CP v2

Tag: Royal Society Open Science

  • „Išnykusio milžiniško gervės“ mįslė po 150 metų: DNR parodė, kad tai buvo paprastoji gervė

    „Išnykusio milžiniško gervės“ mįslė po 150 metų: DNR parodė, kad tai buvo paprastoji gervė

    Prieš 150 metų aprašytos, kaip „išnykusios milžiniškos gervės“, kaulų liekanos iš tiesų priklausė visai kitam paukščiui – paprastajai gervei (Grus grus).

    Tokią išvadą pateikė mokslininkai, ištyrę senovinę DNR iš įvairiose Europos vietose rastų gervių kaulų, skelbia „ScienceAlert“.

    1870 metais prancūzų biologas Alphonse’as Milne-Edwardsas, remdamasis vien kaulų dydžiu ir forma, nusprendė, kad labai stambus senovinis kojos kaulas iš urvo Pietų Prancūzijoje negalėjo priklausyti šiuolaikinėms gervei.

    Tuomet jis šiuos vėlyvojo pleistoceno laikotarpio kaulus priskyrė tariamai išnykusiai rūšiai ir ją pavadino Grus primigenia, tačiau šios „milžiniškos gervės“ tapatybė vėliau ne kartą kėlė ginčų.

    Kaip DNR pakeitė seną klasifikaciją

    Naujajame tyrime paleoekologas Johnas Stewartas iš Bornmuto universiteto su kolegomis rėmėsi ne vien kaulų palyginimais, o senovinės DNR analize, kuri pastaraisiais dešimtmečiais tapo svarbiu įrankiu aiškinantis senų radinių kilmę.

    Metodas paprastai apima kaulo gręžimą ir švaraus miltelių mėginio paėmimą iš vidaus – iš jo išgaunama ir padauginama DNR, kad būtų galima lyginti genetinius požymius.

    Tyrėjai analizavo 18 senovinių gervių kaulų, rastų Anglijoje, Velse, Prancūzijoje, Vokietijoje ir Balearų salose. Į imtį pateko ir skirtingo dydžio paprastųjų gervių kaulai, taip pat keli anksčiau priskirti Grus primigenia.

    Rezultatas buvo vienareikšmis: aiškių genetinių skirtumų tarp ištirtų egzempliorių nerasta – visi jie atitiko paprastąją gervę, nepaisant ryškių išvaizdos ir dydžio skirtumų.

    Kodėl „milžiniška gervė“ galėjo atrodyti kaip atskira rūšis

    Mokslininkai atkreipė dėmesį, kad gervei būdingas ryškus lytinis dimorfizmas – patinai gali būti didesni, o patelės mažesnės. Tai galėjo prisidėti prie ankstesnių spėlionių, esą egzistavo dvi skirtingos rūšys.

    Vis dėlto tyrėjai negalėjo tiesiogiai ištirti paties Milne-Edwardso aprašyto etaloninio kaulo, saugomo Paryžiaus Muséum national d’Histoire naturelle – jis laikomas pernelyg vertingu, kad būtų galima gręžti ir imti mėginį.

    Dėl to, kaip pažymi autoriai, teoriškai lieka nedidelė tikimybė, jog originalus radinys galėjo priklausyti kitam paukščiui, tačiau turimi duomenys rodo, kad tai mažai tikėtina.

    Tyrimas kelia ir naują klausimą: kodėl po 11 amžiaus paprastosios gervės vidutiniškai ėmė mažėti? Autoriai svarsto, kad tai galėtų būti susiję su klimato kaita ar žmonių veikla, pavyzdžiui, šlapynių sausinimu, tačiau pabrėžia, jog kol kas tai tėra spėlionės.

    Tyrimo rezultatai publikuoti žurnale „Royal Society Open Science“.

  • Londono Gamtos istorijos muziejuje beveik 100 metų gulėjęs dinozauro radinys pripažintas nauja rūšimi

    Londono Gamtos istorijos muziejuje beveik 100 metų gulėjęs dinozauro radinys pripažintas nauja rūšimi

    Radinys muziejaus fonduose

    Londono Gamtos istorijos muziejaus kolekcijose beveik šimtmetį saugotas dinozauro kaukolės fragmentas po naujų tyrimų pripažintas anksčiau nežinomos rūšies fosilija. Mokslininkai nustatė, kad radinys priklauso mėsėdžiui dinozaurui Invictibellatrix amberina, gyvenusiam maždaug prieš 120 milijonų metų.

