Just another WordPress.com site

Archive for the ‘Επιστημη’ Category

Ο βορράς γίνεται νότος!

Περίπου 26 εκατ. τετ. χλμ γης στον αρκτικό κύκλο «πρασινίζουν» ανάλογα με τις εποχές. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι στο 34-41% από αυτά η βλάστηση αυξήθηκε (με πράσινο και γαλάζιο χρώμα), στο 3-5% μειώθηκε (κόκκινο) και στο 51-62% δεν παρουσίασε μεταβολές τα τελευταία 30 χρόνια. Η βλάστηση στο ένα τρίτο και πλέον του αρκτικού τοπίου, σημειώνουν, θυμίζει πλέον εκείνη που συναντάμε σε νοτιότερα μέρη Πηγή NASA’s Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio,

Λαλίνα Φαφούτη

Αποκτά βλάστηση και θερμοκρασίες που αντιστοιχούν σε χαμηλότερα γεωγραφικά πλάτη,

Λονδίνο
Καθώς οι πάγοι και τα χιόνια υποχωρούν οι αρκτικές περιοχές και τα βορειότερα γεωγραφικά πλάτη βλέπουν τα δέντρα να φυτρώνουν και τις θερμοκρασίες τους να ανεβαίνουν. Εν ολίγοις αποκτούν συνθήκες τις οποίες έχουμε συνηθίσει να βλέπουμε σε αρκετά νοτιότερες περιοχές, όπως διαπιστώνει μεγάλη μελέτη που βασίστηκε σε νέα – και βελτιωμένα – δορυφορικά και επίγεια δεδομένα.

Η μελέτη, η οποία δημοσιεύθηκε στην επιθεώρηση «Nature Climate Change», χρηματοδοτήθηκε από τη NASA και διεξήχθη με τη συνεργασία 21 επιστημόνων και πανεπιστημιακών και ερευνητικών ιδρυμάτων από όλο τον κόσμο, εξέτασε τη σχέση μεταξύ των μεταβολών στη θερμοκρασία και στη βλάστηση στις βόρειες περιοχές του πλανήτη σε σύγκριση με παλαιότερες δεκαετίες. Τα αποτελέσματά της είναι μάλλον ανησυχητικά.

Συγκεκριμένα οι ερευνητές είδαν ότι μέσα σε 30 χρόνια στις αρκτικές περιοχές οι εποχικές θερμοκρασίες και η βλάστηση έχουν αυξηθεί σε επίπεδα τα οποία παρατηρούνται σε γεωγραφικά πλάτη τέσσερις ως επτά μοίρες χαμηλότερα. Με βάση τις προβολές τους, και με βάση τα πλέον μετριοπαθή σενάρια, η «μετατόπιση» αυτή θα είναι πολύ μεγαλύτερη – 20 μοίρες και πλέον – ως το τέλος του αιώνα.

«Εξ αιτίας της ανόδου της θερμοκρασίας και της παράτασης της περιόδου απόψυξης του εδάφους η συνολική ποσότητα θερμότητας που μπορεί να διοχετευθεί στην ανάπτυξη των φυτών αυξάνεται» εξήγησε σε σχετικό δελτίο Τύπου ο Κόμπτον Τάκερ του Κέντρου Διαστημικών Πτήσεων Γκοντάρ της NASA, εκ των συγγραφέων της μελέτης. «Ως αποτέλεσμα μέσα στα τελευταία 30 χρόνια έχουν δημιουργηθεί μεγάλα κομμάτια γης με εξαιρετικά παραγωγική βλάστηση. Συνολικά περισσότερο από το ένα τρίτο του βόρειου τοπίου – περισσότερο από 9 εκατομμύρια τετ. χλμ, έκταση περίπου όσο οι Ηνωμένες Πολιτείες – θυμίζουν τη βλάστηση που συναντάμε νοτιότερα».

Η βλάστηση κάνει την εμφάνισή της εκεί όπου ο παγετώνας υποχωρεί στα όρη Αλτάι της Ρωσίας Πηγή Prof. Sergey Kirpotin, Prof. Terry Callaghan

Σύγκριση δεκαετιών

Για να κάνουν τη σύγκριση οι ερευνητές αρχικά συνέταξαν με βάση τα δορυφορικά αλλά και τα επίγεια δεδομένα «προφίλ αναφοράς» για τις εποχικές θερμοκρασίες και τη βλάστηση των περιοχών του αρκτικού κύκλου σε περασμένες δεκαετίες (από το 1951 και μετά). Στη συνέχεια ποσοτικοποίησαν τις μεταβολές που παρατήρησαν στον χρόνο.

«Η ανάπτυξη της αρκτικής βλάστησης κατά την περίοδο αναφοράς των αρχών της δεκαετίας του 1980 ισοδυναμούσε με αυτή των περιοχών από τις 64 μοίρες και βορειότερα. Σήμερα, 30 χρόνια μετά, ισοδυναμεί με αυτή των περιοχών γύρω στις 57 μοίρες – έχουμε μια πτώση της εποχικότητας της θερμοκρασίας και της βλάστησης κατά περίπου επτά με τέσσερις μοίρες» δήλωσε η Εζενί Εσκίρχεν του Πανεπιστημίου της Αλάσκα στο Φέρμπανκς, επίσης εκ των συγγραφέων της μελέτης.

