Fra mikro til makroskala intelligent design er i detaljene
Evolutionsnyheter -her; 21. august 2018
Bilde 1. Spirostomum ambiguum eksemplarer, hver ca. 4 millimeters i utvidet tilstand. Kredit: Rob Felt, Georgia Tech
Fra molekylære nanomakiner i en liten celle til universals storskala struktur, er design å bli funnet overalt. Noen ganger er det beste forsvaret for intelligent design bare å tenke på detaljene. Her er noen nye illustrasjoner:
Raskeste skapning er en celle
Hvis du ble spurt om hva den raskeste skapningen på jorden er, vil du gjette en gepard eller en jaktfalk? Det er et (relativt) enda raskere dyr, som du sannsynligvis aldri vil gjette. Det kalles Spirostomum-ambiguum, og det er bare 4 mm i størrelse. Denne protozoanen sier Live Science -her, kan forkorte kroppen med 60 prosent på bare millisekunder. Hvordan gjør det det? Forskere har ingen anelse om hvordan den encellede organismen kan bevege seg raskt uten muskelceller fra større skapninger, sier artikkelen. "Og forskere har ingen anelse om hvordan, uansett hvordan sammentrekningen fungerer, beveger den lille dyret seg slik uten å ødelegge sine interne strukturer." Saad Bhamla, en forsker ved Georgia Tech, vil finne det ut.
Og i prosessen vil han få designinformasjon som kan brukes i human engineering:
"Som ingeniører liker vi å se på hvordan naturen har håndtert viktige utfordringer," sa Bhamla i utgivelsen. "Vi tenker alltid på hvordan vi kan lage disse små tingene som vi ser zippe rundt i naturen. Hvis vi kan forstå hvordan de fungerer, kan informasjonen bli brukt til å fylle gapet til små roboter som kan bevege seg raskt med lite energibruk."
Cellene tar "bølgen"
Når det gjelder hastighet, har de fleste celler et annet 'raskere enn fysikk'-trick. Når en celle trenger å begå harakiri, utfører den en handling lik "Bølgen" i et fotballstadion. Forskere fra Stanford Medicine -her, som undersøker programmert celledød eller apoptose, la merke til bølge-fronter av spesialiserte ødeleggende enzymer, kalt caspaser, som sprer seg gjennom cellen raskere enn diffusjon kan forklare.
Publisert i Science, antydet de at "utløserbølger" akselererer prosessen med apoptose, som ligner hvordan en "bølge" av bevegelige armer kan bevege seg raskt rundt et stadion, selv om hver persons armer ikke beveger seg så fort. Et annet eksempel er hvordan én domino faller kan utløse hele kjeder av dominoer over et helt golv. Mekanismen forutsetter at elementene, som dominoene, allerede er satt opp på finjustert måte for å svare på riktig måte. Dette er kanskje ikke det eneste eksemplet på et nytt designprinsipp. Det kan forklare hvordan immunforsvaret kan reagere raskt.
"Vi har all denne informasjonen om proteiner og gener i alle slags organismer, og vi prøver å forstå hva de gjentagende temaene er," sa Ferrell. "Vi viser at langdistanse kommunikasjon kan oppnås av utløserbølger, som avhenger av ting lik positive tilbakemeldingsløkker, terskler og romlige koblingsmekanismer. Disse ingrediensene er tilstede overalt i biologisk regulering. Nå vil vi vite hvor ellers utløser-bølger er funnet. "
Den kompliserte balletten
Bare det å organisere et kromosom er et overveldende underverk. Men hva gjør enzymer når de trenger å finne et sted på DNA som er i stadig bevegelse? Det er nok å få hodet ditt til å snurre. Forskere ved University of Texas i Austin beskriver det her i kjente termer:
--Thirumalai foreslår å tenke på DNA som en bok med en oppskrift på et menneske, hvor informasjonen du trenger er på side 264. Det er enkelt å lese koden. Men vi forstår nå at boka beveger seg gjennom tid og rom. Det kan gjøre det vanskeligere å finne side 264.
Ja, og leseren kan også være på avstand fra kjernen også. Utfordringen er ikke bare akademisk. Ting kan gå veldig galt hvis leseren og boka ikke møtes ordentlig. De kaller det en "komplisert ballett" som foregår.
"I stedet for strukturen valgte vi å se på dynamikken for å finne ut, ikke bare hvordan denne enorme mengden av genetisk informasjon er pakket, men også hvordan de forskjellige gen-plasseringen beveger seg," sa Dave Thirumalai, leder av UT Austins kjemiavdeling. "Vi lærte at det ikke bare er den genetiske koden du trenger å bekymre deg for. Hvis timingen for bevegelsen er av, kan du ende opp med funksjonelle avvik."