    Tyrėjų teigimu, tai pirmasis patikimai patvirtintas megaraptoranų grupės dinozauro įrodymas Europoje. Iki šiol šios grupės atstovų fosilijos buvo siejamos daugiausia su Pietų Amerika, Australija ir Azija, todėl atradimas išplečia supratimą apie jų paplitimą ankstyvojoje Kreidoje.

    Kaip fosilija atsidūrė muziejuje

    Fosiliją pietvakarinėje Vaito salos pakrantėje, uolos papėdėje, rado mėgėjas fosilijų ieškotojas Reginaldas Walteris Tooley. Po jo mirties 1924 metais muziejus įsigijo daugiau kaip 1 000 jo kolekcijos pavyzdžių, tarp jų ir šį fragmentą.

    Nors buvo aišku, kad tai dinozauro kaulas, dešimtmečius trūko duomenų tiksliai priskirti jį konkrečiai rūšiai. Situacija pasikeitė, kai fragmentas buvo peržiūrėtas iš naujo, pasitelkus šiuolaikinius tyrimo metodus.

    KT skenavimas ir 3D modelis

    Mokslininkai fosiliją ištyrė kompiuterinės tomografijos skenavimu, kuris leido pamatyti vidinę kaulo struktūrą nepažeidžiant radinio. Pagal gautus duomenis buvo sukurtas 3D modelis, padėjęs detaliai palyginti anatomines ypatybes su kitų plėšriųjų dinozaurų pavyzdžiais.

    Rezultatai publikuoti mokslo žurnale Royal Society Open Science. Tyrėjai pabrėžia, kad būtent muziejų istorinės kolekcijos neretai slepia naujų atradimų, kurių nepavyko padaryti ankstesnėms kartoms dėl ribotų technologinių galimybių.

    „Šis darbas parodo išskirtinę muziejų kolekcijų vertę, nes jose vis dar galima rasti svarbių atradimų“, – sakė Londono Gamtos istorijos muziejaus profesorius Paulas Barrettas.

    Koks tai buvo plėšrūnas

    Nepaisant pavadinimo, megaraptoranai nebuvo maži, paukštį primenantys plėšrūnai, kaip dažnai įsivaizduojama girdint žodį raptorius. Tai buvo stambesni medžiotojai, artimesni tiranozaurams, pasižymėję lieknesne kaukole, didelėmis priekinėmis galūnėmis ir ryškiai lenktais nagais.

    Skaičiuojama, kad Invictibellatrix amberina galėjo būti 3–4 metrų ilgio ir apie 1,5 metro aukščio. Mokslininkai neatmeta, kad šis dinozauras galėjo turėti plunksnų, tačiau tiksli išvaizda kol kas lieka neaiški, nes turima fosilijų medžiaga labai fragmentiška.

    „Tai nebuvo savo laikmečio viršūninis plėšrūnas, tačiau žmogui jis būtų buvęs pavojingesnis nei tiranozauras“, – sakė tyrimui vadovavęs Londono universiteto koledžo mokslininkas Cassius Morrisonas.

    Pasak tyrėjų, toks plėšrūnas greičiausiai medžiojo mažesnius dinozaurus, driežus ir ankstyvuosius žinduolius. Atrasta rūšis ypač reikšminga ir dėl to, kad rodo galimus gyvūnų migracijos kelius, kai ankstyvojoje Kreidoje keitėsi žemynų sandara ir klimatas.

  • Egipte iš naujo įvertinta 45 mln. metų krokodilo kaukolė: detalė priminė Didįjį Sfinksą

    Egipte iš naujo įvertinta 45 mln. metų krokodilo kaukolė: detalė priminė Didįjį Sfinksą

    Mokslininkai, pasitelkę kompiuterinės tomografijos tyrimus, iš naujo ištyrė beveik prieš šimtmetį Egipte rastą krokodilo kaukolę ir nustatė, kad ji priklauso iki šiol neaprašytai genčiai. Fosilija datuojama maždaug 45 milijonų metų senumu ir padėjo pakoreguoti dalį krokodilų evoliucinio medžio.

    Radavietė siejama su Mokattam geologine formacija – tuo pačiu kalkakmeniu, iš kurio išskobtas Didysis Sfinksas Gizoje. Tyrėjų dėmesį patraukė simboliška detalė: kaip ir Sfinkso atveju, kaukolei trūksta snukio galo, todėl atradimas įgavo ir kultūrinį atspalvį.

    Naujoji gentis ir rūšis pavadinta Herugavialis cairensis, taip pagerbiant egiptiečių dievą Heru ir išryškinant ryšį su Kairu. Tyrimo autoriai – mokslininkai iš Egipto, Jungtinės Karalystės, Švedijos ir Vokietijos – rezultatus paskelbė žurnale Royal Society Open Science.

