گزارشی از گزیده خبرهای روز علم – دوشنبه ۲۸ آبان
مطالعه‌ای جدید نشان می‌دهد که نورون‌های دوپامین در مغز انسان نسبت به نخستی‌های دیگر فعالیت بیشتری دارند
تیمی از متخصصان مغز و اعصاب، مهندسان زیستی و رادیولوژیست‌ها دریافته‌اند که نورون‌های تولیدکننده دوپامین در مغز انسان نسبت به نورون‌های مشابه در نخستی‌های نزدیک به انسان، فعالیت بیشتری دارند. این پژوهش که نتایج آن در ۱۸ نوامبر ۲۰۲۴ منتشرشده است، با استفاده از ارگانوئیدهای مغزی (مینی‌مغزها) انجام شده و به مقایسه این نورون‌ها در انسان و نخستی‌های دیگر پرداخته است.
دوپامین، یک انتقال‌دهنده عصبی حیاتی است که در فرآیندهایی مانند یادگیری، حرکت و پردازش احساسات نقش دارد. محققان با استفاده از ابزارهای تصویربرداری پیشرفته، مشاهده کردند که دو ناحیه مغزی انسان—استریاتوم و قشر پیش‌پیشانی—که هر دو بزرگ‌تر از نمونه‌های مشابه در نخستی‌های دیگر هستند، به مقادیر زیادی دوپامین برای عملکرد صحیح نیاز دارند.
برای درک بهتر این تفاوت‌ها، پژوهشگران ارگانوئیدهای مغزی حاوی نورون‌های دوپامین‌ساز را در محیط آزمایشگاهی پرورش دادند و با استفاده از توالی‌یابی ژنتیکی، الگوهای فعالیت آن‌ها را بررسی کردند. نتایج نشان داد که نورون‌های انسانی در مواجهه با استرس اکسیداتیو، نسبت به نورون‌های نخستی‌های دیگر، فعالیت بیشتری دارند. این یافته‌ها نشان می‌دهد که مغز انسان ممکن است به دلیل افزایش اندازه و پیچیدگی در طول تکامل، با نقاط ضعف خاصی مواجه باشد که می‌تواند بر حساسیت به برخی بیماری‌های عصبی تأثیر بگذارد.
درک این نقاط ضعف می‌تواند به توسعه روش‌های درمانی جدید برای اختلالات مرتبط با سیستم دوپامینرژیک کمک کند و به بهبود سلامت مغز انسان منجر شود.
پیشرفت نانوربات‌ها شناور در جریان خون: گامی به‌سوی آزمایش‌های بالینی
محققان دانشگاه ساسکاچوان (USask) با توسعه مدلی ریاضی، گامی مهم در بهبود طراحی و هدایت نانوربات‌ها (MNRs) در جریان خون برداشته‌اند. این مدل، با در نظر گرفتن ویژگی‌ها و رفتار واقعی خون در بدن انسان، دقت بیشتری نسبت به مدل‌های پیشین دارد و می‌تواند به بهینه‌سازی طراحی و کنترل نانوربات‌ها کمک کند.
نانوربات‌ها، با اندازه‌ای کوچک و شکل مارپیچی، قادرند با استفاده از سیستم‌های مغناطیسی خارجی در برابر جریان خون حرکت کنند. این ویژگی به آن‌ها امکان می‌دهد تا به مناطق دورافتاده بدن، مانند رگ‌های کوچک در مغز یا تومورهای غیرقابل جراحی، دسترسی پیدا کنند و وظایفی مانند ترمیم بافت‌ها، توقف خونریزی‌های خطرناک یا تحویل مستقیم داروها را انجام دهند.
تیم تحقیقاتی USask، به رهبری دکتر کریس ژانگ، علاوه بر توسعه مدل ریاضی، نمونه‌ای از نانوربات‌ها را با استفاده از فناوری چاپ سه‌بعدی ساخته‌اند. این نمونه‌ها در آزمایش‌های اولیه عملکرد موفقی داشته‌اند و محققان امیدوارند که در آینده نزدیک وارد مرحله آزمایش‌های بالینی شوند.
