LÁTOGATÓK:
Április
Elkészült az első majom-ember kiméra
Létezik egy nyúlfajta, amelyik nem tud ugrani, helyette kézen állva jár
Tényleg építhetünk működő térhajtóművet?
Elkészült az első majom-ember kiméra
Genetikusok emberi sejteket ültettek makákóembriókba a kaliforniai Salk intézetben. A sejtek életképesnek bizonyultak, vagyis a kutatás technikai értelemben sikeres, de bioetikai szempontból kérdéses, meddig lehet elmenni a fajközi sejtátültetésben.
Közönséges makákó
Egy friss kutatásban a genetikusok életképes majom-ember kimérákat hoztak létre Kaliforniában, a projektet pedig ugyanaz a spanyol tudós vezette, aki 2017-ben a disznó-ember kimérákkal örvendeztette meg a világot. Juan Carlos Izpisúa Belmonte tíz éve kutatja a kimérákat a kaliforniai Salk Intézetben, és úttörő jelentőségűnek számít az majomembriók korai fejlődésének tanulmányozásában. Belmonte azt reméli, hogy a kutatás eredményei az emberi embriók esetében is alkalmazhatóak lesznek, és ebben látja a kísérlet legnagyobb tudományos értékét, ugyanis ahogy mondja, a tudósok szinte semmit sem tudnak az emberi embrió megtermékenyítést követő két-három hétben végbemenő fejlődéséről.
A kísérlet során a kutatók előbb emberi magzati kötőszöveti sejteket programoztak át őssejtekké, majd ezeket petricsészében nevelt makákóembriókba ültették be. Az emberi sejtek a kísérlet kezdetekor hatnapos majomembriókban életben maradtak, sőt, szaporodásra is képesek voltak.
4 százaléknyi ember
A beültetett emberi sejtek a majom epiblaszt (ez az az embrionális őssejtszövet, amiből később a magzat szervei kialakulnának) sejtjeinek négy százalékát tették ki – laikusan szólva a majom-ember embrió négy százalékban volt tehát humán jellegű. A laboratóriumi embriókat húsz nappal a beültetés után elpusztították.
Korábban már végeztek emberi sejtbeültetéseket malacokba és bárányokba, a mostani majomkísérlet azonban újra élesen felveti a kérdést, hogy megengedhető-e bioetikai szempontból emberi és állati sejteket kombinálva, több faj tulajdonságait hordozó kimérákat létrehozni. A sejtbeültetés, egyedfejlődés alapkutatási kérdésein túl hosszú távú alkalmazási cél az állatokban nevelt emberi szervek biztosítása akár szervtranszplantációkhoz is. Belmonte határozottan tagadja, hogy a kísérlet célja az lenne, hogy emberi szerveket növesszenek a majmokban, amelyeket később transzplantációhoz használhatnának, igaz, korábban éppen egy olyan kínai kutatásban vett részt, amelynek az MIT Technology Review szerint hosszú távon épp ez lett volna a célja.
Ember vagy majom?
Anna Smajdor bioetikus szerint már magában az is kérdés, hogy egy ilyen kiméra vajon embernek vagy majomnak tekinthető-e. Julian Slavescu, az Oxfordi Egyetem bioetikusa attól tart, hogy a kísérlet végcélja mégis az emberi szervek előállítása, ez pedig komoly ember- és állatjogi kérdéseket vet fel.
Maga Belmonte több független etikai bizottsággal is konzultált, mielőtt belevágott volna a kísérletbe, és fontosnak tartja hangsúlyozni, hogy tudatában van annak, hogy a kutatási területe sokakban visszatetszést kelthet. A kísérleteket a Salk Intézet, a kutatás kínai partnerei és a Stanford szakértői sem találták etikátlannak. Belmonte abban bízik, hogy a kimérakísérletek folytatásával nem csak a korai magzati fejlődésről tudhat meg többet, hanem idővel több, eddig tisztázatlan eredetű betegség keletkezését is hasonló módszerekkel lehet majd megfejteni, és azt hangsúlyozza, hogy nem valamilyen szörnyeteget akar létrehozni, hanem válaszokat keres.