«Η μείωση της εποχικότητας της βλάστησης, η οποία οδηγεί σε αύξηση του πρασίνου, είναι ορατή με τη μορφή μιας αυξανόμενης παρουσίας ψηλών θάμνων και δέντρων σε πολλές τοποθεσίας σε όλο τον αρκτικό κύκλο» συμπλήρωσε από την πλευρά του ένας άλλος από τους συγγραφείς, ο Τέρι Κάλαχαν, καθηγητής στη Βασιλική Ακαδημία Επιστημών της Σουηδίας και στο Πανεπιστήμιο του Σέφιλντ στη Βρετανία.

Τα δέντρα «προελαύνουν» στην τούνδρα της Νορβηγίας Πηγή Dr. Hans Tommervik

Ανησυχία για το μέλλον

Το μέλλον, σύμφωνα με τους συγγραφείς, διαγράφεται ανησυχητικό. Αναλύοντας τα δεδομένα τους με 17 εξελιγμένα υπολογιστικά μοντέλα προβλέπουν ότι η «μετατόπιση» της εποχικότητας της θερμοκρασίας και κατ’ επέκταση της βλάστησης θα φθάσει ως το τέλος του αιώνα τις 20 μοίρες σε σχέση με την περίοδο αναφοράς 1951-1980. Ενδέχεται μάλιστα και να τις ξεπεράσει εφόσον, όπως τονίζουν οι ειδικοί, οι προβλέψεις που έδωσαν τα μοντέλα τους για την παρούσα περίοδο είναι μικρότερες αυτών που παρατηρούνται στην πραγματικότητα.

Η μεταβολή αυτή, σύμφωνα με τους επιστήμονες, θα επηρεάσει άμεσα τους τοπικούς πληθυσμούς και την παραγωγή ξυλείας και τροφίμων ενώ ενδέχεται να συμβάλει περαιτέρω στη θέρμανση του πλανήτη εφόσον η «απόψυξη» των πράσινων εκτάσεων θα απελευθερώσει αέρια του θερμοκηπίου που αυτή τη στιγμή είναι παγιδευμένα στο μόνιμα παγωμένο έδαφος. Πιθανότατα όμως θα έχει και ευρύτερες συνέπειες για τη ζωή σε όλο τον πλανήτη.

«Ο τρόπος ζωής πολλών οργανισμών στη Γη είναι στενά συνδεδεμένος με τις εποχικές αλλαγές της θερμοκρασίας και της διαθεσιμότητας τροφής, και όλη η τροφή στη στεριά έρχεται κατ’ αρχάς από τα φυτά» εξήγησε ο Σκοτ Γκετς του Ερευνητικού Κέντρου Γουντς Χόουλ, επίσης συγγραφέας της μελέτης. «Οποιαδήποτε σημαντική μεταβολή στην εποχικότητα της θερμοκρασίας και της βλάστησης είναι πιθανό να επηρεάσει τη ζωή όχι μόνο στα βόρεια αλλά και αλλού με τρόπους που ακόμη δεν γνωρίζουμε».

Πυκνή βλάστηση καταλαμβάνει τους πολικούς πρόποδες των Ουραλίων στη Δυτική Σιβηρία Πηγή Prof. Bruce Forbes

Αναδημοσιευσα Από Βημα

Αλβέρτος αρχαιότερος του… Αδάμ!

Το χρωμόσωμα Υ του Αλμπερτ Πέρι διαφέρει από εκείνο όλων των σύγχρονων ανδρών, υποδηλώνοντας ότι τουλάχιστον η πατρική καταγωγή του ήταν πολύ αρχαιότερη από αυτή των σύγχρονων ανθρώπων

Colin Barras

Ενας σύγχρονος Aμερικανός απεκαλύφθη ότι ήταν «αρχαιότερος» του θεωρούμενου ως κοινού προγόνου όλων των ανδρών, του λεγόμενου Αδάμ. Ο ίδιος πρόσφατα πέθανε αλλά το DNA του μίλησε!,
Ο Αλμπερτ Πέρι είχε ένα μυστικό φυλαγμένο στο DNA του: ένα χρωμόσωμα Υ τόσο ξεχωριστό ώστε να αποκαλύπτει νέες πληροφορίες σχετικά με την καταγωγή του είδους μας. Δείχνει ότι ο τελευταίος κοινός αρσενικός πρόγονος στην πατρική γραμμή του σύγχρονου ανθρώπου είναι τουλάχιστον δύο φορές αρχαιότερος από ό,τι πιστεύαμε.

Μια πιθανή εξήγηση είναι ότι εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια πριν, στην Κεντρική Αφρική, σημειώθηκαν επιμειξίες σύγχρονων και αρχαιότερων ανθρώπων – γεγονός το οποίο έρχεται να προστεθεί σε άλλα γνωστά παραδείγματα επιμειξίας του Homo sapiens, όπως με τους Νεάντερταλ στη Μέση Ανατολή ή τους αινιγματικούς ανθρώπους της Ντενίσοβα στην Ασία.

