torstai 29. marraskuuta 2012

Jättiläismäinen musta aukko ravistelee kosmisen evoluution perusteita


Max-Planckin Astronomiainstituutin tutkijan Remco van den Boschin johtama tähtitieteilijäryhmä on löytänyt mustan aukon, joka saattaa ravistella vallitsevien galaksien evoluutiota kuvaavien mallien perustuksia. Mustan aukon massa - 17 miljardia kertaa Auringon massa - on paljon suurempi kuin nykyisten mallien antamat ennusteet ja erityisesti suhteessa sen emogalaksin massaan. Se saattaa myös olla massiivisin löydetty musta aukko.

Hubble- avaruusteleskoopin ottama kuva galaksista NGC 1277, jonka keskellä on suurin tunnettu musta aukko. Mustan aukon massa on 17 miljardia kertaa Auringon massa, mikä on 14% koko galaksin massasta. [Credit: NASA / ESA / Andrew C. Fabian / Remco C. E. van den Bosch (MPIA)]

Tähtitieteilijöiden mukaan lähes jokaisen galaksin keskustassa on massiivinen musta aukko. Eniten tutkittu musta aukko sijaitsee oman kotigalaksimme eli linnunratamme keskustassa ja sen massa on 4 miljoonaa Auringon massaa.

Galaksin keskustan mustan aukon ja galaksin kokonaismassan välillä on havaittu tietty suhde. Tyypillisesti mustan aukon massa on vain murto-osa galaksin kokonaismassasta. Mutta nyt löydetty uusi musta aukko voi kyseenalaistaa yleisesti hyväksytyn suhteen mustan aukon ja sen emogalaksin massojen välillä. Tämä suhde on ollut tärkeässä roolissa galaksien evoluutiota kuvaavissa malleissa.

Galaksin NGC 1277 keskuksesta löydetyn mustan aukon massa on 14% emogalaksin kokonaismassasta, mikä on ollut tutkijoille suuri yllätys. Tavallisesti mustan aukon massa on vain n. 0,1 % emogalaksin massasta. Tämä havainto lyö vanhan ennätyksen yli 10-kertaisesti.

Onko tämä poikkeava havainto vain jonkun oudon yhteensattuman tulos? Alustavat tutkimustulokset näyttävät osoittavan, että näin ei ole, koska tutkijat ovat löytäneet myös muita pienikokoisia galakseja, joiden keskellä näyttää olevan suuri musta aukko.

Mikäli uudet havainnot vahvistuvat tämän poikkeaman, niin silloin tähtitieteilijöiden on laitettava uusiksi galaksien evoluutiota koskevien mallien perusteet. Erityisesti heidän on tarkasteltava varhaista universumia: galaksit, joista uudet massiiviset mustat aukot on löydetty, näyttävät muodostuneen yli 8 miljardia vuotta sitten eikä ne ole juurikaan muuttuneet sen jälkeen. Tämä jättiläismäinen musta aukko on saanut alkunsa hyvin kauan aikaa sitten.

Karvakuono ei ole erityisen yllättynyt siitä, että kehitysopilliset ennusteet ovat samaa tasoa kahvinporoennusteiden kanssa. Litiumiakin on liian vähän ja pallomaisissa tähtijoukoissa on epäilyttävän nuorilta näyttäviä tähtiä.


Lähde:

http://www.mpia.de/Public/menu_q2e.php?Aktuelles/PR/2012/PR121128/PR_121128_en.html

maanantai 26. marraskuuta 2012

Tutkijat valmistivat proteiineja


Washingtonin yliopiston (Seattle) David Baker laboratorion tutkijat ovat valmistaneet keinotekoisia proteiineja, jotka laskostuvat odotusten mukaisesti.

Proteiinien kolmiulotteinen rakenne tekee niistä toimivia nanokokeita. (PASIEKA/SCIENCE PHOTO LIBRARY)

Aminohappoketjuista koostuvat proteiinit ovat eräs elämän keskeisistä elementeistä. Proteiinit ovat solun nanokoneita, jotka hoitavat monenlaisia elämän kannalta välttämättömiä tehtäviä. Ennenkuin ribosomin kokoamasta aminohappoketjusta tulee tiettyyn toimintoon kykenevä proteiini, sen on laskostuttava kolmiulotteiseen muotoon. Laskostuminen on jo kauan ollut vaikea biokemiallinen ongelma, sillä sen kaikkia yksityiskohtia tai toimintaperiaatteita ei tunneta. Satoja aminohappoja pitkä ketju voi periaatteessa laskostua lukuisilla eri tavoilla ja kuitenkin sen on laskostuttava juuri tietyllä tavalla, jotta siitä tulisi toimiva proteiini.

Nyt tutkijat kertovat suunnitelleensa viisi proteiinia alkutekijöistään (aminohapoista), jotka laskostuvat luotettavasti suunniteltuun muotoon. Sokkotestissä syntetisoidut aminohappoketjut laskostuivat kutakuinkin odotusten mukaisesti.

Tutkimusta johtivat proteiinitutkija- ja aviopari Nobuyasu Koga ja Rie Tatsumi-Koga. He tarkastelivat satojen proteiinien rakennetta ja kehittivät havaintojensa perusteella muutamia laskostumissääntöjä, joita he halusivat testata.

Proteiinisäikeet muodostavat kierteitä ja muita sekundaarisia rakenteita, jotka vielä laskostuvat lopulliseen muotoon. Tutkijaryhmä havaitsi, että osien kääntyminen suuntaan tai toiseen riippui osia yhdistävien lenkkien pituudesta. Valitsemalla oikeanpituisia lenkkejä rakenneyksiköiden väliin, tutkijat kykenivät ennustamaan rakenteen laskostumisen.

Näiden ja muutamien muiden kriteerien avulla tutkijaryhmä suunnitteli muutamia aminohappoketjuja, jotka oli tarkoitettu laskostumaan tietyllä tavalla. Vapaaehtoisten kotitietokoneiden laskentavoimaa hyödyntävien tietokonesimulaatioiden avulla jokaisen ketjun laskostuminen testattiin satojatuhansia kertoja. Noin 10 % ketjuista laskostui stabiiliin muotoon ennusteen mukaisesti.

Seuraavaksi tutkijat syntetisoivat nämä proteiinit ja niiden todellista laskostunutta muotoa verrattiin ennustettuun muotoon. Proteiinien muodon magneettiresonassilla (MNR) selvittänyt Gaetano Montelione Rutgers yliopistosta (New Jersey) kertoo, että "on huomattavaa kuinka hyvin ennustetut rakenteet vastaavat havaittuja rakenteita."

Tutkijaryhmän konstruoimat proteiinit ovat vain "platonisia ideaaleja", Montelione sanoo. Ne ovat yksinkertaisia ja jokainen aminohappo on optimoitu laskostumaan tietyllä stabiililla tavalla. Tällä tavoin ne eroavat luonnon proteiineista, jotka ovat kompromisseja optimaalisen laskostumisen ja toiminnallisuuden kesken. Tämän johdosta niissä on osia, jotka voivat olla tarpeellisia toiminnan kannalta, mutta tekevät laskostumisesta epästabiilimman. Esimerkiksi synteettisesti valmistetut proteiinit hajoavat n. 100 °C lämpötilassa, kun luonnon proteiinit hajoavat jo n. 40-50 °C:ssa.

Miksi tutkijat eivät ottaneet jotakin luonnon proteiinia lähtökohdaksi, vaan suunnittelivat kokonaan uuden proteiinin? Tutkijoiden mukaan evoluutio on hionut luonnon proteiinien rakenteet niin täydellisiksi, että niitä on vaikea muuttaa toisenlaiseen muotoon ja toimintoon. Kuinkahan proteiinien evoluutio on sitten mahdollista?

Tutkijat ovat siis osanneet suunnitella proteiineja, jotka kutakuinkin laskostuvat ennustetulla tavalla. Ne eivät kuitenkaan ole luonnon proteiinien kaltaisia nanokoneita, koska niihin ei liity mitään toimintoa. Se johtuu yksinkertaisesti siitä, että tutkijat eivät vielä osaa suunnitella toiminnallisia proteiineja. Proteiinien laskostumisen ja toiminnallisuuden yhteensovittaminen on oletettavasti erittäin vaativa tehtävä, eikä sitä ainakaan opistoinsinöörien kannatta yrittää.