Az év, amikor nem volt nyár
1815-ben az indonéziai Tambora hatalmas kitörést produkált, a szakértők szerint ez volt az elmúlt 1500 év legjelentősebb vulkáni eseménye. Egyes kutatók úgy vélik, hogy a tűzhányó drámai aktivitása idézte elő az úgynevezett nyár nélküli évet Európában. Az elmélet alapján a vulkánból felszálló részecskék blokkolták a napfényt, és emiatt lehűlt a kontinens. A hideg hatással volt a termésre is, és sok helyen éhínség alakult ki.
1816 a nyár nélküli év néven vonult be a történelemkönyvekbe: bár a Föld átlaghőmérséklete 0,4-0,7 Celsius fokkal maradt el csak a szokásostól, a lehűlés példátlan mezőgazdasági katasztrófához és éhínséghez vezetett az Egyesült Államokban, Kanadában és Nyugat-Európában.
1815. április 5. és 17. között tört ki az indonéz szigetvilág déli részén fekvő Tambora vulkán. A szűk kéthetes időszak alatt bekövetkezett több hatalmas robbanás az emberiség történetének egyik legnagyobb vulkánkitöréshez köthető katasztrófáját okozta. Következményei csak az ókori Szantorini, az izlandi Laki 1783-as és a Krakatau 1883-as kitöréseihez mérhetőek. Az indonéziai szerencsétlenség és utóhatásai majd százezer ember halálát okozták. A kitöréssel járó robbanás 1500 km távolságban is hallható volt. Az első nagyobb robbanás április 10-én legalább 30 km magasba lövellte ki a hamut a légkörbe. A környező szigeteket másfél méter magas hamuréteg borította be. A kitörések következményeként a Sumbava-szigeten fekvő vulkán kb. 1500 méterrel lett alacsonyabb.
A 8 fokozatú vulkánkitörési indexen 7-es erősségű, szuperkolosszálisnak nevezett kitörés hatásaihoz hozzájárult, hogy a Föld éppen az úgynevezett „Kis jégkorszakban” volt: a 14-től a 19. századig terjedő időszakban Nyugat-Európában a hőmérséklet 1-2 fokkal egyébként is elmaradt a későbbi évtizedek átlagától.
Amikor elmaradt az európai nyár, az emberek nem értették, hogy mi állhat a jelenség hátterében. A Krakatau 1883-as kitörésekor aztán hasonló esemény történt, 1913-ban pedig már volt szakértő, aki a Tamborához kötötte az 1816-os hideget.
Sokan később ezt az elméletet kezdték támogatni, viszont kiderült, hogy a kitörés egybeesett a Dalton-minimumként ismert, 1790-től 1830-ig tartó időszakkal, amikor a Nap aktivitása igen alacsony volt. Mivel ez önmagában csökkenthette a hőmérsékletet, vita alakult ki a hipotézis körül. A mostani vizsgálat ugyanakkor azt mutatja, hogy valóban a tűzhányó hűtötte le a földrészt.
Bicikli, Frankenstein
A Tambora által kibocsátott vulkáni anyag 1816-ra száraz ködként terült el Amerika észak-keleti területei fölött. A nap vörösre változott, és a napfoltokat szabad szemmel is ki lehetett venni. Több amerikai államban még júniusban is esett a hó, és korabeli beszámolók szerint a farmerek hiába ültették újra az elfagyott termést, észak-keleten még júliusban és augusztusban is minden elfagyott. Pennsylvaniában megesett, hogy a hőmérséklet órákon belül 35 fokról fagyközeli állapotra süllyedt.
A természeti katasztrófa Európában a 19. század legsúlyosabb éhínségéhez vezetett: Walesben, Írországban és Németországban tömegek éheztek, és a válság több helyütt lázadásokhoz, gyújtogatáshoz és fosztogatáshoz vezetett.
A természeti katasztrófa Magyarországon is éreztette hatását: a feljegyzések szerint barna hó esett, amit az esőfelhőkben megtelepedő vulkáni por okozott.
Egyes becslések szerint csak Európában kétszázezer áldozatot követelt az elmaradó nyár által okozott éhínség.
A nyár nélküli évnek pozitív hozadékai is voltak. Németországban zab híján nem tudták etetni a lovakat, így egy német feltaláló, Karl Dreis kényszerűségből alternatív szállítóeszközön kezdett agyalni – állítólag így született meg a futógép, a kerékpár őse. Az angol író, Mary Shelley ugyanebben az évben Svájcban nyaralt, de mivel a nyár elmaradt, ő a négy fal közé szorult, és jobb híján írt: ekkor készült el a „Frankenstein” című regény.
