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Antiga ‘matéria escura’ microbiana – milhares de espécies bacterianas desconhecidas descobertas nas cavernas de lava do Havaí

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Antiga ‘matéria escura’ microbiana – milhares de espécies bacterianas desconhecidas descobertas nas cavernas de lava do Havaí

Steve Smith em um corredor de caverna havaiana cheio de raízes do distrito de Kau, na ilha do Havaí. Crédito: Kenneth Ingham

As antigas cavernas de lava na ilha do Havaí contêm milhares de espécies bacterianas desconhecidas

Maior diversidade bacteriana do que os cientistas esperavam foi descoberta em cavernas de lava, tubos de lava e fontes geotérmicas na Grande Ilha do Havaí. Os resultados são relatados em um novo estudo publicado hoje (21 de julho de 2022) na revista Fronteiras em Microbiologia.

Esta pesquisa investiga a diversidade e as interações dentro desses ecossistemas microbianos, que explicam como a vida existe[{” attribute=””>Mars and the early Earth in the past. Surprisingly, the findings showed that a class of bacteria known as Chloroflexi are often “hub” species, meaning that they are connected with many other species and typically play crucial ecological roles in the community. Many Chloroflexi species are little understood, and further research will reveal previously undiscovered species, as well as insights into the role these species play in these extreme environments.

“This study points to the possibility that more ancient lineages of bacteria, like the phylum Chloroflexi, may have important ecological ‘jobs,’ or roles,” said first author Dr. Rebecca D Prescott of NASA Johnson Space Center and University of Hawaiʻi at Manoa, in the US. “The Chloroflexi are an extremely diverse group of bacteria, with lots of different roles found in lots of different environments, but they are not well studied and so we don’t know what they do in these communities. Some scientists call such groups ‘microbial dark matter’ — the unseen or un-studied microorganisms in nature.”

Unseen volcanic life

Prescott and her colleagues gathered 70 samples from a variety of locations, including active geothermal vents (fumaroles), as well as “younger” and “older” lava tubes and caves, which were under 400 years old and between 500 and 800 years old, respectively, to get a sense of how the bacterial communities might change over time. They were able to determine the diversity and abundance of the bacterial classes in each sample by sequencing the ribosomal RNA present in the samples. Co-occurring bacterial networks also provided hints regarding possible interactions between these microorganisms.

Microbial Mats Eastern Rift Zone Hawaii

Thick microbial mats hang under a rock ledge in steam vents that run along the Eastern Rift Zone on Hawaiʻi Island. Credit: Jimmy Saw

The harshest conditions—the geothermal sites—were expected to have lower diversity than the more established and habitable lava tubes. While the diversity was indeed found to be lower, the team of researchers was surprised to discover that the interactions within these communities were more complex than in locations with higher diversity.

“This leads to the question, do extreme environments help create more interactive microbial communities, with microorganisms more dependent on each other?” said Prescott. “And if so, what is it about extreme environments that helps to create this?”

Since Chloroflexi, and another class called Acidobacteria, were present at nearly all of the locations, they may play essential roles in these communities. However, these were not the most abundant bacteria, and the individual communities from the different sites showed large variations in the diversity and complexity of the microbial interactions. Counterintuitively, the most abundant groups, Oxyphotobacteria and Actinobacteria, were not often ‘hub’ species, suggesting that their roles may be less important to the overall structure of the community.

More questions than answers

Since the current study was based on the partial sequencing of one gene, it cannot accurately determine the species of microbes or their ‘jobs’ in the community. Therefore, further research is needed to help reveal the individual species that are present, as well as to better understand these bacteria’s roles in the environment.

Microbial Colonies Hawaiian Cave

A stalactite formation in a Hawaiian cave system from this study with copper minerals and white microbial colonies. Despite the fact that copper is toxic to many organisms, this formation hosts a microbial community. Credit: Kenneth Ingham

“Overall, this study helps to illustrate how important it is to study microbes in co-culture, rather than growing them alone (as isolates),” said Prescott. “In the natural world, microbes do not grow in isolation. Instead, they grow, live, and interact with many other microorganisms in a sea of chemical signals from those other microbes. This then can alter their gene expression, affecting what their jobs are in the community.”

Beyond the insights about past, or even future, life on Mars, bacteria from volcanic environments can also be useful in understanding how microbes turn volcanic rock (basalt) into soils, as well as bioremediation, biotechnology, and sustainable resource management.

Reference: “Islands Within Islands: Bacterial Phylogenetic Structure and Consortia in Hawaiian Lava Caves and Fumaroles” by Rebecca D. Prescott, Tatyana Zamkovaya, Stuart P. Donachie, Diana E. Northup, Joseph J. Medley, Natalia Monsalve, Jimmy H. Saw, Alan W. Decho, Patrick S. G. Chain and Penelope J. Boston, 21 July 2022, Frontiers in Microbiology.
DOI: 10.3389/fmicb.2022.934708

Funding: NASA Headquarters, George Washington University

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Privação associada a maior risco de segundo câncer entre sobreviventes de câncer de mama na Inglaterra Câncer

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Privação associada a maior risco de segundo câncer entre sobreviventes de câncer de mama na Inglaterra  Câncer

As mulheres sobreviventes do cancro da mama que vivem nas zonas mais desfavorecidas têm 35% mais probabilidades de desenvolver um segundo cancro, não relacionado, em comparação com as que vivem nas zonas mais ricas. pesquisar Ofertas.