Tutkimus on osoittanut, että tietyllä tavalla laskostuvia proteiineja voidaan suunnitella ja valmistaa. Lisäksi voimme päätellä, että riittävän älykäs suunnittelija osaisi suunnitella proteiineja, joilla on jokin toiminto.




Lähde:

http://www.nature.com/news/proteins-made-to-order-1.11767#/ref-link-1

lauantai 24. marraskuuta 2012

Hyönteisen ja ihmisen korvat ovat samankaltaisia


Etelä-Amerikan sademetsissä elävällä hepokatilla on hyvin samankaltaiset korvat kuin ihmisellä tai muilla nisäkkäillä. Bristolin yliopiston johtama tutkimusryhmä on havainnut, että hyönteisen etujaloissa sijaitsevissa kuuloelimissä on samankaltaisia rakenteita kuin ihmisen keski- ja sisäkorvassa. Havainnosta kertova tutkimus on julkaistu Science-tiedelehdessä.

Hepokatilla (Copiphora gorgonensis) on hyvin samankaltaiset korvat kuin nisäkkäillä. (Courtesy of Daniel Robert & Fernando Montealegre-Z)

Nisäkkäillä kuulo perustuu kolmivaiheiseen prosessiin: ääniaaltoja keräävään tärykalvoon, välikorvan impedanssimuuntimeen (kuuloluut+simpukka) ja simpukan taajuusanalysaattoriin (aistinsolut ja hermosto). Hepokatin etujaloissa sijaitsevat korvat toimivat samalla periaatteella, vaikka ovatkin rakenteeltaan erilaiset.

Tutkijat selvittivät kuinka hepokatin impedanssimuunnos - prosessi, jossa ääniaallot muutetaan nestevärähtelyiksi - toimii. Tällaisen impedanssimuunnoksen, joka on keskeinen vaihe kuuloaistimuksen synnyttämisessä, uskottiin olevan vain nisäkkäiden korvien ominaisuus. Hepokatin miniatyyristen korvien impedanssimuunnos perustuu mekaanisiin vipuihin, joiden muodostama mikroskooppinen keinulautamainen rakenne toimii linkkinä tärykalvon ja sisäkorvan (kuulorakkula) välillä.

Tutkijat löysivät myös hyönteisillä ennentuntemattoman elimen, jonka avulla voidaan erottaa useita eri taajuuksia toisistaan. Laser Doppler-tekniikan avulla tutkijat havaitsivat, että tämä elin toimii samalla tavoin kuin nisäkkäiden simpukka, vaikka se on 60 kertaa pienempi. Elin on vesitäytteinen rakkula ja tutkijat antoivat sille nimeksi kuulorakkula (Auditory Vesicle).

Bristolin yliopiston bionanotieteiden professori Daniel Robert kertoo, että "näillä hyönteisillä on teknisesti erittäin korkeatasoiset kuuloaistit sen vuoksi, että ne voisivat selviytyä sademetsän moniäänisissä elinolosuhteissa." Ja Robert jatkaa: "Havainto, että joillakin hyönteisillä on erittäin monimutkaiset kuuloelimet, on läpimurto. Se auttaa meitä kehittämään entistä pienempiä ja parempia bionisia (biologisten rakenteiden jäljitelmiä) kuulolaitteita."

Evoluutioteorian mukaan eliöiden samankaltaiset rakenteet ovat homologisia silloin, kun niiden avulla voidaan rakentaa fylogeneettinen puu. Tällöin samankaltaisuuksia pidetään todisteina siitä, että eliöillä on yhteinen esi-isä, josta ne ovat kehittyneet. Mikäli samankaltaisuuksien avulla ei voida rakentaa fylogeneettistä puuta, niin silloin samankaltaisuudet ovat osoituksia konvergenttisestä evoluutiosta eli siitä, että samankaltaisia rakenteita on sattumalta kehittynyt eliöihin, jotka eivät ole toistensa lähisukulaisia. Hepokatin tapauksessa tutkijat pitävät kuuloelinten rakenteita konvergenssina nisäkkäiden kanssa.

Evoluutioteoriassa on se hyvä puoli, että mitkään havainnot eivät yleensä ole ristiriidassa sen kanssa. Samankaltaisuudet tukevat evoluutioteoriaa riippumatta siitä, tukevatko ne fylogeniaa vai ei. No, hiljattain sentään alkusuiset oli pudotettava evoluutiopuusta.

Onko hyönteisten huippulaatuinen kuulo, joka on niille välttämätön elinehto, todiste ohjaamattomasta kehitysprosessista vai viisaasta luojasta?

Tutkijat ovat kovin innoissaan löytäessään luonnosta teknisesti korkeatasoisia rakenteita, joista he voivat ottaa mallia. Älykäs suunnittelija kopioi älyttömän prosessin tuotteita.



Lähde:

http://www.bris.ac.uk/news/2012/8934.html

torstai 22. marraskuuta 2012

Tutkijat valmistivat DNA:sta luonnollisen kaltaisia synteettisiä solukalvokanavia


Münchenin teknillisen yliopiston ja Michiganin yliopiston tutkijat ovat osoittaneet, että synteettisiä solukalvokanavia voidaan valmistaa DNA-nanotekniikalla. Aiheesta kertova tutkimus on julkaistu Science-tiedelehdessä.

3D-kuva synteettisestä solukalvokanavasta. (Credit:Dietz Lab, TU Muenchen)

DNA-nanotekniikassa käytetään DNA-molekyylejä ohjelmoitavina rakennuspalikoina, joista voidaan suunnitella halutunlaisia itsestään kokoontuvia nanomittakaavan rakenteita. Tutkijoiden mukaan heidän suunnittelemansa luonnollisen kaltaiset nanokanavat voivat myös toimia solun ionikanavien tavoin. Solun ionikanavat ovat luonnon yleisimpiä ja tärkeimpiä nanokoneita.

Solukalvo koostuu kahdesta vastakkaisesta fosfolipidikerroksesta ja se ympäröi kaikkien eliöiden soluja. Solukalvo eristää tehokkaasti solun sisäosan ympäristöstä. Solukalvossa putkimaisia proteiinirakenteita (mm. ionikanavat, ionipumput), joita pitkin solun ja ympäristön aineenvaihdunta ja informaation välitys tapahtuu.

Solun ionikanavien inspiroimana suunniteltu synteettinen solukalvokanava koostuu 42 nanometrin pituisesta ja 2 nm paksusta neulamaisesta varresta, joka on osittain suojattu tynnyrimäisellä suojuksella. Kolestroliyksiköistä koostuva rengas suojuksen reunassa auttaa laitetta ankkuroitumaan solun lipidikalvoon, jolloin rakenteen varsiosa läpäisee kalvon muodostaen kanavan, joka näyttää toimivan oikean kanavan tavoin.

Kokeet ovat osoittaneet, että synteettisen kanavan sähköiset ominaisuudet ovat verrattavissa solun omien ionikanavien ominaisuuksiin, jolloin ne voisivat toimia jänniteohjattuina portteina. Lisäksi näyttää siltä, että kalvojen välistä sähkövirtaa voitaisiin säätää kanavan hienorakennetta muuttamalla.

"Saattaisi olla myös mahdollista jäljitellä ionipumppuja, kuljetusproteiineja ja kiertomoottoreita, kuten ATPta tuottavaa ATP-syntaasia," sanoo professori Hendrik Dietz. "Rakastan tätä ajatusta. Se pitää minut liikkeessä."

Tutkijat ovat siis osoittaneet, että älykkään suunnittelun keinoin voidaan valmistaa jäljitelmiä solun nanokoneista. Ja hienosäätämällä ne voitaisiin saada toimimaan jopa alkuperäiskappaleiden tavoin. Voidaanko tämän perusteella päätellä, että kokonaisen solun voisi suunnitella ja rakentaa, jolloin ei tarvitsi turvautua aina niin epävarmaan satunnaisprosessiin?

