ŠtudentEdini pravi spletni portal za mlade

Fosile primitivnih bratrancev T. rexa, ki so imeli kratke gobce in še krajše roke, so odkrili znanstveniki v Maroku. Dve novi vrsti dinozavrov pripadata družini mesojedih dinozavrov imenovani Abelisauridae, katere del so bili primerki tiranozavrov, živeči predvsem na severni polobli. Živeli so ob koncu obdobja krede in kažejo, da so bili dinozavri v Afriki raznoliki tik pred množičnim izumrtjem zaradi asteroida pred 66 milijoni let.

Odkriti dve novi vrsti dinozavrov v Afriki

V Maroku, tik pred Casablanco, so odkrili dve novi vrsti dinozavrov s konca krede. Ena vrsta, najdena v bližini mesta Sidi Daoui, je predstavljena s približno dva metra in pol dolgo kostjo plenilca. Druga, iz bližnjega mesta Sidi Chennane, je golenska kost mesojedca, ki je zrasel do približno petih metrov.

Oba sta bila del družine primitivnih mesojedih dinozavrov, znanih kot abelizavri, in sta živela skupaj z veliko večjim abelizavrom Chenanisaurus barbaricus, kar kaže, da je bil Maroko dom različnim vrstam dinozavrov tik preden je ob koncu krede trčil ogromen asteroid, ki je končal obdobje dinozavri.

Nick Longrich iz Milnerjevega centra za evolucijo na Univerzi v Bathu, ki je vodil študijo, je dejal: »Tukaj je presenetljivo, da so to morske postelje. To je plitvo, tropsko morje, polno pleziozavrov, mozazavrov in morskih psov. To ni ravno kraj, kjer bi pričakovali, da boste našli veliko dinozavrov. Vendar jih najdemo.«

Regija bogata s fosili

Čeprav dinozavri predstavljajo majhen delež fosilov, je regija tako bogata s fosili, da je ustvarila najboljšo sliko afriških dinozavrov s konca dobe dinozavrov.

Namesto da bi našli istih nekaj vrst, paleontologi pogosto pridobijo fosile iz novih vrst, kar nakazuje, da ležišča gostijo izjemno raznoliko favno dinozavrov.

Doslej majhno število najdenih fosilov dinozavrov predstavlja pet različnih vrst – majhnega dinozavra račjega kljuna z imenom Ajnabia, titanozavra z dolgim ​​vratom, velikanskega abelizavra Chenanisaurusa in zdaj še dva nova abelizavra.

Longrich je dejal: »Imamo tudi druge fosile, vendar jih trenutno preučujemo. Tako da o njih trenutno ne moremo povedati veliko, razen da je bila to neverjetno raznolika favna dinozavrov.«

V severni Afriki so dinozavri živeli do izumrtja vrste

Zadnji dinozavri so izginili pred približno 66 milijoni let, skupaj s kar 90 odstotki vseh vrst na zemlji, vključno z mozazavri, pleziozavri, pterozavri in amoniti. O vzorcu izumrtja ob koncu krede in njegovih vzrokih se razpravlja že več kot dvesto let.

Trk velikanskega asteroida na polotoku Jukatan je bil povezan z njihovim propadom, čeprav so trdili, da so dinozavri že v zatonu. Maroški dinozavri kažejo, da so v severni Afriki bili do samega konca.

»Zdi se, da konec krede v zahodni Severni Ameriki na koncu vsekakor postane manj raznolik,« je dejal Longrich. »Toda to je le majhen del sveta. Ni jasno, da lahko posplošite dinozavre iz Wyominga in Montane na ves svet. Proti koncu se je tudi ohladilo, zato morda ne bi bilo presenetljivo, če bi dinozavri na višjih zemljepisnih širinah postali manj raznoliki. Toda o dinozavrih iz nižjih zemljepisnih širin ne vemo veliko.«

Vsaj v Maroku se zdi, da so ostali raznoliki in uspešni do konca.

