Globalne stężenie CO2 przekroczyło 400 ppm

Po raz pierwszy od rozpoczęcia pomiarów średnia światowa zawartość dwutlenku węgla w atmosferze przekroczyła 400 części na milion (ppm). Pomiary z Mauna Loa i 39 stacji na świecie wykazały, że średnie stężenie dla marca 2015 roku wyniosło 400,83 ppm.

O przekroczeniu granicy 400 ppm dowiedzieliśmy się po raz pierwszy w maju 2013 roku, kiedy to tuż po północy z 7 na 8 maja instrumenty na Mauna Loa wykazały powyżej 400 ppm i poziom ten utrzymał się przez resztę nocy. Była to jednak średnia godzinowa i to dla jednej, choć najważniejszej, stacji pomiarowej. Specjaliści informowali, że równie dużo dwutlenku węgla nie było w atmosferze od co najmniej 800 000 lat, a najprawdopodobniej ostatnio tak duże stężenie występowało w pliocenie, przed 2,5 milionami lat.

W kwietniu ubiegłego roku już 12 stacji pomiarowych na półkuli północnej informowało o przekroczeniu poziomu 400 ppm. Teraz stężenie to przekroczono w skali całego globu. Eksperci uważają, że prawdopodobnie dopiero dane z maja wykażą globalny spadek poniżej 400 ppm, gdyż rozwijająca się roślinność na półkuli północnej zacznie pochłaniać więcej dwutlenku węgla z atmosfery.

Trzeba pamiętać też, że w skali globalnej dane są zbierane z kilkutygodniowym opóźnieniem. Wynika to m.in. z faktu, że na półkuli północnej znajduje się znacznie więcej źródeł antropogenicznej emisji CO₂, zatem gaz musi mieć czas by rozprzestrzenić się po całym globie. Wahania w jedną lub drugą stronę są zatem widoczne w skali globalnej dopiero po jakimś czasie. Niezależnie jednak od tego, gdzie położone są stacje pomiarowe, wszystkie one pokazują trend wzrostowy, zatem dwutlenku węgla jest coraz więcej. Sytuacja nie ulegnie zmianie nawet mimo tego, że – jak wcześniej poinformowała Międzynarodowa Agencja Energii – w 2014 roku dzięki rozwojowi źródeł odnawialnych po raz pierwszy od 40 lat w okresie wzrostu gospodarczego światowa emisja gazów cieplarnianych nie zwiększyła się w porównaniu z rokiem wcześniejszym. Dwutlenek węgla może krążyć w atmosferze przez setki lat, zatem nawet jeśli nie będziemy już więcej zwiększali emisji, to i tak poziom CO₂ będzie rósł. Jedynym sposobem powstrzymania tego wzrostu jest zatem redukcja emisji.

Żródło : Climate Central

Odkryto bardzo ważne ogniwo łańcucha ewolucji

Pierwsze eukarioty, czyli organizmy zbudowane z komórek posiadających jądro komórkowe z chromosomami, pojawiły się na Ziemi przed 2 miliardami lat. Ich wyewoluowanie było jednym z najważniejszych momentów w historii życia. Teraz naukowcy poinformowali o znalezieniu formy przejściowej, z której pojawiły się eukarioty.

Na dnie Oceanu Arktycznego znaleziono mikroorganizmy, które posiadają wiele, ale nie wszystkie, cech znajdowanych dotychczas u eukariotów. To przełom. Odkrycie jest niemal zbyt dobre, by było prawdziwe - cieszy się Eugene Koonin, biolog ewolucyjny z National Center for Biotechnology Information.

Pierwsze wskazówki dotyczące pochodzenia eukariotów zdobyto już w latach 70., kiedy to Carl Woese, mikrobiolog z University of Ilinois porównał materiał genetyczny różnych gatunków i odtworzył drzewo życia. Stwierdził, że zawiera ono trzy główne odgałęzienia. W jednej znajdują się bakterie, w drugiej archeony, w trzeciej eukarioty. Woese odkrył, że eukarioty są bliżej spokrewnione z archeonami niż bakteriami.

Przez ostatnie 40 lat, dzięki rozwojowi nauki i techniki coraz lepiej poznawaliśmy historię życia. A ostatnimi czasy zaczęło pojawiać się coraz więcej badań sugerujących, że eukarioty nie są osobną gałęzią ewolucji, ale wyewoluowały z archeonów.