O câncer de mama é o câncer mais comumente diagnosticado no Reino Unido, com cerca de 56.000 pessoas informadas que o sofrem a cada ano. Melhorar o diagnóstico e o tratamento significa que As taxas de sobrevivência em cinco anos são agora de 86% na Inglaterra.

As pessoas que sobreviveram ao cancro da mama têm uma maior probabilidade de desenvolver um segundo cancro primário (não relacionado), mas até agora o risco exato não foi claro.

Uma equipa de investigadores liderada pela Universidade de Cambridge analisou dados do NHS de quase 600.000 pacientes em Inglaterra e descobriu que, em comparação com a população feminina em geral, as mulheres que sobreviveram ao cancro da mama tinham um risco aumentado de desenvolver 12 outros cancros primários.

Elas tinham o dobro do risco de desenvolver câncer na mama não afetada (no lado contralateral), um risco aumentado de 87% de câncer endometrial, um risco aumentado de 58% de leucemia mieloide e um risco aumentado de 25% de câncer de ovário.

O estudo, publicado no The Lancet Regional Health – Europe, concluiu que o risco de desenvolver um segundo cancro primário era maior em pessoas que viviam em áreas de maior privação socioeconómica.

Em comparação com os mais ricos e menos ricos, os sobreviventes do cancro da mama têm um risco 166% maior de cancro do pulmão, um risco 78% aumentado de cancro do estômago e um risco aumentado de mais de 50% de cancro da bexiga e do esófago, e um risco aumentado de 48% de desenvolver câncer de mama. Maior risco de câncer de cabeça e pescoço e aumento de 43% no risco de câncer renal.

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No geral, aqueles que viviam nas áreas mais desfavorecidas tinham 35% mais probabilidade de desenvolver um segundo cancro que não o cancro da mama.

Isto pode dever-se ao facto de factores de risco como o tabagismo, a obesidade e o consumo de álcool serem mais comuns entre os grupos mais desfavorecidos. Um estudo de 2023 descobriu que a privação causa 33.000 casos adicionais de câncer no Reino Unido a cada ano.

O primeiro autor, Isaac Allen, do Departamento de Saúde Pública e Cuidados Primários da Universidade de Cambridge, disse: “Este é o maior estudo já feito para rastrear o segundo tipo de câncer depois do câncer de mama, e o primeiro a mostrar que mulheres diagnosticadas com câncer de mama em áreas desfavorecidas têm maior probabilidade de desenvolver um segundo tipo de cancro.” Muitos cancros resultam da privação, mas é claro que é necessária mais investigação para determinar os factores específicos que levam a riscos mais elevados e a melhor forma de reduzir estas disparidades.

Além dos dados de mais de 580.000 mulheres, os investigadores examinaram o risco de um segundo cancro primário em mais de 3.500 homens sobreviventes de cancro da mama diagnosticados entre 1995 e 2019, utilizando o conjunto de dados do Registo Nacional de Cancro.

Os sobreviventes do cancro da mama do sexo masculino tinham 55 vezes mais probabilidade do que a população masculina em geral de desenvolver cancro da mama contralateral, 58% mais probabilidade do que a população masculina em geral de desenvolver cancro da próstata e tinham quatro vezes mais risco de desenvolver cancro da tiróide, embora os números reais destes cânceres Foi baixo.

Reagindo às descobertas, o professor Pat Price, oncologista líder e cofundador da… Campanha Pegue o CâncerEle disse: “Isto destaca outro exemplo de desigualdades alarmantes no cancro, sublinhando a necessidade urgente de um plano dedicado ao cancro. “Nem a origem de uma pessoa nem o seu estatuto socioeconómico devem determinar as suas hipóteses de contrair ou sobreviver ao cancro”.

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Dr. Simon Vincent, Diretor de Pesquisa, Apoio e Impacto do Breast Cancer Now, disse: Embora um risco maior de câncer secundário possa ser causado por fatores genéticos ou pelos efeitos do tratamento inicial do câncer de mama, são necessárias mais pesquisas sobre as causas do segundo câncer primário. . Câncer e como acompanhar pacientes que completaram o tratamento inicial para câncer de mama.

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Podemos ter detectado a primeira explosão magnética fora da nossa galáxia

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Podemos ter detectado a primeira explosão magnética fora da nossa galáxia
Mais Zoom / M82, o local do que é provavelmente uma explosão gigante de um magnetar.

NASA, ESA e a equipe do legado do Hubble

Os raios gama são uma ampla classe de fótons de alta energia, incluindo qualquer coisa com mais energia que os raios X. Embora muitas vezes surjam de processos como o decaimento radioativo, poucos eventos astronômicos os produzem em quantidades suficientes para que possam ser detectados quando a radiação se origina em outra galáxia.