Karvakuono kuitenkin ihmettelee sitä, miten synteettisesti valmistettu nanokone osattaisiin erottaa ohjaamattoman prosessin tuottamasta nanokoneesta, ilman että niiden alkuperä sotkettaisiin? Joku asiasta tietämätönhän saattaisi erehtyä luulemaan synteettistä jäljitelmää sattumalta syntyneeksi. Kyllä silloin alaansa rakastavat professorit ja insinöörit olisivat käärmeissään.


Lähde:

http://www.eurekalert.org/pub_releases/2012-11/tum-rbs112012.php

tiistai 20. marraskuuta 2012

Ihosolut paljastavat DNA:n mosaiikkimaisen luonteen


Vallitsevan käsityksen mukaan kaikki kehon solut sisältävät identtisen DNA:n. Yalen yliopistossa ihon kantasoluilla tehty uusi tutkimus kuitenkin osoittaa, että kehon kudosten välinen geneettinen muuntelu on yleistä.

iPS soluja solusyklin aikana. (Image by Vaccarino lab)

"Havaitsimme, että ihminen koostuu mosaiikkimaisista soluista, joilla on erilainen genomi," tutkimuksen johtaja professori Flora Vaccarino kertoo. "30 % ihon soluista sisältää kopiolukumuutoksia (CNV), jotka ovat puuttuvia tai kertautuneita DNA-segmenttejä. Aikaisemmin oletettiin, että nämä muutokset liittyivät sairauksiin, kuten syöpään. Mosaiikkimaisuus, jonka olemme löytäneet ihosta, voidaan myös havaita veressä, aivoissa ja muissa ihmisen kehon osissa."

Tähän asti on uskottu, että kaikissa soluissa on samanlainen DNA, joka ohjaa kehon toimintoja. Yalen tutkijaryhmän havainnot kyseenalaistavat tämän käsityksen. Tutkijat tarkastelivat kokonaisia iPS-solujen (induced pluripotent stem cells) genomeja. iPS-solut ovat (omnipotenttien) kantasolujen kaltaisiksi muutettuja erilaistuneita aikuissoluja.

Koehenkilöiden käsivarsien ihosta tehtyjä (iPS)-solulinjoja kasvatettiin kaksi vuotta ja niiden genomin kehitystä verrattiin alkuperäisiin ihon soluihin. Vaikka kasvatettujen solujen genomi läheisesti muistutti alkuperäisen ihosolun genomia, tutkijat havaitsivat niissä kuitenkin lukuisia dublikaatioita ja deleetioita. Jatkotutkimuksissa havaittiin, että ainakin puolet havaituista muutoksista oli olemassa pienessä osassa alkuperäisiä ihosoluja. Nämä muutokset näkyivät kasvatetuissa iPS-solulinjoissa, koska ne olivat lähtöisin hyvin pienestä määrästä ihosoluja. Vaccarinon mukaan iPS-solulinjat toimivat suurennuslaseina, jotka paljastavat kehon solujen genomien mosaiikkimaisuuden.

"Somaattisten solujen genomien mosaiikkimaisuudella on kauaskantoisia vaikutuksia geenitutkimukseen, jossa tällä hetkellä käytetään vain verinäytteitä. Kun tarkastelemme veren DNA:ta, se ei kuvaa tarkasti muiden kudosten, kuten aivojen DNA:ta. Siellä voi olla mutaatioita, jotka jäävät havaitsematta," Vaccarino toteaa.

Ilmeisesti tällä havainnolla on vaikutusta myös DNA-sekvensseihin perustuviin fylogeneettisiin sukupuihin.

Lähde:

http://news.yale.edu/2012/11/18/skin-cells-reveal-dna-s-genetic-mosaic

maanantai 19. marraskuuta 2012

Valikoituja evoluutiositaatteja, osa 3


Valikoiduissa evoluutiositaateissa rakkikoiruli esittelee kehitysoppiin uskovien ajattelijoiden kirkkaimpia aikaansaannoksia, jotka murtavat inhimillisen älyn ja mielikuvituksen raja-aitoja.
  
Biologi Douglas J. Futuyma.

 Douglas J. Futuyma:

"Kun evoluution viitekehys on valittu erityisen luomisnäkemyksen sijaan, siitä seuraa, että elämälle tunnusomaiset piirteet voidaan täysin ymmärtää vain niiden (kehitys)historian valossa."


Tässä Futuyma on oivaltanut inhimillisen tiedon perimmäisen olemuksen. Jokaisella ihmisellä on joku käsitys todellisuuden perimmäisestä luonteesta. Tämän käsityksen me voimme saada eri tavoin. Valitsemalla kehitysoppi lähtökohdaksi on helppoa ymmärtää elämälle tunnusomaiset piirteet niiden kehityshistorian valossa. Vastaavasti valitsemalla luomisnäkemys lähtökohdaksi on helppoa ymmärtää elämälle tunnusomaiset piirteet luomisen tai suunnittelun valossa.




Lähde:

Futuyma, Douglas J. (1998): Evolutionary Biology, Sinauer Associates, Inc. s. 5

perjantai 16. marraskuuta 2012

Fotosysteemi II:sta uutta tietoa


Fotosynteesiin kykenevät organismit käyttävät auringon valoa hajottamaan vettä protoneiksi, elektroneiksi ja hapeksi - tuotteiksi, jotka ovat elämälle välttämättömiä. Veden hajottaminen tapahtuu fotosysteemi II-proteiinikompleksissa, jonka rakenteesta on saatu entistä tarkempi kuva.

Fotosysteemi II.



Jian-Ren Shen Okayaman yliopistosta on yhdessä Osakan yliopiston tutkijoiden kanssa onnistunut kuvaamaan fotosysteemi II:n ennen näkemättömällä 1,9 ångströmin tarkkuudella röntgendiffraktion avulla. Heidän kuvansa paljastivat proteiinikompleksista yksityiskohtia rakenteista, jotka liittyvät valon keräämisen, energian siirtoon ja elektroninsiirtoketjun toimintaan. Tutkimuksen merkittävin tulos oli valon avulla veden hajottamista katalysoivan Mn4CaO5-klusterin rakenteen selvittäminen. Tämän vääristynyttä tuolia muistuttavan klusterin atomien välimatkat auttavat ymmärtämään vesimolekyylien ja happiatomien roolia happimolekyylin muodostamisessa. Kuten tutkijat asian ilmaisevat: "Tämä antaa meille lähtökohdan selvittää veden hajotusprosessi ja happimolekyylin (O-O sidos) rakentuminen, jotka ovat luonnon kiehtovimpia ja tärkeimpiä prosesseja." Näiden uusien havaintojen uskotaan auttavan keinotekoisten fotosynteesijärjestelmien kehittämisessä, jotka tarjoaisivat meille rajattoman energian lähteen.

Mn4CaO5-klusteri.

Siinä missä luonto on onnistunut kehitysopin mukaan jo miljoonien vuosien ajan pelkästään sattumaan perustuvan mekanismin avulla, ovat insinöörit saaneet miettiä päänsä puhki yrittäessään edes jollain tavoin tuottaa vastaavan toiminnon. Hiljattain israelilaiset tutkijat kertoivat keksineensä menetelmän veden hajottamiseksi vedyksi ja hapeksi. Keksintö perustuu erittäin ohuiden rautaoksidi-kalvojen käyttöön. Tämän uuden tekniikan avulla olisi mahdollista varata aurinkoenergiaa, joten se tuottaisi energiaa myös silloin kun aurinko ei paista. Tämä kuulostaa aika hyvältä. Aletaan insinöörin aivoin jo lähestyä sattuman ihmeellisiä saavutuksia.



Lähde:

http://phys.org/news/2012-09-ultrahigh-resolution-reveals-reaction-mechanisms.html

Suomalaistutkijat: Sattuma ei voi synnyttää elävää solua


Suomalaisten tutkijoiden mukaan elävä solu ei ole voinut syntyä sattumalta eli satunnaisella molekyylien yhdistymisellä.

