Η έρευνα διήρκεσε τρία χρόνια και βασίστηκε σε ερευνητικές τεχνικές οι οποίες αναπτύχθηκαν σε βάθος 17 ετών

Δομικός βιολόγος του Πανεπιστημίου Φλόριντα Στέιτ ανακοίνωσε ανακαλύψεις που μπορούν να οδηγήσουν την επιστημονική κοινότητα ένα βήμα πιο κοντά στο να κατανοήσουν πώς ακριβώς εμφανίστηκε ζωή στη Γη πριν από δισεκατομμύρια χρόνια.

Ο καθηγητής Μάικλ Μπλέηαμπερ και η ομάδα του δημοσίευσαν δεδομένα που υποστηρίζουν την ιδέα ότι δέκα αμινοξέα που υπήρχαν στη Γη πριν από τέσσερα δισεκατομμύρια χρόνια, ήταν ικανά να σχηματίζουν αναδιπλούμενες πρωτεΐνες σε ιδιαίτερα αλόφιλο περιβάλλον. Τέτοιου είδους πρωτεΐνες θα είχαν τη δυνατότητα να παράσχουν μεταβολικές δραστηριότητες, ώστε οι πρώτοι ζωντανοί οργανισμοί να εμφανιστούν πριν από 3,5 με 3,9 δισεκατομμύρια χρόνια.

Η έρευνα του Μπλέιμπερ διήρκεσε τρία χρόνια και βασίστηκε σε ερευνητικές τεχνικές οι οποίες αναπτύχθηκαν σε βάθος 17 ετών. Τα αποτελέσματα της έρευνας δημοσιεύτηκαν στο επιστημονικό περιοδικό της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών.

Οι πρώτοι ζωντανοί οργανισμοί ήταν μικροσκοπικά κύτταρα με τη δυνατότητα αναπαραγωγής και προσαρμογής σε διάφορα περιβάλλοντα. «Σύμφωνα με τα έως τώρα στοιχεία πιστεύεται ότι το ριβονουκλεϊκό οξύ (RNA) σχηματίστηκε πρώτο σε περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας», δήλωσε ο Μπλέημπερ. «Τα δικά μας ευρήματα δείχνουν περισσότερο πως αρχικά εμφανίστηκαν οι πρωτεΐνες, και μάλιστα σε αλόφιλο περιβάλλον», συμπλήρωσε.

Οι πρωτεΐνες μπορούν να σχηματίζουν ακριβείς δομές, απαραίτητες για τη διατήρηση της ζωής, χάρις στην ιδιότητά τους να αναδιπλώνονται. Η αναδίπλωση τούς δίνει τη δυνατότητα αλληλεπίδρασης με άλλες πρωτεΐνες και εκτέλεσης συγκεκριμένων χημικών αντιδράσεων, προκειμένου να προσαρμόζονται στο περιβάλλον.

Θραύσματα κομητών και μετεωριτών, όπως αυτά που πρόσφατα έπεσαν στη Ρωσία, μας έχουν παράσχει σημαντικές πληροφορίες σχετικά με την άφιξη των αμινοξέων στη Γη. Τα θραύσματα αυτά είναι παλαιότερα από τη Γη και είναι υπεύθυνα για τη μεταφορά των 10 προβιοτικών αμινοξέων, τα οποία προήλθαν από το σχηματισμό του ηλιακού μας συστήματος.

Σήμερα το ανθρώπινο σώμα χρησιμοποιεί είκοσι κοινά αμινοξέα για την παραγωγή των απαραίτητων πρωτεϊνών. Δέκα εξ αυτών σχηματίζονται μέσω βιοσύνθεσης, ενώ ο σχηματισμός των δέκα προβιοτικών αμινοξέων γίνεται μέσω χημικών διεργασιών που δεν απαιτούν κάποια βιοσυνθετική ατραπό.

Χρησιμοποιώντας μια τεχνική που ονομάζεται συμμετρική αποδόμηση, το εργαστήριο του Μπλέημπερ κατόρθωσε να εντοπίσει μικρά πεπτίδια-δομικά στοιχεία ικανά να συναρμολογούνται αυτόματα σε ιδιαίτερες και σύνθετες πρωτεϊνικές αρχιτεκτονικές. Τα τελευταία πειράματα διερεύνησαν αν τέτοια δομικά στοιχεία μπορούν να αποτελούνται μόνο από τα 10 προβιοτικά αμινοξέα και να διατηρούν ακόμα τη δυνατότητα αναδίπλωσης.

Η υπόθεση αυτή αποδείχθηκε προς το παρόν σε βαθμό 80%, καθώς δημιουργήθηκαν αναδιπλούμενες πρωτεΐνες με 12 αμινοξέα. Αν η ομάδα του Μπλέημπερ καταφέρει να αποδείξει πλήρως την υπόθεσή της, ολόκληροι κλάδοι της βιολογίας που ασχολούνται με την αβιογένεση (την εμφάνιση της ζωής) και όχι μόνο, θα μετατοπίσουν το ενδιαφέρον τους στις πρωτεΐνες και τα αλόφιλα περιβάλλοντα

http://www.naftemporiki.gr/story/637086

Επιστήμονες διαπίστωσαν πως η θερμοκρασία κοντά στο κέντρο της Γης είναι περίπου 6.000 βαθμοί Κελσίου, 1.000 βαθμοί υψηλότερη από ότι είχε υποδείξει προηγούμενο πείραμα προ εικοσαετίας.

