Рубрика: Наука

Нові дослідження показують, що курей широко розводили по всій південній частині Центральної Азії з 400 року до нашої ери до середньовіччя, і їх поширенню, ймовірно, сприяв стародавній Шовковий шлях. Кури є одними з найбільш економічно важливих тварин у світі сьогодні. Проте історія про те, як вони виникли та поширилися по всьому стародавньому світу, залишається в основному незрозумілою. Нещодавні досягнення в археологічній методології виявили, що численні знайдені кістки, які колись вважалися доказами ранніх курей, насправді належать диким птахам.

Тепер, у новій публікації, міжнародна команда археологів, істориків та біомолекулярних вчених представляє найдавніші чіткі докази розведення курей для виробництва яєць і стверджує, що втрата сезонної кладки яєць була головною рушійною силою розповсюдження домашніх курей. курей по всій Євразії та північно-східній Африці.

Відкриття та аналіз

Використовуючи фрагменти яєчної шкаралупи, зібрані з 12 археологічних пам’яток, які охоплюють приблизно 1500 років, дослідники показують, що курей широко розводили в Центральній Азії приблизно з 400 р. до н. е. до 1000 р. н. Велика кількість яєчної шкаралупи також говорить про те, що птахи неслися не в сезон. Дослідники стверджують, що саме ця особливість плідної несучості зробила домашніх курей такими привабливими для стародавніх народів.

Щоб дійти цих висновків, команда зібрала десятки тисяч фрагментів яєчної шкаралупи з місць, розташованих уздовж головного центральноазіатського коридору Шовкового шляху. Потім вони використали метод біомолекулярного аналізу під назвою ZooMS, щоб визначити джерело яєць. Подібно до генетичного аналізу, ZooMS може ідентифікувати види за останками тварин, як-от кістки, шкіра та раковини, але він покладається на білкові сигнали, а не на ДНК . Це робить його швидшим і економічно ефективнішим варіантом, ніж генетичний аналіз.

«Це дослідження демонструє потенціал ZooMS, щоб пролити світло на взаємодію людей і тварин у минулому», — каже доктор Карлі Пітерс, дослідник Інституту геоантропології Макса Планка та перший автор нової статті.

Висновки та наслідки

Ідентифікація цих фрагментів мушлі як курячих та їх велика кількість у шарах опадів на кожній ділянці привела дослідників до важливого висновку: птахи, ймовірно, неслися частіше, ніж їхній дикий предок, червона джунглева курка, яка гніздиться раз на рік. рік і зазвичай відкладає шість яєць за кладку.

«Це найперший доказ втрати сезонного відкладання яєць, виявлений в археологічних записах», — каже д-р Роберт Шпенглер, керівник дослідницької групи «Доместикація та антропогенна еволюція» та головний дослідник дослідження. «Це важлива підказка для кращого розуміння мутуалістичних стосунків між людьми і тваринами, які призвели до одомашнення».

У сукупності нове дослідження пропонує відповідь на давню загадку про курку та яйце. Докази свідчать про те, що в Центральній Азії здатність відкладати безліч яєць зробила курку тією куркою, яку ми знаємо сьогодні – глобальним видом, який має величезне економічне значення. Автори сподіваються, що це дослідження продемонструє потенціал нових, економічно ефективних методів і міждисциплінарної співпраці для вирішення давніх питань про минуле.

Кількість хімічних сполук, які називають «вічними хімікатами» через здатність зберігатися в навколишньому середовищі багато років і накопичуватися в організмі, перевищила порогові значення третини точок земної кулі. Такими є результати дослідження вчених з Австралії та США.

До «вічних хімікатів» відносять близько 14 тисяч речовин. Це пер- і поліфторалкільні речовини (ПФАС) — фторорганічні сполуки, які забруднюють довкілля, здатні накопичуватися в організмі людини і можуть призвести до негативних наслідків для здоров’я. ПФАС використовують у виробництві тефлону (переважно йде виробництво електроніки — меншою мірою на сковороди). І хоча деяка кількість цих речовин залишається в тефлонових виробах (чому зустрічається в телефонах або посуді), основна маса ПФАС потрапляє в довкілля із заводів-виробників і вже далі самостійно розноситься з водою та опадами по всьому світу.