»Ko je T. rex kraljeval kot megaplenilec v Severni Ameriki, so abelizavri sedeli na vrhu prehranjevalnih verig v Severni Afriki,« je povedal Nour-Eddine Jalil, profesor v Naravoslovnem muzeju in raziskovalec na Universite Cadi Ayyad v Maroku, ki je bil soavtor prispevka. »Ostanki dinozavrov kljub svoji redkosti dajejo enaka sporočila kot bolj razširjeni ostanki morskih plazilcev. Povejo nam, da tik pred kredno-paleogensko krizo biotska raznovrstnost ni upadala, ampak je bila, nasprotno, raznolika.«

Vesolje je ogromen prostor, ki je po svoje zelo prazen in po svoje zelo poln. Znanstveniki ga preučujejo že stoletja, ampak skrivnostim, ki jih ponuja ni videti konca. Ena od velikih skrivnosti je tudi oblika, ki jo ima naša galaksija. Astronomi pa so sedaj mogoče vsaj korak bližje k temu, da bi ugotovili, kako je naša galaksija Mlečna cesta dobila svojo značilno spiralno obliko.

Galaksije spreminjajo obliko

100-letna skrivnost, ki obdaja naravo »spreminjanja oblike« nekaterih galaksij, je mogoče končno dobila razlago, pri čemer je bilo razkrito, da naša galaksija Rimska cesta ni bila vedno spiralna.

Astronom Alister Graham je uporabil stara in nova opazovanja, da bi pokazal, kako poteka evolucija galaksij iz ene oblike v drugo – proces, znan kot galaktična speciacija. Raziskava kaže, da so trki in kasnejše združitve med galaksijami oblika »naravne selekcije«, ki poganja proces kozmične evolucije.

To pomeni, da zgodovina »kozmičnega nasilja« Mlečne ceste ni značilna samo za našo galaksijo. Procesa spreminjanja in preoblikovanja galaksij sploh še ni konec. »Tam zunaj je preživetje najmočnejših,« je dejal Graham v izjavi. »Astronomija ima zdaj novo anatomsko zaporedje in končno evolucijsko zaporedje, v katerem se vidi, da se speciacija galaksij pojavi skozi neizogibno poroko galaksij, ki jo določa gravitacija.«

Galaksije imajo značilne oblike

Galaksije so v nizu oblik. Nekatere, kot je Rimska cesta, so sestavljene iz krakov dobro urejenih zvezd, ki krožijo v obliki spirale okoli osrednje koncentracije ali »izbokline« zvezdnih teles. Druge galaksije, kot je Messier 87 (M87), so sestavljene iz elipse milijard zvezd, ki kaotično brenčijo okoli neurejene osrednje koncentracije.

Od leta 1920 astronomi razvrščajo galaksije na podlagi zaporedja različnih anatomij galaksij, imenovanega Hubblovo zaporedje. Spiralne galaksije, kot je naša, sedijo na enem koncu tega zaporedja, medtem ko eliptične galaksije, kot je M87, sedijo na drugem. Vrzel med obema premostijo podolgovate galaksije v obliki krogle brez spiralnih krakov, imenovane lečaste galaksije.

Toda tisto, kar je temu široko uporabljanemu sistemu do zdaj manjkalo, so bile evolucijske poti, ki povezujejo eno obliko galaksije z drugo.

Evolucija galaksij

Da bi izločil evolucijske poti na Hubblovem zaporedju, je Graham pogledal 100 galaksij v bližini Mlečne ceste na slikah optične svetlobe, ki jih je zbral vesoljski teleskop Hubble, in jih primerjal z infrardečimi slikami vesoljskega teleskopa Spitzer. To mu je omogočilo, da je maso vseh zvezd v vsaki galaksiji primerjal z maso njihovih osrednjih supermasivnih črnih lukenj.

To je razkrilo obstoj dveh različnih vrst premostitvenih lentikularnih galaksij: ena različica je stara in nima prahu, druga pa je mlada in bogata s prahom.

