torstai 24. huhtikuuta 2014

Sirkkaäyriäisen nuija päihittää lentokoneet


Sirkkaäyriäisen nyrkinkaltaisen nuijan inspiroimina on Kalifornian yliopiston johtama tutkijaryhmä suunnitellut uuden komposiittimateriaalin, joka on lujempi kuin nykyiset lentokoneissa käytetyt komposiittimateriaalit. Tutkimusraportti on julkaistu Acta Biomaterialia-verkkojulkaisussa.

Sirkkaäyriäisen nuijan kiertyvä kerrosrakenne. (Kuva: Kalifornian yliopisto, Riverside)

"Mitä enemmän me tutkimme tämän pienen äyriäisen nuijaa, sitä vakuuttuneimmiksi me tulemme siitä, että sen rakenne voi auttaa meitä kehittämään monenlaisia teknisiä rakenneratkaisuja," tutkija David Kisailus toteaa.

Riikinkukkosirkkaäyriäinen (Peacock mantis shrimp [Stomatopod]) on sateenkaarenvärinen 8 - 15 cm pituinen äyriäinen, jonka nyrkinkaltainen nuija kiihtyy vedessä nopeammin kuin 22-kaliberisen aseen luoti. Otus käyttää nuijaa saalistamiseen ja vaikka se tekee sillä tuhansia iskuja, niin se kestää hajoamatta. Tämän vuoksi tutkijat kiinnostuivat nuijan rakenteesta.

Sirkkaäyriäisen nuijan iskun voimakkuus on yli 1000 kertaa eläimen paino. Lisäksi nuijan kiihtyvyys on niin suuri, että se synnyttää vedessä kavitaation eli voimakkaan painevaihtelun vuoksi vesi kiehuu synnyttäen kavitaatiokuplan, jotka räjähdysmäisesti romahtaa kasaan vahvistaen nuijan antamaa iskua. Suurella nopeudella veden alla liikkuvan objektin ympärille muodostuva vesihöyryn täyttämä kavitaatiokupla vähentää myös liikekitkan lähes olemattomiin. Tätä ilmiötä kutsutaan superkavitaatioksi.

[Rakkikoirulin huomautus: Mutta onko äyriäissirkan tapauksessa kysymys superkavitaatiosta, on vähän epäselvää? Joka tapauksessa näyttää siltä, että äyriäissirkka on käyttänyt jo 400 (kehitysopillista) miljoonaa vuotta sitten tekniikkaa, joka on vasta hiljattain saatu aikaiseksi insinöörien toimesta.]

Tutkijat ovat havainneet, että äyriäissirkan nuija koostuu kiertyvästä kerrosrakenteesta, jossa alekkaiset kerrokset kiertyvät hiukan toistensa suhteen. Rakenne sisältää useita täysiä (360-asteen) kierroksia. Lujuustestit osoittivat, että äyriäissirkan nuijan rakenne oli lujempi kuin nykyiset lentokonekomposiitit, joissa kerrosten väliset kiertymäkulmat ovat perinteisesti olleet 0, -45, 45 ja 90 astetta.

"Eliömaailman ällistyttävä monimuotoisuus voi tarjota meille uusia suunnitteluvihjeitä seuraavan sukupolven keveiden huippumateriaalien valmistamiseksi," David Kisailus kertoo.

Kisailusin toteamus kertoo kaiken olennaisen. Luonnossa on todella hyvää suunnittelua.

Häkellyttävän kaunis äyriäissirkka murskaa nuijallaan helposti liian lähelle eksyneen ihmisen sormen. (Kuva: Wikipedia)

Äyriäissirkasta kerrotaan myös täällä. No niin, äyriäiset ja sirkat menivät vähän sekaisin, mutta karvakuono tykkää (eli fanittaa) enemmän äyriäissirkka-suomennosta/sanaa.


Lähde:

http://ucrtoday.ucr.edu/21670

perjantai 18. huhtikuuta 2014

Häiriintyneitä korjausmekanismeja ei puutu


Koiramme-lehteen lähettämäni kirjoitus, jossa kommentoin Koiramme-lehdessä ollutta Karoliina Aution artikkelia. Koiramme-lehti ei julkaissut kirjoitustani.