    Kaukolė dar 1927 metais buvo priskirta genčiai Tomistoma, į kurią įtraukiamas ir šiandien gyvenantis netikrasis gharialas, pasižymintis ilgu, siauru snukiu. Vis dėlto nauji vaizdiniai duomenys atskleidė aiškius anatominius skirtumus, kurių anksčiau nebuvo įmanoma tiksliai įvertinti.

    Tarp išskirtinių bruožų mokslininkai nurodė pakilusias ir labiau išsikišusias akiduobes bei kitus kaukolės sandaros požymius, rodančius kitokius giminystės ryšius. Dėl to rūšis perkelta į naują gentį, o beveik šimtmetį galiojusi klasifikacija iš esmės pakeista.

    Tyrimo bendraautoriai pabrėžė, kad panašumas tarp pradingusio fosilijos snukio galo ir Sfinkso nosies tapo viena iš idėjų, inspiravusių naują pavadinimą. „Būtent ši sąsaja padėjo pasirinkti pavadinimą, kuris nurodo ir į vietą, ir į Egipto kultūrinį kontekstą“, – sakė vienas iš tyrimo vadovų.

    Mokslininkų vertinimu, prieš maždaug 45 milijonus metų didelė šiandieninio Egipto ir aplinkinių teritorijų dalis buvo užlieta sekliais vandenimis. Herugavialis, kaip spėjama, gyveno greta mažiausiai dar dviejų ilgasnukių krokodilų rūšių, o tai rodo, kad regione egzistavo turtinga ir įvairi pusiau vandens roplių fauna.

    Naujoji rūšis priskiriama grupei, kurios šiais laikais yra išlikę tik keli atstovai, tarp jų Indijos gharialas ir netikrasis gharialas. Fosilijų duomenys leidžia manyti, kad jų giminaičiai kadaise buvo paplitę kur kas plačiau, o mokslinėje literatūroje aprašyta daugiau nei 40 susijusių rūšių.

    Tyrėjai taip pat aptarė, kad Viduržemio jūros regione tinkamas buveines galėjo sumažinti klimato vėsimas ir krintantis jūros lygis, o vėlesni šiltesni laikotarpiai kai kuriose vietovėse galėjo skatinti biologinės įvairovės atsigavimą. Vis dėlto norint tiksliau atsakyti, kaip šie krokodilų giminaičiai plito ir kodėl vėliau regione išnyko, būtini papildomi radiniai ir platesnė fosilijų analizė.

  • Mokslininkas savaitę fiksavo samanų signalus: 5 mln. matavimų atskleidė netikėtą aktyvumą

    Mokslininkai nustatė, kad samanos gali generuoti sudėtingą elektrinį aktyvumą, kuris panašus į lėtai sklindančius signalų „bangavimus“ per visą koloniją. Tyrimas rodo, jog samanos nėra tik atskirų, nepriklausomų ląstelių rinkinys, o veikiau tarpusavyje susijusi dinamiška sistema.

    Šias išvadas pateikė tyrėjas Andy Adamatzky, analizavęs paprastosios šluotosios samanos Brachythecium rutabulum elektrinius impulsus. Darbas publikuotas mokslo žurnale Royal Society Open Science, o rezultatai atkreipė dėmesį ir į platesnį klausimą, kaip net „paprasti“ augalai perduoda informaciją be nervų sistemos.

    Tyrimo metu samanos buvo stebimos laboratorijoje, į jų pagalvėles įsmeigus elektrodus ir nuolat registruojant elektrinius pokyčius. Kadangi samanų fiziologiniai procesai vyksta lėčiau nei daugelio kitų organizmų, stebėjimai truko apie savaitę, per kurią surinkta maždaug 5 000 000 elektrinių impulsų.

    Duomenys parodė „turtingą elektrinių įvykių repertuarą“: dalis bangų buvo greitesnės, kitos lėtai svyravo, o signalai dažnai plito per visą samanų paviršių, o ne apsiribodavo viena maža zona. Pasak autoriaus, tai leidžia svarstyti, kad samanos gali koordinuoti ir integruoti elektrinius signalus tiek erdvėje, tiek laike.

    „Mes net stebėjome impulsus, primenančius didelės amplitudės veikimo potencialus ir neuronų sekas“, – sakė Andy Adamatzky.

