Google

Translate blog

tisdag 26 november 2024

Hur mikrober skapar den giftigaste formen av kvicksilver i fisk (metylkvicksilver)

 


Bild https://www6.slac.stanford.edu  Metylkvicksilver som koncentreras i fisk och sedan konsumeras av människor – är en viktig bidragande orsak till kvicksilverförgiftning. Nu har forskare avslöjat nya detaljer om hur mikrober producerar metylkvicksilver vilket kan ligga till grund för hur nya saneringsstrategier ska utarbetas. (Dwayne Meadows, NOAA/NMFS/OPR via Flickr)

Kvicksilver är giftigt och blir än giftigare om det omvandlas till metylkvicksilver  en form av kvicksilver som är så skadlig att bara några miljarddelar av ett gram kan orsaka allvarliga och bestående neurologiska skador på ett växande foster. Metylkvicksilver tar sig ofta in i våra kroppar via fisk och skaldjur som vi äter. Men att bli av med det i miljön finns det inget enkelt sätt att göra på.

Nu har forskare med hjälp av högenergirik röntgenstrålning vid Stanford Synchrotron Radiation Lightsource (SSRL) vid det amerikanska energidepartementets SLAC National Accelerator Laboratory identifierat en oväntad stor aktör i metylkvicksilverförgiftning i form av en molekyl som kallas S-adenosyl-L-metionin (SAM).

Studien om upptäckten är publicerad i Proceedings of the National Academy of Sciences och i den beskrivs den molekyl den upptäckt som kan det hjälpa forskare att hitta nya sätt att ta itu med metylkvicksilverförgiftning.

"Ingen visste innan upptäckten hur kvicksilver metyleras biologiskt", beskriver Riti Sarangi, senior forskare vid SSRL:s program för strukturell molekylärbiologi och medförfattare till artikeln. – Vi måste förstå den grundläggande processen innan vi kan utveckla en effektiv strategi för rening av metylkvicksilver. Studien visar ett steg i den riktningen.

I den nya artikeln behandlas ett smalt men viktigt mysterium om hur metylkvicksilver produceras. Forskare visste att det mesta av det kvicksilver vi konsumerar kommer från industriella utsläpp som tar sig ut i vattendrag där mikrober omvandlar det till metylkvicksilver. Den formen koncentreras sedan i fisk – och i slutändan oss  när den rör sig uppåt i näringskedjan.

Ändå var forskarna inte säkra på hur mikroorganismer producerar metylkvicksilver. En viktig förväxlingsfaktor, beskriver Sarangi, är att proteinsystemet som omvandlar kvicksilver till metylkvicksilver, kallat HgcAB, bara finns i mycket små mängder i mikrober vilket gör det extremt svårt att samla in och rena tillräckligt för att studera. Minsta exponering för syre och ljus inaktiverar HgcAB.

I ett arbete som sträcker sig över 10 år och samarbeten mellan nationella laboratorier och universitet har professor Steve Ragsdale vid University of Michigan och hans doktorand Katherine Rush, nu biträdande professor vid Auburn University och postdoktorala medarbetaren Kaiyuan Zheng utvecklat ett nytt protokoll för att ge tillräckligt med stabilt HgcAB för att kunna undersöka hur det omvandlar kvicksilver till metylkvicksilver.

– Vi har jobbat med många väldigt svåra proteiner, men den här hade allt man inte vill ha i ett protein om man ville rena det. Det var väldigt komplicerat, beskriver Ragsdale.

När teamet hade renat tillräckligt med HgcAB transporterade de proverna – kylda med flytande kväve och avskärmade från ljus – till SSRL för röntgenabsorptionsspektroskopimätningar. Där använde SSRL-forskaren Macon Abernathy en metod som kallas extended X-ray absorption fine structure spectroscopy för att studera HgcAB.

Medan tidigare studier antog att metylgruppen i fråga kom från metyltetrahydrofolat, en vanlig metyldonator vid cellulära reaktioner finner den nya studien att den kom av SAM istället. Forskarna sa att resultaten, som begränsar sig till de viktigaste aktörerna i produktionen av metylkvicksilver, kan hjälpa till i utvecklingen av miljösaneringsstrategier.

"Ingen har provat det ännu, men kanske kan analoger till SAM utvecklas som kan ta itu med metylkvicksilver i miljön", säger Ragsdale.