Серед змін, що спричиняють «вічні хімікати» в людському організмі, гормональні порушення, цукровий діабет другого типу, ожиріння. Ці речовини також підвищують ризик деяких видів онкологічних захворювань, зокрема раку печінки. Тому в багатьох країнах обговорюють нормативно-правові акти, які заборонять використовувати ПФАС у тих чи інших галузях, а в деяких, наприклад, у США, подібні обмеження для окремих галузей уже набули чинності.

Дослідники з Університету Нового Південного Уельсу в Австралії та Оклахомського університету в США вивчили понад 45 тисяч проб поверхневих та підземних вод, взятих у різних точках Землі з 2004 року. Джерелом даних став глобальний набір, який становили з 273 екологічних досліджень. Результати оцінки глобального забруднення «вічними хімікатами» опублікував журнал Nature Geoscience.

Вчені виявили, що у великій кількості випадків рівень ПФАС перевищує загальносвітові норми. При цьому в 31% проб рівень «вічних хімікатів» перевищив граничне значення, яке встановило Агентство з охорони навколишнього середовища США. Якщо виходити з канадських норм, то перевищення безпечних значень були у 69% зразків, а якщо з норм ЄС — 6% проб ґрунтових вод із невідомими джерелами забруднення.

На думку авторів дослідження, існуючі методи моніторингу можуть недооцінювати, наскільки сильно «вічні хімікати» забруднили довкілля. Можливою причиною вчені назвали те, що, як правило, відстежується рівень не всіх ПФАС і фактичне забруднення світових водних ресурсів може бути сильнішим, ніж передбачалося.

Недооцінюється, за словами дослідників, і навантаження, пов’язане з охороною довкілля у найближчому майбутньому. Вони зазначили, що необхідно розробляти аналітичні методи, які дозволять точніше вимірювати кількість ПФАС, проводити більш систематичний збір проб з водних джерел по всьому світу та оцінювати вплив широкого спектра «вічних хімікатів» на людину та навколишнє середовище.

Під льодовиком 79° на північ швидкість танення становить 130 метрів на рік. Вимірювання за допомогою наземних приладів і радарів, встановлених на літаках, на крайньому північному сході Гренландії показують ступінь втрати льоду, який зазнав льодовик 79° на північ. Висновки Інституту Альфреда Вегенера вказують на те, що товщина льодовика зменшилася більш ніж на 160 метрів з 1998 року. Це значне зменшення пов’язано насамперед з теплими океанськими течіями, які тануть льодовик знизу.

Високі температури повітря викликають утворення на поверхні озер, вода яких через величезні канали в льоду тече в океан. Висота одного каналу досягала 500 метрів, тоді як товщина льоду над ним була лише 190 метрів, як зараз повідомила дослідницька група в науковому журналі The Cryosphere .

Сільський табір на північному сході Гренландії був однією з баз для розміщення автономних вимірювальних пристроїв із сучасними радіолокаційними технологіями на вертольотах у важкодоступній частині 79° північного льодовика. Вимірювальні польоти за допомогою полярних літаків Інституту Альфреда Вегенера, Центру полярних і морських досліджень імені Гельмгольца (AWI) і супутникові дані також були включені в наукове дослідження, яке зараз опубліковано в науковому журналі The Cryosphere.

У цьому дослідженні розглядається, як глобальне потепління впливає на стабільність плаваючого крижаного язика. Це має велике значення для решти шельфових льодовиків у Гренландії, а також для тих, що знаходяться в Антарктиді, оскільки нестабільність шельфового льодовика зазвичай призводить до прискорення потоку льоду, що призведе до більшого підвищення рівня моря.