Porém, a lista é maior que uma, o que significa que a descoberta dos raios gama não significa que conhecemos o evento que levou ao seu aparecimento. A baixas energias, podem ser produzidos nas regiões circundantes dos buracos negros e por estrelas de neutrões. As supernovas também podem produzir uma explosão repentina de raios gama, assim como a fusão de objetos compactos, como estrelas de nêutrons.

Depois, há magnetares. Estas são estrelas de nêutrons que, pelo menos temporariamente, possuem campos magnéticos intensos de >1012 Muitas vezes mais forte que o campo magnético do sol. Os magnetares podem sofrer explosões e até explosões gigantes, pois emitem grandes quantidades de energia, incluindo raios gama. Estas explosões podem ser difíceis de distinguir das explosões de raios gama resultantes da fusão de objetos compactos, pelo que as únicas explosões magnéticas gigantes confirmadas ocorreram na nossa galáxia ou nos seus satélites. Até agora parece.

o que é que foi isso

A explosão em questão foi monitorizada pela Agência Espacial Europeia Observatório Integrado de Raios Gama, entre outros, em novembro de 2023. GRB 231115A era curto, durando apenas cerca de 50 milissegundos em alguns comprimentos de onda. Embora explosões mais longas de raios gama possam ser produzidas pela formação de buracos negros durante supernovas, esta explosão curta é semelhante àquelas que se espera que sejam observadas quando estrelas de nêutrons se fundem.

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Os dados direcionais do Integral GRB 231115A colocaram-no diretamente acima de uma galáxia próxima, M82, também conhecida como Galáxia do Charuto. M82 é a chamada galáxia starburst, o que significa que está formando estrelas rapidamente, e a explosão é provavelmente causada por interações com seus vizinhos. No geral, a galáxia está formando estrelas a uma taxa 10 vezes maior que a taxa de formação de estrelas da Via Láctea. Isto significa muitas supernovas, mas também significa um grande número de jovens estrelas de nêutrons, algumas das quais formarão magnetares.

Isto não exclui a possibilidade de M82 estar presente antes de uma explosão de raios gama de um evento distante. No entanto, os investigadores estão a utilizar dois métodos diferentes para mostrar que isto é altamente improvável, tornando algo que ocorre dentro da galáxia a fonte mais provável dos raios gama.

Ainda poderia ser uma explosão de raios gama ocorrendo dentro de M82, exceto que a energia total estimada da explosão é muito menor do que esperaríamos desses eventos. As supernovas também deveriam ser detectadas em outros comprimentos de onda, mas não havia sinal de nenhuma (de qualquer maneira, elas geralmente produzem explosões mais longas). Uma fonte alternativa, a fusão de dois objetos compactos, como estrelas de nêutrons, poderia ter sido detectada usando observatórios de ondas gravitacionais, mas não havia nenhum sinal claro neste momento. Estes eventos muitas vezes deixam para trás fontes de raios X, mas nenhuma nova é visível em M82.

Portanto, parece uma explosão magnética gigante, e possíveis explicações para uma curta explosão de radiação gama não funcionam realmente para GRB 231115A.

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Procurando por mais

O mecanismo exato pelo qual os magnetares produzem raios gama não foi totalmente determinado. Pensa-se que este processo envolve um rearranjo da crosta da estrela de neutrões, imposto pelas intensas forças geradas pelo campo magnético surpreendentemente intenso. Acredita-se que as explosões gigantes exigem uma intensidade de campo magnético de pelo menos 1015 Gauss. O campo magnético da Terra é inferior a um gauss.

Assumindo que o evento enviou radiação em todas as direções, em vez de direcioná-la para a Terra, os pesquisadores estimam que a energia total liberada foi de 1045 ergs, o que se traduz em aproximadamente 1022 Megatoneladas de TNT. Portanto, embora seja menos ativo do que uma fusão de estrelas de nêutrons, ainda é um evento impressionantemente ativo.

No entanto, para compreendê-los melhor, provavelmente precisaremos de mais do que os três estados na nossa vizinhança imediata que estão claramente associados aos magnetares. Assim, ser capaz de determinar de forma consistente quando estes eventos ocorrem em galáxias distantes seria uma grande vitória para os astrónomos. Os resultados podem ajudar-nos a desenvolver um modelo para distinguir quando olhamos para uma explosão gigante em vez de fontes alternativas de raios gama.

Os investigadores também observam que esta é a segunda candidata a erupção gigante associada à M82 e, como mencionado acima, espera-se que as galáxias estelares sejam relativamente ricas em magnetares. Concentrar as pesquisas nelas e em galáxias semelhantes pode ser exatamente o que precisamos para acelerar o ritmo das nossas observações.

Natureza, 2024. DOI: 10.1038/s41586-024-07285-4 (Sobre IDs digitais).

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Missão Starlink terça-feira de Cabo Canaveral

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Missão Starlink terça-feira de Cabo Canaveral

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