SSRL är en användaranläggning för DOE Office of Science. SSRL Structural Molecular Biology-programmet stöds av DOE Office of Science och NIH National Institute of General Medical Sciences.

Ännu finns kvicksilver i fisk vilket kan förvåna då kcicksilverbetat utsäde som var en av anledningarna till förgiftning och fågeldöd på 1960 talet ligger långt tillbaka i tiden nu. Men kanske förklaringen finns här.

måndag 25 november 2024

Mysteriet med Zebra"- mönstret i Krabbnebulosan är löst.

 


Bild https://news.ku.edu Krabbnebulosan. Källa: NASA

Krabbnebulosan (ett gasmoln) har en neutronstjärna i sitt centrum som är en 12 mil i diameter stor pulsar som kastar ut elektromagnetisk strålning över kosmos. 

– Strålningen här har formen av en fyrstråle och den sveper upprepade gånger förbi jorden under stjärnans rotation, beskriver studiens huvudförfattare Mikhail Medvedev, professor i fysik och astronomi vid KU (Kansas university). – Vi ser fenomenet vanligtvis med en eller två pulser per rotation. Pulsaren är känd som Krabbpulsaren och finns i mitten av Krabbnebulosan 6 000 ljusår bort från oss.

Krabbnebulosan är resterna av en supernova som sågs 1054. Historiska dokument, inklusive kinesiska källor, beskriver en ovanligt ljusstark stjärna som dyker upp på himlen det året.

Men till skillnad från alla andra kända pulsarer har krabbpulsaren har ett zebramönster, beskriver Medvedev. Ett ovanligt bandavstånd i det elektromagnetiska spektrumet proportionellt mot bandfrekvenser och andra ovanliga egenskaper som hög polarisering och stabilitet.

"Det är väldigt ljust över praktiskt taget alla våglängder", beskriver han. – Det här är det enda objekt vi känner till som ger upphov till zebramönster och det förekommer bara i en enda emissionskomponent från krabbpulsaren. Huvudpulsen är en bredbandspuls, typisk för de flesta pulsarer, tillsammans med andra bredbandskomponenter som är gemensamma för neutronstjärnor. Den högfrekventa interpulsen är dock unik och sträcker sig mellan 5 och 30 gigahertz – frekvenser som liknar de i en mikrovågsugn.

Sedan detta mönster upptäcktes och beskrevs i en artikel  2007 beskriver Medvedev att mönstret har visat sig vara "förbryllande" för utredarna. Forskare har föreslagit olika utsläppsmekanismer, men ingen av dem har på ett övertygande sätt förklarat de observerade mönstret.

Med hjälp av data från Krabbpulsaren etablerade Medvedev en metod som använder vågoptik för att mäta densiteten hos pulsarens plasma – "gasen" av laddade partiklar (elektroner och positroner) – med hjälp av ett fransmönster som finns i de elektromagnetiska pulserna.

"Om du har en skärm och en elektromagnetisk våg passerar, fortplantar sig inte vågen rakt igenom", beskriv Medvedev. "Inom geometrisk optik skulle skuggor som kastas av hinder sträcka sig i oändlighet – om du befinner dig i skuggan finns inget ljus; Utanför den ser du ljus. Men vågoptik introducerar ett annat beteende - vågor böjer sig runt hinder och stör varandra, vilket skapar en sekvens av ljusa och svaga fransar på grund av konstruktiv och destruktiv störning.

Detta välkända fenomen orsakas av konsistent konstruktiv interferens, men har olika egenskaper när radiovågor fortplantar sig runt en neutronstjärna.

"Ett typiskt diffraktionsmönster skulle ge jämnt fördelade fransar om vi har en neutronstjärna som sköld", beskriver Medvedev. – Men här genererar neutronstjärnans magnetfält laddade partiklar som bildar ett tätt plasma, som varierar med avståndet från stjärnan. När en radiovåg fortplantar sig genom plasmat passerar den genom utspädda områden men reflekteras av tät plasma. Denna reflektion varierar beroende på frekvens: Låga frekvenser reflekterar vid stora radier och kastar en större skugga, medan höga frekvenser skapar mindre skuggor vilket resulterar i olika kantavstånd."

På detta sätt bestämde Medvedev att Krabbpulsarens plasmamateria orsakar diffraktion i de elektromagnetiska pulser som är ansvariga för neutronstjärnans singulära zebramönster.