A pulzáló Föld
A Föld 26 másodpercenként pulzál, és senki nem érti, miért…
Az 1960-as években fura jelenséget vettek észre a szeizmológusok a műszereik adatsoraiban: egy ritmikusan ismétlődő mikro-földrengést, amit 26 másodpercenként újra és újra regisztráltak a szeizmográfok. Ahogy fejlődött a technika, kiderült, hogy ez a jelenség a Föld minden pontján érzékelhető, szezonálisan hol erősebb, hol gyengébb, de a frekvenciája nagyjából állandó, és azóta is, menetrendszerűen 26-28 másodpercenként pulzál egyet a bolygó. Mi nem érezzük, közvetlen, gyakorlati hatása az égvilágon semmire nincs, de a szeizmográfokon látszik.
Aki egy kicsit is fogékony az ezotériára, az valószínűleg arra gondol most, hogy talán maga Gaia, a földanya szívverését sikerült megfigyelni, de a tudósok sokkal kevésbé romantikus irányokban keresik a rejtélyes jelenség okait. Igaz, egyelőre siker nélkül: bár már 60 éve ismerjük és dokumentáljuk ezt a pulzálást, az okaira egyelőre csak teóriák születtek.
Azt viszont egészen pontosan tudjuk, honnan jön. A világ sok pontján regisztrálják ezt a minirezgést a szeizmológiai állomások, ugyanolyan időközönként, de icipicit eltérő időpontokban. Vagyis a rezgés hulláma valahonnan elindul, és az egyes műszerekhez más-más időpontban ér oda – ahogy például a mennydörgés hangjának is kell pár másodperc a villámlás után, hogy elérjen a fülünkig, vagy a szökőár hullámának több óra, hogy átkeljen az óceánon. Innen már csak némi matekra volt szükség, és kiderült, hogy a pulzálás hulláma másodpercenként 3,5 kilométeres sebességgel terjed, és a háromszögelés azt is kiadta, honnan indul.
Az Atlanti-óceánból, valahol Nyugat-Afrika partjaitól nem messze, a Guineai-öbölben van a pulzálás forrása. Ami azért zavarba ejtő kicsit, mert azon kívül, hogy arrafelé keresztezi egymást az Egyenlítő és a nullás hosszúsági kör, igazából nincs ott semmi különös, ami indokolná a „szívdobogást”.
A leginkább elfogadott (de szilárd bizonyítékokkal nem alátámasztott) magyarázat szerint a jelenség oka az óceán hullámzása. Erre utal egyébként az is, hogy a 26 másodperces pulzálás amplitúdója megemelkedik, amikor a Guineai-öbölben viharos az idő. A teória szerint a partnak csapódó hullámok rezonanciát keltenek, mint amikor ráütünk a dobverővel a dobra. És mivel a tenger hullámzása elég monoton, az ennek hatására berezonáló tektonikai lemez is ütemesen fog „dobogni”. Az viszont még nyitott kérdés, hogy mi olyan speciális ezen a helyen, hogy itt létrejön a ritmikus pulzálás, méghozzá olyan erősen, hogy a Föld túloldalán is észlelni lehet, máshol viszont, ahol szintén van hullámverés, nincs ilyen jelenség. Talán a partvonal jellegzetes formája, különleges geológiai-tektonikai felépítése lehet az oka.
Egy másik elmélet szerint nem önmagában a hullámzás az oka a jelenségnek, hanem, legalább részben, a vulkáni aktivitás. A pulzálás forrásához gyanúsan közel van ugyanis egy vulkán São Tomé szigetén, ami egyrészt egészen bizarrul néz ki, másrészt viszont már 36 ezer éve nem tört ki (persze ettől még a mélyben dúl az aktivitás, és az egész környéken is, az úgynevezett Kamerun-vonal mentén). De ami ennél is érdekesebb most számunkra, hogy Japánban egy másik tűzhányónál, a ma is aktív Aso vulkánnál is megfigyeltek hasonló, mikroszeizmikus pulzálást, csak sokkal gyengébbet.
Létezik egy nyúlfajta, amelyik nem tud ugrani, helyette kézen állva jár
1935-ben a francia állatorvosok sajátos járású nyulat figyeltek meg. Ez a ritka nyúlfajta nem ugrál vagy jár, mint bármely más, a világon ismert házi nyúl vagy vadon élő nyúl társa. Amikor ugyanis a cirkuszi előadóra hasonlító „sauteur” elindulna valahová,
a hátsó lábait a levegőbe rúgja, majd előre pattan az első mancsaira, akár egy akrobata, aki a kezein sétál.
