CP v2

Tag: Stokholmo universitetas

  • Mįslingi grybų ratai pagaliau paaiškinti: mokslininkai įvardijo, nuo ko grybas bėga

    Mįslingi grybų ratai pagaliau paaiškinti: mokslininkai įvardijo, nuo ko grybas bėga

    Miškuose, pievose ar net kapinėse kartais pasirodo beveik tobuli grybų ratai, nuo seno apipinti legendomis apie fėjas, raganas ar velnią. Nors reiškinys plačiai žinomas folklorui, jo tikslus biologinis mechanizmas iki šiol buvo stebėtinai menkai ištirtas.

    Naujas tyrimas, publikuotas žurnale Royal Society Open Science, priartina prie atsakymo, kodėl vadinamieji fėjų žiedai formuojasi ratu, o ne vientisa grybiena. Mokslininkai pasitelkė dirvožemio DNR analizę ir neįprastą grybienos persodinimo eksperimentą, kad patikrintų kelias hipotezes.

    Grybas, kurį matome virš žemės, tėra vaisiakūnis, o didžioji organizmo dalis slepiasi dirvožemyje kaip grybiena. Augdama nuo pradinio taško ji plečiasi į išorę, o vaisiakūniai dažniausiai iškyla aktyviausio augimo pakraštyje, taip „nupiešdami“ žiedą.

    Tyrėjai Uppsaloje nagrinėjo Marasmius oreades rūšį dviejuose skirtinguose žieduose ir ėmė dirvožemio mėginius nuo žiedo centro iki krašto bei už jo ribų. DNR sekoskaita parodė, kad daugiausia šio grybo genetinės medžiagos buvo žiedo pakraštyje, ypač išorinėje jo dalyje, o centre ji krito iki fono lygio.

    Šis rezultatas leidžia teigti, kad žiedo forma būdinga ne tik vaisiakūniams, bet ir pačiai grybienai. Kitaip tariant, po žole slypi ne „diskas“, o tikras žiedas, todėl natūraliai kyla klausimas, kas verčia grybą palikti centrinę zoną.

    Kodėl grybiena „traukiasi“ į išorę?

    Mokslininkai patikrino kelias idėjas: ar grybiena tiesiog nuosekliai auga viena kryptimi, ar jos plėtrą gali „orientuoti“ aplinkos veiksniai, ar galbūt skirtingos kolonijos dalys koordinuoja augimą. Vis dėlto labiausiai su duomenimis sutapo vadinamoji laikino pabėgimo hipotezė.

    Pagal ją, dirvožemis už aktyvaus augimo fronto kuriam laikui tampa mažiau palankus, todėl grybiena toliau stumia ribą į priekį ir formuoja žiedą. Neigiami veiksniai gali būti laikinas maisto medžiagų išeikvojimas arba pačios grybienos išskiriamos medžiagos, kurios trumpam slopina augimą „užnugaryje“.

    „Rezultatai labiausiai atitiko laikino pabėgimo hipotezę ir rodo, kad grybiena vengia slopinančių veiksnių augimo fronto vidinėje pusėje“, – rašo tyrėjai.

    Neįprastas persodinimo eksperimentas

    Kad geriau suprastų augimo logiką, mokslininkai iškasė žiedo dalis, jas pasuko arba perkėlė į kitas vietas ir paliko daugiau nei metams. Po maždaug 14 mėnesių paaiškėjo, kad perkelta grybiena dažnai tęsė augimą ankstesne kryptimi, o kai kuriais atvejais pradėjo plėstis papildoma kryptimi.

    Svarbu ir tai, kad į žiedo centrą sugrąžinta grybiena sugebėjo atsinaujinti, vadinasi, slopinantis poveikis nėra nuolatinis. Tai sustiprina mintį, kad žiedo vidus laikinai tampa nepalankus, bet vėliau dirvožemio sąlygos vėl gali normalizuotis.

    Ką tai reiškia gamtai ir mokslui?

    Fėjų žiedus sudaro ne viena konkreti rūšis: pasaulyje aprašyta daugiau nei 100 taksonų, galinčių formuoti panašius ratus. Todėl nauji duomenys apie Marasmius oreades gali tapti atspirties tašku aiškinantis, ar panašus mechanizmas veikia ir kitų grybų atvejais.

    Tyrimas taip pat pabrėžia augančią dirvožemio DNR metodų svarbą. Galimybė aptikti ir „žemėlapiuoti“ grybų genomų pėdsakus tiesiai iš dirvožemio leidžia tiksliau tirti grybienos augimą natūraliomis sąlygomis, o ne vien laboratorijoje, kur ekosistemos sąveikos dažnai supaprastinamos.