Ο Πέρι, ο οποίος απεβίωσε πρόσφατα, ήταν Αφροαμερικανός και ζούσε στη Νότια Καρολίνα. Πριν από μερικά χρόνια μια συγγενής του έδωσε ένα δείγμα του DNA του για γενεαλογική ανάλυση στην εταιρεία Family Tree DNA.

Οι γενετιστές μπορούν με βάση τέτοιου είδους δείγματα να εξάγουν τις μεταξύ μας συγγένειες. Εκατοντάδες χιλιάδες άτομα έχουν εξετάσει ως σήμερα το DNA τους. Τα δεδομένα από αυτά τα τεστ έχουν δείξει ότι όλοι οι άνδρες έχουν αποκτήσει το χρωμόσωμα Υ από έναν κοινό αρσενικό πρόγονο. Ο γενετικός αυτός Αδάμ έζησε πριν από 60.000 ως 140.000 χρόνια.

Ολοι οι άνδρες εκτός από τον Πέρι, όπως όμως τελικά φαίνεται. Οταν οι τεχνικοί της Family Tree DNA προσπάθησαν να τοποθετήσουν τον Πέρι στο γενεαλογικό δέντρο του χρωμοσώματος Υ, απλώς τους ήταν αδύνατον. Το Υ χρωμόσωμά του ήταν διαφορετικό από όλα όσα είχαν αναλύσει ως τότε.

Βαθύτερες ρίζες
Ο Μάικλ Χάμερ, γενετιστής στο Πανεπιστήμιο της Αριζόνας στην Τουσόν, έμαθε για το ασυνήθιστο χρωμόσωμα Υ και έκανε μερικά περαιτέρω τεστ. Η έρευνα που διεξήγαγαν ο ίδιος και η ομάδα του αποκάλυψε κάτι εκπληκτικό: ο Πέρι δεν καταγόταν από τον γενετικό Αδάμ. Το Υ χρωμόσωμά του ήταν μάλιστα τόσο ξεχωριστό ώστε η γραμμή των αρσενικών προγόνων του είχε μάλλον αποχωριστεί από όλες τις άλλες πριν από 338.000 χρόνια.

«Το γενεαλογικό δέντρο του χρωμοσώματος Υ είναι πολύ παλαιότερο από ό,τι νομίζαμε» λέει ο Κρις Τάιλερ-Σμιθ του Ινστιτούτου Sanger του Wellcome Trust στο Χίνξτον της Βρετανίας, ο οποίος δεν συμμετείχε στη σχετική μελέτη. Οπως αναφέρει, το πόσο παλαιότερο μπορεί να προσδιοριστεί μόνο με περαιτέρω έρευνες.

«Είναι φοβερή ανακάλυψη» λέει ο Τζον Γουίλκινς του Ινστιτούτου Ronin στο Μοντκλέρ του Νιου Τζέρσεϊ. «Εμείς οι γενετιστές εξετάζουμε το χρωμόσωμα Υ περίπου από τότε που έχουμε αρχίσει να κάνουμε έρευνες. Το να αλλάξει το πού βρίσκεται η ρίζα του δέντρου του χρωμοσώματος Υ αυτή τη στιγμή αποτελεί μια τεράστια έκπληξη».

Σκάβοντας ακόμη πιο βαθιά η ομάδα του δρος Χάμερ εξέτασε μια αφρικανική βάση δεδομένων περίπου 6.000 χρωμοσωμάτων Υ και βρήκε ομοιότητες ανάμεσα στο χρωμόσωμα του Πέρι και στα δείγματα που είχαν ληφθεί από 11 άνδρες οι οποίοι ζούσαν όλοι σε ένα χωριό του Καμερούν. Αυτό ίσως υποδηλώνει από ποιο σημείο της Αφρικής είχαν ξεκινήσει οι πρόγονοι του Πέρι.

Γηραιότερος από την ανθρωπότητα
Τα πρώτα απολιθώματα ανατομικά σύγχρονου ανθρώπου χρονολογούνται μόλις 195.000 χρόνια πριν, οπότε η γραμμή του Πέρι αποχωρίστηκε από την υπόλοιπη ανθρωπότητα πολύ πριν από την εμφάνιση του είδους μας.

Τι σημαίνει αυτό; Μια πιθανότητα είναι ότι το χρωμόσωμα Υ του Πέρι ίσως κληρονομήθηκε από κάποιον αρχαϊκό ανθρώπινο πληθυσμό ο οποίος έκτοτε εξαφανίστηκε. Αν είναι έτσι, τότε κάποια στιγμή μέσα στα τελευταία 195.000 χρόνια ανατομικά σύγχρονοι άνθρωποι ήρθαν σε επιμειξία με ένα αρχαίο αφρικανικό είδος ανθρώπου.

Υπάρχουν κάποια στοιχεία που υποστηρίζουν αυτό το σενάριο. Το 2011 ερευνητές εξέτασαν ανθρώπινα απολιθώματα από την περιοχή Ιβο Ελέρου στη Νιγηρία. Τα απολιθώματα επεδείκνυαν ένα παράξενο μείγμα αρχαϊκών και σύγχρονων χαρακτηριστικών, τα οποία επίσης υποδήλωναν επιμειξία μεταξύ σύγχρονων και αρχαϊκών ανθρώπων. «Το χωριό του Καμερούν με την ασυνήθιστη γενετική υπογραφή βρίσκεται δίπλα στα σύνορα με τη Νιγηρία και το Ιβο Ελέρου δεν απέχει πολύ από αυτό» λέει ο δρ Χάμερ.