Mlečna cesta je nastala iz vsaj dveh galaksij

Ko galaksije, ki so revne s prahom, kopičijo plin, prah in drugo snov, je disk, ki obdaja njihovo osrednjo regijo, moten, pri čemer omenjena motnja ustvari spiralni vzorec, ki seva iz njihovega srca. To ustvarja spiralne rokave, ki so pregosta vrteča se območja, ki med obračanjem ustvarjajo plinske kepe, kar sproži kolaps in nastajanje zvezd.

Lentikularne galaksije, bogate s prahom, po drugi strani nastanejo, ko se spiralne galaksije trčijo in združujejo. Na to kaže dejstvo, da imajo spiralne galaksije majhen osrednji sferoid z razširjenimi spiralnimi kraki zvezd, plina in prahu. Mlade in prašne lečaste galaksije imajo opazno bolj izrazite sferoide in črne luknje kot spiralne galaksije in lečaste galaksije z malo prahu.

Presenetljiv rezultat tega je zaključek, da spiralne galaksije, kot je Rimska cesta, dejansko ležijo med s prahom bogatimi in s prahom revnimi lentikularnimi galaksijami na Hubblovem zaporedju. 

»Stvari so se postavile na svoje mesto, ko je bilo ugotovljeno, da lentikularne galaksije niso ena sama premostitvena populacija, kot so jih dolgo predstavljali,« je pojasnil Graham. »To ponovno nariše naše tako priljubljeno zaporedje galaksij in, kar je pomembno, zdaj vidimo evolucijske poti skozi zaporedje galaksijskih porok ali tisto, kar bi lahko posel imenoval prevzemi in združitve.«

Mlečna cesta bo imela zanimivo prihodnost

Zgodovina Mlečne ceste naj bi bila prekinjena z nizom »kanibalskih« dogodkov, v katerih je požrla manjše okoliške satelitske galaksije, da bi sama zrasla. 

Ta raziskava kaže, da je poleg tega kozmična »pridobitev« naše galaksije vključevala tudi kopičenje drugega materiala in postopno preoblikovanje iz lečaste galaksije, revne s prahom, v spiralno galaksijo, ki jo poznamo danes.

Naša galaksija je pripravljena na dramatično združitev s svojo najbližjo veliko galaktično sosedo, galaksijo Andromeda, v 4 do 6 milijardah let. Zaradi tega trka in združitve se bo vzorec spiralnih krakov obeh galaksij izbrisal, nove raziskave pa kažejo, da je hčerinska galaksija, ki jo je ustvarila ta združitev, verjetno lečasta galaksija, bogata s prahom, ki še vedno ima disk, čeprav brez spiralne strukture, izklesane skozenj .

Če bi hčerinska galaksija Mlečna cesta-Andromeda naletela na tretjo, s prahom bogato lečasto galaksijo in se z njo združila, bi bili diskasti vidiki obeh galaksij prav tako izbrisani. To bi ustvarilo galaksijo eliptične oblike brez zmožnosti zadrževanja oblakov hladnega plina in prahu.

Grahamova raziskava bo služila tudi za razumevanje drugih galaksij

Tako kot bo ta nova galaksija nosila zgodbo o svojem razvoju za astronome v daljni prihodnosti, bi lahko lečaste galaksije, ki so revne s prahom, služile kot fosilni zapisi procesov, ki so preoblikovali stare in običajne galaksije, v katerih prevladujejo diski, v zgodnjem vesolju.

To bi lahko pomagalo razložiti odkritje masivne galaksije, v kateri prevladuje sferoid, le 700 milijonov let po velikem poku, ki ga je izvedel vesoljski teleskop James Webb (JWST). Nova raziskava bi lahko tudi pokazala, da je združevanje eliptičnih galaksij proces, ki bi lahko pojasnil obstoj nekaterih najmasivnejših galaksij v vesolju, ki se nahajajo v središču jat več kot 1000 galaksij.

Grahamova raziskava je objavljena v reviji Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Barvo kože, las in oči več kot osmih milijard ljudi določa pigment, ki absorbira svetlobo, znan kot melanin. Raziskava dr. Viveka Bajpaija, glavnega avtorja in docenta na Šoli za trajnostno kemijsko, biološko in materialno inženirstvo na Univerzi v Oklahomi, ter sodelavcev z Univerze Stanford je odkrila 135 novih genov, povezanih s pigmentacijo.