این پیشرفت می‌تواند به بهبود روش‌های درمانی در حوزه‌های مختلف پزشکی منجر شود و امکان انجام جراحی‌های کمتر تهاجمی و تحویل دقیق‌تر داروها را فراهم کند. بااین‌حال، برای استفاده گسترده از نانوربات‌ها در پزشکی، نیاز به تحقیقات بیشتر و تأیید ایمنی و کارایی آن‌ها در محیط‌های بالینی است.
کشف فسیل جدیدی که به درک تکامل خزندگان پرنده کمک می‌کند
گروهی از دانشمندان زیر نظر دکتر دیوید هان از دانشگاه کوئین مری لندن، گونه‌ای جدید از پتروسورها را کشف کرده‌اند که به روشن شدن مراحل تکاملی این خزندگان پرنده کمک می‌کند. این گونه که Skiphosoura bavarica نام‌گذاری شده است، به معنای «دم شمشیری از باواریا»، به دلیل دم کوتاه، سفت و نوک‌تیز خود و محل کشف آن در جنوب آلمان، این نام را دریافت کرده است.
فسیل این موجود تقریباً کامل است و تقریباً تمامی استخوان‌های آن به‌صورت سه‌بعدی حفظ شده‌اند، درحالی‌که بیشتر فسیل‌های پتروسورها به‌صورت فشرده و تخت یافت می‌شوند. این ویژگی به محققان امکان می‌دهد تا جزئیات بیشتری از ساختار بدن و ویژگی‌های تکاملی آن را بررسی کنند.
پتروسورها به دو گروه اصلی تقسیم می‌شوند: پتروسورهای اولیه با سر و گردن کوتاه، مچ دست کوتاه، انگشت پنجم بلند و دم بلند؛ و پتروسورهای پیشرفته‌تر با سر و گردن بلند، مچ دست بلند، انگشت پنجم کوتاه و دم کوتاه. کشف گونه‌های میانی مانند داروین‌وپتران‌ها نشان داد که سر و گردن ابتدا تغییر کرده‌اند، اما جزئیات تغییرات دیگر بخش‌های بدن نامشخص بود.
Skiphosoura bavarica به‌عنوان حلقه‌ای میانی بین داروین‌وپتران‌ها و پتروسورهای پیشرفته‌تر، ویژگی‌هایی مانند سر و گردن بلند، مچ دست بلندتر و دم کوتاه‌تر نسبت به گونه‌های قبلی دارد، اما این ویژگی‌ها به‌اندازه پتروسورهای پیشرفته توسعه نیافته‌اند. این کشف به محققان امکان می‌دهد تا روند تکاملی پتروسورها را با دقت بیشتری دنبال کنند و تغییرات تدریجی در ساختار بدن آن‌ها را درک کنند.
این مطالعه همچنین نشان می‌دهد که گونه‌های میانی مانند Skiphosoura و Dearc، اندازه‌های بزرگ‌تری نسبت به هم‌عصران خود داشته‌اند که ممکن است نشان‌دهنده ظهور ویژگی‌هایی باشد که به پتروسورهای پیشرفته‌تر امکان رسیدن به اندازه‌های عظیم را داده است.
دکتر دیوید هان اظهار داشت: «این کشف فوق‌العاده است. این مطالعه به ما کمک می‌کند تا نحوه زندگی و تکامل این حیوانات پرنده شگفت‌انگیز را بهتر درک کنیم. امیدواریم این تحقیق مبنایی برای مطالعات بیشتر در آینده درباره این انتقال تکاملی مهم باشد.»