Niedawno Steffen L. Jorgensten, mikrobiolog z Uniwersytetu w Bergen, pobierał próbki z dna Oceanu Arktycznego. Zauważył, że w niektórych warstwach osadów żyją archeony. Przekazał więc próbki Thijsowi Ettemie z Uniwersytetu w Uppsali, który już wcześniej spostrzegł, że najbliżej spokrewnione z eukariotami archeony żyją na dnie oceanów.

Gdy Ettema zbadał dostarczone osady, okazało się, że znajdują się tam nieznane wcześniej archeony. Zostały one nazwaneLokiarchaeum. Szczegółowa analiza DNA wykazała, że Lokiarchaeum są bliżej spokrewnione z eukariotami, niż jakiekolwiek inne znane archeony. Jednak jeszcze większym zaskoczeniem było odkrycie, że archeony te mają wiele cech charaktrystycznych znajdowanych wcześniej wyłącznie u eukariotów. Znaleziono m.in. geny odpowiedzialne za powstawanie lizosomów w komórkach eukariotów. Ale nie tylko. Odkryto również geny, które u eukariotów odpowiadają za tworzenie cytoszkieletu. Naukowcy nie wykluczają, że Lokiarchaeum wykorzystuje swój cytoszkielet do poruszania się – podobnie jak pierwotniaki – i, na wzór eukariotów, potrafi pochłaniać molekuły i mikroorganizmy. Lokiarchaeum miał znacznie bardziej złożoną budowę niż bakterie i inne archeony, jednak prawdopodobnie nie posiadał jądra komórkowego i mitochondriów.

Niewykluczone zatem, że ewolucja wyglądała w następujący sposób. Gdy już archeony podobne do Lokiarchaeum rozwinęły pełen szkielet, następnym krokiem mogło być pojawienie się mitochondriów. Nauka od dawna wie, że mitochondria powstały z bakterii. Niewykluczone zatem, że Lokiarchaeum lub im podobne archeony wchłonęły bakterie, a te zamieniły się w mitochondria, zapewniające energię swojemu gospodarzowi. A gdy już archeony posiadały własne centra energetyczne, mogły się rozrastać i przybierać bardziej złożone formy. Już w 2006 roku Koonin i William Martin z Uniwersytetu w Düsseldorfie zaproponowali model ewolucji jądra komórkowego. Dwa zestawy genów znajdujące się w jednej komórce mogą nawzajem sobie zaszkodzić, gdy wejdą w kontakt. Naukowcy zaproponowali hipotezę, zgodnie z którą eukarioty stopniowo budowały barierę, mającą na celu oddzielenie od siebie tych zestawów genów.

Przed ekspertami jeszcze dużo pracy. Mikrorganizmy wydobywane z dna morskiego szybko giną, gdyż nie wytrzymują gwałtownej zmiany warunków pomiędzy tymi, w których żyły, a tymi, w które są przenoszone. Ettema i jego zespół spróbują odtworzyć warunki panujące w osadach na dnie Oceanu Arktycznego. Mają nadzieję, że dzięki temu mikroorganizmy będą mogły przeżyć, a może nawet się rozmnożyć. Uczeni będą więc mieli materiał do badań.

Źródło: The New York Times

Geny do poprawki. Czy powinniśmy bać się biomedycyny?

Rozmowa z prof. Oktawianem Nawrotem, prawnikiem i bioetykiem z Wydziału Prawa i Administracji Uniwersytetu Gdańskiego

Newsweek.pl: W zeszłym tygodniu chińscy naukowcy ogłosili, że udało im się usunąć wadliwy gen, powodujący ciężką chorobę, beta-talasemię, z jednokomórkowego zarodka ludzkiego. Eksperyment ten wywołał burzliwą dyskusję w naukowym świecie. Dlaczego jest aż tak kontrowersyjny?
Prof. Oktawian Nawrot: Bowiem właśnie z możliwością modyfikacji ludzkiego embrionu wiążą się największe obawy dotyczące rozwoju biomedycyny. Obawy te w zasadzie artykułowane są od dawna. Monstrum Frankensteinia, Golem, bohaterowie powieści Aldousa Huxleya „Nowy wspaniały świat” oraz filmu „Gattaca – Szok przyszłości” w reżyserii Andrew Niccol, a nawet w pewnym sensie niewinny Pinokio i jego uwspółcześniona wersja, android David Swinton z filmu Stevena Spielberga „A.I. Sztuczna inteligencja”, stali się ikonami współczesnej nauki – uosabiając jej nadzieje i lęki. Oto człowiek, podlegający dotychczas twardym prawom natury lub wizji Stwórcy, zyskuje możliwość przejęcia sterów ewolucji we własne ręce, kształtowania siebie nie tylko w ramach zastanych granic, lecz wręcz ich wyznaczenia, redefinicji swojej natury.