– Den här modellen är den första som kan mäta de här parametrarna, beskriver Medvedev. – Genom att analysera fransarna kan vi härleda densiteten och fördelningen av plasma i magnetosfären. Det är otroligt eftersom dessa observationer gör det möjligt för oss att omvandla fransmätningar till en densitetsfördelning av plasmat, vilket i princip skapar en bild eller utför tomografi av neutronstjärnans magnetosfär.

Utöver detta beskriver Medvedev att hans teori kan testas genom att samla in mer data från Krabbpulsaren och finjusteras genom att ta hänsyn till dess kraftfulla och märkliga gravitations- och polarisationseffekter. Den nya förståelsen av hur plasmamateria förändrar en pulsars signal kommer att förändra hur astrofysiker förstår pulsarer.

"Krabbpulsaren är något unik – den är relativt ung med astronomiska mått mätt, bara omkring tusen år gammal och mycket energirik", beskriver han. "Men den är inte ensam; Vi känner till hundratals pulsarer och över ett dussin är unga. Kända binära pulsarer som användes för att testa Einsteins allmänna relativitetsteori, kan också utforskas med den föreslagna metoden. Denna forskning kan bredda förståelsen och observationsteknik för pulsarer, särskilt unga, energirika sådana.

Studien har publicerats i Physical Review Letters.

söndag 24 november 2024

Fast djur inte tänker likt oss är de likväl smarta

 


Bild nötskrika https://animalia.bio/sv/eurasian-jay

Vi tror ofta att människor är smartare än djur, men djur är smarta på ett annat sätt än vi, förklarar forskaren Bas van Woerkum-Rooker vid Radboud University..

Till exempel: en hund går och sätter sig vid fönstret varje dag precis innan ägaren kommer hem från jobbet. Så kanske vet hunden ungefär vad klockan är tror forskarna. Men det visar sig att ägarens doft fortfarande dröjer sig kvar i huset när denne lämnar hemmet men avtar sedan långsamt under dagen. När doftkoncentrationen sjunker under en viss nivå vet hunden att ägaren snart kommer hem.

Van Woerkum-Rooker: "Du kan då dra slutsatsen att den här hunden inte är så smart som du trodde, men när du gör det jämför du djurs intelligens med mänsklig intelligens. En hunds tidsuppfattning är helt enkelt kopplad till lukt. Det är också intelligens.

Enligt filosofi skulle vi kunna lära oss mycket mer om djurs kognition om vi genomförde vår forskning på ett annat sätt än nu. Van Woerkum-Rooker har utarbetat en teori som gör det möjligt att bättre förstå djurs intelligens.

Under sin doktorandtid såg Van Woerkum-Rooker bland annat på forskning av jämförande psykologi om kråkarter. Forskningen i fråga fokuserade på nötskrikor som gömmer nötter och larver när det är ont om mat. De kan sedan komma ihåg var de gömde maten. När nötskrikorna kommer tillbaka för att hämta maten efter en vecka flyger de tillbaka till nötterna men inte efter larverna då de vet att larverna inte längre är ätbara om det är mer än  tre dagar sedan de gömde dem.

Forskarna antog att nötskrikor har ett slags "episodiskt minne": förmågan att komma ihåg vad, var och när något hände, på samma sätt som vi minns ett ögonblick i vårt liv.  De studerade detta genom att låta nötskrikor göra tester i en kontrollerad miljö.

Till exempel kontrollerade de om nötskrikorna fortfarande visste att det inte var någon idé att gräva upp larverna, om det till exempel inte fanns något dagsljus eller någon ruttnande lukt: möjliga tecken på tidens gång. Nötskrikorna fortsatte dock att ignorera larverna efter tre dagar.

Men det betyder inte nödvändigtvis att de har ett episodiskt minne, som människor, beskriver Van Woerkum-Rooker. Det finns andra faktorer som kan påverka deras kunskap, till exempel lukten av en forskare som kommer in varje dag. Man kan aldrig utesluta alternativa förklaringar. Idén att perception och intelligens är separata är felaktig. Djur kan alltid få sensorisk information som hjälper dem att veta vad de ska göra, till exempel vissa ljudfrekvenser som vi inte kan uppfatta. Och det mänskliga episodiska minnet är också mycket starkare kopplat till vår perception än vad vi tenderar att tro.