Bilde 3. Såkalte suturale tessellasjoner i overflatematerialet
Sterke saftige frø
Frødekket fra noen planter, som saftige planter og gress, har en merkelig arkitektur på mikroskopisk nivå. Forskere ved University of New Hampshire la, "inspirert av elementer som finnes i naturen", merke til de bølgete sikk-sak mønstrene i frødekket og drømte om applikasjoner som trenger lette og sterke, men ikke sprøe materialer.
--Resultatene, publisert i tidsskriftet Advanced Materials, viser at bølgen av de mosaikklignende flisene på frøbelegget, kalt suturale tessellasjoner, spiller en nøkkelrolle i å bestemme mekanisk respons. Generelt, jo mer bølgeformet det er, jo mer kan påført last effektivt overføres fra det myke bølgende grensesnittet til den harde fasen, og derfor kan både total styrke og seighet samtidig økes.
Forskere sier at de beskrevne designprinsippene viser en lovende tilnærming for å øke den mekaniske ytelsen til flislagte kompositter av menneskeskapte materialer. Siden de generelle mekaniske egenskapene til prototypene kunne justeres over et meget stort område ved ganske enkelt å variere bølgen av de mosaikklignende strukturer, tror de at det kan gi et veikart for utvikling av funksjonelt nye graderte kompositter, som kan brukes til beskyttelse, så vel som energiabsorpsjon og spredning.
Små høytflyvere
Du kan kanskje huske episoden i Flighet -her om arktiske terner, hvis episke fly ble sporet av loggere. En annen studie ved Universitetet i Lund fant at enda mindre fugler flyr opp til 4000 meter (over 13.000 fot) høyt på deres trekk til Afrika. Bare to individer fra to arter ble sporet, men forskerne mener at noen av fuglene flyr enda høyere på returturen til Sverige. Det er et mysterium hvordan de kan justere metabolismen sin til slike ekstreme høyder, tynn luft, lavtrykk og lave temperaturforhold.
Bilde 4: Stor Omega Centauri-klynge, av NASA, ESA, og Hubble SM4 ERO, via UC Riverside.
Ikke se etter beboelige planeter her
Sentrene til galakser, lærte vi fra 'The Privileged Planet', er ikke gode steder å se etter liv. Kryss av en annen type plassering nå: sentrene til kuleformede klynger. En astronom ved University of California, Riverside, studerte forhåpentligvis den store Omega Centauri-klyngen -her, men konkluderte med at "Nære møter mellom stjerner i Melkeveiens største globale klynge gir lite rom for beboelige planetariske systemer." Kjernen i klyngen er for det meste røde dverger, som har sine egne problemer med beboelighet til å begynne med. Deretter beregnet Stephen Cane at samspillet mellom de nært forbundne stjernene i klyngen ville forekomme for ofte til å være behagelig. Hans kollega Sarah Deveny sier, "Frekvensen som stjerner samhandler gravitasjonelt med hverandre ville være en for høy pris til å ha stabile beboelige planeter."
Solar Probe lanseringer
Den eneste beboelige planeten vi kjenner til så langt, er jorden. Overraskende er det fortsatt mye om vår egen stjerne, solen, som astronomer ikke fullt ut forstår. Et nytt oppdrag kommer til å fly til solen for å løse noen av sine mysterier, rapporterer Space.com -her, men som den gamle (engelske) ordtaket sier, vær ikke bekymret: det går om natten. Navngitt Parker Solar Probe etter 91-åringen Eugene Parker, som oppdaget solvinden i 1958, har romfartøyet et spesielt designet varmeskjold til å beskytte sine instrumenter. Sonden vil teste noe av materialet i solkoronaen for å prøve å finne ut hvorfor koronaen er mye varmere enn overflaten, fotosfæren. Se Phys.org -her, for å lese om noen av oppdragets mål.
Bilde 5. Aurora borealis -bilde fra satelitt
Når vi snakker om solvinden, ville ladede partikler fra solen steke ethvert liv på jorden hvis det ikke var for vårt magnetfelt som fanger de ladde partiklene og frakter dem mot polene. Ryktet vil ha det til at Illustra Media jobber med en nydelig ny kortfilm om dette, og forklarer hvordan de ladede partiklene kolliderer med den øvre atmosfæren, produserer de vakre nord og sør-lysene - noe som gir oss et estetisk naturlig mirakel samt planetarisk beskyttelse.
Oversettelse og bilder ved Asbjørn E. Lund