Newsweek.pl: Daje to przecież wspaniałe możliwości, pewnie wielu z nas chciałoby to i owo w swoich genach poprawić...
Prof. Oktawian Nawrot: Jest to wizja zarazem pociągająca, jak i przerażająca. Pociągająca, bowiem otwiera się przed nami szansa skutecznego wyeliminowania chorób, mających podłoże genetyczne, których nie potrafimy obecnie leczyć. Wyobraźmy sobie możliwość modyfikacji genów odpowiedzialnych za mukowiscydozę, chorobę Taya-Sachsa etc. Któż by się na to nie zdecydował? Zauważyć jednak należy, że wraz z rozwojem biotechnologii inżynierowie genetyczni zapewne osiągną możliwość usuwania mutacji innego rodzaju, np. objawiających się skłonnością do otyłości, cukrzycy, chorób serca itp. Kolejnym przewidywalnym krokiem okazać się może, na wzór genetycznej inżynierii roślin i zwierząt, uodpornienie istot ludzkich na określone jednostki chorobowe, jak np. HIV.

Newsweek.pl: To wszystko wciąż nie brzmi groźne. Gdzie więc są te kontrowersje?
Prof. Oktawian Nawrot: Wszystkie dotychczas wymienione modyfikacje wydają się być pod względem molarnym możliwe do zaakceptowania bez większych zastrzeżeń, jakkolwiek wymienione w dwóch ostatnich zdaniach nie spełniają już roli terapeutycznej, służą zaś ogólnie rozumianej prewencji, niczym współczesne szczepionki. Tym samym zakres tego, co moralnie właściwe lub akceptowalne, w sposób częstokroć niezauważalny, ulega rozszerzeniu na interwencje, co do których w istocie nie został osiągnięty konsens społeczny, a nawet które de facto nie stanowiły przedmiotu dyskursu publicznego. Nietrudno więc wyobrazić sobie, że następny krok objąć może modyfikacje genów związanych np. z percepcją oraz zdolnościami intelektualnymi.

Newsweek.pl: Będziemy chcieli być coraz bardziej inteligentni?
Prof. Oktawian Nawrot: Zwiększenie możliwości poznawczych jednostki, zwłaszcza w okresie dzieciństwa, przyczynić się może do – pożądanego z punktu widzenia rodziców i szerzej społeczeństwa, a także hipotetycznie z punktu widzenia samej poddanej modyfikacjom jednostki - jej szybszego rozwoju i pełniejszej adaptacji do określonych warunków. I tak oto nieoczekiwanie wkraczamy na pole eugeniki. Tworzymy „lepszych” ludzi, inni – czyli obecnie my – stają się tymi gorszymi i to już od urodzenia, a nawet wcześniej. Naturalna równość, stanowiąca podstawę m.in. praw człowieka i społeczeństw demokratycznych, chwieje się w posadach.

źródło: newsweek

Problemy na orbicie

Rosjanie próbują odzyskać kontrolę nad statkiem towarowym Progress, który miał zawieźć zaopatrzenie na Międzynarodową Stację Kosmiczną. Progress 59 ma na pokładzie kilka ton żywności, paliwa i urządzeń. Został wystrzelony wczoraj i, według planu, miał jutro zadokować do ISS. Tymczasem pojawiły się problemy i Ziemia nie panuje całkowicie nad pojazdem. Po wejściu Progressa na wstępną orbitę okazało się, że ma on poważne problemy z komunikacją ze stacjami kontrolującymi jego lot. Najprawdopodobniej wystąpiły problemy z antenami i ciśnieniem w systemie napędowym pojazdu. Dotychczasowe próby odzyskania kontroli nie przyniosły skutku. Rosjanie potwierdzili, że pojazd powoli obraca się wokół własnej osi.

Dokowanie statku towarowego do ISS zostało odłożone na czas nieokreślony. Sama Międzynarodowa Stacja Kosmiczna jest bezpieczna.

Źródło: NASA

Dinozaur wielkości gołębia ze skrzydłami nietoperza

Nad dzisiejszymi Chinami szybował ok. 160 mln lat temu dinozaur wielkości gołębia ze skrzydłami à la nietoperz. Autorzy publikacji z Nature uważają, że Yi qi, co po mandaryńsku oznacza "dziwne skrzydła", należał do skansoriopteryksów, rodziny teropodów, która obejmuje dinozaury prawdopodobnie najbliżej spokrewnione z ptakami.