    Nors samanos yra vieni seniausių sausumos augalų ir neturi išsivysčiusios laidžiosios sistemos, jos sugeba išgyventi sudėtingomis sąlygomis, sudarydamos tankias „pagalvėles“. Tokios pagalvėlės dažnai yra daugybė atskirų, tačiau giminingų individų, todėl signalų sklaida per visą darinį gali būti susijusi su kolektyviniu atsaku į drėgmės, šviesos ar temperatūros pokyčius.

    Šiuolaikinėje augalų biologijoje vis dažniau akcentuojama, kad elektriniai signalai augaluose nėra egzotika: jie siejami su reakcijomis į stresą, mechaninį dirgiklį, vandens trūkumą ar pažeidimus. Nauji samanų duomenys papildo šią kryptį, nes rodo, kad net labai paprastos sandaros augalai gali turėti elektrinio „bendravimo“ mechanizmus, veikiančius kolonijos mastu.

    Tokio tipo matavimai atveria kelią detalesniems tyrimams, kaip elektriniai signalai susiję su ekologiniu atsparumu ir kolonijų gyvybingumu. Praktiniu požiūriu tai gali būti reikšminga ir aplinkos stebėsenai, nes samanos dažnai naudojamos kaip jautrūs indikatoriai, reaguojantys į taršą ar mikroklimato pokyčius.

    Kartu tai yra ir duomenų analizės iššūkis: milijonai impulsų per trumpą laiką reiškia, kad svarbią vietą gali užimti automatizuoti metodai, įskaitant DI, padedantys atpažinti pasikartojančius dėsningumus ir galimas „signalo gramatikas“. Vis dėlto mokslininkai pabrėžia, kad tokie rezultatai nereiškia, jog samanos turi smegenis ar sąmonę, greičiau tai signalų perdavimo ir koordinacijos reiškiniai augalų fiziologijos rėmuose.

  • Mokslininkai išnarpliojo paslaptį: kodėl grybai auga „velnio ratais“ ir kas slypi po žeme

    Mokslininkai išnarpliojo paslaptį: kodėl grybai auga „velnio ratais“ ir kas slypi po žeme

    Gamtos reiškinys, liaudyje vadinamas velnio ratais ar pasakų ratilais, ilgą laiką atrodė tarsi mįslė: pievose ar miško aikštelėse grybai išdygsta beveik taisyklingu žiedu. Naujas tyrimas parodė, kad tikrasis atsakymas slypi ne virš žemės, o dirvožemyje, kur driekiasi pagrindinė grybo dalis.

    Tyrimui vadovavo Stokholmo universiteto mikologė Hanna Johannesson. Komanda analizavo du natūraliai susiformavusius ratilus, rastus Upsalos kapinėse, ir pasirinko vieną dažniausių tokių žiedų „kaltininkų“ – pievagrybį Marasmius oreades.

    Vietoje to, kad vertintų tik matomus vaisiakūnius, mokslininkai ėmė dirvožemio mėginius skirtingose ratilo vietose ir ieškojo grybo genetinės medžiagos. Didžiausia šio grybo DNR koncentracija aptikta ratilo pakraštyje, ypač išorinėje briaunoje, o ratilo viduje ji smuko beveik iki fono lygio.

    Tokie duomenys rodo, kad žiedą suformuoja ne vien sporadinis grybų iškilimas paviršiuje. Po žeme grybo grybiena iš tiesų sudaro žiedinę struktūrą, o aktyviausia augimo zona laikui bėgant slenka į išorę, todėl ratilai pamažu didėja.

    Esminis klausimas buvo kitas: kodėl grybas neapauga visos teritorijos tolygiai, o „pasirenka“ žiedą? Publikacijoje žurnale Royal Society Open Science autoriai aptarė kelis scenarijus, tačiau labiausiai jų rezultatus atitiko vadinamoji pereinamosios ugnies hipotezė.

    Pagal šią idėją, dirva už aktyvaus grybienos krašto kuriam laikui tampa mažiau palanki augimui. Grybas tarsi traukiasi nuo sąlygų, kurias pats palieka, ir ieško naujos, dar nepaveiktos terpės, todėl jo augimas persikelia į išorę ir formuoja vis platesnį žiedą.

    Kas konkrečiai pablogina sąlygas „užnugaryje“, dar nėra galutinai aišku. Vienas paaiškinimų – maistinių medžiagų išsekimas, kai grybiena išnaudoja vietinius išteklius ir juda ten, kur jų daugiau. Kita galimybė – grybo išskiriamos cheminės medžiagos, kurios laikinai slopina tolesnį augimą jau „praeitoje“ dirvoje.

