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Fósseis de aranhas brilhantes levam a uma rápida caça ao tesouro de espécimes incrivelmente bem preservados

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Fósseis de aranhas brilhantes levam a uma rápida caça ao tesouro de espécimes incrivelmente bem preservados

Uma aranha fossilizada da Formação Aix-en-Provence, na França, vista em uma amostra de mão sobreposta com uma micrografia fluorescente do mesmo fóssil. Sob iluminação normal, o fóssil de aranha é difícil de distinguir da matriz rochosa circundante, mas quando o fóssil é excitado pela luz ultravioleta, sua composição química faz com que ele autofluoresça brilhantemente, revelando detalhes adicionais de sua preservação. Crédito: Olcott et al.

Fósseis de aranhas brilhantes levam a um estudo paranormal de como elas foram preservadas em Aix-en-Provence.

Uma formação geológica perto de Aix-en-Provence, na França, é famosa como um dos tesouros mais importantes do mundo de espécies fósseis cenozóicas. Os cientistas descobriram plantas e animais fossilizados excepcionalmente bem preservados desde o final do século 18.

“A maior parte da vida não se torna um fóssil.” – Alison Olcott

A Formação Aix-en-Provence é particularmente famosa por artrópodes terrestres fossilizados do período Oligoceno (~ 23-34 milhões de anos atrás). Como os artrópodes – animais com exoesqueletos como aranhas – raramente são fossilizados, sua abundância em Aix-en-Provence é impressionante.

Um novo estudo publicado na revista Comunicações da Terra e do Meio Ambiente Em 21 de abril de 2022, pesquisadores da Universidade do Kansas são os primeiros a perguntar: Que processos químicos e geológicos únicos em Aix-en-Provence mantêm as aranhas do período Oligoceno tão notáveis?

“A maior parte da vida não se transforma em fóssil”, disse a principal autora Alison Olcott, professora associada de geologia e diretora do Centro de Pesquisa da Universidade do Kuwait. “É difícil se tornar um fóssil. Você tem que morrer sob condições muito específicas, e uma das maneiras mais fáceis de se tornar um fóssil é ter partes duras como ossos, chifres e dentes. a vida, como as aranhas, é irregular – mas temos períodos de preservação, excepcionais quando todas as condições eram harmoniosas para que a conservação ocorresse.

A química de um fóssil de aranha de Aix-en-Provence

A digitalização de uma imagem eletrônica do abdômen de uma aranha fossilizada revela um polímero preto no fóssil e a presença de dois tipos de microalgas: uma esteira de diatomáceas eretas nos fósseis e centríolos dispersos na matriz circundante. Esta imagem é coberta com mapas químicos de enxofre (amarelo) e sílica (rosa) revelando que enquanto a microalga é siliciosa, o polímero que cobre o fóssil é rico em enxofre. Crédito: Olcott et al.

Olcott e seus coautores da KU, Matthew Downen – então candidato a doutorado no Departamento de Geologia e agora diretor associado do University Research Center – e Paul Selden, KU Distinguished Professor Emérito, juntamente com James Schiffbauer da Universidade de Missouri. Descobrir os processos exatos em Aix-en-Provence que forneceram um caminho para a preservação de fósseis de aranhas.

“Matt estava trabalhando na descrição desses fósseis e decidimos – por capricho – colocá-los sob um microscópio fluorescente para ver o que acontecia”, disse Olcott. “Para nossa surpresa, ele brilhava, e por isso ficamos muito interessados ​​no que fez brilhar a química desses fósseis. Se você olhar para o fóssil na rocha, verá que é quase indistinguível da própria rocha, mas brilha uma cor diferente sob a faixa fluorescente.Então, partimos para explorar a química e descobrimos que os próprios fósseis contêm um polímero preto feito de carbono e enxofre que, sob o microscópio, é semelhante ao alcatrão que você vê na estrada. Também notamos que havia milhares e milhares e milhares de microalgas em todos os fósseis e cobrindo os próprios fósseis.”