(hem.passagen.se)


Matti Bergström ja Jorma Sauvala pitävät elävän solun syntyä sattumalta erittäin epätodennäköisenä:

"...elävät solut ovat sisäiseltä rakenteeltaan ja toiminnoiltaan niin kehittyneitä ja erikoistuneita, että on pidettävä äärimmäisen epätodennäköisenä sitä mahdollisuutta, että nykyisiä soluja muistuttava lisääntymiskykyinen solu olisi voinut syntyä sattumalta niissä kemiallisissa olosuhteissa, jotka vallitsivat maapallolla noin 4000 miljoonaa vuotta sitten."

Mutta sen lisäksi he pitävät sitä mahdottomana:

"...on erilaisten mahdollisten molekyyliyhdistelmien määrä niin valtava, että edes satojen miljoonien vuosien mittaiset kosmologiset ajanjaksot eivät riitä mutkikkaan elollisen solun synnyttämiseen satunnaisella molekyyliyhdistelmien testauksella."

Nämä näkemykset ovat käytännössä identtisiä George Rosen ja Peter Tompan näkemysten kanssa, jotka on hiljattain julkaistu Protein Science-tiedelehdessä. Suomessakin siis osataan ja on osattu laskea tai arvioida elämän syntyyn liittyviä todennäköisyyksiä.

Bergström ja Sauvala yrittävät kuitenkin kiertää satunnaisuuden aiheuttamaa ongelmaa:

"Elävän, lisääntymiskykyisen solun ja biologista evoluutiota edeltäneen 'kemiallisen alkuliemen' välillä on täytynyt olla useita välivaiheita ja välimuotoja, joiden kautta elolliset järjestelmät ovat voineet kehittyä nykyiseen muotoonsa."

Bergström ja Sauvala lisäävät välimuotoja 'alkuliemeen' ja kuvittelevat sillä tempulla ratkaisevansa mahdollisten molekyyliyhdistelmien määrään liittyvän ongelman. Mikäli jokainen 'välimuoto' on lähempänä toivottua lopputulosta eli elävää solua, niin siinä täytyy olla aina enemmän rakennekomponentteja. Rose ja Tompa osoittivat laskelmillaan, että rakennekomponenttien lisääntyminen kasvattaa nopeasti mahdollisten molekyyliyhdistelmien määrää tähtitieteellisiin lukemiin, jolloin oikean yhdistelmän löytäminen on entistä epätodennäköisempää.

Bergström ja Sauvala jatkavat selittelyä ja tekevät samalla loikan:

"Avainasemassa tässä prebiologisessa evoluutiossa on mitä ilmeisemmin ollut ...nukleiinihapot (DNA... ja RNA) sekä ... proteiinit. Nukleiinihapot soveltuvat ketjumaisen rakenteensa vuoksi erinomaisesti perinnöllisen tiedon tallennukseen... ja proteiinien monipuoliset toiminnalliset ominaisuudet mahdollistavat puolestaan mutkikkaiden, solujen elintoimintoja ylläpitävien ... prosessiverkostojen syntymi[s]en."

Bergström ja Sauvala yrittävät siis selittää elämän syntyä. He tekevät kuitenkin ihmeellisen loikan tässä tilanteessa turvautumalla DNA:han, RNA:han ja proteiineihin, sillä juuri niiden syntyminenhän heidän pitäisi kyetä selittämään! Ja vaikka nukleiinihapot soveltuvat perinnöllisen informaation tallennukseen, ne eivät selitä tämän informaation alkuperää.


Lähde:

Bergström, Matti & Sauvala, Jorma (1986): Aivot ja evoluutio, WSOY, Juva, s. 83-84

Galakseille uusi etäisyysennätys


Tähtitieteilijät kertovat löytäneensä etäisimmän galaksin. Galaksin uskotaan olleen olemassa jo 420 miljoonaa vuotta alkuräjähdyksen jälkeen eli sen ikä on n. 13,3 miljardia vuotta.

Vasemmalla on suurennus uudesta ennätysgalaksista.. (Credit: NASA, ESA, M. Postman and D. Coe (STScI), and the CLASH Team)

Havaintoon käytettiin Hubble- ja Spitzer-avaruusteleskooppeja ja lisäksi tutkijat hyödynsivät avaruuden omaa "suurennuslasia". Nämä avaruuden "suurennuslasit" ovat massiivisia galaksijoukkoja, jotka suurentavat niiden takana olevia kaukaisia galakseja.

Tämä uusi galaksi, MACS0647-JD, on hyvin pienikokoinen ja sen uskotaan olevan vasta kehityksensä alkuvaiheessa. Galaksille on mitattu punasiirtymän arvoksi 11, joka on myös uusi ennätys.

Tämä on mielenkiintoinen havainto. Nyt ollaan hyvin lähellä sitä aikaa, jolloin alkuräjähdysteorian mukaan ensimmäiset tähdet syntyivät eli n. 400 milj. vuotta alkuräjähdyksen jälkeen. Havaintovälineet kehittyvät koko ajan, joten jäämme odottamaan mitä uutta ja yllättävää uudet havainnot tuovat tullessaan.



Lähde:

http://www.newswise.com/articles/view/596145/?sc=rssn&utm_source=feedburner&utm_medium=feed&utm_campaign=Feed%3A+NewswiseScinews+%28Newswise%3A+SciNews%29

torstai 15. marraskuuta 2012

Supersymmetria vaarassa ?


Cambridgen yliopiston tutkijat ovat CERNin hiukkaskiihdyttimellä (LHC) havainneet harvinaisen hiukkashajoamisen. Havainto heikentää supersymmetriateorian uskottavuutta.


Tietomme aineen muodostavista hiukkasista (kuten kvarkit, leptonit ja elektorit) ja niiden välisistä voimista perustuu hiukkasfysiikan Standardimalliin. Hiukkasten massa aiheutuu niiden vuorovaikutuksesta Higgsin kentän kanssa. Higgsin hiukkanen löydettiin hiljattain LHC-kiihdyttimen törmäyskokeissa.

Hiukkasfysiikan standardimalli ei kuitenkaan selitä kaikkea. Se ei sisällä gravitaatiota eikä pimeää ainetta tai pimeää energiaa. Supersymmetriaa käytetään täyttämään näitä standardimallin aukkoja. Koska se antaa ennusteita, sitä voidaan testata hiukkaskiihdyttimellä. Hyvän tutkimusmahdollisuuden tarjoaa Bs -mesonin hajoaminen kahdeksi myoniksi. (Bs -mesoni koostuu lumo-kvarkista ja outo-antikvarkista). Tämä erittäin harvinainen hajoaminen on havaittu ensimmäistä kertaa. Tutkijat ovat laskeneet, että miljardista hajoamisesta vain kolme tapahtuu tällä tavalla.

Supersymmetriateorian mukaan on olemassa massiivisempia hiukkasia kuin on tähän asti havaittu. Mikäli niitä on olemassa, hajoamisen pitäisi tapahtua useammin.

Professori Chris Parkes toteaa: "Supersymmetria ei ehkä ole vielä kuollut, mutta nämä uudet havainnot veivät sen sairaalaan."

Mikäli supersymmetria joudutaan hylkäämään, on fyysikoiden keksittävä standardimallia täydentävä vaihtoehto selittämään pimeää energiaa.



Lähteet:

http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-20300100
http://www.cam.ac.uk/research/news/supersymmetry-squeezed-as-lhc-spots-ultra-rare-particle-decay/

maanantai 12. marraskuuta 2012

Uusia elämän rakennuspalikoita ?


Tutkijoiden mukaan AEG-niminen molekyyli on saattanut olla elämän geneettisen informaation tallennusvälineenä ennen DNA:ta ja RNA:ta. AEG:tä on löydetty syanobakteereista ja löydöstä kertova tutkimus on julkaistu PLOS One-verkkojulkaisussa.