Ο Κρις Στρίνγκερ του Μουσείου Φυσικής Ιστορίας του Λονδίνου είχε συμμετάσχει στην ανάλυση των απολιθωμάτων του Ιβο Ελέρου και αναφέρει ότι το νέο αποτέλεσμα για το χρωμόσωμα Υ αναδεικνύει την ανάγκη για τη συλλογή περισσότερων γενετικών δεδομένων από σύγχρονους πληθυσμούς της Υποσαχάριας Αφρικής. «Τα αρχαιότερα γνωστά απολιθώματα ανθρώπων τόσο από τη Δυτική Αφρική, στο Ιβο Ελέρου, όσο και από την Κεντρική Αφρική, στο Ισάνγκο (Δημοκρατία του Κονγκό), επιδεικνύουν απρόσμενα αρχαϊκά χαρακτηριστικά, επομένως φαίνεται ότι οπωσδήποτε έχουμε να κάνουμε με ένα πολύ πιο πολύπλοκο σενάριο της εξέλιξης των σύγχρονων ανθρώπων στην Αφρική».

Αναδημοσιευσα Από Βημα

Χρυσός και ελεφαντόδοντο από ναυάγιο του 14ου π.Χ. αιώνα,

Θερμού Μαρία

Ομιλία τούρκου αρχαιολόγου, ερευνητή του πλοίου,

Προϊόντα και εμπορεύματα από εννέα διαφορετικούς πολιτισμούς, από τη Σικελία στα δυτικά ως τη Μεσοποταμία στα ανατολικά μετέφερε το πλοίο του τέλους του 14ου π. Χ. αιώνα, που είχε ναυαγήσει στην ανατολική ακτή του Ουλουμπουρούν (Μεγάλου Ακρωτηρίου) στην περιοχή της Αντάλιας στη νότιο – δυτική Τουρκία. Τεράστια και η επιχείρηση λοιπόν, που κράτησε χρόνια, οργανώθηκε στη σύγχρονη εποχή για την έρευνα αυτού του ναυαγίου, το οποίο έδωσε πλούσια και εντυπωσιακά ευρήματα.
Εχει ιδιαίτερο ενδιαφέρον έτσι να παρακολουθήσει κανείς την διάλεξη του τούρκου καθηγητή Ενάλιας Αρχαιολογίας κ. Τσεμάλ Πουλάκ με θέμα: «Φέρνοντας στο φως το αρχαιότερο ποντοπόρο πλοίο – Ναυάγιο της Υστερης Εποχής του Χαλκού στο Ουλουμπουρούν της Τουρκίας», που θα δοθεί στο Μουσείο Ακρόπολης στις 14 Μαρτίου, ώρα 19.00. Διοργανωτής είναι ο Εκδοτικός οίκος Μέλισσα, που καθιερώνει από φέτος _και κάθε άνοιξη_ σειρά ετήσιων διαλέξεων στη μνήμη του ιδρυτή του, Γιώργου Ραγιά με προσκεκλημένους επιστήμονες διεθνούς κύρους και με θέματα της ελληνικής ιστορίας, τέχνης και αρχιτεκτονικής διαμέσου των αιώνων, όπως και οι τομείς που καλύπτει ο εκδοτικός οίκος. Τον ομιλητή θα προλογίσει ο ομ. καθηγητής του Πανεπιστημίου Αθηνών κ. Χρίστος Ντούμας.
Το καλοκαίρι του 1982 εντοπίσθηκε από σφουγγαρά της περιοχής το γνωστό ως «Ναυάγιο του Ουλουμπουρούν» στο βυθό της ανατολικής ακτής του Μεγάλου Ακρωτηρίου και από το 1984 ως το 1992 πραγματοποιήθηκαν έντεκα αρχαιολογικές επιχειρήσεις και 22.413 (!) καταδύσεις, προκειμένου να έρθει πλήρως στο φως, μέσα από τα νερά της Μεσογείου ένα από τα εντυπωσιακότερα υποβρύχια ευρήματα της Υστερης Εποχής του Χαλκού.
Την έρευνα πραγματοποίησε το Ινστιτούτο Ενάλιας Αρχαιολογίας ένας διεθνής οργανισμός που ιδρύθηκε ακριβώς το 1984, αρχικώς υπό την καθοδήγηση του ιδρυτή του, καθηγητή Τζόρτζ Μπας ενώ από το 1985 ως το 1994 διευθυντής των αρχαιολογικών ερευνών στο Ινστιτούτο διετέλεσε ο Τσεμάλ Πουλάκ.
Από λιμάνι της Κύπρου ή της Συροπαλαιστίνης είχε αποπλεύσει το πλοίο το 1305 π. Χ. όπως έδειξε το φορτίο του. Χωρίς αμφιβολία μάλιστα, όταν βυθίστηκε, έπλεε στα δυτικά της Κύπρου με τελικό προορισμό την Ρόδο πιθανώς, που εκείνη την εποχή ήταν ένα σημαντικό διαμετακομιστικό κέντρο στο Αιγαίο.
Πλήθος υπήρξαν τα ευρήματα της έρευνας του ναυαγίου, που σήμερα φυλάσσονται στο Μουσείο Υποβρύχιας Αρχαιολογίας της πόλης του Μπόντρουμ (Αλικαρνασός) ακόμη και τμήματα του ίδιου του πλοίου. Αντικείμενα από χρυσό, χαλκό, ελεφαντόδοντο, φαγεντιανή, αχάτη, πηλό περιλαμβάνονται ανάμεσά τους.
Με την ολοκλήρωση πάντως, της επιτόπιας αρχαιολογικής έρευνας το 1994 στο βυθό του Ουλουμπουρούν, οι προσπάθειες των ειδικών εστιάζονται έκτοτε στη συντήρηση, τη μελέτη και την ανάλυση δειγμάτων στο εργαστήριο συντήρησης του Μουσείου.