Filosofin utvecklade en ny metod för vetenskapsmän där utgångspunkten inte är människans förmågor, utan djurets sinnen. Det kräver att man först vet vad ett djur kan uppfatta i en viss miljö, förklarar Van Woerkum-Rooker. – Det kan handla om bullernivåer eller elektromagnetisk strålning som vi själva inte hör, ser eller känner. Sedan börjar du subtrahera och addera dessa variabler, snarare än att eliminera dem helt och hållet. I ett laboratorium kan man uppenbarligen inte efterlikna allt som finns i den naturliga miljön därför  måste man även studera djur i  dess naturlig miljö.

Det gör forskningen lite mer komplicerad, medger Van Woerkum-Rooker, men det ger också mer insikt i djurens intelligens. Alla djurarter – inklusive människor utvecklades för att utveckla lösningar på de problem de stöter på. Många tror att elefanter är smartare än till exempel myror eftersom de har förmågan att trösta varandra. Vi ser ofta tröst som ett tecken på intelligens eftersom vi känner igen det hos oss själva. Men ex myrors grävarbete kan också ses som intelligent.

För att förstå hur smarta djur är bör vi inte utgå från människors intelligens. Istället hur en djurarts förmågor får denna att överleva och förökas. Artens möjlighet att förändra sitt beteende för ett bättre liv individuellt eller för gruppen.

lördag 23 november 2024

Kosmisk mikrovågsbakgrund förstärker Hubblekonstanten

 




Bild wikimedia . IceCube-laboratoriet och Vintergatan och norrsken i mörkret på Sydpolen under vinter med natthimlen i bakgrunden. Bilden är exponeringssmält för att korrekt exponera den röda säkerhetslampan på byggnaden.

Ca 400 000 år efter Big Bang svalnade universum precis tillräckligt för att fotonerna skulle kunna fly från den ursprungliga kosmologiska soppan. Under de följande 14 miljarder åren fortsatte dessa uråldriga fotoner som var universums första ljus att färdas och vi kan detektera det från Jorden än i dag. Detta relikljus är känt som den kosmiska mikrovågsbakgrunden.

I en ny studie har forskare använt observationsdata från detta första ljus – insamlat från South Pole Telescope vid National Science Foundations Amundsen-Scott South Pole Station i Antarktis (mikrovågstelekop) 

för att utforska den teoretiska grunden för den kosmologiska standardmodell som beskriver universums historia under de senaste 14 miljarder åren. Studien har genomförts av forskare vid UC Davis och kollegor vid South Pole Telescope-samarbetet, under ledning från University of Chicago och har skickats in till tidskriften Physical Review D och publicerats.

Studien, som bygger på högprecisionsmätningar av den kosmiska mikrovågsbakgrunden och dess polariserade ljus, ger ytterligare stöd åt sanningshalten i den kosmologiska standardmodellen. Den gör även en beräkning av Hubblekonstanten – hur snabbt universum expanderar – med en ny metod, vilket ger nya insikter om ett pågående vetenskapligt pussel som kallas "Hubblespänningen"

"Vi har en i stort sett sammanhängande, detaljerad och framgångsrik modell som beskriver dessa 14 miljarder år av evolution", beskriver Lloyd Knox, Michael and Ester Vaida Endowed Chair in Cosmology and Astrophysics vid UC Davis och en av studiens medförfattare. Men vi vet inte vad som faktiskt genererade de första uppbrotten från fullständig homogenitet som så småningom ledde till alla strukturer i universum, inklusive oss själva.

"Det här resultatet är särskilt spännande, eftersom det representerar de första konkurrensbegränsningarna för kosmologi med hjälp av enbart polariseringen av mikrovågsbakgrunden vilket gör det nästan 100 % oberoende av tidigare resultat som främst förlitade sig på den totala intensiteten", säger Tom Crawford, medförfattare till studien och forskningsprofessor vid University of Chicago.

För mer fakta om denna studie se denna länk. 

Sön 24

fredag 22 november 2024

Talgoxen har lätt för att lära och lära om.

 


Bild wikipedia. Talgoxhane med klara gula sidor. Tips på en bok om hur smart talgoxen är Anders Brodins bok ”Smartast bland mesar” utgiven av förlaget Natur & Kultur.