ازقضا سرکنگبین صفرا فزود
تأثیر ممنوعیت کیسه‌های پلاستیکی رایگان بر مصرف پلاستیک: افزایش خرید کیسه‌های زباله
مطالعه‌ای که در مجله Journal of Marketing Research منتشر شده است، نشان می‌دهد که ممنوعیت ارائه کیسه‌های پلاستیکی رایگان در فروشگاه‌های مواد غذایی منجر به افزایش خرید کیسه‌های پلاستیکی زباله توسط مشتریان شده است. این تحقیق که توسط پروفسور های چه از دانشگاه کالیفرنیا، ریورساید و همکارانش انجام شده، رفتار مصرف‌کنندگان در شهرهای آستین و دالاس، تگزاس را مورد بررسی قرار داده است.
در این مطالعه، داده‌های اسکنر بارکد مربوط به خریدهای مشتریان تحلیل شد. نتایج نشان داد که پس از ممنوعیت ارائه کیسه‌های پلاستیکی رایگان، فروش کیسه‌های زباله پلاستیکی افزایش یافته است. این افزایش به این دلیل است که مشتریان پیش‌تر از کیسه‌های پلاستیکی رایگان به‌عنوان کیسه زباله در منازل خود استفاده می‌کردند و با حذف آن‌ها، نیاز به خرید کیسه‌های زباله جداگانه پیدا کردند.
پروفسور چه اظهار داشت: «ما امیدوار بودیم که این سیاست‌ها منجر به افزایش آگاهی محیط‌زیستی و کاهش مصرف محصولات پلاستیکی یک‌بارمصرف شود، اما داده‌ها نشان می‌دهد که مردم در نهایت پلاستیک بیشتری خریداری کرده‌اند.»
این تحقیق همچنین نشان داد که مدت زمان اجرای سیاست‌ها بر ماندگاری تأثیرات آن‌ها مؤثر است. در دالاس که ممنوعیت کیسه‌های پلاستیکی تنها پنج ماه اجرا شد، پس از لغو آن، فروش کیسه‌های زباله به سطح قبل از ممنوعیت بازگشت؛ اما در آستین که این ممنوعیت پنج سال ادامه داشت، حتی پس از لغو، فروش کیسه‌های زباله همچنان بالاتر از سطح قبل باقی ماند.
برای ارزیابی تأثیر خالص محیط‌زیستی، محققان محاسبه کردند که در دالاس، مصرف‌کنندگان باید در هر هفت خرید، یک کیسه پلاستیکی کمتر استفاده کنند تا افزایش خرید کیسه‌های زباله جبران شود. در آستین، این عدد به یک کیسه کمتر در هر پنج خرید می‌رسد. این نتایج نشان می‌دهد که حتی کاهش جزئی در استفاده از کیسه‌های پلاستیکی می‌تواند تأثیرات منفی افزایش خرید کیسه‌های زباله را خنثی کند.
این مطالعه بر اهمیت در نظر گرفتن پیامدهای ناخواسته سیاست‌های محیط‌زیستی تأکید می‌کند و نشان می‌دهد که برای دستیابی به نتایج مطلوب، نیاز به برنامه‌ریزی جامع‌تری وجود دارد.
تصویر جدید هابل از کهکشان‌های درهم‌تنیده
تلسکوپ فضایی هابل تصویری خیره‌کننده از MCG+05-31-045، یک جفت کهکشان مارپیچی در حال تعامل، ثبت کرده است. این کهکشان‌ها در فاصله ۳۹۰ میلیون سال نوری از زمین، در خوشه کهکشانی گیسو قرار دارند.
خوشه کهکشانی گیسو یکی از بزرگ‌ترین و متراکم‌ترین خوشه‌های کهکشانی شناخته‌شده است که بیش از هزار کهکشان را شامل می‌شود. بیشتر کهکشان‌های این خوشه از نوع بیضوی هستند که این امر معمولاً نتیجه برخوردها و تعاملات گرانشی در چنین محیط‌های شلوغی است. این برخوردها و تعاملات باعث از دست رفتن ساختارهای مارپیچی کهکشان‌ها می‌شود و آن‌ها را به شکل‌های بیضوی تبدیل می‌کند.