Ο κ. Τσεμάλ Πουλάκ εξάλλου, απόφοιτος του Πανεπιστημίου του Βοσπόρου, διδάκτωρ του Texas Α & Μ University και αναπληρωτής καθηγητής Ενάλιας Αρχαιολογίας στο ίδιο πανεπιστήμιο ειδικεύεται στην Εποχή του Χαλκού και συγκεκριμένα στους τομείς της ναυσιπλοΐας, της εμπορικής ναυτιλίας και της τεχνολογίας.

Αναδημοσιευσα Από Βημα

Δυο καρδιές, ένας χτύπος,

Δυο καρδιές, ένας χτύπος

 Ο βήχας και ο… έρωτας δεν κρύβονται (ούτε στο καρδιογράφημα), σύμφωνα με τους αμερικανούς επιστήμονες

Ειρήνη Βενιού

Η αναπνοή και οι καρδιακοί παλμοί των ερωτευμένων συγχρονίζονται, υποστηρίζει νέα μελέτη,

Ουάσινγκτον
Πέρα από τις «πεταλουδίτσες» στο στομάχι, ο έρωτας συνοδεύεται από τον απόλυτο… συγχρονισμό, σύμφωνα με νέα ευρήματα αμερικανών ερευνητών από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Ντέιβις.

Μπορεί μέχρι τώρα να ήταν γνωστό ότι οι ερωτευμένοι μοιράζονται κοινά ενδιαφέροντα,τρόπο σκέψης και αστεία, σύμφωνα με τους επιστήμονες όμως, μοιράζονται ακόμα και κοινά μοτίβα αναπνοής και καρδιακών παλμών.

«Μέχρι σήμερα έχουμε δει πολλές μελέτες να αποδεικνύουν ότι στο πλαίσιο μιας σχέσης οι δύο σύντροφοι μοιράζονται κοινά συναισθήματα. Τα δικά μας ευρήματα όμως δείχνουν ότι οι ερωτευμένοι μοιράζονται επίσης εμπειρίες σε επίπεδο φυσιολογίας» αναφέρει ο επικεφαλής της μελέτης καθηγητής Εμίλιο Φέρερ.

Ο έρωτας δεν κρύβεται

Οι επιστήμονες υπέβαλαν 32 ετερόφυλα ζευγάρια σε μια σειρά ασκήσεων, ενώ παράλληλα κατέγραφαν τους καρδιακούς παλμούς και την αναπνοή τους. Συγκεκριμένα,  ζήτησαν από τους δύο συντρόφους να καθίσουν ο ένας απέναντι από τον άλλον με μερικά μέτρα απόσταση, χωρίς να μιλάνε και να αγγίζονται, σε ένα ήσυχο δωμάτιο. Σε μία από τις ασκήσεις, ο ένας έπρεπε να αντιγράφει τις κινήσεις του άλλου.

Από τις μετρήσεις φάνηκε ότι οι δύο σύντροφοι έτειναν να συγχρονίζουν την αναπνοή και τους καρδιακούς τους παλμούς, με τις γυναίκες να κάνουν συχνότερα την «υποχώρηση» στα μοτίβα των ανδρών.

«Με άλλα λόγια, διαπιστώσαμε ότι σε μια σχέση η γυναίκα είναι εκείνη που συμβιβάζεται συνήθως με τις συνήθειες του σύντροφου της» λέει χαριτολογώντας ο ερευνητής Τζόναθαν Χελμ. «Ο καρδιακός της παλμός συγχρονίζεται με τον δικό του. Προσωπικά πιστεύω ότι οι γυναίκες είναι εκείνες που συνδέονται περισσότερο με τον σύντροφό τους – ενδεχομένως να έχουν ισχυρότερη ικανότητα ταύτισης με το έτερό τους ήμισυ συγκριτικά με τους άνδρες» προσθέτει ο ίδιος.

Σε άλλη άσκηση πάλι, οι συμμετέχοντες καλούνταν να εκτελέσουν την ίδια σειρά ασκήσεων αλλά αυτή τη φορά έχοντας απέναντί τους έναν άγνωστο. Σύμφωνα με τους ειδικούς, αυτή τη φορά αναπνοή και καρδιά δεν φάνηκε να συγχρονίζονται.