Många grupplevande djur inklusive människan lär sig av varandra men få vilda djur har möjlighet att förstå social inlärning som talgoxarna. Talgoxar blev kända på 1920-talet efter att vissa började öppna folielocken på mjölkflaskor för att få tag på grädden som flöt på ytan. Invånarna i en liten stad i England var de första som beskrev beteendet, men snart öppnade människor över hela Europa sina dörrar efter att mjölkbudet kommit för att upptäcka att deras mjölkflaskor hade blivit plundrade av fåglar. Beteendet spred sig så långt och snabbt från första rapportplatsen  att forskare ansåg det osannolikt att enskilda fåglar kom på detta trick på egen hand utan fåglarna lärde av varandra.

2015 gjorde ett team lett av Lucy Aplin som då fanns vid University of Oxford, ett experiment på en population av talgoxar i en engelsk skog. Hennes experiment visade att fåglar kunde lära sig att frigöra mat från en pussellåda genom att kopiera lösningen från andra talgoxar vilket bekräftade att de ursprungliga mjölkplundrande fåglarnas beteende också hade förts vidare till sin flock varifrån det sedan förts vidare till andra talgoxar från andra flockar.

"Social inlärning är en bra genväg när det gäller att testa nya förmågor på ett säkert sätt", beskriver Chimento, postdoktoral forskare som arbetade i Aplins team vid Max Planck Institute of Animal Behavior i Konstanz, Tyskland. "Att vara uppmärksam på vad andra gör ger chansen att se om ett nytt beteende är fördelaktigt eller potentiellt farligt.

"Teoretiska modeller har föreslagit att djur bör ändra sin sociala inlärningsstrategi när de ställs inför nya miljöer", beskriver Chimento verksam vid Cluster of Excellence Collective Behaviour vid universitetet i Konstanz. Med andra ord, när djur flyttar till en ny plats kan de lära sig nytt av de artfränder som finns på den nya platsen. Men ingen har tidigare experimentellt visat detta på annat än människor, beskriver han.

Med hjälp av ett automatiserat pussellådsystem som de utvecklat, utformade teamet ett experiment för att testa denna hypotes på talgoxar. De skapade experimentella sociala grupper av vildfångade talgoxar. Varje grupp fick en handledare (talgoxe) som hade lärt sig att komma åt mat från en pussellåda genom att antingen trycka en lucka åt vänster eller höger. Talgoxen släpptes sedan in i  grupper av talgoxar så att deras flockkamrater lärde sig att föredra att använda en lösning framför en annan.

Därefter kom invandringsevenemanget. Fåglar som tryckte höger flyttades till fågelburar där de bofasta fåglarna använde den vänstra lösningen och vice versa. Invandrarna såg inte bara att de boende öppnade pussellådan på ett nytt sätt, utan i vissa grupper upptäckte de också att de boende fick en bättre belöning genom att göra det. "Det som är viktigt är att invandrarna var blinda för det faktum att matbelöningen hade förändrats", beskrev Chimento, studiens huvudförfattare. "Invandrare kunde bara veta att något har förändrats genom att antingen se invånarna använda pusslet eller genom att prova den andra sidan själva."

Och  det gjorde invandrarna. Efter att ha släppts ut i den nya buren bytte den stora majoriteten av invandrarna – 80 procent – sin metod omedelbart. I stället för att försöka sig på den metod som de hade utbildats i, använde invandrarna boendes lösning vid första försöket. Chimento säger att detta  resultat är ett övertygande bevis för att social inlärning spelade in: "Naturligtvis kan vi inte fråga fåglarna exakt var de fick sin information ifrån, men dessa beteendemönster är slående nog för att antyda att fåglarna iakttog invånarna mycket noga från det ögonblick de kom in i sin nya sociala grupp."

Men immigranterna flyttades inte bara till en plats där invånarna fick bättre mat; Deras visuella värld förändrades också drastiskt. Forskarna manipulerade invandrarnas miljö genom att även ändra bladverket i de experimentella burarna. Och det var den förändrade visuella miljön som visade sig vara grundbulten för lärandet. I försök där bladverket inte förändrades var det bara 25 procent av nykomlingarna som provade den inhemska lösningen vid första försöket, även när lokalbefolkningen fick mer mat.

 "De ignorerade inte nödvändigtvis de boende, men det tog mycket längre tid för dem att gå över till den mer givande lösningen. Våra analyser tyder på att det beror på att de inte påverkades lika mycket av de boende (när miljön runt om inte förändrats mot vad de var vana vid), beskrev Chimento.