Fóssil da aranha Aix-en-Provence com diatomáceas

Fóssil de aranha da formação de Aix-en-Provence com quadrado branco indicando a localização da imagem do microscópio eletrônico de varredura e mapa químico de enxofre (amarelo) e sílica (rosa) no canto superior esquerdo. Juntos, eles revelam um polímero preto rico em enxofre no fóssil e a presença de dois tipos de microalgas siliciosas: uma esteira de diatomáceas eretas no fóssil e diatomáceas centrais dispersas na matriz circundante. Crédito: Olcott et al.

Olcott e seus colegas levantam a hipótese de que a substância extracelular produzida por essas microalgas, chamadas diatomáceas, poderia ter protegido as aranhas do oxigênio e aumentado seu enxofre, uma mudança química que explicaria a preservação dos fósseis como membranas carbonáceas nos milhões de anos seguintes.

“Esta microalga faz uma bola pegajosa e pegajosa – é assim que elas se unem”, disse o pesquisador da KU. “Eu levantei a hipótese de que a química dessas microalgas e as substâncias que elas emitem tornaram possível que essa reação química preservasse as aranhas. Essencialmente, a química das microalgas e a química das aranhas trabalham juntas para obter essa conservação única.” ”

Na verdade, esse fenômeno do enxofre é o mesmo processo industrial comum usado para preservar a borracha.

“A vulcanização é um processo natural – nós mesmos fazemos isso para processar a borracha em um processo conhecido”, disse Olcott. “O enxofre pega o carbono e o liga com o enxofre e fixa o carbono, e é por isso que fazemos isso com borracha para que ele dure mais. O que eu acho que aconteceu aqui quimicamente é que o exoesqueleto da aranha é a quitina, que é um polímero longo com carbono unidades próximas umas das outras. , que é um ambiente ideal para as pontes de enxofre intervirem e realmente estabilizarem as coisas.”

Olcott disse que a presença de tapetes diatômicos provavelmente serviria como evidência de que depósitos fósseis mais bem preservados serão encontrados no futuro.

“O próximo passo é estender essas técnicas a outros depósitos para ver se a conservação está associada a tapetes de diatomáceas”, disse ela. “De todos os outros sítios de preservação de fósseis excepcionais no mundo na Era Cenozóica, quase 80 por cento deles foram encontrados com essas microalgas. Então, nos perguntamos se isso explica a maioria dos sítios de fósseis que temos neste momento – essencialmente Logo após os dinossauros se extinguiram até agora, esse mecanismo pode ser responsável por nos dar informações para explorar a evolução dos insetos e outras formas de vida terrestre após os dinossauros e entender as mudanças climáticas, pois existe um período de rápidas mudanças climáticas e esses organismos terrestres nos ajudam entender o que aconteceu com a vida na última vez que o clima começou a mudar”.

Olcott e seus colegas foram os primeiros a analisar a química da conservação em Aix-en-Provence, fato que eles atribuem em parte aos desafios da aplicação da ciência durante COVID-19 restrições.

“Eu honestamente acredito que este estudo é em parte o resultado da epidemiologia”, disse ela. “O primeiro lote dessas fotos saiu em maio de 2020. Meu laboratório ainda estava fechado; eu estava dois meses dos meus 18 meses em casa com crianças o tempo todo – e então tive que mudar a maneira como fazia ciência. Passei muito tempo com essas fotos. E esses mapas químicos e eu realmente os explorei de uma maneira que provavelmente não teria acontecido se todos os laboratórios estivessem abertos e pudéssemos entrar e fazer um trabalho mais convencional.”

Referência: “A preservação excepcional dos fósseis da aranha de Aix-en-Provence poderia ter sido facilitada por diatomáceas” por Alison N. Olcott, Matthew R.; Comunicações da Terra e do Meio Ambiente.
DOI: 10.1038/s43247-022-00424-7

A Universidade do Kansas é uma importante universidade abrangente de pesquisa e ensino. A missão da universidade é promover os alunos e a sociedade, educando líderes, construindo comunidades saudáveis ​​e fazendo descobertas que mudam o mundo. O Kuwait University News Service é o escritório central de relações públicas do Lawrence Campus.