Τα ενδιαφέροντα ευρήματα παρουσιάζονται στο επιστημονικό έντυπο «Emotion».

Αναδημοσιευσα Από Βημα

Διαστημικές πατάτες,

Το εσωτερικό της Φυγοκέντρου Μεγάλης Διαμέτρου (LDC) του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος στο Νούρντβαϊκ της Ολλανδίας

Φαφούτη Λαλίνα

Θα τηγανίσετε ποτέ πατάτες στο Διάστημα; Οχι, βέβαια. Επιστήμονες όμως που μελέτησαν το τηγάνισμα σε διαφορετικές συνθήκες βαρύτητας εξήγαγαν πολύτιμα συμπεράσματα και για το… σπιτικό τηγάνι!,

Οι πρώτες πατάτες που θα τηγανιστούν στο Διάστημα θα έχουν… ελληνική υπογραφή. Απολύτως ταιριαστό, θα μπορούσε να πει κανείς, αφού για ορισμένους η «διεθνής» πλέον «φριτέζα» έχει τη ρίζα της στο αρχαιοελληνικό «φρύγητρον», ένα βαθύ σκεύος σαν τηγάνι στο οποίο οι πρόγονοί μας καβούρδιζαν το κριθάρι. Το ζήτημα όμως δεν είναι ετυμολογικό. Πρόκειται για την ιδέα μιας ομάδας ερευνητών του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης (ΑΠΘ) που υιοθετήθηκε ένθερμα από τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος (ESA).

Η χρησιμότητα της «διαστημικής πατάτας» δεν περιορίζεται μόνο στο προφανές αλλά μάλλον υπερβολικά περιορισμένου εύρους αποτέλεσμα του ότι οι αστροναύτες θα μπορούν να τρώνε στις μακρινές αποστολές τους κάτι που θα τους θυμίζει το σπίτι τους και θα βελτιώνει την ψυχολογική κατάσταση και τις επιδόσεις τους, απαλύνοντας τον νόστο και τη μοναξιά τους (ο ρώσος κοσμοναύτης Σεργκέι Βολκόφ που έκανε πρόσφατα μια σχετική δήλωση επιστρέφοντας από τον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό δεν είναι ο μόνος που έχει εκφράσει την επιθυμία για ένα τέτοιο «σπιτικό» φαΐ). Το φαινομενικά τετριμμένο τηγάνισμα μιας πατάτας κρύβει άγνωστους ως τώρα μηχανισμούς οι οποίοι μπορούν να βρουν πολύτιμες «διαστημικές» χρήσεις στη βελτίωση των εναλλακτών θερμότητας και στην πυροπροστασία των διαστημοπλοίων και όχι μόνο. Μπορούν επίσης να έχουν «γήινες» εφαρμογές προσφέροντας υγιεινότερα και πιο οικονομικά από την άποψη της δαπάνης ενέργειας και χρόνου προϊόντα σε έναν από τους μεγαλύτερους κλάδους της βιομηχανίας τροφίμων. Σε πιο προσωπικό και καθημερινό επίπεδο, τέλος, μπορούν να μας μάθουν τα μυστικά για το τέλειο τηγάνισμα.

Επιχείρηση «διαστημικό τηγάνι»
Αυτά ακριβώς τα μυστικά είναι και τα πρώτα που έχουν αρχίσει να αποκαλύπτονται. Τα αποτελέσματα των δύο πρώτων φάσεων των πειραμάτων που έχουν γίνει ως τώρα σε συνθήκες γήινης βαρύτητας και υπερβαρύτητας έχουν προκαλέσει έκπληξη στον κόσμο της επιστήμης και της βιομηχανίας γιατί ανέδειξαν εντελώς καινούργιες παραμέτρους στην επιχείρηση «τηγάνι». Κατ’ αρχάς διαπίστωσαν ότι ο προσανατολισμός της πατάτας – το αν, δηλαδή, θα «πλέει» οριζόντια ή κάθετη μέσα στο λάδι – έχει καθοριστική σημασία για το πόσο γρήγορα τηγανίζεται, πόση κρούστα κάνει και πόσο λάδι απορροφά, γνώσεις που σε βιομηχανικό αλλά και σε οικιακό επίπεδο μπορούν να προσφέρουν εξοικονόμηση ενέργειας και χρόνου καθώς και πιο τραγανές και με λιγότερα λιπαρά πατάτες. Περισσότερες διαπιστώσεις αναμένονται στην επόμενη φάση, όταν οι έλληνες ειδικοί θα τηγανίσουν σε συνθήκες έλλειψης βαρύτητας, σε μια παραβολική πτήση που θα πραγματοποιηθεί το αργότερο ως το καλοκαίρι του 2014. Ας πάρουμε όμως τα πράγματα από την αρχή.

Ο καθηγητής Θοδωρής Καρα­πάντσιος, επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας του ΑΠΘ.