Kan vi finna samma slag av acceptans av nya möjligheter och belöningar bland människor? Kanske. Men människan har något talgoxar inte har vad man vet ”stolthet”(eller som många kulturer ännu i vår tid anser viktigt heder) som säger, mig ändrar du inte på jag är jag och vägrar passa in i en ny kulturs värderingar och sätt att leva. Detta ser vi i dag i Sverige och världen och är inget unikt. Det har alltid funnits och även helsvenskar är sådana. Vi vill visa världen att vårt sätt att leva och tycka är det rätta likt andra kulturer vill med sina åsikter.

torsdag 21 november 2024

Standardmodellen av hur galaxer bildas ifrågasätts.

 


Bild wikipedia. NGC 1427A är ett exempel på irreguljär galax.

För att standardmodellen för hur galaxer bildades i det tidiga universum antogs att James Webbteleskop (JWST) skulle upptäcka svaga signaler från små, primitiva galaxer. Men insamlad data bekräftar inte denna standardmodell som lärs i läroböckerna som innebar att osynlig mörk materia var ansvarig för att de första stjärnorna och att galaxerna klumpade ihop sig.

Istället visade Webbteleskopet att de tidigaste galaxerna var stora och ljusstarka, i överensstämmelse med en alternativ gravitationsteori, enligt ny forskning från Case Western Reserve University som publiceras 12 november i The Astrofysisk tidskrift. Resultaten utmanar astronomernas förförståelse av det tidiga universum. McGaugh, professor och chef för astronomi vid Case Western Reserve, beskriver att i stället för mörk materia kan modifierad gravitation ha spelat en roll.

Han beskriver att en teori som kallas MOND, (Modified Newtonian Dynamics). Denna teori som utarbetades 1998 beskriver  att strukturbildningen i det tidiga universum skulle ha skett mycket snabbt – mycket snabbare än teorin om kall mörk materia, känd som lambda-CDM (Lambda cold dark matter) beskriver. 

JWST utformades för att svara på några av de största frågorna i universum, till exempel hur och när stjärnor och galaxer bildades? Innan teleskopet sköts upp 2021 kunde inget teleskop se så djupt in i universum och långt tillbaka i tiden.

Lambda-CDM-teorin förutspår att galaxer bildades genom en gradvis ansamling av materia från små till större strukturer på grund av den extra gravitation som den mörka materians massa ger.

"Astronomer uppfann mörk materia för att förklara hur man tar sig från ett mycket jämnt tidigt universum till stora galaxer med massor av tomrum mellan dem som vi ser idag", beskriver McGaugh.

De små bitarna samlades i större och större strukturer tills galaxer bildades. JWST borde kunna se dessa små galaxföregångare som svagt ljus.

"Förväntningen var att varje stor galax vi ser i det närliggande universum skulle ha kommit till från dessa små bitar", beskriver McGaugh.

Men högre och högre rödförskjutning innebärande att man tittar tillbaks längre och längre tillbaks mot den första tiden efter BigBang, Ju högre rödförskjutning av ett ljus desto längre bort kommer det från och även i tid.

I MOND-teorin  förutspås att massan (gas och stoff) som blir till en galax istället sätts ihop snabbt och till en början expanderar utåt med resten av universum. Den starkare gravitationskraften bromsar och vänder sedan expansionen och materialet kollapsar i sig självt och bildar en galax. Enligt denna teori finns det ingen mörk materia alls.

Där är jag helt överens med MOND- teorin men vill lägga till strängteorin. 

De stora och ljusa strukturerna som JWST ser mycket tidigt i universum förutspåddes av MOND för över ett kvarts sekel sedan, beskriver McGaugh som är medförfattare till artikeln tillsammans med Federico Lelli, tidigare postdoktoral forskare vid Case Western Reserve, nu vid INAF—Arcetri Astrophysical Observatory i Italien och den tidigare doktoranden Jay Franck. Den fjärde medförfattaren är James Schombert från University of Oregon.

McGaugh tillägger att det fortfarande är en stor utmaning att hitta en teori som är kompatibel med både MOND och den allmänna relativitetsteorin.

Jag tillägger glöm inte strängteorin och glöm mörk materia och mörk energi.

onsdag 20 november 2024

Jätteknölkallans (Likblommans) hemlighet avslöjad

 


Bild flickr.com. Titan Arum (Jätteknölkalla el Likblomma).