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O antigo Telescópio Espacial Hubble volta à vida após um mau funcionamento

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O antigo Telescópio Espacial Hubble volta à vida após um mau funcionamento

A NASA fez isso de novo. A agência espacial dos EUA corrigiu a última falha que afetava o antigo Telescópio Espacial Hubble. O observatório está de volta à ação para desvendar os segredos do universo. “Todos os instrumentos do Hubble estão online e a espaçonave retomou a realização de observações científicas.” NASA disse Em comunicado em 30 de abril.

O problema começou em 23 de abril, quando o Hubble entrou em modo de segurança devido a um problema com um de seus giroscópios. O giroscópio enviou leituras falsas, acionando a caixa de areia do observatório onde as operações científicas estão suspensas. O problema do giroscópio não é novo. O mesmo giroscópio que causou o mau funcionamento recente também se comportou em novembro com problema semelhante.

O Hubble possui seis giroscópios, mas apenas três deles estão operacionais. Os giroscópios ajudam o telescópio a apontar na direção certa para fazer observações e coletar dados. A NASA tem um plano backup que permitiria ao Hubble continuar operando com apenas um giroscópio, mas não precisou implementar esse procedimento. “A espaçonave está saudável e operacional novamente usando todos os três giroscópios”, disse a NASA.

O Hubble foi lançado em 1990. Ele encontrou alguns problemas técnicos durante sua vida, incluindo um sério defeito no espelho que foi resolvido por uma missão de ônibus espacial em 1993. No final, a NASA realizou cinco missões de manutenção, a última delas em 2009. A NASA não opera mais ônibus espaciais, por isso não pode enviar astronautas para consertar o Hubble quando algo dá errado. A solução de problemas deve ser feita no solo, o que torna o histórico de reparos bem-sucedidos da equipe ainda mais impressionante.

Problemas técnicos e hardware desatualizado não são os únicos desafios que o Hubble enfrenta. A órbita do observatório está a deteriorar-se. “Reiniciar o Hubble para uma órbita mais alta e mais estável poderia acrescentar vários anos de operações à sua vida.” NASA disse em 2022. A agência está estudando opções para estabilizar a órbita do Hubble, incluindo a possibilidade de enviar uma nova missão de serviço usando a espaçonave SpaceX Dragon.

O Telescópio Espacial Hubble é tão antigo que qualquer problema técnico levanta temores sobre o seu eventual desaparecimento. A NASA espera continuar a operar o observatório de 34 anos pelo menos até ao final da década, e talvez mais além. O novo e poderoso Telescópio Espacial James Webb será lançado em 2021, mas não se destina a substituir o Hubble. Em vez disso, os dois observatórios complementam-se e, por vezes, colaboram nas imagens, como quando ambos contribuíram para uma vista deslumbrante de galáxias em forma de “árvore de Natal” em 2023.

O trabalho do Hubble tornou-se icônico, tornou-se famoso Pilares da criação Uma imagem do Hubble Deep Field, uma visão histórica de uma área do céu contendo 1.500 galáxias. O observatório pesquisou por toda parte para documentar os planetas do nosso sistema solar, bem como nebulosas, galáxias e estrelas distantes. Sua missão terminará um dia, mas algumas soluções inteligentes significam que esse dia ainda não chegou.

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Nova pesquisa revela que os dinossauros não eram tão inteligentes quanto pensávamos

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Nova pesquisa revela que os dinossauros não eram tão inteligentes quanto pensávamos

Fotografia de um esqueleto de T. rex no Museu Senckenberg em Frankfurt, Alemanha. O Tiranossauro rex viveu no final do período Cretáceo (cerca de 66 milhões de anos atrás) e foi encontrado exclusivamente no oeste da América do Norte. Crédito: Kay R. Caspar

Os dinossauros eram tão inteligentes quanto os répteis, mas não tão inteligentes quanto os macacos, como sugerem pesquisas anteriores.