Bár mindez mulatságos vonásnak tűnhet, sajnos számos problémával is jár.
A kutatók kereszteztek egy hím „sauteurt” egy új-zélandi fehér fajta nőstényével, majd keresztezték az utódaikat is. Végül összesen 52 nyulat neveltek fel, amelyek 23 százaléka hordozta az „eredeti atyához” hasonló, mutáns gént.
A genetikában találták meg az okát
A tudósok ezután összevonták a sauteur és a nem sauteur fiatal egyedek DNS-ét a teljes csoport genomszekvenálásával, hogy össze tudják hasonlítani a két csoportot. Végül egyetlen gén emelkedett ki a többi közül. Ebből arra következtettek, hogy
a „sauteurok” sikertelen ugrálásának egyetlen mutáció az oka.
Ez az úgynevezett RORB néven ismert gén, amely „utasításokat ad” a sejteknek, hogy azok létrehozhassanak bizonyos fehérjéket.
Ez a bizonyos mutáció azonban hirtelen csökkenést okoz a gerincvelő neuronjainak számában, amelyek valóban képesek lennének előállítani ezt a fehérjét.
A kutatók megállapítása szerint a RORB gén teszi lehetővé, hogy a nyulak ugrándozzanak. A kevés tanulmány egyike a közelmúltban olyan egereket talált, amelyek ugyanazzal a RORB mutációval rendelkeznek, mint a „sauter” nyulak, és amelyek szintén nem ugrálnak.
Ezek a rágcsálók ehelyett az elülső mancsukon kacskaringóznak, farkukkal és hátsó lábukkal a levegőben.
Tényleg építhetünk működő térhajtóművet?
A térhajtómű (warp drive) koncepcióját az amerikai tévénézők az 1960-as évek óta ismerik. Amikor a Star Trekben az Enterprise legénységének villámgyorsan el kellett jutnia valahová, Kirk kapitány csak kiadta a parancsot („execute, Mr. Sulu”), és az űrhajó egy pillanat alatt megtette a célállomásig vezető utat. A Föderáció tagjai térhajtóművet használtak a csillagközi utazáshoz, ami az anyag és az antianyag ütköztetésének robbanásszerű energiáját használta az űrhajó mozgatásához.
Persze, a filmekben minden olyan egyszerű. Pedig az elképzelés a tündérmeséken kívül az elméleti fizika világában is életképes. A gyakorlatba ültetés már nehezebb feladat.
Hogy mi szükség van térhajtóművekre, az egyértelmű: ezek nélkül valószínűleg sosem jutnánk el más csillagrendszerekbe. A fénysebességgel haladó űrhajók négy év alatt érhetik el a szomszédos Alfa Centauri csillagrendszert, a mai rakétatechnológiával pedig nagyjából 50 000 évig tartana az út. Mármint az odavezető.
Nem legyorsulja a fényt, hanem túlgörbüli
Albert Einstein speciális relativitáselmélete szerint lehetetlen egy testet a fénynél nagyobb sebességre gyorsítani, mert a tömege végtelenül nagyra nőne. A fizikusok emiatt általában nem veszik komolyan a térhajtómű koncepcióját, mert az elképzelés azt sugallja, hogy létrehozható a fénynél gyorsabb űreszköz.
Pedig egy térhajtómű nem is gyorsítaná fénysebesség fölé az űrhajót, csak meggörbítené a téridőt a hajó körül. Ez úgy szemléltethető, hogy egy papírdarabra felrajzolunk egy indulási és egy érkezési pontot, egy vonallal megrajzoljuk a két pont közti távolságot, majd úgy hajtjuk meg a papírt, hogy a két, egymást fedő pont távolsága nullára rövidüljön.
Két fizikus, Alexey Bobrick és Gianni Martire tanulmánya egy lépéssel közelebb visz hozzá, hogy a gyakorlatba ültethessük az elképzelést.