تعامل میان کهکشان‌ها در MCG+05-31-045 با نیروهای گرانشی شدیدی همراه است. این نیروها مدارهای منظم ستارگان را مختل کرده و گازهای کهکشانی را فشرده می‌کنند. این فرآیند باعث می‌شود که ستارگان جدید با سرعتی بالا شکل بگیرند. بااین‌حال، این ستارگان جدید که اغلب داغ و آبی هستند، عمر کوتاهی دارند و پس از مرگ آن‌ها، کهکشان منبع گاز کافی برای تشکیل ستارگان بیشتر را از دست می‌دهد. درنتیجه، کهکشان به‌تدریج پیر شده و به یک کهکشان بیضوی تبدیل می‌شود.
دانشمندان پیش‌بینی می‌کنند که MCG+05-31-045 نیز درنهایت به یک کهکشان بیضوی تبدیل خواهد شد. کهکشان مارپیچی کوچک‌تر در این جفت با کهکشان بزرگ‌تر ادغام می‌شود و فرآیند تشکیل ستارگان جدید آغاز خواهد شد؛ اما این چرخه میلیون‌ها سال زمان نیاز دارد تا تکمیل شود.
تصاویر ثبت‌شده توسط هابل، بینش‌های ارزشمندی درباره روند تکاملی کهکشان‌ها و تأثیرات تعاملات گرانشی ارائه می‌دهند و به ما کمک می‌کنند تا تاریخچه کهکشان‌های جهان را بهتر درک کنیم.
کشف سیستم منحصربه‌فردی از یک اختروش و کهکشان غبارآلود در حال تعامل
تیمی از اخترشناسان به رهبری محققان رصدخانه استوارد در آریزونا، موفق به کشف ساختاری منحصربه‌فرد شده‌اند که شامل یک اختروش (QSO) و یک کهکشان غبارآلود در حال تشکیل ستاره (DSFG) است. این دو جرم آسمانی توسط پلی از کربن یونیزه به یکدیگر متصل شده‌اند. این کشف در مقاله‌ای که در ۱۱ نوامبر ۲۰۲۴ در پایگاه arXiv منتشر شده، تشریح شده است.
اختروش‌ها، هسته‌های فعال کهکشانی با درخشندگی بسیار بالا هستند که توسط سیاه‌چاله‌های ابرپرجرم تغذیه می‌شوند و در طول‌موج‌های مختلف ازجمله رادیویی، مادون‌قرمز، مرئی، فرابنفش و پرتوایکس تابش می‌کنند. این اجرام از درخشان‌ترین و دورترین اجرام شناخته‌شده در کیهان محسوب می‌شوند و ابزارهای اساسی برای مطالعات مختلف در اخترفیزیک و کیهان‌شناسی به‌شمار می‌روند.
مطالعات نشان می‌دهد که برخوردها می‌توانند محرک‌های مهمی برای فعالیت اختروش‌ها و تشکیل ستاره باشند، به‌طوری‌که تا نیمی از اختروش‌های درخشان در انتقال‌به‌سرخ بالا با رویدادهای برخوردی بزرگ مرتبط هستند. در برخی موارد، اختروش‌ها با کهکشان‌های غبارآلود در حال تشکیل ستاره ترکیب می‌شوند. اگرچه چنین سیستم‌هایی به‌ندرت یافت می‌شوند، اما برای مطالعه هم‌تکامل کهکشان‌ها و اختروش‌ها در دوران یونیزاسیون مجدد کیهان بسیار حائز اهمیت هستند.