Kuvan australianpaimenkoira "Kendi the Possukoira" ei liity tekstissä mainittuihin koiriin. (Kuva: Ella Lonka)

Häiriintyneitä korjausmekanismeja ei puutu

Karoliina Autio kirjoitti koirien syöpähoidoista ("Uusia tuulia koirien syövän hoidossa", Koiramme 3/2014). Artikkelista saa hieman virheellisen käsityksen solun korjausmekanismien osuudesta syövän synnyssä. Autio kirjoittaa (s. 40): " ...koska soluissa tapahtuu koko ajan lisää mutaatioita häiriintyneiden korjausmekanismien puuttuessa."

Soluista ei kuitenkaan puutu häiriintyneitä korjausmekanismeja, vaan niitä on siellä aivan riittävästi syövän syntymiseksi. Lauseen loppuosan oikeampi muoto olisi: "...koska soluissa tapahtuu koko ajan lisää mutaatioita häiriintyneiden (tai vikaantuneiden) korjausmekanismien vuoksi."

                                          *       *       *

Koiramme-lehden toimitus (Taina Nygård ja Tapio Eerola) ei myöskään vastannut kirjoitukseni julkaisua koskeviin tiedusteluihin. Tämä ei ole suuri yllätys, sillä nykyisessä tuloshakuisessa yhteiskunnassa asiakkaan (tässä tilaaja) rahat kyllä kiinnostavat, asiakaspalvelulla ei ole niin väliä.

Karvakuonokin on toiminut useita vuosia asiakaspalvelualalla ja karvakuono on tähän asti vastannut jokaiseen asiakkaiden esittämään kysymykseen riippumatta siitä, liittyykö vastaamiseen mitään tulosodotuksia. Karvakuono on myös saanut vanhanaikaisen kasvatuksen, jonka mukaan ns. alkeellisiin käytöstapoihin kuuluu kysymyksiin vastaaminen. Mutta nyt onkin nykyaika ja nykyajan arvot.


Loppukevennyksenä karvakuonon kuukauden kotitehtävä:

Mitkä seuraavista lauseista tarkoittavat samaa asiaa ja mitkä eri asiaa?

1) "Vaikka kasvu alkaakin yhdestä solusta, ovat kasvainsolut loppujen lopuksi erilaisia, koska soluissa tapahtuu koko ajan lisää mutaatioita häiriintyneiden korjausmekanismien puuttuessa."

2) "Vaikka kasvu alkaakin yhdestä solusta, ovat kasvainsolut loppujen lopuksi erilaisia, koska soluissa tapahtuu koko ajan lisää mutaatioita toimivien korjausmekanismien puuttuessa."



Lähde: Autio, Karoliina (2014): Uusia tuulia koirien syövän hoidossa, Koiramme 3/2014, s. 40-43

torstai 17. huhtikuuta 2014

Evoluutiotako? Uusi MRSA-superbakteeri löydetty Brasiliasta


Texasin yliopiston tutkijat ova tunnistaneet uuden MRSA-superbakteerin Brasiliassa. Onko darwinistinen evoluutio jälleen ottanut selkävoiton ihmisestä? Onneksi ei sentään.

Antibioottiresistenssin kehittymistä pidetään eräänä evoluution todisteista. Onko brasilialainen superbakteeri osoitus evoluution luovasta voimasta, joka selittää biosfäärin monimuotoisuuden?

Kehitysoppiin uskovien kannalta on ikävää, että vastaus on kielteinen. Brasilian uusi MRSA-superbakteeri ei ole syntynyt darwinistisen mutaatio-valinta prosessin avulla. Superbakteeri kuuluu bakteerikantaan, jota tavataan pääasiassa sairaaloiden ulkopuolella. Lisäksi superbakteeri on saanut superbakteerioikeudet eli antibioottiresistenssin antavat geenit (VanA-geeniklusterin) plasmidin avulla. Bakteerit kykenevät plasmien välityksellä vaihtamaan geneettistä materiaalia keskenään. Sillä mekanismilla ei ole mitään tekemistä darwinistisen evoluution kanssa.