    Mokslininkai pabrėžia, kad tokie tyrimai svarbūs ne vien smalsumui patenkinti. Grybienos augimo dinamika ir jos sąveika su dirvožemiu siejasi su maistmedžiagių apytaka ekosistemose, dirvos būkle bei biologine įvairove, o DNR analizė dirvožemyje vis dažniau tampa pagrindiniu įrankiu tyrinėjant nematomą požeminį pasaulį.

  • Mokslininką pritrenkė: paprastas miško augalas siunčia signalus, primenančius smegenų veiklą

    Mokslininką pritrenkė: paprastas miško augalas siunčia signalus, primenančius smegenų veiklą

    Nepastebimas miško paklotės augalas – samanos – mokslininkams pateikė netikėtą mįslę: laboratorijoje užfiksuoti jų elektriniai signalai pasirodė esantys ne atsitiktinis triukšmas, o pasikartojantys impulsai ir lėtos bangos. Tyrimą atlikęs Vakarų Anglijos universiteto Bristolio profesorius Andrew Adamatzky teigia, kad kai kurie dėsningumai primena tai, kaip signalai sklinda neuronų tinkluose.

    Tyrimas publikuotas mokslo žurnale Royal Society Open Science. Jame analizuota samanų rūšis Brachythecium rutabulum, dažnai sudaranti žalias pagalvėles miškuose, ant medžių kamienų ir drėgnų paviršių. Svarbu pabrėžti: tai nereiškia, kad samanos turi smegenis ar geba mąstyti, tačiau rodo sudėtingesnę jų vidinę signalų dinamiką, nei įprastai tikėtasi.

    Kas tiksliai užfiksuota laboratorijoje?

    Eksperimento metu į samanų mėginius buvo įterpti elektrodai, o įtampos pokyčiai registruoti kelias dienas. Užfiksuoti reguliarūs impulsai ir lėtos, per audinius plintančios bangos, leidusios įtarti, kad signalai gali būti koordinuoti visos kerpės ar kupsto mastu, o ne atsirandantys pavienių ląstelių lygiu.

    Mokslininkų dėmesį patraukė ne vien pats elektrinis aktyvumas, bet ir jo struktūra. Tyrime aprašoma, kad signalai pasireiškė skirtingomis laiko skalėmis, o jų pasikartojimas kai kuriais aspektais priminė dėsningumus, matomus biologinėse tinklinėse sistemose, įskaitant nervinių ląstelių aktyvumą.

    Kodėl tai nereiškia, kad samanos mąsto?

    Augalai neturi neuronų ir neturi gyvūnams būdingos nervų sistemos, todėl jų signalai kyla ir sklinda kitais mechanizmais. Augaluose elektriniai impulsai dažnai siejami su jonų srautais ląstelių membranose, vandens balanso pokyčiais ir biocheminių reakcijų grandinėmis, kurios padeda koordinuoti atsaką į aplinką.

    Elektriniai signalai augaluose nėra naujiena: mokslinėje literatūroje seniai aprašoma, kad jie gali būti susiję su reakcija į pažeidimą, kenkėjų poveikį, temperatūros svyravimus ar drėgmės stygių. Tačiau samanų atveju tyrėjai akcentuoja mastą ir dėsningumų sudėtingumą, nes signalai gali apimti visą kupstą kaip vieną funkcinę sistemą.

    Kur tai gali nuvesti: nuo biologijos iki skaičiavimo?

    Andrew Adamatzky siūlo interpretaciją, kad samanų kupstas tam tikra prasme gali veikti kaip išsklaidyta, labai lėta informacijos apykaitos sistema. Tokia idėja artima biokompiutingo krypčiai, kur ieškoma, kaip biologiniai dariniai gali įkvėpti naujus, netradicinius skaičiavimo ir signalų apdorojimo modelius.

    Pastaraisiais metais vis daugiau dėmesio sulaukia vadinamasis netradicinis skaičiavimas, kai informacijos apdorojimo analogų ieškoma ne tik silicio lustuose, bet ir gyvuose ar gyvybę imituojančiuose tinkluose. Vis dėlto kol kas tai pirmiausia fundamentinis mokslas: tyrimas praplečia supratimą apie tai, kaip net paprasti, nervų sistemos neturintys organizmai gali koordinuoti procesus per elektrinių signalų dinamiką.

    „Tai nėra įrodymas, kad samanos turi smegenis, tačiau tai rodo, jog jų elektrinis aktyvumas gali būti daugiasluoksnis ir dėsningas“, – sakė Andrew Adamatzky.