اکنون، تیمی به رهبری یونگدا ژو از رصدخانه استوارد، یک نمونه جدید از این نوع برخورد نادر را کشف کرده‌اند. آن‌ها با استفاده از آرایه بزرگ میلی‌متری/زیرمیلی‌متری آتاکاما (ALMA)، ۲۱ اختروش را مشاهده کردند و با تحلیل تابش کربن یونیزه [C II] ([C II] 158µm) دریافتند که یکی از آن‌ها به نام J1133+1603 با یک کهکشان فشرده و غبارآلود به نام J1133c مرتبط است.
این سیستم در انتقال‌به‌سرخ ۵.۶۳ قرار دارد و کهکشان همراه آن در حدود ۳۲۶۰۰ سال نوری در جنوب شرقی اختروش واقع شده است. این فاصله نسبت به سایر جفت‌های اختروش-کهکشان غبارآلود که به‌خوبی مطالعه شده‌اند، نسبتاً کوچک است.
وجود پل کربن یونیزه بین J1133+1603 و J1133c نشان‌دهنده تعامل فعال و فرآیند برخورد در حال وقوع است. این سناریو با کشف تابش گسترده در شمال اختروش نیز تأیید می‌شود.
تحلیل تابش کربن یونیزه نشان می‌دهد که J1133c دارای درخشندگی حدود ۱۴.۳ تری‌دسیلیون ارگ بر ثانیه است که تقریباً پنج برابر درخشندگی اختروش است. این موضوع نشان‌دهنده تشکیل ستاره‌های شدید یا احتمالاً فعالیت یک هسته کهکشانی فعال (AGN) در J1133c است. به‌طور کلی، کربن یونیزه یکی از درخشان‌ترین خطوط تابشی از کهکشان‌های در حال تشکیل ستاره است و ردیاب بسیار خوبی برای تشکیل ستاره محسوب می‌شود.
مشاهدات همچنین نشان می‌دهد که J1133c دارای مورفولوژی نسبتاً فشرده‌ای در تابش پیوسته غبار و تابش کربن یونیزه است و نرخ تشکیل ستاره در آن حدود ۱۰۰۰ جرم خورشیدی در سال تخمین زده می‌شود. نویسندگان مقاله فرض می‌کنند که چنین تشکیل ستاره شدید و احتمالاً فعالیت AGN در J1133c می‌تواند نتیجه یک فرآیند برخورد در حال وقوع باشد.
مدل ریاضی جدید برای درک هم‌زیستی گونه‌ها در طبیعت
پژوهشگران دانشگاه اوپسالا و دانشگاه لوزان مدلی ریاضی توسعه داده‌اند که به درک بهتر هم‌زیستی گونه‌های مختلف در طبیعت کمک می‌کند. این مدل به‌ویژه برای توضیح چگونگی هم‌زیستی گونه‌های مختلف پرندگان دریایی که در جزایر کوچک و منزوی زندگی می‌کنند و از منابع غذایی مشابهی مانند ماهی تغذیه می‌کنند، طراحی شده است.
بر اساس نظریه‌های پایه‌ای بوم‌شناسی، دو گونه نمی‌توانند به‌طور هم‌زمان از یک منبع محدود استفاده کنند؛ زیرا گونه‌ای که رقابت‌پذیری بیشتری دارد، دیگری را به سمت انقراض سوق می‌دهد. با این حال، مشاهده می‌شود که گونه‌های مختلف پرندگان دریایی در یک کلونی مشترک زندگی می‌کنند و از منابع مشابهی بهره می‌برند. این مدل ریاضی نشان می‌دهد که هم‌زیستی زمانی به‌طور طبیعی رخ می‌دهد که گونه‌ها در توانایی شکار ماهی و پرواز به مسافت‌های طولانی برای شکار تفاوت داشته باشند.