Syanobakteerit voivat elää äärimmäisissä olosuhteissa, kuten kuvan vulkaanisessa lähteessä Yellostonen kansallispuistossa. (Credit: © Galyna Andrushko / Fotolia)

Geneettisen informaation tallennusalustan ennen DNA:ta uskotaan olleen RNA:n. Tällöin puhutaan ns. RNA-maailma hypoteesista. Mutta mihin informaatio tallentui ennen RNA:ta?

Vastaus saattaa olla AEG - pieni molekyyli, jonka oletetaan voivan muodostaa nukleiinihappojen rungon. Lääketeollisuus on tutkinut synteettisesti valmistetun AEG:n käyttöä lääkkeenä, esimerkiksi geenin vaimentimena. Elämän syntyhypoteesien kannalta ongelmana on ollut se, että tähän asti AEG:tä ei oltu löydetty luonnosta.

Nyt yhdysvaltalaisista ja ruotsalaisista tiedemiehistä koostuva tutkijaryhmä kertoo löytäneensä AEG:tä syanobakteereista, joita pidetään primitiivisimpinä elämän muotoina. "Syanobakteereista löytämämme AEG oli odottamatonta," tohtori Paul Alan Cox kertoo. Tutkijat eivät kuitenkaan osaa varmasti sanoa miten AEG liittyy elämän syntyyn, joten kovin paljon tämä uusi löytö ei auta kehitysoppia elämän synnyn selittämisessä.

Tutkijat etsivät geneettisen informaation varhaisia tallennusalustoja kiitettävällä innolla. Tämä into tuntuu kuitenkin hiukan sumentavan loogista ajattelua. Tutkijat näyttävät nimittäin unohtavan, että informaation tallennusalusta on yhdentekevä ilman informaatiota (tyhjä muistitikku syndrooma). Jostain syystä informaation alkuperä ei tutkijoita näytä huolettavan. Olisikohan syynä kehitysoppi, jonka mukaan informaation alkuperäongelmaa ei ole olemassa tai mikäli on, niin se onnistutaan unohtamaan varsin tehokkaasti.


Lähde:

http://www.weber.edu/WSUToday/110812aegdiscovery.html

Epistaasi on ongelma kehitysopille


Naturessa julkaistun uuden tutkimuksen mukaan epistaasi on paljon kokonaisvaltaisempi ilmiö kuin on tähän asti otaksuttu. Tämä rajoittaa voimakkaasti hyödyllisten mutaatioiden vaikutusta eliöiden kelpoisuuden lisäämisessä.

Evoluutioteorian mukaan mutaatiota on kolmenlaisia: haitallisia, neutraaleja ja hyödyllisiä, joista jälkimmäiset ovat evoluution kannalta tärkeimmät. Ilman niitä evoluutiota ei tapahtuisi. Darwin itse totesi, että luonnonvalinta säilyttää hyvät muutokset. Epistaasi kuitenkin sotkee tämän yksinkertaistetun kuvan evoluutiosta.

Epistaasia pitäisi verrata tietokoneen ohjelmakoodiin kirjan sijaan. Kirjassa yksittäinen kirjoitusvirhe ei vaikuta ratkaisevasti viestin ymmärtämiseen, mutta tietokonekoodissa yhdelläkin kirjoitusvirheellä voi olla vakavia seurauksia ohjelman toiminnan kannalta ja sen vaikutukset voivat näkyä jossakin toisessa osassa ohjelmakoodia. Epistaasilla on samanlainen vaikutus: mutaatio yhdessä geenissä voi vaikuttaa haitallisesti jonkin toisen geenin toimintaan. Hyödyllinen mutaatio yhdessä geenissä voi olla haitallinen toiselle geenille.

Ryhmä espanjalaisia geneetikkoja tarkasteli epistaasia tunnetuissa genomeissa ja he havaitsivat sen olevan kokonaisvaltaisempaa kuin on oletettu. Breen et al. kirjoittavat:

"...mitattu yksittäisten aminohappojen muutosnopeus lähiaikoina tapahtuneessa evoluutiossa on 20 kertaa alhaisempi kuin neutraalievoluution nopeus ja kertaluokkaa alhaisempi kuin voitaisiin olettaa ilman epistaasia. Havainnot osoittavat, että epistaasi vaikuttaa laaja-alaisesti proteiinien evoluutioon: n. 90 %:lla aminohappomuutoksista on neutraali tai hyödyllinen vaikutus vain siinä geeniympäristössä, missä ne tapahtuvat ja siksi niillä täytyy olla haitallinen vaikutus toisen lajin geeniympäristössä. Havaintomme osoittavat, että useimmilla yksittäisillä aminohappomuutoksilla on erilaisia vaikutuksia eri eliölajien kelpoisuuteen ja että epistaasi tarjoaa käsitteellisen viitekehyksen pitkäaikaisen proteiinievoluution tarkasteluun."

Tutkijat myös kertovat, miten epistaasi vaikuttaa evoluutioon:

"Aminohappomuutos, joka on neutraali tai hyödyllinen yhdessä geeniympäristössä, voi olla haitallinen toisessa. Tilannetta, jossa alleelin kelpoisuusvaikutus on riippuvainen alleeleista muulla genomissa, kutsutaan epistaasiksi. Sekä proteiinievoluution neutraali- että valintateoria tarjoaa tarkan viitekehyksen pitkän aikavälin proteiinievoluution ymmärtämiseksi, vain mikäli alleeleilla on genomin eri osissa samanlainen kelpoisuusvaikutus eli epistaasia ei tapahdu. Ilman epistaasia aminohappomuutokset eivät vaikuta toisiinsa ja niillä oletetaan olevan samanlainen kelpoisuusvaikutus eri lajeissa, paitsi siinä tapauksessa, jossa ne aiheuttavat eroja sopeutumisessa erilaisiin elinympäristöihin... Mikäli epistaasi on yleistä, niin silloin neutraalit tai hyödylliset aminohappomuutokset yhdessä lajissa ovat haitallisia toisessa. Epistaasin kokonaisvaltaisten vaikutusten selvittäminen on tärkeää, jotta voimme ymmärtää lajikohtaisia proteiinieroja ja pitkäaikaista proteiinievoluutiota... Tällä hetkellä emme tiedä mikä määrä aminohappomuutoksia yhdessä lajissa on hyväksyttävää toisen lajin ortologisissa geeneissä."

Näyttää ilmeiseltä, että muuttuneen geenin kytkentä muihin geeneihin tekee mahdollisuuden evolutiiviseen kehitykseen epätodennäköiseksi. Hyödyllisen mutaation pitäisi olla hyödyllinen myös muissa vaikutuspaikoissaan. Vastaavasti neutraalit tai lähes neutraalit mutaatiot ovat vähemmän todennäköisiä, koska niilläkin voi olla haitallisia vaikutuksia muissa geeneissä. Tähän viittaa myös tutkijoiden toteamus: "havaintoaineistossamme positiivinen valinta ei ollut yleistä proteiinievoluutiossa."

Kehitysopin kannalta tutkijoiden havainnot eivät ole erityisen rohkaisevia ja tutkijat päätyvät esittämään vain uusia kysymyksiä.

"Me olemme havainneet epistaasilla olevan huomattava vaikutus pitkäaikaisessa proteiinievoluutiossa. Sen avulla voidaan selittää miksi valtaosa yhdellä lajilla tapahtuvista aminohappomuutoksista ei voi tapahtua toisessa lajissa riippumatta siitä onko positiivisella valinnalla merkittävä vaikutus fiksaatioon tietyssä geeniympäristössä. Epistaattinen näkökulma molekyylievoluutioon johtaa useisiin perustavaa laatua oleviin kysymyksiin, sen lisäksi, että John Maynard Smithin v. 1970 esittämät kysymykset ovat edelleen pääosin vastausta vailla. Ensiksi, kuinka paljon aminohappomuutokset tietyn geenipaikan ulkopuolella tai koko genomissa vaikuttavat valintaan, joihin tietyn geenipaikan aminohappomuutokset vaikuttavat? Toiseksi, onko genomissa parittaisten epistaattisten kytkentöjen lisäksi erillisiä epistaattisia aliverkkoja vai ovatko useimmat kytkennät osa yhtenäistä epistaasiverkkoa? Kolmanneksi, mikä on geenin sisäisten ja geenienvälisten epistaattisten kytkentöjen suhde? Neljänneksi, mikä on genomin epistaattisten kytkentöjen molekulaarinen tausta? Lopuksi, pitkäaikaisessa proteiinievoluutiossa kokonaisvaltaisesti vaikuttava epistaasi on mahdollinen myös lyhytaikaisessa evoluutiossa ja tilanteet, joissa monimuotoisuus (polymorfismi) on hyödyllistä jollekin populaation jäsenelle ja haitallista toiselle, saattavat olla yleisempiä kuin on tähän asti otaksuttu."