Зміни льодовика та спостереження

«З 2016 року ми використовуємо автономні інструменти для проведення радіолокаційних вимірювань на 79° північному льодовику, за якими ми можемо визначити швидкість танення та розрідження», — каже гляціолог AWI д-р Оле Зейзінг, перший автор публікації. «Крім того, ми використовували дані радарів літаків за 1998, 2018 і 2021 роки, які показують зміни товщини льоду. Ми змогли виміряти, що 79° N-льодовик значно змінився за останні десятиліття під впливом глобального потепління».

Дослідження показує, як поєднання теплого океанського потоку та потепління атмосфери впливає на плаваючий льодовий язик 79° північного льодовика на північному сході Гренландії. Лише нещодавно група океанографів AWI опублікувала модельне дослідження на цю тему. Представлений унікальний набір даних спостережень показує, що надзвичайно високі швидкості танення відбуваються на великій території поблизу переходу до льодового покриву. Крім того, на нижній стороні льоду з боку суші утворюються великі канали, ймовірно тому, що вода з величезних озер стікає через лід льодовика. Обидва процеси призвели до сильного витончення льодовика в останні десятиліття.

Через надзвичайну швидкість танення лід язика плаваючого льодовика став на 32% тоншим з 1998 року, особливо від лінії ґрунту, де лід контактує з океаном. Крім того, на нижній стороні льоду утворився канал заввишки 500 метрів, який поширюється вглиб країни. Дослідники пояснюють ці зміни теплими океанськими течіями в порожнині під плаваючим язиком і стоком поверхневої талої води в результаті потепління атмосфери. Несподіваним відкриттям стало те, що з 2018 року швидкість танення зменшилася. Можливою причиною цього є більш холодний океанський приплив. «Той факт, що ця система реагує за такий короткий проміжок часу, є вражаючим для систем, які насправді є інертними, наприклад льодовики», — каже професор, доктор Анжеліка Гумберт, яка також бере участь у дослідженні.

«Ми очікуємо, що цей плаваючий язик льодовика розпадеться на частини протягом наступних кількох років або десятиліть», — пояснює гляціолог AWI. «Ми почали детально вивчати цей процес, щоб отримати максимальне розуміння перебігу процесу. Хоча було кілька таких розпадів шельфового льодовика, ми змогли зібрати дані лише пізніше. Як наукове співтовариство, ми зараз у кращому становищі, оскільки створили справді хорошу базу даних до краху».

Розкопки святилища Зевса на грецькому острові показали, що його використовували як укриття в епоху катастрофи бронзового віку. Острів Егіна розташований у Саронічній затоці у східній частині Греції, між півостровами Аттикою та Пелопоннесом. Довгий час його головною пам’яткою вважали храм Афайї, побудований приблизно 500 року до нашої ери. Грецькі археологи виявили, що історія Егіни була дуже цікавою задовго до класичної Греції.

Спільна греко-швейцарська археологічна експедиція з 2021 року веде розкопки на горі Елланіон, найвищій на Егіні. Нині там стоїть церква Вознесіння з видом на Саронічну затоку. Недалеко від неї, на північному схилі гори, у давнину було святилище Зевса, основні споруди якого раніше досліджували німецькі археологи.

Під час нових розкопок вдалося з’ясувати, що, по-перше, святилище набагато давніше, ніж вважали раніше, і збудовано не пізніше середини II тисячоліття до нашої ери. По-друге, виявилося, що воно пов’язане загальною оборонною системою з вершиною гори та місцем, де зараз знаходиться християнський храм. Про це Міністерство культури Греції повідомило у прес-релізі.

Про те, що на Еланіоні поклонялися Зевсу, нам відомо з давньогрецьких джерел, наприклад, з праць Павсанія. Він також згадував, що храм збудували на більш давньому фундаменті. Археологи планували зафіксувати та датувати залишки доісторичних споруд та предметів, щоб зрозуміти, наскільки давно люди використовували це місце.

