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Criaturas marinhas exóticas iluminam o alvorecer do reino animal

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Criaturas marinhas exóticas iluminam o alvorecer do reino animal

Uma das maiores transições da história da vida ocorreu há mais de 600 milhões de anos, quando um organismo unicelular deu origem aos primeiros animais. Com seus corpos multicelulares, os animais evoluíram para uma variedade estonteante de formas, como baleias de 200 toneladas, pássaros que voam seis milhas no céu e companheiros que deslizam pelas dunas do deserto.

Os cientistas há muito se perguntam como eram os primeiros animais, incluindo questões sobre sua anatomia e como encontravam comida. em Stady Publicado na quarta-feira, os cientistas encontraram respostas tentadoras em um grupo pouco conhecido de criaturas gelatinosas chamadas geléias de pente. Embora os primeiros animais ainda sejam um mistério, os cientistas descobriram que as geléias de pente pertencem ao ramo mais profundo da árvore genealógica dos animais.

O debate sobre a origem dos animais já dura décadas. No início, os pesquisadores confiaram muito no registro fóssil para obter pistas. Os fósseis de animais específicos mais antigos datam de cerca de 580 milhões de anos, embora alguns pesquisadores afirmem ter encontrado um ainda mais antigo. Em 2021, por exemplo, Elizabeth Turner, paleontóloga canadense, relatou uma descoberta Fósseis de 890 milhões de anos de possíveis esponjas.

Faz sentido que as esponjas sejam o animal mais antigo. São criaturas simples, sem músculos ou sistema nervoso. Eles se ancoram no fundo do oceano, onde filtram a água através de um labirinto de poros, aprisionando pedaços de comida.

As esponjas são tão simples, na verdade, que pode ser uma surpresa que sejam animais, mas sua estrutura molecular revela seu parentesco. Eles produzem certas proteínas, como o colágeno, que só os animais produzem. Além disso, seu DNA mostra que eles estão mais relacionados aos animais do que a outras formas de vida.

A partir da década de 1990, quando os cientistas coletaram DNA de mais espécies animais, eles tentaram mapear a árvore genealógica do animal. Em alguns estudos, as esponjas acabaram no galho mais fundo da árvore. Nesse cenário, os animais desenvolveram um sistema nervoso somente após a bifurcação das esponjas.

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Mas no início dos anos 2000, outros cientistas chegaram a uma conclusão surpreendentemente diferente. Eles descobriram que o ramo mais profundo da fauna eram as balas de gelatina – criaturas finas e ovais que muitas vezes desenvolvem uma variedade distinta de bandas iridescentes que piscam na escuridão das profundezas do oceano.

Muitos especialistas relutaram em aceitar essa conclusão, pois significava que a evolução animal era mais estranha do que eles imaginavam. Por um lado, os géis de pentear não são tão simples quanto uma esponja. Eles têm um sistema nervoso: uma rede de neurônios correndo ao redor de seus corpos que controlam seus músculos.

Para resolver o debate geléia-comb-esponja, pesquisadores de todo o mundo coletaram DNA de mais espécies de animais oceânicos. Em vez de olhar para genes individuais, os pesquisadores descobriram como sequenciar todo o genoma.

Mas a torrente de novos dados não conseguiu resolver a controvérsia. Alguns cientistas acabaram montando uma árvore em que a esponja era o galho mais fundo, enquanto outros acabaram cortando a geleia do favo.

O novo estudo, publicado na revista Nature, baseia-se em um novo método de uso do DNA para rastrear a evolução dos animais.

Em estudos anteriores, os cientistas analisaram como mutações específicas aparecem em diferentes ramos de animais. Uma mutação pode fazer com que uma letra genética, conhecida como base, seja transformada em uma letra diferente. Essa mutação será então herdada pelos descendentes do animal.

Mas essas mutações podem ser marcadores históricos não confiáveis. A base pode mudar de uma letra para outra e, milhões de anos depois, voltar à letra original. Alternativamente, a mesma base pode denotar a mesma letra em duas linhagens não relacionadas. Esse desenvolvimento paralelo cria a ilusão de que as duas linhagens estão intimamente relacionadas.