Kaj je melanin?

Melanin nastaja v posebnih strukturah, imenovanih melanosomi. Melanosome najdemo znotraj pigmentnih celic, ki proizvajajo melanin, imenovanih melanociti. Čeprav imamo vsi ljudje enako število melanocitov, se količina melanina, ki ga proizvedejo, razlikuje in povzroča razlike v barvi človeške kože.

Gensko inženirstvo celic pomagalo pri odkritju

»Da bi razumeli, kaj dejansko povzroča nastajanje različnih količin melanina, smo uporabili tehnologijo, imenovano CRISPR-Cas9, za gensko inženirstvo celic,« je dejal Bajpai. »Z uporabo CRISPR smo sistematično odstranili več kot 20.000 genov iz več sto milijonov melanocitov in opazovali vpliv na proizvodnjo melanina.«

Da bi ugotovili, kateri geni vplivajo na proizvodnjo melanina, je bilo treba celice, ki so med postopkom odstranitve gena izgubile melanin, ločiti od milijonov drugih celic, ki ga niso. Z uporabo celičnih kultur in vitro je Bajpai razvil novo metodo za dosego tega cilja, ki zaznava in kvantificira aktivnost melanocitov, ki proizvajajo melanin. S prehodom svetlobe skozi melanocite je lahko zabeležil, ali melanin v notranjosti svetlobo absorbira ali razprši.

»Če je veliko melanosomov, ki proizvajajo melanin, se bo svetloba razpršila veliko bolj kot v celicah z malo melanina,« je dejal Bajpai. »S postopkom, imenovanim stranska razpršitev pretočne citometrije, smo lahko ločili celice z več ali manj melanina. Te ločene celice smo nato analizirali, da bi ugotovili identiteto genov, ki spreminjajo melanin. Identificirali smo nove in prej znane gene, ki igrajo pomembno vlogo pri uravnavanju proizvodnje melanina pri ljudeh.«

Raziskovalci so odkrili 169 funkcionalno različnih genov, ki so vplivali na proizvodnjo melanina. Od tega jih 135 prej ni bilo povezanih s pigmentacijo. Nadalje so identificirali funkcijo dveh na novo odkritih genov: KLF6 in COMMD3. Protein KLF6, ki veže DNA, je povzročil izgubo proizvodnje melanina pri ljudeh in živalih, kar potrjuje vlogo, ki jo ima KLF6 pri proizvodnji melanina tudi pri drugih vrstah. Protein COMMD3 je uravnaval sintezo melanina z nadzorovanjem kislosti melanosomov.

Manj dnevne svetlobe pomeni manj melanina

V preteklosti je bila temnejša pigmentacija potrebna za zaščito pred ultravijoličnim sevanjem na območjih bližje ekvatorju in za ljudi, ki so več ur preživeli na neposredni sončni svetlobi. Ko so se ljudje selili na območja z manj neposredne sončne svetlobe ali na splošno manj ur dnevne svetlobe, je bilo potrebno manj melanina. Sčasoma je to povzročilo melanosome, ki so proizvedli manj melanina in tako absorbirali več sončne svetlobe.

»Z razumevanjem, kaj uravnava melanin, lahko pomagamo zaščititi ljudi s svetlejšo poltjo pred melanomom ali kožnim rakom,« je dejal Bajpai. »Z usmerjanjem na te nove melaninske gene bi lahko razvili tudi zdravila za spreminjanje melanina za vitiligo in druge pigmentne bolezni.«

Tehnološke procese, ki jih je razvila in uporablja raziskovalna skupina, bi lahko uporabili tudi za identifikacijo genov, ki uravnavajo proizvodnjo melanina v glivah in bakterijah. Proizvodnja melanina v glivah in bakterijah jim omogoča, da so bolj patogene za ljudi ali pridelke. Raziskovalci bi lahko razvili učinkovite posege proti tem mikrobom in njihovim boleznim z odkrivanjem in ciljanjem na takšne gene, ki proizvajajo melanin.