Plasmidit eivät kuitenkaan selitä geenien alkuperää eikä darwinismikaan ole siinä kovin hyvin onnistunut.



Lähde:

http://www.uth.edu/media/story.htm?id=d6eaeb39-c273-4c6b-b02f-38093a7539a9

sunnuntai 13. huhtikuuta 2014

Muinaisella merieläimellä oli nykyaikainen verenkiertojärjestelmä


Kansainvälinen tutkijaryhmä on löytänyt vanhimman merieläimen fossiilin, jolla on täydellinen sydämen ja verisuoniston sisältävä verenkiertojärjestelmä (kardiovaskulaarinen järjestelmä) - samankaltainen kuin nykyisillä eläimillä. Tutkimusraportti on julkaistu Nature Communications-tiedelehdessä


Kaavakuva muinaisesta merieläimestä. Punaiset osat kuvaavat verenkiertojärjestelmää ja siniset hermostoa. (Kuva: Nicholas Strausfeld)

Fossiili löydettiin Kiinasta Yunnanin maakunnasta. Merieläin (Fuxianhuia protensa) on elänyt kambrikaudella n. 520 miljoonaa vuotta sitten.

Tutkijoiden mukaan löytö "valaisee eläinkunnan kehon rakenteen evoluutiota ja osoittaa, että jo varhaisilla eläimillä oli nykyaikaisen kaltainen kehon rakenne."

Mutta kuinka täydellisen kardiovaskulaarisen järjestelmän löytäminen yli 500 miljoonaa vuotta vanhasta fossiilista valaisee tämän järjestelmän evoluutiota? Jonkinlaisessa kehitysvaiheessa olevan järjestelmän löytämisen voisi vielä ymmärtää valaisevan järjestelmän evoluutiota, mutta täydellisen järjestelmän tapauksessa aika paljon jää havaitsijan mielikuvituksen varaan. Kehitysopin viitekehyksessä me olemme tähän kuitenkin jo tottuneet ja luotamme vahvasti kehitysoppiin uskovien mielikuvituksen kykyyn tuottaa ainakin viihdyttävä tarina kardiovaskulaarisen järjestelmän evoluutiosta.

Tieteellisesti paljon merkittävämpi havainto on se, että tämä järjestelmä ilmaantui kambrikautiseen kerrokseen nykyaikaisessa muodossa ilman mitään välimuotoja.

"Eläin näyttää yksinkertaiselta, mutta sen sisäinen rakenne on taidokas," professori Nicholas Strausfeld sanoo.

Tutkijat pitävät hyvin yllättävänä sitä, että eläimen pehmytkudokset ovat fossiloituneet. "Uskomme, että nämä eläimet ovat säilyneet, koska ne ovat hautautuneet hienojakoisen kerroksen alle jonkinlaisessa katastrofaalisessa tapahtumassa," Strausfeld kertoo.

Vedenpaisumus voisi olla sopiva katastrofaalinen tapahtuma selittämään tämän fossiilin alkuperän.


Lähde:

http://uanews.org/story/ancient-fossil-reveals-oldest-known-circulatory-system

perjantai 11. huhtikuuta 2014

Hämähäkkieläimen fossiili avaa silmiä


Manchesterin yliopiston ja Yhdysvaltojen Luonnontieteellisen Museon tutkijat ovat valmistaneet huipputarkkoja röntgenkuvia hyvin säilyneestä 305 miljoonaa vuotta vanhasta hämähäkkieläimen fossiilista. Asiasta kertova tutkimusraportti on julkaistu Current Biology-tiedelehdessä.

Röntgenkuva 305 miljoonaa vuotta vanhasta hämähäkkieläimen fossiilista.

Tutkijat havaitsivat, että muinaisella hämähäkkieläimellä (Hastogularis argus) oli kaksi silmäparia, kun nykyajan hämähäkkieläimillä niitä on vain yksi. Muinaisella hämähäkkieläimellä oli silmät myös ruumin sivuilla (lateral eyes), kun nykyisillä hämähäkkieläimillä on vain ruumiin keskellä olevat silmät (median eyes).