    Mokslininkai akcentuoja, kad reikės daugiau duomenų iš didesnio skaičiaus žiedų ir papildomų eksperimentų, kad būtų nustatyta tiksli priežastis, kas konkrečiai laikinai slopina grybieną „iš vidaus“. Tačiau jau dabar aiškėja, kad tobulas grybų ratas greičiausiai yra ne mistika, o subtili dirvožemio chemijos, maisto medžiagų ir grybienos biologijos sąveika.

  • 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.

  • Viduramžių kapai slėpė netikėtą paslaptį: DNR tyrimai apvertė archeologų išvadas

    Viduramžių kapai slėpė netikėtą paslaptį: DNR tyrimai apvertė archeologų išvadas

    Švedijos viduramžių kapinynuose atlikti genetiniai tyrimai parodė, kad archeologų ilgai taikytos prielaidos apie bendrus palaidojimus dažnai buvo klaidingos. Ištyrus 142 žmonių genetinę medžiagą paaiškėjo, kad kartu palaidoti asmenys neretai nebuvo artimi giminaičiai.

    Tyrimą atlikę Stokholmo universiteto mokslininkai analizavo vėlyvojo vikingų laikotarpio ir ankstyvųjų viduramžių palaikus iš Sigtunos, Västerhus ir Fjälkinge kapinynų dabartinėje Švedijoje. Tarp tiriamųjų buvo daugiau nei 60 vaikų ir paauglių, todėl gauti duomenys leido įvertinti ir vaikų laidojimo praktiką.

    Iki šiol bendri kapai, kuriuose šalia suaugusiųjų randami ir vaikų palaikai, dažnai buvo interpretuojami kaip šeimos ryšių įrodymas. Tačiau DNR analizė parodė, kad artimi biologiniai giminaičiai išskirtinai retai buvo laidojami tame pačiame kape, net ir tais atvejais, kai kapinyne aptikta aiškių tarpusavio giminystės tinklų.

    Kas iš tiesų lėmė laidojimo vietą?

    Mokslininkai daro išvadą, kad laidojimo sprendimus labiau galėjo lemti socialiniai, religiniai ar bendruomeniniai veiksniai, o ne kraujo ryšiai. Kitaip tariant, bendras kapas galėjo reikšti priklausymą tai pačiai bendruomenei, namų ūkiui ar vietinei religinei tradicijai.

    Tyrėjai pabrėžia, kad viduramžių visuomenės galėjo vadovautis taisyklėmis, kurių šiandien neįmanoma tiksliai atkurti vien iš archeologinių radinių. Dėl to įprasti paaiškinimai, paremti vien kapų išdėstymu ar bendro palaidojimo faktu, gali būti pernelyg supaprastinti.

    DNR padėjo atsakyti ir apie vaikus

    Genetinė analizė suteikė svarbios informacijos apie vaikus, nes iš mažų skeletų lytį pagal kaulus nustatyti ypač sudėtinga. DNR duomenys parodė, kad berniukams ir mergaitėms buvo taikomos tos pačios laidojimo normos, kaip ir suaugusiesiems.

    Pavyzdžiui, Västerhus kapinyne vyrų ir moterų palaidojimo vietos buvo atskirtos skirtingose bažnyčios pusėse. Tokia pati tvarka, sprendžiant iš genetinių rezultatų, galiojo ir vaikams: berniukai laidoti vyrų pusėje, o mergaitės moterų pusėje.

    Vienas kapas atskleidė ne vieną istoriją

    Ypač išsiskyrė moteris, tyrime pažymėta 56 numeriu, kurios giminystės ryšius pavyko atsekti iki kelių artimų šeimos narių. Toje pačioje kapinių vietovėje identifikuoti jos motinos, tėvo, brolio ir dviejų dukrų palaikai, tačiau visi jie buvo palaidoti skirtingose nekropolio dalyse.

    Šis atvejis dar kartą sustiprino išvadą, kad šeima nebūtinai buvo laidojama kartu. Tyrėjai atkreipė dėmesį, kad moters kape rasta piligrimams siejama kriauklė leidžia spėti apie galimą kelionę į Santjago de Kompostelą, o tai rodo, kaip vienas radinys gali sujungti biologinę, socialinę ir religinę žmogaus gyvenimo istoriją.

    Mokslininkų teigimu, tokie tyrimai keičia požiūrį į praeities bendruomenes, nes DNR leidžia patikrinti tai, kas anksčiau buvo grindžiama tik materialiais radiniais ir jų interpretacijomis. Augant senovinės DNR tyrimų apimtims, panašūs atradimai vis dažniau perrašo nusistovėjusias istorines versijas apie giminystę, statusą ir bendruomenės struktūrą.