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No novo estudo, Darren Schultz, biólogo evolutivo da Universidade de Viena, e seus colegas analisaram um tipo diferente de mudança genética. Em casos raros, uma grande porção de DNA é cruzada acidentalmente de um cromossomo para outro.

É improvável que os cientistas se deixem enganar por uma mutação tão grande. As chances de o mesmo pedaço de DNA se mover para o mesmo local uma segunda vez são astronomicamente baixas. Também é impossível que aquela peça volte ao lugar exato de onde veio.

“É uma evidência direta de que algo aconteceu”, disse o Dr. Schultz.

Sua equipe rastreou os movimentos do material genético nos cromossomos de nove animais, juntamente com três parentes unicelulares dos animais. Eles encontraram vários pedaços de DNA exatamente no mesmo lugar nos genomas de esponjas e outros animais. Mas essas peças estavam em uma posição diferente nas geléias de pente e seus parentes animais unicelulares. Esta descoberta levou o Dr. Schultz e seus colegas a concluir que as geléias de pente se separaram primeiro de outros animais.

“É um novo olhar com uma nova abordagem para a questão”, disse Antonis Rocas, biólogo evolutivo da Vanderbilt University, que não participou do estudo.

Em um estudo de 2021, a geléia de pente foi endossada pelo Dr. Rocas e colegas. Ele disse que a nova análise forneceu uma forte confirmação.

“Aprendi a não dizer que a controvérsia acabou”, disse o Dr. Rocas. “Mas isso move a agulha.”

O estudo levanta novas e intrigantes possibilidades de como o ancestral comum dos animais vivos poderia ter sido. Se geléias de pente, com seu sistema nervoso e músculos, eram o ramo mais profundo da árvore animal, talvez os primeiros animais não fossem simples e parecidos com esponjas. Eles também tinham sistemas nervosos e músculos. Só mais tarde a esponja desistiu de seu sistema nervoso.

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O Dr. Schultz alertou contra considerar as geléias de pente como fósseis vivos que não mudaram desde o surgimento dos animais. “Algo vivo hoje não pode ser o ancestral de algo vivo hoje”, disse ele.

Em vez disso, os pesquisadores agora procuram pentear as geléias para ver como seus sistemas nervosos são semelhantes e diferentes dos de outros animais. Recentemente, Mike Keitelman, um biólogo celular da Oxford Brookes University, e seus colegas congelaram larvas de geléia de pente para que pudessem dar uma olhada microscópica em seu sistema nervoso. O que eles viram os deixou confusos.

Em todo o reino animal, os neurônios geralmente são separados uns dos outros por pequenas lacunas chamadas sinapses. Eles podem se comunicar através da lacuna liberando produtos químicos.

Mas quando a Dra. Kettleman e seus colegas começaram a examinar os neurônios do metatarso do gel, eles se esforçaram para encontrar as sinapses entre os neurônios. “Naquele ponto, pensamos: ‘Isso é curioso'”, disse ela.

No final, eles não conseguiram encontrar nenhuma sinapse entre eles. Em vez disso, o sistema nervoso metacarpofalângico forma uma rede contínua.

De acordo com a Dra. Kettleman e seus colegas Eu relatei suas descobertas no mês passado, e especulou outra possibilidade para a origem dos animais. Geléias de pente podem ter desenvolvido seu sistema nervoso peculiar independentemente de outros animais, usando alguns dos mesmos blocos de construção.

A Dra. Kittelmann e seus colegas estão agora examinando outros tipos de geleia de pente para ver se essa ideia se sustenta. Mas eles nunca mais serão surpreendidos. “Você não deve presumir nada”, disse ela.

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O lançamento da sonda lunar chinesa Chang'e-6 à medida que a corrida espacial com os Estados Unidos se intensifica

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O lançamento da sonda lunar chinesa Chang'e-6 à medida que a corrida espacial com os Estados Unidos se intensifica

Nota do editor: Inscrever-se para Boletim informativo Enquanto isso na China da CNN Que explora o que você precisa saber sobre a ascensão do país e como isso está afetando o mundo.


Wenchang/Hong Kong
CNN

A China lançou uma missão lunar não tripulada na sexta-feira, com o objetivo de trazer pela primeira vez amostras do outro lado da Lua, num avanço potencialmente importante para o ambicioso programa espacial da China.