Uma equipe internacional de paleontólogos, etólogos e neurologistas reexaminou o tamanho e a estrutura do cérebro dos dinossauros e concluiu que eles se comportavam como crocodilos e lagartos.

Num estudo publicado no ano passado, afirmou-se que os dinossauros adoram Tiranossauro Rex Eles tinham um número excepcionalmente grande de neurônios e eram significativamente mais inteligentes do que o esperado. Tem sido afirmado que este elevado número de neurónios poderia beneficiar diretamente a inteligência, o metabolismo e a história de vida. Tiranossauro Rex Ele lembrava um macaco em alguns de seus hábitos. A transmissão cultural de conhecimento, bem como o uso de ferramentas têm sido citados como exemplos de características cognitivas que podem ter possuído.

Crítica da metodologia de contagem de neurônios

Mas o novo estudo publicado em Registro anatômico, em que Hadi George da Universidade de Bristol, Dr. Darren Naish (Universidade de Southampton) e liderado pelo Dr. Royal Ontario Museum) observe mais de perto as técnicas usadas para prever o tamanho do cérebro e o número de neurônios nos cérebros dos dinossauros. A equipe descobriu que suposições anteriores sobre o tamanho do cérebro dos dinossauros e o número de neurônios que seus cérebros continham não eram confiáveis.

A relação entre cérebro e massa corporal em vertebrados terrestres

A relação entre o cérebro e a massa corporal em vertebrados terrestres. Dinossauros como o T. rex tinham proporções de tamanho cérebro-corpo semelhantes às dos répteis vivos. Crédito: Cristian Gutierrez Ibanez

Esta pesquisa surge após décadas de análises nas quais paleontólogos e biólogos examinaram o tamanho e a anatomia do cérebro dos dinossauros e usaram esses dados para inferir comportamento e estilo de vida. As informações sobre os cérebros dos dinossauros vêm dos recheios minerais das cavidades cerebrais, chamados endocasts, bem como dos formatos das próprias cavidades.

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A equipe descobriu que o tamanho de seus cérebros era exagerado – especialmente o tamanho do prosencéfalo – e, portanto, seus neurônios também eram importantes. Além disso, mostraram que as estimativas do número de neurônios não são um guia confiável para a inteligência.

Recomendações para pesquisas futuras

Para reconstruir de forma confiável a biologia de organismos extintos há muito tempo ClassificarA equipe acredita que os pesquisadores devem considerar múltiplas linhas de evidência, incluindo anatomia esquelética, histologia óssea, comportamento de parentes vivos e vestígios de fósseis. “A inteligência dos dinossauros e de outros animais extintos é melhor determinada usando uma variedade de evidências que vão desde a anatomia macroscópica até pegadas fósseis, em vez de confiar apenas em estimativas do número de neurônios”, explicou Hadi, da Escola de Ciências da Terra de Bristol.

“Somos da opinião de que não é uma boa prática prever a inteligência em espécies extintas quando a população de neurônios reconstruída a partir de células endógenas é tudo o que temos para prosseguir”, explicou o Dr. Kai Kaspar.

“Os números de neurônios não são bons preditores do desempenho cognitivo, e usá-los para prever a inteligência em espécies extintas pode levar a interpretações muito enganosas”, acrescentou a Dra. Ornella Bertrand (Instituto de Paleontologia Miquel Crosafont da Catalunha).

O Dr. Darren Naish concluiu: “A possibilidade de o T. rex ser tão inteligente como um babuíno é ao mesmo tempo fascinante e assustadora, com o potencial de reinventar a nossa visão do passado.” “Mas o nosso estudo mostra como todos os nossos dados contradizem esta ideia. Eles eram mais parecidos com crocodilos gigantes e inteligentes, e isso é igualmente notável.”