Αυτές οι μετρήσεις επιβεβαιώνουν γεωφυσικά μοντέλα που προβλέπουν ότι η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του στερεού πυρήνα και του μανδύα πρέπει να είναι τουλάχιστον 1500 βαθμοί, ώστε να εξηγεί γιατί η Γη διαθέτει μαγνητικό πεδίο.

Ο πυρήνας της Γης αποτελείται κυρίως από μια σφαίρα υγρού σιδήρου σε θερμοκρασία 4.000 βαθμών Κελσίου και πίεση 1,3 εκατομμύρια ατμόσφαιρες. Υπό αυτές τις συνθήκες, ο σίδηρος είναι σε υγρή μορφή. Μόνο στο κέντρο της Γης, όπου η πίεση και η θερμοκρασία είναι ακόμα πιο υψηλές, στερεοποιείται ο υγρός σίδηρος.

Από την ανάλυση των σεισμικών κυμάτων προκύπτει το πάχος των στερεών και υγρών πυρήνων, καθώς και το πώς η πίεση στη Γη αυξάνεται ανάλογα με το βάθος. Ωστόσο, αυτά τα κύματα δεν παρέχουν πληροφορίες σχετικά με τη θερμοκρασία, η οποία έχει σημαντική επίδραση στην κίνηση των υλικών εντός του υγρού πυρήνα και του στερεού μανδύα. Η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του μανδύα και του πυρήνα είναι η κύρια κινητήρια δύναμη των θερμικών κινήσεων μεγάλης κλίμακας, που μαζί με την περιστροφή της Γης, δρουν σαν ένα δυναμό που παράγει το μαγνητικό πεδίο της Γης.

Για να δημιουργήσουν μια ακριβή εικόνα της θερμοκρασίας εντός του κέντρου της Γης, οι επιστήμονες εξέτασαν το σημείο τήξης του σιδήρου σε διαφορετικές πιέσεις στο εργαστήριο, χρησιμοποιώντας ισχυρές ακτίνες λέιζερ για να θερμάνουν τα δείγματα σε θερμοκρασίες 4.000 ή ακόμη και 5.000 βαθμών Κελσίου.

«Στην πράξη, πολλές πειραματικές προκλήσεις πρέπει να πληρούνται, καθώς το δείγμα του σιδήρου πρέπει να μονώνεται θερμικά και επίσης δεν πρέπει να επιτρέπεται να αντιδρά χημικά με το περιβάλλον του», εξηγεί η επικεφαλής της έρευνας Ανιές Ντεβελέ. «Ακόμη και αν ένα δείγμα φθάσει τις ακραίες θερμοκρασίες και πιέσεις του κέντρου της Γης, θα το κάνει μόνο για δευτερόλεπτα. Σε αυτό το σύντομο χρονικό διάστημα, είναι εξαιρετικά δύσκολο να προσδιοριστεί κατά πόσον έχει αρχίσει να λιώνει ή αν εξακολουθεί να είναι στερεό», πρόσθεσε.

Για αυτό το λόγο οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν ακτίνες Χ, σε μια νέα τεχνική όπου μια έντονη δέσμη ακτίνων-Χ μπορεί να εξετάσει ένα δείγμα και να αποφανθεί αν είναι στερεό, υγρό ή εν μέρει λιωμένο μέσα σε ελάχιστο χρονικό διάστημα, χρησιμοποιώντας μια γνωστή διαδικασία περίθλασης, σύμφωνα με τον Μοχάμεντ Μεζουάρ, μέλος της επιστημονικής ομάδας. Η διαδικασία αυτή είναι αρκετά σύντομη ώστε να κρατήσει τη θερμοκρασία και την πίεση σταθερές, χωρίς να επιτρέπει χημικές αντιδράσεις.

Οι επιστήμονες προσδιόρισαν πειραματικά το σημείο τήξης του σιδήρου στους 4800 βαθμούς Κελσίου με πίεση 2,2 εκατομμύρια ατμόσφαιρες. Στη συνέχεια με τη μέθοδο της αναγωγής προσδιόρισαν ότι στις 3,3 εκατομμύρια ατμόσφαιρες, δηλαδή την πίεση στα σύνορα μεταξύ υγρού και στερεού πυρήνα, η θερμοκρασία θα είναι 5.500-6.500 βαθμοί.

«Είμαστε φυσικά πολύ ικανοποιημένοι που το πείραμά μας επικύρωσε τις καλύτερες σύγχρονες θεωρίες για τη μεταφορά θερμότητας από τον πυρήνα της Γης και την παραγωγή του μαγνητικού πεδίου της Γης. Είμαι αισιόδοξη ότι στο όχι και τόσο μακρινό μέλλον, θα μπορέσουμε να αναπαράξουμε στα εργαστήριά μας, και να διερευνήσουμε με ακτίνες Χ, κάθε κατάσταση της ύλης στο εσωτερικό της Γης», κατέληξε η Ντεβελέ.

http://www.naftemporiki.gr/story/648398