Μια πατάτα που τηγανίζεται στο καυτό λάδι είναι ένα πορώδες μέσο που αντιδρά σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες και τα πορώδη υλικά αποτελούν έναν από τους τελευταίους τομείς «αιχμής» που μελετώνται για τη βελτίωση των συσκευών μεταφοράς θερμότητας – συσκευές που χρησιμοποιούνται για τη γρήγορη απαγωγή μεγάλων ποσοτήτων θερμότητας σε σημεία όπου αναπτύσσονται υψηλές θερμοκρασίες. Στο πλαίσιο αυτό ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος χρηματοδοτεί πέντε ερευνητικές ομάδες που εξετάζουν φαινόμενα βρασμού σε διάφορα υλικά. Μία από αυτές είναι και η ομάδα του Τμήματος Χημείας του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης με επικεφαλής τον καθηγητή Θοδωρή Καραπάντσιο. «Μας χρηματοδοτεί τα τελευταία τρία χρόνια για να μελετήσουμε τα φαινόμενα μεταφοράς θερμότητας και μάζας με ταυτόχρονη αλλαγή φάσης μέσα σε πορώδη μέσα. Ιδιαίτερη σημασία δίνεται στη σύγκριση ανάμεσα σε τεχνητά πορώδη μέσα, όπως π.χ. κεραμικά ή πολυμερή, και σε φυσικά πορώδη μέσα» λέει ο καθηγητής μιλώντας στο «Βήμα». «Εμείς τους είπαμε ότι θα θέλαμε ως φυσικό πορώδες μέσο να εξετάσουμε την εξέλιξη της πορώδους δομής της πατάτας κατά το τηγάνισμά της γιατί αυτό είναι σημαντικό και για τη βιομηχανία και τεχνολογία τροφίμων και βρήκαν την ιδέα πολύ ελκυστική».

Η τηγανητή πατάτα εκ των έσω

Ο επικεφαλής του πειράματος δρ Γιάννης Λιούμπας.

Το αποτέλεσμα είναι ότι οι έλληνες ερευνητές θα είναι οι πρώτοι στον πλανήτη που θα τηγανίσουν σε συνθήκες μηδενικής βαρύτητας. Αν και το τηγάνισμα αποτελεί μια πολύ βασική διαδικασία για τη μελέτη της μεταφοράς θερμότητας και μάζας, φαίνεται ότι κανείς ως τώρα δεν το είχε εξετάσει συστηματικά. Ετσι η ομάδα του ΑΠΘ στη σειρά των πειραμάτων της, που έχουν ξεκινήσει εδώ και τρία χρόνια, έχει κατακτήσει πολλές πρωτιές, «τεστάροντας» για πρώτη φορά τα σχετικά μοντέλα και τηγανίζοντας για πρώτη φορά ένα υλικό σε συνθήκες υπερβαρύτητας στη Φυγόκεντρο Μεγάλης Διαμέτρου (LDC: Large Diameter Centrifuge) της ESA στο Νούρντβαϊκ της Ολλανδίας το περασμένο καλοκαίρι. Για όλες τις μελέτες ο επικεφαλής του πειράματος Γιάννης Σ. Λιούμπας έχει αναπτύξει μια ειδική πειραματική διάταξη η οποία επέτρεψε για πρώτη φορά ακριβείς μετρήσεις όχι μόνο στην επιφάνεια της πατάτας αλλά και στο εσωτερικό της. «Το πιο δύσκολο που πετύχαμε με αυτή τη συσκευή ήταν ότι μπορέσαμε να μετρήσουμε ακριβώς κάτω από την επιφάνεια του πορώδους μέσου με ακρίβεια κλάσματος του χιλιοστού» λέει ο ερευνητής. «Και ταυτόχρονα κινηματογραφούσαμε με κάμερα υψηλής ταχύτητας τις φυσαλίδες στην επιφάνειά του».
Χάρη στην πειραματική διάταξη, η οποία άλλαζε κλίση στην πατάτα (στις 0, 90 και 180 μοίρες) και έχοντας μονώσει τις πλευρές της πατάτας που δεν ήθελαν να εξετάσουν, οι ερευνητές μπόρεσαν να καταγράψουν τον σχηματισμό των φυσαλίδων, τη θερμοκρασία και μια σειρά από άλλα δεδομένα (30 το δευτερόλεπτο, όπως μας λέει ο κ. Καραπάντσιος) τα οποία τους επέτρεψαν να παρακολουθήσουν με κάθε λεπτομέρεια τι συμβαίνει καθ’ όλη τη διάρκεια του τηγανίσματος. «Μπορέσαμε να καταγράψουμε τη βίαιη απομάκρυνση της υγρασίας που υποχωρώντας άφηνε πίσω της μια δαιδαλώδη πορώδη δομή, γνωστή ως κρούστα, της οποίας το πάχος αναπτύσσεται αρχικά γρήγορα αλλά στη συνέχεια όλο και πιο αργά κατά το τηγάνισμα – πράγματα που ως τώρα υποθέταμε ή είχαμε μόνο μια γενικότερη ποιοτική άποψη γι’ αυτά. Και είναι η δομή και το πάχος της κρούστας που καθορίζουν σε σημαντικό βαθμό την τελική διείσδυση του λαδιού και επομένως τα θρεπτικό φορτίο της πατάτας» εξηγεί.