Tutkijoiden mukaan tämä löytö "lisää merkittävän yksityiskohdan tämän monimuotoisen ja menestyksekkään hämähäkkieläinten ryhmän evolutiiviseen tarinaan."

Tutkimuksen kirjoittaja tohtori Russell Garwoodin mukaan löytö "edustaa huomattavaa hyppyä tämän ryhmän evoluution ymmärtämisessä."

Kehitysoppiin uskovien tutkijoiden ajattelun logiikka on huomattavan mielenkiintoista. Kun he löytävät satoja miljoonia vuosia vanhan eliön fossiilin, joka on täysin vastaavan nykyaikaisen eliön kaltainen, mutta monimutkaisempi (enemmän rakenneosia sisältävä), niin he kertovat, kuinka tämä uusi löytö lisää merkittävän yksityiskohdan evoluutiotarinaan.

Tässä tapauksessa evoluutiotarinaan tullut merkittävä lisä ja evoluution ymmärtämistä hyppäyksellisesti lisäävä havainto on esimerkki olemassa olevien rakenteiden häviämisestä ja monimutkaisuuden vähenemisestä.

Evoluutiotarinanhan pitäisi kertoa meille kuinka nämä rakenteet syntyvät ja kuinka monimuotoisuus ja monimutkaisuus lisääntyy.

Kun ihmisen ajattelu on tiukasti sidottu johonkin ennalta omaksuttuun ideologiaan, niin ihminen kykenee tekemään vain tämän ideologian mukaisia tulkintoja. Havaintojen luonteella ei siinä prosessissa ole mitään merkitystä.


Lähde:

http://www.alphagalileo.org/ViewItem.aspx?ItemId=140843&CultureCode=en

torstai 10. huhtikuuta 2014

Bakteereilla on älykäs immuunijärjestelmä


Otago yliopiston johtama kansainvälinen tutkijaryhmä on havainnut, että bakteerien immuunijärjestelmä on paljon oletettua mukautuvampi. Tutkimus on julkaistu PNAS-tiedelehdessä.

Bakteerien mukautuvaa immuunijärjestelmää kutsutaan ninellä CRISPR-Cas. Se on löydetty n. puolesta kaikista bakteerilajeista ja lähes kaikista yksisoluisista arkeista. Järjestelmä perustuu geneettiseen muistiin, johon on talletettu mikrobin kohtaamien infektioiden geneettisestä materiaalista varastettuja näytteitä. Muistissa olevien näytteiden avulla mikrobi voi nopeasti tunnistaa infektion ja puolustautua tehokkaasti.

Tutkijat olivat olettaneet, että järjestelmä ei kykenisi tunnistamaan nopeasti muuttuvia viruksia ja plasmideja, koska ne poikkeaisivat liikaa muistissa olevista näytteistä.

"Nyt me havaitsimme, että vaikka muuntuneet virukset ja plasmidit voivat välttää välittömän nopean tunnistuksen, niin järjestelmä on optimoitu kehittämään nopeasti uusi immuniteetti sieppaamalla uusi näyte mutaatioden vuoksi muuntuneesta geneettisestä materiaalista," tohtori Peter Fineran kertoo.

"Se on huomattavan luotettava ja mukautuva immuunijärjestelmä niin yksinkertaiselle yksisoluiselle organismille," tohtori Fineran toteaa.

Kun tohtori Fineran on tunnistanut mikrobien immuunijärjestelmän älykkäästi optimoidun rakenteen, niin hän naturalistisen konsensuksen mukaisesti kertoo, että järjestelmä "heijastaa muinaista ja jatkuvaa evolutiivista kilpavarustelua mikrobien sekä virusten ja plasmidien välillä."

Otago yliopiston uutisessa todetaan, että tutkimus auttaa ymmärtämään bakteerien evoluutiota ja antibioottiresistenssigeenien leviämistä. Kuinka yllättävien monimutkaisten rakenteiden löytyminen eliöistä auttaa ymmärtämään näiden rakenteiden syntymistä itsekseen? Sitä yliopiston tiedote ei kerro.

Kokeellisen luonnontieteen uudet havainnot antavat meille koko ajan uutta tietoa elävän luonnon älykkäistä ja monimutkaisista rakenteista, jotka jatkuvasti yllättävät kehitysoppiin sitoutuneet tutkijat. Heidän johtopäätöksensä näiden rakenteiden olemassaolon syistä sen sijaan eivät ole yllättäviä.


