej części projektu ExoMars, łazika Rosalind Franklin, zaplanowano na jesień 2022 roku. Roscosmos dostarczył na misję rakietę, lądownik i część przyrządów pomiarowych.

Jednak wraz z wybuchem wojny z Ukrainą Europejska Agencja Kosmiczna zakończyła współpracę z Rosją, przez co wystrzelenie statku kosmicznego stało się poza zasięgiem. Europejska Agencja Kosmiczna zdecydowała się zbudować własny lądownik, brakowało mu jednak rakiety i modułów ogrzewania promiennikowego. Tutaj pojawia się rola NASA. Jak wynika z komunikatu Europejskiej Agencji Kosmicznej, w połowie maja 2024 roku podpisano protokół ustaleń, w którym ustalono, kto dostarczy najważniejsze elementy łazika Rosalind Franklin.

NASA pomaga ocalić Marsa Rosalind Franklin

NASA zapewni „usługę startową”, czyli rakietę i jej sterowane silniki przepustnicy. Ponadto amerykańska agencja kosmiczna we współpracy z Departamentem Energii USA dostarczy do pojazdu radioizotopowy moduł grzewczy.

Pojazd ma wyruszyć w trasę
Łazik Rosalind Franklin ma udać się na Marsa jesienią 2022 r. Obecnie start zaplanowano na 2028 r. – z pomocą NASA. (Wrażenie artysty) © Esa/ATG Medialab

Rosalind Franklin będzie pierwszym łazikiem zdolnym do wwiercenia się w marsjańską glebę na głębokość do dwóch metrów. Mamy nadzieję, że na tej głębokości próbki pozostaną odporne na promieniowanie powierzchniowe i ekstremalne temperatury panujące na Marsie. „Unikalne możliwości wierceń i laboratorium pobierania próbek na pokładzie łazika Rosalind Franklin mają wyjątkową wartość naukową w poszukiwaniu przez ludzkość dowodów na starożytne życie na Marsie” – powiedziała Nicola Fox, zastępca szefa Dyrekcji Misji Naukowych NASA.

„NASA wspiera misję Rosalind Franklin, aby kontynuować silne partnerstwo między Stanami Zjednoczonymi a Europą w celu badania nieznanego w naszym Układzie Słonecznym i poza nim” – dodał Fox.

Nowy łazik marsjański ma rozpocząć swoją podróż na Czerwoną Planetę w 2028 r. Fakt, że ze wszystkich ludzi Stany Zjednoczone są w stanie uratować łazik, jest dość ironiczny: przed rozpoczęciem europejsko-rosyjskiego programu „ExoMars” , toczyły się rozmowy pomiędzy NASA a Europejską Agencją Kosmiczną na temat wspólnej misji na Marsa. Jednak ze względu na problemy z finansowaniem NASA wycofała się i interweniowała Rosyjska Agencja Kosmiczna. Dzięki temu udziałowi projekt marsjański prawie się nie powiódł. (niezapłacony rachunek)

READ  Komentarz do pamięci ofiar Korony: Spóźniony gest
Continue Reading

Trending