Відомо, що до початку II тисячоліття до нашої ери населення Егін жило цілком благополучно. Джерелом цього благополуччя було мореплавання — Егіна входила до першого союзу морських держав. Можна сказати, що її мешканці використовували одночасно дві стратегії розвитку: мінойську (мирна торгівля) та мікенську (завоювання та грабіж).

Але жодні стратегії не допомогли населенню Егіни пережити дорійське вторгнення та катастрофу бронзового віку. Раніше вчені вважали, що через них приблизно в 1200 до нашої ери процвітаючі поселення острова спорожніли і залишалися такими аж до архаїчного періоду Греції. Але, схоже, все було не зовсім так.

Археологи розкопали поруч із християнським храмом мікенську будівлю розміром приблизно чотири з половиною на три метри, обмежену з трьох боків стінами, а з четвертої — скелею. Усередині знайшли приблизно 30 судин (горщики для приготування їжі, глеки для зберігання та інші), що збереглися завдяки тому, що простір був закритий великим камінням від стін, що обрушилися.

Найдавніші судини датували так званим періодом руйнування палаців Мікен (1250-1200 роки до нашої ери). Навколо будівлі дослідники виявили залишки оборонної стіни. Ще один вал, зведений пізніше, пов’язує мікенську споруду із храмом Зевса на північному схилі гори.

Дослідники припустили, що під час дорійської навали Егіна не спорожніла. Частина населення острова пішла в гори, і там, на найвищій вершині, люди збудували притулок. Можливо, Елланіон був обраний для цих цілей як сакральне місце, де молилися богам. Але найімовірніше, зіграла роль його висота.

Збільшивши площу розкопок, археологи знайшли на прилеглій до притулку предмети, датовані послідовно різними часом — аж до римського періоду. На північ від християнського храму вони знайшли жертовник із тисячами дрібних фрагментів спалених кісток тварин.

Швидше за все, люди ніколи не залишали повністю скельний притулок і храм Зевса, хоча населення Егіни, безумовно, помітно скоротилося під час катастрофи бронзового віку. Але до архаїчного періоду його чисельність швидко відновлювалася. Жителі острова зайнялися звичною справою — мореплавством та війнами.

Егіна перебувала у стані майже постійної війни з Афінами. Тільки на час перських воєн їхній конфлікт відклали убік: жителі острова воювали на боці Афін і взяли участь у битвах при Саламін, Платеях та Мікалі.

Команда вчених під керівництвом дослідників Лабораторії наук про океан Бігелоу розробила інноваційний метод зв’язку генетики та функціонування окремих мікробів, які живуть без кисню глибоко під поверхнею Землі. Вимірювання обох цих атрибутів — і, що важливіше, пов’язування їх разом — довгий час було проблемою в мікробіології, але має вирішальне значення для розуміння ролі мікробних спільнот у глобальних процесах, таких як вуглецевий цикл.

Новий підхід, розроблений у Центрі одноклітинної геномики лабораторії Бігелоу, дозволив дослідникам виявити, що один вид бактерій, що споживають сульфат, був не лише найпоширенішим, але й найактивнішим організмом у водоносному шарі ґрунтових вод під Долиною Смерті, майже на півмилі нижче. поверхня. Висновки, опубліковані в Proceedings of the National Academy of Sciences , показують, як цей метод може бути потужним інструментом для вимірювання активності різних організмів у цих екстремальних середовищах.

Уявлення про динаміку мікробного співтовариства

«Раніше нам доводилося припускати, що всі клітини функціонують з однаковою швидкістю, але тепер ми бачимо, що існує широкий діапазон рівнів активності між окремими членами мікробних спільнот», — сказав дослідник і провідний автор статті Melody. Ліндсей. «Це допомагає нам зрозуміти, на що здатні ці мікробні спільноти і як це може вплинути на глобальні біогеохімічні цикли».

Нещодавнє дослідження є частиною більшого проекту, який пов’язує генетичний код мікробів — схему того, на що вони здатні — з тим, що вони насправді роблять у будь-який момент.