Lähde:

http://www.otago.ac.nz/news/news/otago068481.html

keskiviikko 9. huhtikuuta 2014

Elämän syntypaikkahypoteesi koki kolauksen


Merenpohjan kuumat purkausaukot ovat olleet viime vuosina suosiossa elämän syntypaikka-arvauksissa. Woods Hole Valtameren tutkimusinstituutin (WHOI) tutkijat testasivat tätä elämän syntypaikkahypoteesia, mutta he eivät löytäneet sille tukea.

Testatakseen elämän syntyteoriaa tutkijat keräsivät nestenäytteitä mustasta savuttajasta. (Kuva: Chris German, WHOI)

Merenpohjan kuumien purkausaukkojen havaittiin sisältävän paljon vetyä, hiilidioksisia ja rikkiä, minkä vuoksi tutkijat päättelivät niiden olevan potentiaalisia paikkoja elämän synnylle. Keskeinen yhdiste tässä elämän syntyhypoteesissa (metabolia ensin) on metyylimerkaptaani, jota pidetään asetyylikoentsyymi-A:n geologisena esimuotona. Se on ollut vetoava hypoteesi, koska sen sanotaan ratkaiseen muiden elämän syntyhypoteesien (esim. RNA-maailma) ongelmia.

Hypoteesin mukaan paljon vetyä sisältävissä purkausaukkoissa pitäisi syntyä paljon metyylimerkaptaania. WHOI:n tutkijat keräsivät näytteitä valtamerien pohjasta 38 eri paikasta ja mittasivat metyylimerkaptaanipitoisuuden. Yllätyksekseen he havaitsivat, että paljon vetyä sisältävissä purkausaukoissa metyylimerkaptaanin pitoisuus oli alhainen. Sen sijaan he löysivät ennustettua enemmän metyylimerkaptaania vähän vetyä sisältävistä purkausaukoista, mikä on ristiriidassa metyylimerkaptaanin syntyhypoteesin kanssa. Havainnot viittasivat siihen, että metyylimerkaptaanin lähde olikin orgaaninen (biomassa) eikä geokemiallinen.

Tämä havainto tarkoittaa myös sitä, että elämän synty merenpohjan kuumissa purkausaukoissa onkin oletettua paljon vaikeampaa eikä "metabolia-ensin"-hypoteesi siis ole kyennyt ratkaisemaan muiden elämän syntyhypoteesien ongelmia.

Elämän synty on edelleen vaikea ongelma, eikä naturalismiin sitoutuneella tieteellä ole sille mitään uskottavaa selitystä.


Lähde:

http://www.whoi.edu/news-release/study-tests-theory-that-life-originated-at-deep-sea-vents

torstai 3. huhtikuuta 2014

Tutkijat korjasivat hiiren viallisen geenin


MIT:n tutkijat ovat korjanneet maksasairautta aiheuttavan geenimutaation hiiressä käyttämällä bakteeriproteiineihin perustuvaa geenieditointitekniikkaa. Asiasta kertova tutkimusraportti on julkaistu Nature Biotechnology-tiedelehdessä.

(Kuva: Christine Daniloff/MIT)

Tutkijat osoittivat ensimmäisen kerran, että CRISPR-nimellä tunnettulla geenieditointitekniikalla voidaan parantaa sairaita eläimiä. CRISPR-tekniikalla voidaan mutaation vioittama DNA:n osa poistaa ja korvata ehjällä (alkuperäisellä) sekvenssillä. Tutkimusryhmän mukaan menetelmä on potentiaalinen geneettisten sairauksien hoitokeino.

"Jännittävintä tässä on se, että tällä tavalla me voimme korjata elävien eläinten geenejä," professori Daniel Andersson kertoo.