Sonda Chang'e-6 China A missão lunar robótica mais complexa até à data – decolou num foguetão Longa Marcha-5 do Centro de Lançamento Espacial de Wenchang, na ilha de Hainan, no sul da China, onde os entusiastas do espaço se reuniram para testemunhar este momento histórico. A Administração Espacial Nacional do país disse que o lançamento foi bem-sucedido.

O lançamento marca o início de um marco importante que pretende ser um marco importante na busca da China para se tornar uma nação líder O poder espacial dominante Com planos de enviar astronautas à Lua até 2030 e construir uma base de pesquisa no seu pólo sul.

Isto vem com um número crescente de países, Incluindo os Estados Unidosolham para os benefícios estratégicos e científicos da expansão da exploração lunar num campo cada vez mais competitivo.

A missão planejada de 53 dias da China verá o módulo de pouso Chang'e-6 pousar em uma ampla cratera no outro lado da Lua, que nunca fica em frente da Terra. A China se tornou o primeiro e único país a pousar no outro lado da Lua durante sua missão Chang'e-4 de 2019.

Quaisquer amostras do outro lado recuperadas pela sonda Chang'e-6 poderão ajudar os cientistas a analisar a evolução da Lua e do próprio sistema solar – e fornecer dados importantes para promover as ambições lunares da China.

“O Chang'e-6 visa alcançar avanços na tecnologia de design e controle da retro-órbita lunar, amostragem inteligente, tecnologias de decolagem e subida e retorno automático de amostras no outro lado da Lua”, disse Ge Ping. Disse o vice-diretor do Centro de Exploração Lunar e Engenharia Espacial da Administração Espacial Nacional da China na semana passada no local de lançamento.

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A sonda Chang'e-6 será um grande teste às capacidades espaciais da China como parte dos seus esforços para realizar o “sonho eterno” do líder Xi Jinping de transformar o país numa potência espacial.

A China fez rápidos progressos no espaço nos últimos anos, num campo tradicionalmente liderado pelos Estados Unidos e pela Rússia.

Com o programa Chang'e, lançado em 2007 e batizado em homenagem à deusa da lua na mitologia chinesa, a China tornou-se em 2013 o primeiro país a conseguir uma aterrissagem robótica na Lua em quase quatro décadas. Em 2022, a China concluiu seu próprio projeto Estação espacial orbital Tiangong.

Héctor Retamal/AFP/Getty Images

A missão visa coletar amostras do outro lado da Lua, como parte de um ambicioso programa que inclui planos para uma missão lunar tripulada até 2030.

A missão Chang'e-6 tecnicamente complexa baseia-se no recorde de pouso da Chang'e-4 em 2019 no lado oculto da Lua e no sucesso da Chang'e-5 em 2020 em retornar à Terra com amostras da Lua próxima.

Desta vez, para se comunicar com a Terra do outro lado da Lua, o Chang'e-6 deve contar com o satélite Queqiao-2, que foi lançado em órbita lunar em março.

A sonda em si consiste em quatro partes: um orbitador, um veículo de descida, um veículo de subida e um módulo de reentrada.

O plano da missão é que o módulo de pouso Chang'e-6 colete poeira lunar e rochas após pousar na extensa Bacia Antártica, com cerca de 2.500 quilômetros de diâmetro, uma cratera formada há cerca de 4 bilhões de anos.

Uma espaçonave ascendente irá então transferir as amostras para o Lunar Orbiter para transferência para o módulo de reentrada e o retorno da missão à Terra.

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A complexa missão “passa praticamente por todas as etapas” que seriam necessárias para que os astronautas chineses pousassem na Lua nos próximos anos, segundo James Head, professor emérito da Universidade Brown que cooperou com Cientistas chineses estão liderando a missão.

Além de devolver amostras que poderiam produzir “novos insights fundamentais sobre a origem e a história inicial da Lua e do Sistema Solar”, a missão também serve como “ensaio automático para essas etapas” para levar os astronautas à Lua e de volta, disse ele. .

Héctor Retamal/AFP/Getty Images

Entusiastas do espaço se reuniram para assistir ao lançamento na Ilha de Hainan, no sul da China

China planeja lançar Mais duas tarefas Na série Chang-e, à medida que se aproxima do seu objetivo para 2030 de enviar astronautas à Lua antes de construir uma estação de investigação na próxima década no pólo sul da Lua – uma área que se acredita conter gelo de água.