Referência: “Quão inteligente foi o T. Rex?” Testando afirmações de cognição extraordinária em dinossauros e aplicando estimativas de número de neurônios na pesquisa paleontológica” por Kay R. Caspar, Christian Gutierrez Ibáñez, Ornella C. Bertrand, Thomas Carr, Jennifer A. D. Colburn e Arthur Erb, Hadi George, Thomas R. Holtz, Darren Naish, Douglas R. Willey e Grant R. Hurlburt, 26 de abril de 2024, Registro anatômico.
doi: 10.1002/ar.25459

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Cientistas estão se preparando para tempestades solares em Marte

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Cientistas estão se preparando para tempestades solares em Marte

Esta ejeção de massa coronal, capturada pelo Solar Dynamics Observatory da NASA, explodiu no Sol em 31 de agosto de 2012, viajando a mais de 1.400 quilômetros por segundo e enviando radiação para as profundezas do espaço. O campo magnético da Terra protege-a da radiação de eventos solares como este, enquanto Marte carece deste tipo de protecção. Fonte: NASA/SDO

O Sol estará mais ativo este ano, proporcionando uma rara oportunidade de estudar como as tempestades solares e a radiação afetarão os futuros astronautas no Planeta Vermelho.

Nos próximos meses, dois dos NASAde Marte A espaçonave terá uma oportunidade sem precedentes de estudar como as erupções solares – explosões gigantescas na superfície do Sol – afetam futuros robôs e astronautas no Planeta Vermelho.

Isso ocorre porque o Sol está entrando em um período de pico de atividade denominado máximo solar, algo que acontece aproximadamente a cada 11 anos. Durante o máximo solar, o Sol é particularmente propenso a explosões de fogo em uma variedade de formas – incluindo… Erupções solares E Ejeção de massa coronal – Que libera radiação nas profundezas do espaço. Quando uma série desses eventos solares irrompe, isso é chamado de tempestade solar.


Saiba como o rover MAVEN da NASA e o rover Curiosity da agência estudam as erupções solares e a radiação em Marte durante o máximo solar – o período em que o Sol está mais ativo. Crédito: NASA/Laboratório de Propulsão a Jato– Caltech/GSFC/SDO/MSSS/Universidade do Colorado

O campo magnético da Terra protege em grande parte o nosso planeta natal dos efeitos destas tempestades. Mas Marte perdeu o seu campo magnético global há muito tempo, tornando o Planeta Vermelho mais vulnerável às partículas energéticas do Sol. Quão intensa é a atividade solar em Marte? Os pesquisadores esperam que o atual máximo solar lhes dê a chance de descobrir. Antes de enviar humanos para lá, as agências espaciais precisam determinar, entre muitos outros detalhes, que tipo de proteção radiológica os astronautas necessitarão.

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“Para os humanos e as origens marcianas, não temos uma compreensão sólida do impacto da radiação durante a atividade solar”, disse Shannon Curry, do Laboratório de Física Atmosférica e Espacial da Universidade do Colorado em Boulder. Curry é o investigador principal do orbitador MAVEN (Mars Atmospheric and Volatile Evolution) da NASA, operado pelo Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. “Na verdade, gostaria de ver um ‘grande evento’ em Marte este ano – um grande evento que possamos estudar para compreender melhor a radiação solar antes dos astronautas irem a Marte.”

Detector de avaliação de radiação do rover Curiosity

O detector de avaliação de radiação no rover Curiosity da NASA é destacado nesta imagem anotada do Mastcam do rover. Os cientistas da RAD estão entusiasmados em usar o instrumento para estudar a radiação em Marte durante o máximo solar. Fonte da imagem: NASA/JPL-Caltech/MSSS

Meça a altura e a queda

MAVEN monitora radiação, partículas solares e muito mais acima da superfície de Marte. A fina atmosfera de um planeta pode afetar a densidade das moléculas no momento em que atingem a superfície, e é aí que a sonda Curiosity da NASA entra em ação. Dados do detector de avaliação de radiação do Curiosity, ou RadAjudou os cientistas a compreender como a radiação decompõe as moléculas de carbono na superfície, um processo que pode afetar a preservação de sinais de vida microbiana antiga. A ferramenta também deu à NASA uma ideia de quanta proteção os astronautas poderiam esperar da radiação, usando cavernas, tubos de lava ou faces de penhascos para proteção.