به‌طور خاص، این مدل پیش‌بینی می‌کند که پرندگان دریایی آب‌های اطراف کلونی را به مناطق دایره‌ای مختلف تقسیم می‌کنند و هر گونه از منطقه خاص خود برای شکار استفاده می‌کند. این تقسیم‌بندی به‌طور خودکار و بر اساس بهینه‌سازی مصرف انرژی هر گونه رخ می‌دهد. به‌عنوان مثال، گونه‌هایی که توانایی پرواز به مسافت‌های طولانی‌تری دارند، مناطق دورتر از کلونی را برای شکار انتخاب می‌کنند، در حالی که گونه‌هایی با توانایی پرواز کمتر، مناطق نزدیک‌تر را ترجیح می‌دهند.
این مدل نه‌تنها به درک هم‌زیستی و تنوع زیستی کمک می‌کند، بلکه می‌تواند در تدوین استراتژی‌های مدیریتی برای حفاظت از اکوسیستم‌های در معرض خطر مؤثر باشد. همچنین، نتایج این پژوهش می‌تواند به بوم‌شناسی به‌طور کلی کمک کند؛ زیرا مکانیسم‌های هم‌زیستی کشف‌شده در این مدل ممکن است در سیستم‌های دیگری نیز کاربرد داشته باشند.
کشف مومیایی گربه دندان خنجری در سیبری: نگاهی به گذشته یخبندان
در نوامبر ۲۰۲۴، گروهی از باستان‌شناسان روسی در منطقه یاکوتیای سیبری، مومیایی یک گربه دندان خنجری را کشف کردند که به‌طور شگفت‌انگیزی در یخبندان دائمی حفظ‌شده است. این کشف، نگاهی نادر به حیات این شکارچیان ماقبل تاریخ ارائه می‌دهد که حدود ۱۰ هزار سال پیش منقرض شدند.
گربه دندان خنجری، با نام علمی Smilodon, یکی از مشهورترین شکارچیان دوران پلیستوسن است که به دلیل دندان‌های نیش بلند و خمیده‌اش شناخته می‌شود. این دندان‌ها که می‌توانستند تا ۱۸ سانتی‌متر طول داشته باشند، برای شکار طعمه‌های بزرگ مانند ماموت‌ها استفاده می‌شدند.
به گزارش نیویورک تایمز مومیایی کشف‌شده در نزدیکی رودخانه کولیمای سیبری، در عمق حدود سه متر زیر سطح زمین یافت شد. یخبندان دائمی منطقه، شرایط ایده‌آلی برای حفظ بافت‌های نرم این موجود فراهم کرده است. دانشمندان امیدوارند با بررسی این مومیایی، اطلاعات بیشتری درباره زیست‌شناسی، رفتار و محیط زندگی گربه دندان خنجری به‌دست آورند.
این کشف، علاوه بر ارائه جزئیات بیشتر درباره گربه دندان خنجری، می‌تواند به درک بهتر تغییرات اقلیمی و محیطی در دوران پلیستوسن کمک کند. تحلیل‌های ژنتیکی و ایزوتوپی بر روی این مومیایی می‌تواند اطلاعاتی درباره رژیم غذایی، الگوهای مهاجرت و تعاملات این شکارچی با دیگر گونه‌ها ارائه دهد.
پروفسور الکسی پتروف، سرپرست تیم تحقیقاتی، اظهار داشت: «این کشف فرصتی بی‌نظیر برای مطالعه یکی از بزرگ‌ترین شکارچیان ماقبل تاریخ است. ما امیدواریم با استفاده از فناوری‌های پیشرفته، بتوانیم به سؤالات بی‌پاسخ درباره این موجودات شگفت‌انگیز پاسخ دهیم.»
این مومیایی قرار است پس از بررسی‌های اولیه، به موزه تاریخ طبیعی یاکوتسک منتقل شود تا در معرض نمایش عموم قرار گیرد و به‌عنوان نمادی از تاریخ طبیعی غنی سیبری، به دانشمندان و علاقه‌مندان کمک کند تا گذشته یخبندان این منطقه را بهتر درک کنند.