Tutkijoiden havainnot epistaasin vaikutuksista ovat sopusoinnussa Jianzhi Zhangin ja Peter Andolfatton näkemysten kanssa, joiden mukaan spesifejä toimintoja solussa voidaan toteuttaa vain muutamalla molekyylimekanismilla. Tällöin on paljon todennäköisempää saada muutoksella aikaiseksi enemmän haittaa kuin hyötyä. Tätä ajatusta tukee myös George Rosen ja Peter Tompan havainnot solun interaktomien (erilaisten kytkentätilojen) lukumäärästä, joka on tähtitieteellisen suuri luku. Huonosti toimivan tai toimimattoman kytkennän löytäminen on erittäin paljon todennäköisempää kuin toimivan kytkennän löytäminen.

Uudet tutkimukset tuovat jatkuvasti esiin kehitysopille "haitallisia" seikkoja. Mikäli evoluutio vaikuttaa myös kehitysoppiin, niin sekin näyttää olevan matkalla kohti sukupuuttoa "haitallisten mutaatioiden" rikastuessa perimään.



Lähde:


http://www.evolutionnews.org/2012/11/epistasis_decr066061.html

keskiviikko 7. marraskuuta 2012

Insinöörit ottavat mallia perhosen siivistä


Ohio State-yliopiston tutkijat ovat havainneet, että perhosen siipiä kannattaa tutkia tarkoin, koska niiden rakennetta jäljittelemällä voidaan monien tuotteiden laatua parantaa.

Sinimorphoperhonen. (flickrhivemind.net)

Tutkijat onnistuivat esimerkiksi poistamaan 85% pölystä muovipinnalta, joka oli päällystetty perhosen siiven pintaa jäljittelevällä mikrorakenteella. Täysin sileältä pinnalta vain 70% pölystä saatiin poistettua.

Tutkijoiden mukaan perhosen siiven pintarakenne hylkii likaa ja vähentää kitkaa.Pintarakennetta voitaisiin jäljitellä lentokoneissa, veneissä, putkissa ja lääketieteellisissä laitteissa. Professori Bharat Bhushanin mukaan "luonto on kehittänyt monia rakenteita, jotka hylkivät likaa ja vähentävät kitkaa."

Tutkijat havaitsivat elektronimikroskoopilla, että Sinimorphoperhosen siiven pintarakenne muistuttaa paanukattoa. Tämä viittaa siihen, että vesi ja lika valuvat pois siiven pinnalta kuin vesi katolta. "Perhosen siivet ovat hienorakenteisia, joten lian ja kosteuden kertyminen niihin tekisi lentämisestä vaikeaa," Bhushan toteaa, "Lisäksi koiraiden ja naaraiden on tunnistettava toistensa siipien värikuviot, jotta ne löytävät itselleen sopivan parittelukumppanin." Myös hain ihon ja riisinlehden pinnan ominaisuudet ovat likaa hylkiviä ja kitkaa vähentäviä.

Elektronimikroskooppi paljastaa Sinimorphoperhosen siiven pintarakenteen koostuvan monista levymäisistä osista.

Insinöörit tietävät, prujaaminen kannattaa, ainakin silloin kuin oma suunnittelutaito ei riitä. [Kauan sitten eräässä tekniikan alan oppilaitoksessa oleellinen kysymys ennen harjoitustyön aloittamista oli: Onks sulla prujuja?] Luonnon rakenteiden jäljittelemistä kutsutaan biomimetiikaksi.

Evoluutio on siitä metka kaveri, että vaikka sen väitetään olevan tyhmä tai suorastaan järjetön, niin silti se päihittää parhaimmatkin insinöörit mennen tullen. Mutta useimpia insinöörejä (ja biologeja) tämä seikka ei tunnu vaivaavan lainkaan. Ehkäpä sekin johtuu vain sattumasta?



Lähde:

http://researchnews.osu.edu/archive/butterflynano.htm

Tähtien syntynopeus on pudonnut merkittävästi


Kansainvälisen tutkijaryhmän mukaan uusien tähtien syntynopeus on pudonnut 1/30-osaan huippuarvosta. Tutkimus on julkaistu Monthly Notices of the Royal Astronomical Society -tiedelehdessä.

Kuvassa tähtien syntynopeus (GDP) ilmoitetaan tonneina kuutiovalovuodessa ja minuutissa. Havaintojen mukaan tähtien syntynopeus on pudonnut 97% huippuarvostaan. Credit: David Sobral.

Tutkijaryhmä koostui potugalilaisista, italialaisista, japanilaista, englantilaisista ja hollantilaisista tähtitieteilijöistä ja sitä johti David Sobral Leidenin yliopistosta.

Kehitysopin mukaan tähtien synty maailmankaikkeudessa alkoi n. 13,4 miljardia vuotta sitten eli n. 300 milj. vuotta alkuräjähdyksen jälkeen. Ensimmäisten tähtien uskotaan olleen jättiläismäisiä ja satoja kertoja massiivisempia kuin Aurinko. Nämä jättiläiset elivät kiihkeän elämän kuluttaen ydinpolttoaineensa nopeasti loppuun ja räjähtäen supernovina vain miljoonan vuoden jälkeen. Pienempimassaiset tähdet sitä vastoin voivat elää miljardeja vuosia.

Tähtien räjähdyksissä syntyneen kaasun ja pölyn muodostamien molekyylipilvien uskotaan tiivistyvän uusiksi tähtisukupolviksi, joten maailmankaikkeudessa kierrätys on hoidettu esimerkillisesti. Tämä uusien tähtien syntyminen kuolleista esi-isistään on eräs kauneimmista kehitysopillisista tarinoista. Tarinaan liittyy myös myyttisen sankaritarinan piirteitä, kun jotkut tutkijat arvelevat supernovaräjähdysten shokkiaaltojen käynnistävän molekyylipilven tiivistymisen. Sankarin kuolema johtaa uuteen elämään. Kaunista, eikö totta! Miksiköhän suurin osa tähtitieteilijöistä on partaisia äijiä?

Aurinkomme uskotaan olevan 3. sukupolven tähti ja se on kooltaan tyypillinen (pienimassainen) nykyajan tähti. Tähtien syntyhistorian tuntemisen oletetaan johtavan myös galaksien syntyhistorian ja kehityksen tuntemiseen.

Tässä tutkimuksessa tähtitieteilijät tarkastelivat eri etäisyyksillä sijaitsevia oletettuja tähtien syntyalueita. Vertaamalla eri ikäisissä kohteissa tähtien syntynopeuksia, tutkijat kykenivät määrittämään tähtien syntynopeuden muutoksen maailmankaikkeuden historian aikana. Tutkijat havaitsivat, että tähtien syntynopeus on hidastunut viimeisen 11 miljardin vuoden aikana ja se on nykyään 30 kertaa hitaampi kuin huippuaikana, 11 miljardia vuotta sitten.

Tohtori David Sobral toteaa: "Vaikka nämä havainnot selvästi osoittavat tähtien syntynopeuden hidastuneen, niin ne myös johtavat meidät vielä suuremman mysteerin ääreen: miksi näin tapahtuu ?"

Tutkijat kyllä ilmoittavat arvioita tähtien syntynopeuksille. Kehitysopin kannalta on kuitenkin hieman harmillista, että yhtään uuden tähden syntymää ei ole koskaan havaittu. Mutta uskohan ei välttämättä perustukaan empiiriseen havaintoon. Voisikohan tohtori Sobralin kysymyksen perimmäinen syy olla siinä, että tähtien syntynopeus on suure, joka on vain tutkijoiden mielikuvituksessa.