A Chang'e-7, com lançamento previsto para 2026, visa procurar recursos no pólo sul da Lua, enquanto a Chang'e-8, a cerca de dois anos de distância, poderia analisar como os materiais lunares poderiam ser usados ​​para preparar a construção da base de pesquisa. disseram as autoridades chinesas. Ele disse.

O lançamento de sexta-feira ocorre no momento em que vários países intensificam seus programas lunares em meio a um foco crescente no acesso aos recursos e maior acesso à exploração do espaço profundo que missões lunares bem-sucedidas podem trazer.

ano passado, Índia desembarcou A primeira espaçonave russa na Lua, enquanto a primeira missão russa à Lua em décadas terminou em fracasso Queda da sonda Luna 25 Para a superfície da lua.

Em Janeiro, o Japão tornou-se o quinto país a pousar uma nave espacial na Lua, embora Atirador de pouso na Lua Tive problemas de energia devido ao ângulo de pouso incorreto. No mês seguinte, IM-1, A Uma missão financiada pela NASA A sonda, projetada por uma empresa privada com sede no Texas, pousou perto do Pólo Sul.

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O pouso – o primeiro de uma espaçonave de fabricação americana em mais de cinco décadas – está entre as várias missões comerciais planejadas destinadas a explorar a superfície lunar antes que a NASA tente devolver os astronautas americanos para lá. Assim que 2026 E construir seu acampamento base científico.

O administrador da NASA, Bill Nelson, no mês passado pareceu reconhecer que o ritmo da China – e as preocupações sobre as suas intenções – estavam a impulsionar a urgência americana de regressar à Lua, décadas depois das missões tripuladas Apollo.

“Acreditamos que grande parte do chamado programa espacial civil é um programa militar. Na verdade, acho que estamos numa corrida.” Nelson Dizer Os legisladores expressaram no mês passado a preocupação de que a China pudesse tentar impedir que os Estados Unidos ou outros países acessassem certas áreas da Lua se chegasse lá primeiro.

A China há muito que afirma que apoia a utilização pacífica do espaço e, tal como os Estados Unidos, espera utilizar a sua capacidade espacial para promover a boa vontade a nível internacional.

Desta vez, a China disse que a missão Chang'e-6 transporta instrumentos científicos ou cargas úteis da França, Itália, Paquistão e da Agência Espacial Europeia.

“A China espera fortalecer a cooperação com os seus homólogos internacionais e aprofundar a cooperação internacional no domínio do espaço”, disse Ge, da Administração Aeroespacial da China, aos jornalistas um dia antes do lançamento.

Saun Deng da CNN contribuiu com reportagens.

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Astrônomos resolvem o mistério da dramática explosão de FU Orionis em 1936

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Astrônomos resolvem o mistério da dramática explosão de FU Orionis em 1936

Impressão artística da vista em grande escala de FU~Ori. A imagem mostra fluxos resultantes da interação entre o poderoso vento estelar alimentado pela explosão e a atmosfera remanescente a partir da qual a estrela se formou. Os ventos estelares criam um choque poderoso no interior da atmosfera, e o gás dióxido de carbono arrastado pelo choque é o que o novo ALMA revelou. Crédito: NSF/NRAO/S. Danilo

Alma As observações da FU Orionis revelam como a acreção gravitacional de uma corrente de gás passada causa brilhos repentinos em estrelas jovens, lançando luz sobre os processos de formação de estrelas e planetas.

Um grupo incomum de estrelas na constelação de Órion revelou seus segredos. FU Orionis, um sistema estelar duplo, chamou a atenção dos astrónomos pela primeira vez em 1936, quando a estrela central subitamente se tornou 1.000 vezes mais brilhante que o normal. Este comportamento, esperado em estrelas moribundas, nunca foi visto antes numa estrela jovem como Vo Orionis.

Este estranho fenómeno inspirou uma nova classificação de estrelas com o mesmo nome (FUou Estrelas). As estrelas brilham repentinamente, explodindo em brilho, antes de escurecer novamente depois de muitos anos.