Lukten av jätteknölkallans doft påminner om ruttnande kött vilket lockar massor av nyfikna besökare till växthus runt om i världen under dess sällsynta blomning. Vad som fascinerar forskare är likblommans möjlighet att värma upp sig själv med ca 6 grader Celsius precis innan den blommar genom en process som kallas termogenes, en ovanlig egenskap hos växter som inte är helt förstådd.

Nu visar en studie från Dartmouth college att jätteknölkallan att det är genetik och biologiska mekanismer som driver fram värme och luktande kemikalier då växten blommar. I collegets tidning i PNAS Nexus den 4 november har ett team av forskare under ledning av G. Eric Schaller, professor i molekylärbiologi beskrivet hur de identifierat en ny komponent i jätteknölkallans lukt som en form av en organisk kemikalie som kallas putrescin.

Schaller studerar hur växthormoner reglerar sin förmåga att växa och reagera på förändringar i sin miljö (och  extraknäcker även som författare av noveller och skräckromaner) har visat att jätteknölkallan inte är en enda blomma, utan ett kluster av små blommor gömda i en gigantisk central stjälk som kallas spadix och som kan bli upp till 3,5 meter hög vilket är växtens mest slående visuella inslag.

Det kan gå flera år utan att växten blommar, intervall på 5 till 7 år är vanligt. När den blommar är det över en natt. – Blomningarna är sällsynta och dessutom kortvariga så vi får bara en kort stund att studera de här fenomenet, beskriver Schaller.

Vid blomningen kommer ett krusidullaktigt kronbladsliknande lager vid basen av spadixen kallat spathe att vecklas ut för att skapa en kopp runt den centrala stjälken som är djupröd eller rödbrun på insidan. Spadixen börjar då värmas upp och dess temperatur stiger med ca 6 grader Celcius över omgivningstemperaturen följt strax efter av frisättningen av växtens signaturdoft som härrör från en cocktail av stinkande svavelbaserade föreningar som lockar till sig flugor och asbaggar som  pollinerar växten.

Vid blomningen 2016 samlade forskarna in nio vävnadsprover under tre nätter med början när spadixtemperaturen nådde sin topp – från läppen och basen av spaten och den höga spiken i spadixen som kallas blindtarmen. Senare lade de till ytterligare två bladprover till sin samling.

Alveena Zulfiqar, en utbytesforskare som arbetade i Schaller-labbet vid den tiden, kom på hur man skulle extrahera RNA av hög kvalitet från vävnaden vilket gjorde det möjligt för teamet att utföra RNA-sekvensanalyser och bestämma vilken roll gener spelar för att värma upp växten och orsaka lukten. RNA-analysen avslöjade att de gener som är associerade med växternas motsvarigheter till dessa proteiner, så kallade alternativ oxidas visade högre uttryck i vävnader som extraherades när blomningen började, särskilt i den så kallade blindtarmen. Vid blomningen var också gener involverade i svaveltransport och metabolism aktivt.

För att spåra de mekanismer som dessa gener sätter i funktion isolerade teamet vävnader från växten under en efterföljande blomning och i samarbete med medarbetare vid University of Missouri använde de en teknik som kallas masspektrometri för att identifiera och mäta nivåerna av olika aminosyror och molekyler som bygger upp proteiner i vävnaderna.

Som förutspåtts från  RNA-analysen upptäcktes  höga nivåer av en svavelhaltig aminosyra som kallas metionin, en föregångare till svavelbaserade föreningar kända för att lätt förångas vid upphettning vilket ger skarpa lukter. Nivåerna av metionin sjönk snabbt i vävnader som extraherades några timmar senare.

Det som kom som en överraskning, beskriver Schaller, var upptäckten av förhöjda nivåer av en annan aminosyra i vävnader som tagits från spaten fungerar som en föregångare för produktion av föreningen putrescin, ett luktämne som finns i döda djur när de börjar ruttna.

Studien är den första som avslöjar hemligheterna bakom jätteknölkallans stank på molekylär nivå och som visar de processer genom vilka jätteknölkallan reglerar temperaturen och identitet av de roller som olika delar av det blommande klustret spelar för att skapa den kadavercologne som drar till sig pollinerarna.

Jätteknölkallan innehåller fler mysterier, beskriver Schaller, som nu fokuserar på att förstå de utlösande faktorer som förutsäger när blomning ska ske och om exemplar som hålls tillsammans kan synkronisera sin blomning för att kollektivt höja luktnivån för att locka till sig ännu fler pollinerare.