Bobrick és Martire tanulmánya az Alcubierre-meghajtás koncepcióját használta kiindulópontként, amely a világhírű elméleti fizikus, Miguel Alcubierre 1994-es tanulmányára épül. Alcubierre (csak elméletben létező) hajtóműve összehúzná a téridőt az űrhajó előtt, mögötte pedig kibővítené. Az Alcubierre-hajtómű koncepciója azért izgalmas, mert elvileg úgy használható fel a fénynél nagyobb sebességű űrutazáshoz, hogy ne cáfolja az Einstein általános relativitáselméletében lefektetett fizikai törvényeket. A koncepció lényege, hogy a hajó előtt és után képződő tér-idő buborékokban továbbra is érvényesek lennének a fizikai törvények, de az űrhajó a téren kívül kerülne. Az elmélet hátulütője, hogy a buborékok létrehozásához és a hajtómű üzemeltetéséhez annyi energiára lenne szükség, amennyi talán az egész univerzumban sincs – legalábbis korábban így gondolták.
Bobrick és Martire kutatása ezt a problémát próbálja áthidalni. A két fizikus elképzelése szerint a téridő meghajlítása hatalmas gravitációs erővel is kiváltható. Ha hatalmas, a nagyobb bolygókéval vetekedő tömeget űrhajó méretűvé kicsinyítenének, a gravitációs erejével meghajlíthatnák a teret.
Azt ugyanakkor a tanulmány szerzői is elismerték, hogy az ő megoldásaikra épülő térhajtóművek sebessége a vártnál alacsonyabb lehet. Az időkorrekció mértékét ugyanis a térhajlításhoz használt test tömege határozná meg.
„Ha a Föld bolygó tömegét vennénk alapul, és összetömörítenénk egy 10 méter átmérőjű tömbbé, az időkorrekciója mértéke még így is olyan parányi lenne, hogy csupán egy órát spórolnánk meg vele egy év alatt.”
– nyilatkozta Bobrick.
Hogy a tanulmányban leírtakat hogyan lehetne a gyakorlatba ültetni, azt még a kutatók sem tudják, de a munkájuk abból a szempontból fontos, hogy egyre több konkrétummal helyettesítik az eddig ismeretlen változókat.
A németországi Göttingeni Egyetem fizikusa, dr. Erik W. Lentz nemrég publikált egy tanulmányt, amely szerint elvileg létezhetnek olyan tér-idő geometriai konfigurációk, amelyek hagyományos erőforrásból is létrehozhatók. Az is megoldható lenne, hogy például az idő múlása megegyezzen a térgörbületi buborékon belül és kívül. Űrhajózáshoz ez ideális konfiguráció lenne, mert ezzel kiküszöbölhetővé válna az úgynevezett ikerparadoxon: az a jelenség, amikor a fénysebességet megközelítő gyorsasággal utazó ikertestvér lassabban öregedne, mint a Földön maradt testvére. Lentz egyenletei azt mutatják, hogy a visszatéréskor mindkét iker egyidős lenne.
Hogyan tankoljunk 300 jupiternyi energiát?
„A következő lépés az lesz, hogy kitaláljuk, hogyan csökkentsük az ehhez szükséges, csillagászati léptékű energiaigényt a mai technológiákkal, például a nagy, modern fissziós atomerőművekkel elérhető szintre. Csak ezután beszélhetünk az első prototípusok megépítéséről. Egy 100 méter sugarú, fénysebességgel haladó űrhajó meghajtásához szükséges energiamennyiség több százszorosa is lehet a Jupiter bolygó tömegének. Ehhez: drasztikus energia-megtakarításra lenne szükség: legalább harminc nagyságrendnyi csökkentésre lenne szükség, hogy elérjük a modern fissziós reaktorok szintjét”
– mondta Lentz. Azt azonban ő is pontosan tudja, hogy ez nem lesz egyszerű, mert az ehhez szükséges energiamennyiséget csak csillagászati számokkal lehet leírni.
Az mindenképpen optimizmusra ad okot, hogy a korábbi energiaigény-becslésekhez képest (amelyek szerint egy térhajtómű energiatömeg-igénye akkora lehet, mint az egész univerzumé) a Jupiter nagyságrendű energiatömeg jelentős visszaesésnek tűnik. Ha ebből indulunk ki, még az is megkockáztatható, hogy idővel sikerül a művelet energiaigényét megvalósítható szintre csökkenteni.
Lentz, Bobrick és Martire egyaránt biztosak benne, hogy a térhajtómű koncepciója, ha nem is egyhamar, de a távoli jövőben igenis megvalósulhat. Igaz, azt semmi nem garantálja, hogy pont úgy fog működni, mint a Millenium Falcon, vagy az Enterprise űrhajó a Star Trekben.