To najbardziej nieoczekiwane odkrycie, jakiego dokonałem, a w mojej karierze natrafiłem na parę naprawdę niezwykłych dinozaurów. Znam złożoność przejścia od dinozaurów do ptaków, ale i tak nowe znalezisko mnie szokuje - podkreśla Xu Xing z Instytutu Paleontologii Kręgowców i Paleoantropologii w Pekinie.

Akademicy odkryli Yi qi w prowincji Hebei w Chinach. Zaskoczyły ich paliczkowate kości wystające z nadgarstków dinozaura. Zespół żartował, że zwierzę wykorzystywało je jak kijki narciarskie albo ogromne pałeczki.

Ich prawdziwą funkcję odkrył Corwin Sullivan, który ze względu na inny realizowany projekt przeglądał literaturę przedmiotu nt. latających i szybujących zwierząt. W podręczniku trafiłem na akapit, w którym wspominano, że polatuchy mają w nadgarstku lub łokciu rozpórki z chrząstki do wspierania błony lotnej [...].

Dalsze badania ujawniły na szczątkach dinozaura resztki błoniastej tkanki. Biorąc pod uwagę wygląd, Sullivan uważa, że Yi qigłównie szybował, od czasu do czasu niezdarnie uderzając skrzydłami.

Choć Yi qi dzielił cechy z nietoperzami, nie jest z nimi spokrewniony. Naukowcy podkreślają, że pięknie obrazuje ewolucję konwergencyjną.

Sullivan opowiada, że Yi qi miał małą głowę z drobnymi hakowatymi zębami, które pozwalały sobie radzić z owadami oraz niewielkimi ssakami i jaszczurkami. Yi qi wydaje się częścią jurajskiej radiacji małych dinozaurów, która była eksperymentowaniem z różnymi sposobami wzbicia się w powietrze.

Źródło: ABC News

NExSS - interdyscyplinarne poszukiwania życia

NASA rozpoczyna nowy projekt poszukiwania życia na egzoplanetach. W ramach Nexus for Exoplanet System Science (NexSS) Agencja chce zgromadzić ekspertów z różnych dziedzin, którzy pomogą szukać oznak życia poza Układem Słonecznym. Połączenie wielu różnych dziedzin wiedzy pozwoli na lepsze zrozumienie, w jaki sposób różne czynniki występujące na egzoplanetach, ich gwiazdach i planetach sąsiednich wpływają na występowanie bądź nieobecność życia.

To projekt, w ramach którego chcemy połączyć wiedzę i doświadczenie najlepszych zespołów badawczych, by określić sposób poszukiwania życia na egzoplanetach. Badania egzoplanet interesują nie tylko astronomów, ale również planetologów i klimatologów - powiedział Jim Green, odpowiedzialny w NASA za wydział Planetary Science.

Kluczem do znalezienia sygnałów obecności życia na egzoplanetach jest zrozumienie, w jaki sposób atmosfera, geologia, oceany, wnętrze planety i jej gwiazda oddziałują na biologię. W ramach NExSS rozpocznie się współpraca na niespotykaną dotychczas skalę pomiędzy specjalistami z zakresu nauk o ziemi, planetologami, fizykami Słońca i astrofizykami. Naukowcy pracujący w ramach NexSS nie tylko będą odpowiedzialni za opracowanie systemowego podejścia do analizy danych dotyczących egzoplanetech. Ich zadaniem będzie też położenie fundamentów pod interpretację danych, które zostaną dostarczone przez misje TESS (wystartuje w 2017 roku), JWST (ma zostać wystrzelony w roku 2018) czy Wide-field Infrared Survey Telescope (WFIRST, to koncepcyjny teleskop, który może trafić w przestrzeń kosmiczną w latach 20. obecnego wieku).

Na czele NexSS staną Natalie Batalha z Ames Research Center, Dawn Gelino z NASA Exoplanet Science Institute oraz Anthony del Genio z Goddard Institute for Space Studes. W projekcie wezmą też udział członkowie zespołów badawczych z 10 uniwersytetów i dwóch instytutów badawczych. Będą wśród nich naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley i Uniwersytetu Stanforda, którzy w ramach grupy „Exoplanets Unveiled” prowadzonej przez Jamesa Grahama skupią się na odpowiedzi na pytanie: „Jakie właściwości systemów egzoplaneternych, a szczególnie ich tworzenie się i ewolucja, mogą potencjalnie wpływać na pojawienie się życia”. Daniel Apai będzie zaś stał na czele zespołu „Earths in Other Solar Systems” z University of Arizona. Będzie on odpowiedzialny za połączenie danych z obserwacji egzoplanet i tworzących się systemów planetarnych z symulacjami komputerowymi i badaniami mikroskopowymi meteorytów, a celem pracy grupy będzie próba zrozumienia, w jaki sposób tworzą się planety podobne do Ziemi i w jaki sposób trafiają na nie niezbędne do powstania życia molekuły zawierające węgiel, tlen, azot i wodór.