Mielenkiintoista on myös, että hiljattain tähtitieteilijät ilmoittivat löytäneensä tähtien syntyalueen, jossa uusia tähtiä kerrotaan syntyvän ennätysvauhdilla. Tämä "ennätysvauhdilla" tähtiä tehtaileva kohde on vain 5,7 miljardin valovuoden päässä meistä eli se on paljon nuorempi kuin kohteet, jotka 11 miljardia vuotta sitten tuottivat uusia tähtiä huippunopeudella. Tässä näyttää olevan ristiriita, ellei sitten tämän uuden tutkimuksen tulokset perustu uusiin havaintokohteisiin. Lisäksi ilmoitettuja tähtien syntynopeuksia (kts. kuva) on vaikea vertailla, koska ne ilmoitetaan erilaisissa yksiköissä ( tonneina kuutiovalovuodessa ja minuutissa // kappaletta vuodessa ).

Lisäys 10.11.:
Karvakuonon ja David Sobralin kirjeenvaihdon perusteella selvisi, että Sobralin johtama tutkimusryhmä tarkasteli satoja eri etäisyyksillä olevia kohteita ja he laskivat keskiarvon niiden tähtien syntynopeuksista. Samallakin etäisyydellä (ja siis oletettavasti yhtä vanhoilla) olevilla kohteilla voi tähtien syntynopeuksissa olla suuria eroja. Tällöin "ennätysvauhdilla" tähtiä synnyttävä kohde voi sijaita muuallakin kuin 11 miljardin valovuoden päässä, vaikka ilmeisesti sen todennäköisimmin pitäisi siellä sijaita.

Tieteen rakkikoira kiittää David Sobralia selventävästä lisäinformaatiosta. Tieteen rakkikoira thanks David Sobral for clarifying information.


Lähde:

http://www.ras.org.uk/news-and-press/219-news-2012/2187-cosmic-gdp-crashes-97-as-star-formation-slumps

tiistai 6. marraskuuta 2012

Kalojen lentokyvyn uskotaan kehittyneen kahdesti


Kiinalaiset tutkijat ovat löytäneet Lounais-Kiinasta uuden lentokalafossiilin. Tutkijoiden mukaan kalojen lentokyky on kehittynyt kaksi kertaa. Löydöstä kertova tutkimus on julkaistu Proceedings of the Royal Society B-tiedelehdessä.



Erittäin hyvin säilynyt uusi lentokalafossiili, Potanichthys xingyiensis, on ajoitettu triaskaudelle eli n. 235-242 milj. vuoden ikäiseksi. Sillä oli neljä siipeä ja epäsymmetrinen kaksihaarainen pyrstö.

Uusi fossiililöytö osoittaa, että merien ekosysteemit palautuivat aiemmin uskottua nopeammin permikauden massasukupuutosta.

Tutkijoiden mukaan kalojen lentokyky on kehittynyt ensimmäisen kerran triaskaudella ja toisen kerran aikana, jolta nykyiset lentokalat ovat peräisin. Lentokyvyn kerrotaan kehittyneen molemmilla kerroilla sen vuoksi, että kalat olisivat voineet paeta saalistajiaan.

Evoluutio on eliön kaveri. Jos eliöllä on tarvetta johonkin toimintoon, niin asiaa ei kannata erityisemmin murehtia. Kyllä evoluutio hoitaa, oli kyse sitten lento-, sukellus-, hyppäys- yms. kyvyistä. Hätähousuille tämä ei kuitenkaan oikein sovi, sillä toimitusaika voi venyä miljooniin vuosiin, ellei satu elämään täysin kehittyneiden eliöiden ilmaantuessa fossiilikerrostumiin.

Evoluutio tuntuu kuitenkin olevan vähän ronkeli. Se on suhtautunut kovin nuivasti saalistajiin, koska niille ei ole kehittynyt lentokykyä edes yhtä kertaa. Ja vaikka se on kehittänyt kalojen lentokyvyn ja ligniinin biosynteesin kahteen kertaan sekä kardenolideille resistentit natrium-kaliumpumput kolmeen kertaan, niin se ei ole vuosimiljoonissa saanut aikaiseksi ligniinin syöntikykyä. Sen ei luulisi olevan kovin vaikeaa kaiken sen rinnalla, jonka evoluution väitetään tuottaneen.




Lähde:

http://www.bbc.co.uk/nature/20095637

perjantai 2. marraskuuta 2012

Uutta tietoa ribosomin rakentumisesta


Heidelbergin yliopiston biokemian laitoksen tutkijat ovat yhdessä sveitsiläisten ja japanilaisten kollegojensa kanssa havainneet uuden mekanismin ribosomin kokoonpanossa. Tutkijat tunnistivat uudenlaisen proteiinin, joka kuljettaa ribosomin tarvitsemat proteiinit kokoonpanopaikalle. Tutkimustulokset on julkaistu Science-tiedelehdessä.

3D-kuvassa on ribosomin suuri alayksikkö . Ribosomaalinen RNA on piirretty harmaalla, erilaisia ribosomaalisia proteiineja on piirretty siniharmaalla. Rpl5-r-proteiini in keltaisella ja Rpl11 vihreällä.Niiden välissä on violettia ribosomaalista RNA:ta, joka sitoo ne yhteen. (Credit: Ed Hurt)

Ribosomiksi kutsutut molekyylikompleksit ovat solujen proteiinitehtaita, jotka koostuvat ribonukleiinihapoista (RNA), sekä ribosomaalisista proteiineista (r-proteiinit). Yhdessä ne muodostavat monimutkaisen kolmiulotteisen nanorakenteen. Ribosomien tarkka kokoonpano on tärkeää solun toimintojen kannalta.

Eukaryooteissa eli aitotumallisissa organismeissa ribosomien kokoonpano tapahtuu pääasiassa solun tumassa. Tämän vuoksi r-proteiinien täytyy siirtyä solun sytoplasmasta tumaan. Tähän asti on kuitenkin ollut epäselvää, siirretäänkö funktionaalisia ryhmiä muodostavat r-proteiinit yhdessä tumaan.

Nyt tutkijat löysivät uuden proteiinin (Symportin1), joka koordinoi tiettyjen funktionaalisten proteiiniryhmien kuljetusta solun tumaan.

"Symportin1 koordinoi sekä Rpl5- että Rpl11- r-proteiinien kuljetusta tumaan ja tukee niiden liittämistä rakenteilla olevaan ribosomiin," professori Irmgard Sinning selittää. "Se toimii samalla periaatteella kuin kimppataksi, joka vie asiakkaita samaan määränpäähän," toteaa tohtori Gert Bange, joka johti tutkimusta yhdessä tohtori Dieter Kresslerin kanssa.

Ribosomin proteiineilla on kimppataksi, joka kuljettaa niitä oikeaan osoitteeseen. Kuinkahan tällainen järjestely on kehittynyt darwinistisella mekanismilla ? Onko proteiineilla (jos oletetaan, että ne ovat jo kehittyneet täysin toimiviksi solun tarpeita ajatellen) ollut aluksi käytössä vain ns. apostolin kyyti, sitten riksa ja vasta lopulta kimppataksi ?


Lähde:

http://www.uni-heidelberg.de/presse/news2012/pm201211102_ribosomen_en.html

Valikoituja evoluutiositaatteja, osa 2


Valikoiduissa evoluutiositaateissa rakkikoiruli esittelee kehitysoppiin uskovien ajattelijoiden kirkkaimpia aikaansaannoksia, jotka murtavat inhimillisen älyn ja mielikuvituksen raja-aitoja.
 