Методологічні досягнення

Проект «Від геномів до феноменів», який фінансується програмою EPSCoR NSF, є спільним підприємством лабораторії Бігелоу, Інституту дослідження пустелі та Університету Нью-Гемпшира. Він використовує останні досягнення в одноклітинному генетичному секвенуванні з творчим підходом до застосування проточної цитометрії для оцінки швидкості процесів, таких як дихання, що відбуваються в цих клітинах.

Проточна цитометрія, метод аналізу окремих мікробів навколишнього середовища, який був адаптований у лабораторії Бігелоу з біомедичних наук, дозволив дослідникам швидко сортувати живі мікроби у зразках води водоносного горизонту. Ці мікроби були пофарбовані спеціально розробленою сполукою, яка світиться під лазером проточної цитометрії, коли в клітині відбуваються певні хімічні реакції. Співвідношення між інтенсивністю флуоресценції клітин під дією лазера та швидкістю цих реакцій було досліджено експериментально на культурах клітин, вирощених у лабораторії, студентами-практикантами лабораторії Бігелоу, а потім застосовано до зразків із Долини Смерті.

Після того, як активні клітини були виміряні та виділені, команда секвенувала їхні індивідуальні геноми. Дослідники також використовували мета-транскриптоміку, метод для визначення того, які гени активно експресуються, і радіоізотопні індикатори, більш традиційний метод для вимірювання активності в мікробній спільноті. Це було зроблено як для того, щоб «подвійно перевірити» їхні результати, так і для того, щоб отримати ще більше інформації про зв’язки між тим, на що ці мікроби генетично здатні, і тим, що вони насправді роблять.

Центр одноклітинної геноміки – єдиний аналітичний центр у світі, який пропонує дослідникам цю нову техніку.

«Це дослідження стало чудовою можливістю для нашої дослідницької групи та SCGC допомогти покращити наше розуміння величезних, загадкових мікробних екосистем під землею», — сказав старший науковий співробітник лабораторії Бігелоу Рамунас Степанаускас, директор SCGC та головний дослідник проекту.

Це нове дослідження базується на першій демонстрації цього підходу для кількісного визначення активності окремих клітин. Наприкінці 2022 року команда опублікувала результати дослідження мікробів у морській воді, показуючи, що невелика частка мікроорганізмів відповідає за споживання більшої частини кисню в океані. У цій новій статті команда розширює цей метод, щоб показати, що його можна використовувати в середовищах з низькою біомасою з мікробами, які не залежать від кисню. У зразках, взятих із підповерхневого водоносного горизонту в Каліфорнії, наприклад, вчені підрахували, що там були сотні клітин на мілілітр води, порівняно з мільйонами клітин у типовому мілілітрі поверхневої води.

«Ми почали з організмів, що дихають киснем в океані, тому що вони трохи активніші, їх легше сортувати та легше вирощувати в лабораторії», — сказала Ліндсей. «Але аеробне дихання — це лише один процес, можливий у мікробіології, тому ми хотіли вийти за межі цього».

Розширення сфери мікробних досліджень

Результати підтвердили, що бактерія Candidatus Desulforudis audaxviator була не тільки найпоширенішим мікробом у цьому середовищі, але й найактивнішою, відновлюючи сульфат для отримання енергії. Загальні показники активності, які виміряла команда, були низькими порівняно зі зразками морської води з попереднього дослідження, але були великі відмінності між активністю окремих мікробів.

Дослідницька група зараз працює над застосуванням свого методу для вимірювання інших анаеробних реакцій, таких як зменшення нітратів, і до нових середовищ, включаючи відкладення вздовж узбережжя Мен. Пов’язаний проект, що фінансується NASA, також дає Ліндсі та її колегам можливість випробувати метод у глибоких глибинах під океаном.

«Зараз ми проводимо всі ці точкові вимірювання по всьому світу, і вони дійсно допомагають нам краще зрозуміти, що задумали мікроби, але нам потрібно збільшити масштаб», — сказала Ліндсей. «Тож ми думаємо про те, як застосувати цей метод у нових місцях, навіть потенційно на інших планетах, розширеними способами».