Hiljattain kehitetty CRISPR-menetelmä perustuu bakteerisolujen koneistoon, jota ne käyttävät virusinfektioiden torjunnassa. Tutkijat ovat kopioineet tämän koneiston luodakseen geenieditointimekanismin, joka koostuu Cas9-nimisestä proteiinista ja siihen liittyneestä RNA-pätkästä. RNA-pätkä on ohjelmoitu osoittamaan Cas9-proteiinille kohta, joka on poistettava DNA:sta.  Samaan aikaan tutkijat toimittavat paikalle DNA-templaatin, jota solun korjausmekanismi käyttää mallina korvaavan DNA-pätkän rakentamisessa.

Vaikka kehitysopin mukaan mutaatiot muodostavat evoluution perustan, niin tässä tiedeuutisessa ei evoluutioon viitattu sanallakaan. Sen sijaan puhutaan solun koneistoista ja perimän eli DNA:n suunnitellusta muokkaamisesta, jolla pyritään sattumalta perimään tulleita muutoksia poistamaan. Ja tässäkin tapauksessa älykäs geenitekniikka perustuu solun omiin mekanismeihin, koska ne ovat ylivertaisia ihmisen kyhäelmien rinnalla. Olisiko sattumaan perustuva prosessi voinut tuottaa kaiken tämän?


Lähde:

http://newsoffice.mit.edu/2014/erasing-genetic-mutation

keskiviikko 2. huhtikuuta 2014

Evoluutiota reaaliajassa: 59 000 bakteerisukupolvea


Michigan State yliopiston professori Richard Lenski on kasvattanut E. coli-bakteereja 59 000 sukupolvea vuodesta 1988 lähtien ja hän on voinut tehdä reaaliaikaisia havaintoja bakteerien evoluutiosta. Mitä Lenskin koe kertoo meille evoluutiosta? Ainakin sen, että evoluutio (perimän muutos) on totta.

Lenski.jpeg
Professori Richard Lenski esittelee evoluutiokokeensa tuloksia. (Kuva: Melanie Rieders)

Professori Lenski kertoo havainneensa bakteereissa seuraavat muutokset: koko on kaksinkertaistunut, mutaationopeus on lisääntynyt, kyky käyttää glukoosia energianlähteenä on tehostunut. Merkittävimpänä muutoksena Lenski pitää kuitenkin bakteereille kehittynyttä kykyä käyttää sitraattia ravintonaan (energianlähteenä). Lenski pitää (believes) sitraatin syöntikyvyn kehittäneitä bakteereja uutena lajina.

Onko sitraatin "syöntikyvyn kehittyminen" E. coli-bakteerille osoitus evoluution kyvystä tuottaa uusia toimintoja ja rakenteita?

Valitettavasti näin ei ole. Sitraatti on sitruunahappokierron välituote eli bakteereilla on valmis aineenvaihduntakoneisto sitraatin hyödyntämiseksi. Entä kuinka bakteeri "syö" sitraattia? Sitraatin "syömistä" varten bakteerilla on erityinen kalvoproteeni - citT - jonka avulla se siirtää ympäristössä olevaa sitraattia solukalvonsa sisään. Normaalisti hapettomassa ympäristössä elävä E. coli kykenee käyttämään sitraattia energianlähteenään. Kalvoproteiinia koodaavan geenin ilmentyminen voi muuttua bakteerissa tapahtuvien mutaatioiden seurauksena eli bakteerikanta, joka ei alunperin tuottanut citT-proteenia, voi muuntuneen geenisäätelyn takia alkaa tuottamaan sitä.

Lenski on havainnut muutoksia bakteerien geenisäätelyssä. Nämä muutokset ovat mikroevoluutiota, eivätkä ne osoita, että evoluutio voisi tuottaa bakteereissa kokonaan uusia aineenvaihduntakoneistoja. Lenskin näkemys, että sitraattia syövä E.coli olisi uusi laji, on vähintäänkin kyseenalainen eikä varmasti saa paljon kannatusta mikrobiologien keskuudessa. Eli 59000 sukupolven jälkeen E.coli-bakteerit ovat edelleen E. coli-bakteereja, eikä mikään viittaa siihen, että ne olisivat muuttumassa joksikin muuksi.

Karvakuono on kirjoittanut samasta aiheesta aikaisemminkin.


Lähde:

http://news.harvard.edu/gazette/story/2014/02/evolution-in-real-time/