Entende-se agora que este brilho se deve ao facto de as estrelas obterem energia dos seus arredores através da acreção gravitacional, a principal força que forma estrelas e planetas. No entanto, como e porquê isto aconteceu permaneceu um mistério – até agora, graças aos astrónomos que utilizaram o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA).

Notas inovadoras com o ALMA

FU Ori tem devorado material há quase 100 anos para manter a sua erupção. “Finalmente encontramos a resposta para a forma como estas jovens estrelas reabastecem a sua massa”, explica Antonio Hales, vice-diretor do Centro Regional da América do Norte do ALMA e cientista. no Observatório Astronômico Nacional Al-Radawi, autor principal desta pesquisa, publicada em 29 de abril no. Jornal Astrofísico. “Pela primeira vez, temos evidências observacionais diretas dos materiais que alimentam as explosões”.

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Amplie o sistema binário FU Ori e seu acumulador recém-descoberto. Esta impressão artística mostra o streamer recém-descoberto alimentando continuamente massa da casca para o sistema binário. Crédito: NSF/NRAO/S. Danilo

As observações do ALMA revelaram um longo e fino fluxo de monóxido de carbono caindo sobre FU Orionis. Parece que este gás não contém combustível suficiente para resistir à atual explosão. Em vez disso, pensa-se que este fluxo de acreção seja um remanescente de uma estrutura anterior muito maior que caiu neste jovem sistema estelar.

“É possível que a interação com um fluxo maior de gás no passado tenha desestabilizado o sistema e causado o aumento do brilho”, explica Hales.

Avanços na compreensão da formação estelar

Os astrónomos usaram diversas configurações de antenas ALMA para capturar diferentes tipos de emissões provenientes da FU Orionis e detectar o fluxo de massa para o sistema estelar. Eles também incorporaram novos métodos numéricos para modelar o fluxo de massa como um fluxo cumulativo e estimar suas propriedades.

“Comparamos a forma e a velocidade da estrutura observada com as esperadas de uma cascata de gases em queda, e os números fizeram sentido”, diz Ashish Gupta, Ph.D. candidato no Observatório Europeu do Sul (Isso) e coautor deste trabalho, que desenvolveu os métodos utilizados para modelar o dispositivo de emissão cumulativa.

Sistema de acumulação de streamer duplo Fu Ori

Amplie o sistema binário FU Ori e seu acumulador recém-descoberto. Esta impressão artística mostra o streamer recém-descoberto alimentando continuamente massa da casca para o sistema binário. Crédito: NSF/NRAO/S. Danilo

“A gama de escalas angulares que podemos explorar com um único instrumento é verdadeiramente notável,” acrescenta Sebastian Pérez da Universidade de Santiago do Chile (USACH). “O ALMA dá-nos uma visão abrangente da dinâmica da formação de estrelas e planetas, a partir da observação. grandes nuvens moleculares nas quais nascem centenas de estrelas, até as métricas mais comuns para sistemas solares.”, diretor do Núcleo Milênio de Exoplanetas Jovens e Suas Luas (YEMS) no Chile, e coautor desta pesquisa.

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Estas observações também revelaram um fluxo lento de monóxido de carbono da FU Orionis. Este gás não está relacionado com a recente explosão. Em vez disso, assemelha-se a fluxos observados em torno de outros protocorpos estelares.

“Ao compreender como estas estrelas estranhas são feitas, confirmamos o que sabemos sobre como as diferentes estrelas e planetas se formam”, acrescenta Hales. “Acreditamos que todas as estrelas sofrem eventos explosivos. discos em torno das estrelas emergentes e dos planetas em que elas se formam.”

“Temos estudado FU Orionis desde as primeiras observações do ALMA em 2012”, acrescenta Hales. É ótimo que finalmente estejamos obtendo respostas.

Referência: “Detecção de uma acreção lenta de grande angular e dispositivo de jato em torno de FU Orionis” por A. S. Hales, A. Gupta, D. Ruíz-Rodríguez, J. P. Williams, S. Pérez, L. Cieza, C. González-Ruilova, J. E. Pineda, A. Santamaria-Miranda, J. Tobin, B. Weber, Z. Zhou, e A. Zorlu, 29 de abril de 2024, Jornal Astrofísico.
doi: 10.3847/1538-4357/ad31a1

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Comparação da tripulação comercial da NASA Boeing Starliner e SpaceX Dragon

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