Dość podobne zadanie będzie miał zespół z Arizona State University, który pod kierunkiem Stevena Descha określi potencjalną możliwość życia na innych planetach z uwzględnieniem ich chemii. Celem jest opisanie planet pod kątem chemicznym. Badania tej grupy będą istotne dla zespołów modelujących atmosferę egzoplanet.

Kolejny zespół powstanie na Hampton University. Zwany „Living, Breathnig Planet Team” będzie miał za zadanie określić, w jaki sposób utrata wodoru i innych gazów z atmosfery wpływa na chemię planet i warunki na nich panujące. Badania te pozwolą m.in. na opisanie przeszłości i przyszłości Marsa czy Wenus oraz określenie szans na to, że w przeszłości istniało bądź w przyszłości będzie na nich istniało życie. Oczywiście badania takie znajdą przełożenie na egzoplanety.

Na naszym Układzie Słonecznym skupi się zespół Tony'ego Del Genio, który ma za zadanie opisanie jak w czasie zmieniały się warunki na skalistych planetach Układu Słonecznego. Badania będą prowadzone pod kątem warunków pozwalających na istnienie życia. Badania te będą następnie wykorzystywane do wykrywania i charakteryzowania egzoplanet.

Doktor Victoria Meadows stanie na czele zespołu z University of Washington, który – korzystając z tego co wiemy o życiu na Ziemi, z osiągnięć planetologi i astronomii – zbada poszczególne czynniki mające wpływ na zamieszkanie egzoplanet i określi, jakie sygnały mogą świadczyć o istnieniu życia na egzoplaetach.

W NExSS będzie uczestniczyło jeszcze kilka innych zespołów badawczych, które mają m.in. rozwijać metody statystyczne służące do badania egzoplanet, badać wpływ, jaki na egoplanety ma pył kosmiczny i gaz wokół młodych gwiazd, skupić się na tworzeniu się planet, badać atmosferę gazowych olbrzymów w rodzaju Jowisza, siły pływowe działające na egzoplanety czy udoskonalać metody analizy danych z Teleskopu Keplera.

Źródło: NASA

IBM koryguje kwantowe błędy

Naukowcy z IBM-a ogłosili, że dokonali dwóch ważnych kroków na drodze ku zbudowania praktycznego komputera kwantowego. Po raz pierwszy udało się jednocześnie wykryć i zmierzyć oba typy błędów kwantowych. Zaprezentowali też architekturę obwodu kwantowego, który można skalować.

Opracowany przez IBM-a obwód, składający się z matrycy czterech nadprzewodzących kubitów pozwala na jednoczesne wykrywanie dwóch podstawowych rodzajów błędów, z którymi będziemy mieli do czynienia w komputerach kwantowych. Dotychczas możliwe było wykrywanie albo jednego, albo drugiego rodzaju błędów. Błędy te będą pojawiały się wskutek oddziaływania takich czynników jak np. ciepło, promieniowanie elektromagnetyczne czy błędy materiałowe. Pojawiają się i w tradycyjnych komputerach, jednak poradzenie sobie z nimi w komputerach kwantowych stanowi szczególnie trudne wyzwanie, gdyż stany kwantowe są niezwykle delikatne.

Oba błędy mogą przydarzyć się w stanie superpozycji. Jeden ze z nich to przypadkowa zmiana zawartości komórki pamięci pomiędzy 0 a 1. Już wcześniejsze badania wykazały, że nie wystarczy wykryć tego błędu i go skorygować, gdyż obok błędu zmiany bitu w komputerach kwantowych może dojść też do błędu zmiany fazy, czyli relacji pomiędzy 0 a 1 w superpozycji. Zatem w komputerach kwantowych do skorygowania błędu w pamięci konieczne jest zatem wykrycie i skorygowanie obu rodzajów błędów. Naukowcy IBM-a, jako pierwsi na świecie, potrafią tego dokonać.

Jako, że opracowane przez IBM-a obwody kwantowe można wykonać za pomocą standardowych technik używanych obecnie przy produkcji komputerów, nie powinno być większych problemów ze stworzeniem i przetestowaniem obwodów składających się z dużej liczby kubitów.

Źródło: IBM