Professori ja kosmologi Kari Enqvist. (hs.fi)
 
Vuorossa on Helsingin yliopiston fysikaalisten tieteiden laitoksen teoreettisen fysiikan professori ja kosmologi Kari Enqvist:

"...kreationistit yrittävät uskotella, että darwinismi on yksi ja kreationismi toinen ja yhtäläisellä äänioikeudella varustettu tieteellinen oppi. Mutta tieteellisenä teoriana kreationismi on yhtä ontto kuin kannattajiensa pääkoppa." (Enqvist 2003)

Kari Enqvist on kyvykäs mies, kuten jo tittelin pituudesta voisi päätellä. Mutta hänen kyvykkyytensä ei rajoitu pelkästään älylliseen kategoriaan. Enqvistillä on kyky, josta tavallinen purulelun kantaja voi vain haaveilla: Enqvistillä on kyky nähdä (ainakin joidenkin) ihmisten pään sisään!

Tämän ihmeellisen kykynsä avulla Enqvist on havainnut, että joidenkin ihmisten pää on tyhjä. Vaikka karvakuono ei epäile arvostetun ja palkitun suomalaisen tiedemiehen sanoja, niin pieni epäilyksen häivä kuitenkin hiipii karvansekaiseen tajuntaan. Karvakuono on kuullut, että kaikkien elävien ihmisten pää on täynnä, ainakin osittain ja etenkin perjantaisin.

Tämän perusteella karvakuono päättelee, että professori Enqvist hieman liioittelee kykyjään. Mikäli tavallinen koirankuonolainen tekisi sellaista, niin sitä pidettäisiin varmasti itsekehuna, mutta suurelle mestarille tämä sallittakoon.


Lähde:

Enqvist, Kari (2003): Kosmoksen hahmo, WSOY, s. 231

torstai 1. marraskuuta 2012

Uutta tietoa DNA:n korjausmekanismista


Buffalon yliopistossa tehty uusi tutkimus kuvaa TFIIB-proteiinin tärkeää roolia DNA:n korjauksessa ja kasvainten ehkäisyssä.

TFIIB eli transkriptiotekijä II B. (wikipedia)

TFIIB-proteiini sitoutuu DNA:han transkription alkaessa. Tutkijat havaitsivat, että mikäli transkriptiokoneisto havaitsee virheen DNA:ssa, TFIIB:n rakenne muuttuu ja se keskeyttää transkription. Tällöin solulla on mahdollisuus korjata DNA:ssa oleva virhe. Korjaustehtävää solussa suorittaa p53-niminen proteiini, jolla on tärkeä tehtävä DNA:han talletetun geneettisen informaation ylläpitämisessä.

p53-proteiinia kutsutaan "genomin vartijaksi" tutkimuksen johtaja Jayasha Shandilya kertoo. Noin puolet syöpätapauksista johtuvat p53-geenin mutaatiosta tai deleetiosta. DNA:n vaurio aktivoi p53-proteiinin, joka käynnistää DNA:n korjaustoiminnon ja se myös estää solua jakautumasta ennenkuin korjaus on valmis. Mikäli korjausta ei voida suorittaa (DNA:n viat ovat liian laajoja), niin p53 käynnistää apoptoosin eli ohjatun solukuoleman.

Shandilya kollegoineen havaitsivat, että TFIIB:lle tapahtuu fosforylaatio (proteiiniin liittyy fosfaattiryhmä) ennen normaalia transkriptiota. Kun tutkijat käsittelivät soluja DNA:ta hajottavilla aineilla TFIIB:n fosforylaatio purkautui, jolloin normaali transkriptio estyy. Tällöin p53-proteiini käynnisti transkription eli solussa on ainakin kaksi järjestelmää, jotka voivat käynnistää transkription.

Evoluution sanotaan perustuvan perinnöllisiin mutaatioihin. Solu näyttää kuitenkin tekevän kaikkensa mutaatioiden estämiseksi. Se tekee mieluummin itsemurhan, kuin lähtee evoluution koekaniiniksi! Vaikuttaa ihan siltä, että solu ei usko evoluutioon.


Lähde:

http://medicalxpress.com/news/2012-11-protein-role-cells-dna.html


Uudenlaisia prototähtiä on löydetty


Max Planck instituutin johtama tutkijaryhmä on löytänyt uusia ja uudentyyppisiä prototähtiä. Havainnot tehtiin ESA:n (European Space Agency) Herschel-avaruusteleskoopilla. Tutkijat valmistivat myös kolmiulotteisen kuvan Barnard 68-molekyylipilvestä, jossa uskotaan syntyvän uusi pienimassainen tähti.

Väärävärikuvia pimeästä Barnard 68-molekyylipilvestä. Kuvat on yhdistelmiä useista eri taajuuksilla tehdyistä infrapunahavainnoista. (Credit: MPIA / Markus Nielbock)

Tähtien oletetaan syntyvän avaruuden suurissa molekyylipilvissä, jotka romahtavat kasaan oman painovoimansa vaikutuksesta. Romahduksen tuloksena syntyy ns. prototähti. Molekyylipilvi myös estää meitä näkemästä varsinaista tähtien syntyprosessia, koska se absorboi uuden prototähden säteilemän valon. ScienceDaily uutissivuston mukaan tähtien syntyprosessin tunteminen auttaa meitä ymmärtämään omaa alkuperäämme.

Herschel onnistui löytämään nuorimpia ja primitiivisimpiä tunnettuja prototähtiä ja oletettujen prototähtien lukumäärä kasvoi 330:stä lähes 500:aan. Samalla tutkijat havaitsivat uudenlaisen prototähden esiasteen: tiheän molekyylipilven, jonka lämpötila on 15 astetta absoluuttisen nollapisteen yläpuolella eli n. -258 C.

ScienceDaily on oikeassa. Ovatko tähdet ja koko maailmankaikkeus syntyneet itsekseen vai ovatko ne olemassa erityisen luomistyön tuloksena? Vastaus tähän kysymykseen varmasti auttaa meitä ymmärtämään omaa alkuperäämme.

Toistaiseksi yhtään uuden tähden syntymää ei ole havaittu. Jäämme mielenkiinnolla odottamaan uusia havaintoja ja vastausta kysymykseemme.


Lähde:

http://www.sciencedaily.com/releases/2012/10/121031081524.htm

Ovatko tähdet nuoria vai vanhoja ?


Pallomaisten tähtijoukkojen uskotaan olevan maailmankaikkeuden vanhimpia rakenteita. Niissä näyttää kuitenkin olevan myös nuoria tähtiä, eikä sitä osata selittää.

NGC 6362 kuvattuna Wide Field Imager kameralla ja MPG/ESO 2.2-metrin teleskoopilla  La Silla Observatoriossa  Chilessä.

Esimerkiksi NGC 6362:ssa on useita tähtiä - sinisiä harhailijoita - jotka ovat onnistuneet säilyttämään nuorekkaan ilmeensä.

Pallomaisten tähtijoukkojen tähtien uskotaan syntyneen samanaikaisesti - noin 10 miljardia vuotta sitten. Kuitenkin nämä siniset harhailijat ovat sinisempiä, kirkkaampia ja siten myös massiivisempia kuin niiden pitäisi olla 10 miljardin vuoden kehityksen jälkeen. Siniset tähdet ovat kuumia ja ne kuluttavat (ydin)polttoaineensa nopeasti loppuun. Mikäli nämä tähdet ovat 10 miljardin vuoden ikäisiä, niiden olisi pitänyt lakata olemasta jo aikoja sitten. Kuinka ne siis säilyivät?

Astronomit haluaisivat tietää mikä on näiden sinisten harhailijoiden "ikuisen nuoruuden" salaisuus. Tällä hetkellä on olemassa kaksi teoriaa: tähtien törmäykset ja sulautumiset toisiinsa sekä materiavirrat vierekkäisten tähtien välillä. Molempien teorioiden perusajatus on se, että tähdet eivät ole alunperin syntyneet niin massiivisina, kuin me näemme ne nyt, vaan ne ovat jossain elämänsä vaiheessa saaneet uutta materiaa ja samalla "uuden elämän".

Miksi astronomeille ei ole tullut mieleen, että heidän iänmääritysmenetelmissään voisi olla jotain pielessä?

Tähtien ikä ei ole ainoa asia, joka aiheuttaa päänvaivaa karvakerroksen yläpuolella. Myös litium-7:n puutos on vaivannut jo pitkään.


Lähde:

http://esciencenews.com/articles/2012/10/31/stars.ancient.and.modern