  • Mokslininkai aptiko paslėptą vandens būseną: ji gali paaiškinti, kodėl vanduo elgiasi neįprastai

    Vanduo jau seniai laikomas viena keisčiausių kasdienių medžiagų: jis plečiasi šaldamas, ledas plūduriuoja, o dalis savybių artėjant prie užšalimo ribos ima elgtis kitaip nei daugumos skysčių. Dabar Stokholmo universiteto mokslininkai skelbia gavę tiesioginių įrodymų apie vadinamąją kritinę sritį, kuri gali sujungti šias dėliones į vieną paaiškinimą.

    Remiantis tyrėjų pateikta interpretacija, esant maždaug minus 63 laipsnių Celsijaus temperatūrai ir apie 1 000 atmosferų slėgiui, vanduo patenka į režimą, kuriame pereina tarp dviejų skirtingų skystų būsenų. Tokia riba ilgą laiką buvo prognozuojama teoriniuose modeliuose, tačiau tiesioginiai matavimai buvo itin sudėtingi, nes vanduo linkęs greitai kristalizuotis.

    Vienas geriausiai žinomų vandens paradoksų yra tankio maksimumas ties 4 laipsniais Celsijaus: vėsdamas iki šios ribos vanduo tankėja, o vėsdamas toliau pradeda plėstis. Būtent dėl to ledas, kurio struktūra retesnė, nei skysto vandens, neskęsta ir susidaro paviršiuje, izoliuodamas vandens telkinius žiemą.

    Neįprastai kinta ir kitos savybės, tokios kaip suspaudžiamumas, klampa ar šiluminis plėtimasis, ypač vadinamojo peršaldyto vandens srityje, kai vanduo dar nėra virtęs ledu, nors temperatūra jau žemiau užšalimo taško. Tokie „išsišokimai“ seniai leido įtarti, kad giliai fazių diagramoje gali slėptis perėjimas tarp dviejų skystų formų.

    Tyrėjai pasitelkė labai greitus rentgeno impulsus, leidžiančius fiksuoti vandens struktūros pokyčius per itin trumpą laiką, kol jis dar nespėja sušalti. Tokie metodai ypač svarbūs, nes didžiausia kliūtis tiriant peršaldytą vandenį yra spontaniška kristalizacija, „nutraukianti“ eksperimentą.

    Eksperimento logika paprasta: jei vanduo iš tiesų turi dvi skirtingas skystas būsenas, tuomet, keičiant slėgį ir temperatūrą, turėtų atsirasti sritis, kurioje jų skirtis nyksta ir sistema tampa ypač jautri menkiausiems pokyčiams. Būtent tokią kritinę sritį komanda teigia identifikavusi, matydama struktūros signalų persitvarkymą.

    „Dešimtmečius turėjome stiprių užuominų, kad tokia kritinė sritis egzistuoja, bet tiesioginių įrodymų pritrūkdavo dėl eksperimentinių ribų“, – sakė tyrimo autorių komandos atstovas Andersas Nilssonas.

    Pagal plačiai aptariamą hipotezę, vanduo žemoje temperatūroje gali egzistuoti kaip dvi skirtingos skystos struktūros: viena tankesnė, kita retesnė, su skirtingu vandenilinių ryšių tinklu. Keičiantis sąlygoms, šios formos gali būti atskirtos perėjimu, o kritinėje srityje skirtis išnyksta, todėl vanduo ima „svyruoti“ tarp režimų.

    Toks nestabilumas galėtų paaiškinti, kodėl kai kurios vandens savybės staiga stipriai išauga ar keičia kryptį artėjant prie tam tikrų ribų. Kitaip tariant, anomalias savybes gali lemti ne vienas atskiras „triukas“, o bendras fazinės būsenos mechanizmas.

    Tyrėjai taip pat mini vadinamąjį kritinį sulėtėjimą, kai artėjant prie kritinės ribos struktūriniai persitvarkymai vyksta vis lėčiau. Dėl šios priežasties sistema gali ilgiau išlikti „įstrigusi“ tarp būsenų, o tai matavimuose pasireiškia kaip sulėtėję procesai ir padidėję svyravimai.

    Nors atradimas skamba labai fundamentalus, vandens fazių diagramos supratimas svarbus daugeliui sričių: nuo atmosferos procesų ir debesų mikrostruktūros iki medžiagų mokslo, kur vanduo veikia porėtas medžiagas, ledėjimą ar paviršių sąveikas. Be to, geresni vandens elgsenos modeliai praverčia ir biologijoje, nes vandeniliniai ryšiai lemia baltymų bei membranų aplinką.

    Vis dėlto mokslininkai pabrėžia, kad kritinė sritis pasiekiama ekstremaliomis sąlygomis, todėl svarbiausias klausimas yra ne kasdienė „buitinė“ nauda, o tai, ar vieningas mechanizmas iš tiesų paaiškina anomalias vandens savybes platesniame temperatūrų ir slėgių intervale. Tikėtina, kad tolesni tyrimai sieks patikrinti rezultatus skirtingais metodais ir patikslinti, kaip tiksliai atrodo vandens fazių diagrama.