Quando ocorre um evento solar, os cientistas observam a quantidade de partículas solares e quão ativas elas são.

Atmosfera de Marte e Evolução Volátil da NASA (MAVEN)

Este conceito artístico retrata a atmosfera marciana e a espaçonave MAVEN da NASA perto de Marte. Crédito: NASA/GSFC

“Poderíamos ter 1 milhão de partículas de baixa energia ou 10 partículas de energia muito alta”, disse o investigador principal da RAD, Don Hasler, do escritório do Southwest Research Institute em Boulder, Colorado. “Embora os instrumentos MAVEN sejam mais sensíveis a instrumentos de baixa energia, o RAD é o único instrumento capaz de ver instrumentos de alta energia que podem cruzar a atmosfera até a superfície, onde estarão os astronautas.”

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Quando o MAVEN detecta uma grande explosão solar, a equipe do orbitador informa à equipe do Curiosity para saber sobre isso para que possam monitorar as mudanças nos dados RAD. As duas missões também podem compilar uma série temporal que mede as mudanças até meio segundo quando as partículas atingem a atmosfera marciana, interagem com ela e, eventualmente, atingem a superfície.

A missão MAVEN também conduz um sistema de alerta precoce que permite que outras equipas de naves espaciais de Marte saibam quando os níveis de radiação começam a subir. O sistema de alerta permite que as missões desliguem dispositivos que podem ser vulneráveis ​​a explosões solares, que podem interferir na eletrônica e nas comunicações de rádio.

Água perdida

Além de ajudar a manter os astronautas e as naves espaciais seguros, estudar o máximo solar também pode fornecer informações sobre a razão pela qual Marte mudou de um mundo quente e húmido, semelhante à Terra, há milhares de milhões de anos, para um deserto congelado hoje.

O planeta está em um ponto de sua órbita quando está mais próximo do Sol, aquecendo a atmosfera. Isso pode causar tempestades de poeira crescentes que cobrem a superfície. Às vezes as tempestades se fundem, tornando-se globais (veja a imagem abaixo).

Animação de uma tempestade global de poeira em Marte

Marte antes e depois da tempestade de poeira: filmes lado a lado mostram como a tempestade de poeira global de 2018 cobriu o planeta vermelho, graças à câmera Mars Color Imager (MARCI) a bordo do Mars Reconnaissance Orbiter da NASA. Esta tempestade global de poeira fez com que a espaçonave da NASA perdesse contato com a Terra. Fonte da imagem: NASA/JPL-Caltech/MSSS

Embora reste pouca água em Marte – principalmente gelo sob a superfície e nos pólos – parte dela ainda circula como vapor na atmosfera. Os cientistas questionam-se se as tempestades globais de poeira ajudam a expulsar este vapor de água, elevando-o bem acima do planeta, onde a atmosfera é destruída durante as tempestades solares. Uma teoria é que este processo, repetido várias vezes ao longo de eras, pode explicar como Marte deixou de ter lagos e rios para ser hoje praticamente sem água.

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Se uma tempestade global de poeira ocorresse ao mesmo tempo que uma tempestade solar, seria uma oportunidade para testar esta teoria. Os cientistas estão particularmente entusiasmados porque este máximo solar ocorre no início da estação mais poeirenta de Marte, mas também sabem que uma tempestade de poeira global é rara.

Mais sobre missões

O Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, gerencia a missão MAVEN. A Lockheed Martin Space construiu a espaçonave e é responsável pelas operações da missão. JPL fornece navegação e suporte de rede espacial profunda. O Laboratório de Física Atmosférica e Espacial da Universidade do Colorado Boulder é responsável pelo gerenciamento de operações científicas, divulgação pública e comunicações.

O Curiosity foi construído pelo Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, operado pelo Instituto de Tecnologia da Califórnia em Pasadena, Califórnia. O JPL está liderando a missão em nome da Diretoria de Missões Científicas da NASA em Washington. A investigação RAD é apoiada pela Divisão de Heliofísica da NASA como parte do Heliophysics System Observatory (HSO) da NASA.

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