Γιαγιάδες και φριτέζες

Η πειραματική διάταξη των ερευνητών μέσα στον «κάδο» της συσκευής φυγοκέντρησης.

Η πρώτη διαπίστωση-έκπληξη στη φάση των πειραμάτων που έγιναν σε συνθήκες 1 g – δηλαδή, σε γήινη βαρύτητα – ήταν ότι μια πατάτα που «τσιτσιρίζεται» μέσα στο λάδι δεν τηγανίζεται με τον ίδιο τρόπο από όλες τις πλευρές. Οι πλευρές που είναι κάθετα προς τον πυθμένα τηγανίζονται πιο γρήγορα και κάνουν εντονότερη κρούστα από ό,τι η επάνω οριζόντια πλευρά ενώ η κάτω οριζόντια πλευρά γίνεται μάλλον βραστή, αφού δεν σχηματίζει σχεδόν καθόλου κρούστα. Αυτό γιατί, όπως είδαν οι ερευνητές, εξαιτίας της άνωσης οι φυσαλίδες ατμού που δημιουργούνται (για τη γαστρονομία η διαφορά μπορεί να είναι τεράστια, για τη Φυσική όμως το τηγάνισμα είναι στην ουσία βρασμός, μόνο που γίνεται σε λάδι και σε υψηλότερες θερμοκρασίες) «κολλάνε» επάνω της και λειτουργούν κατά κάποιον τρόπο σαν θερμομονωτικό. Το μυστικό λοιπόν για γρήγορες, τραγανές πατάτες είναι να τοποθετηθούν κάθετα μέσα στο λάδι. «Οσο πιο κάθετη είναι η πατάτα, τόσο πιο γρήγορα θα τηγανιστεί – που σημαίνει εξοικονόμηση ενέργειας και χρόνου – και τόσο πιο τραγανή θα γίνει αφού αυξάνεται η κρούστα της» λέει ο καθηγητής.

Στην πραγματική ζωή βεβαίως, έξω από το εργαστήριο και την ειδική πειραματική διάταξη των ερευνητών, οι πατάτες σπανίως στέκονται κατακόρυφα μέσα στο λάδι και οι γιαγιάδες μας που τις τηγάνιζαν γυρίζοντάς τις διαρκώς αποδεικνύονται σοφές. Αυτή είναι και η συμβουλή που δίνουν σήμερα οι επιστήμονες του ΑΠΘ για «οικιακή» χρήση ενώ για τη βιομηχανία προτείνουν μηχανισμούς που θα δημιουργούν μια ήπια ανατάραξη αλλάζοντας την κλίση τους. Μετά την πρόσφατη δημοσίευση δύο σχετικών μελετών στην επιθεώρηση «Journal of Food Science» μια αμερικανική εταιρεία που κατασκευάζει φριτέζες ήρθε σε επαφή με τον κ. Καραπάντσιο: η ιδέα είναι να εξοπλίσει τις φριτέζες της με συστήματα που θα ρυθμίζουν την κλίση στις πατάτες ανάλογα με το πόσο τραγανές τις θέλει ο καθένας, όπως μας είπε όμως ο καθηγητής αυτό είναι κάτι που ακόμη δεν έχουν εξετάσει.

Σε πιο θεωρητικό επίπεδο οι ερευνητές κατόρθωσαν επίσης να επαληθεύσουν για πρώτη φορά πειραματικά την πρόσφατη ανατροπή μιας παλιάς θεωρίας για το τηγάνισμα. «Μέχρι πρόσφατα ακόμη οι επιστήμονες είχαν την εντύπωση ότι η κρούστα της πατάτας ταυτίζεται με ένα μέτωπο εξάτμισης του νερού – ότι, δηλαδή, το νερό υποχωρεί απότομα σαν ένα μέτωπο προς το εσωτερικό της πατάτας και καθώς υποχωρεί ταυτόχρονα σχηματίζεται η κρούστα» εξηγεί ο καθηγητής. «Πριν από μερικά χρόνια όμως αμερικανοί ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Cornell έδειξαν με ένα θεωρητικό μοντέλο ότι αυτό δεν ισχύει, ότι η διαδικασία δεν γίνεται απότομα, σαν μέτωπο, αλλά σε μια ευρύτερη περιοχή, σαν ζώνη. Τα πειράματά μας έδειξαν για πρώτη φορά ότι το θεωρητικό μοντέλο τους για τη ζώνη εξάτμισης ισχύει και επιπλέον ότι αυτή η ζώνη εξάτμισης είναι πιο στενή όσο μεγαλύτερη είναι η θερμοκρασία του λαδιού, οπότε σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες τηγανίσματος (180 βαθμούς Κελσίου) μπορεί – υπό προϋποθέσεις – να θεωρηθεί ότι προσεγγίζει σε ένα μέτωπο εξάτμισης».

Πολύτιμη φυγόκεντρος!
Η δεύτερη φάση των πειραμάτων τηγανίσματος στην υπερβαρύτητα έφθασε μέχρι τις πολύ «βαριές» συνθήκες των 9 g – βαρύτητα εννέα φορές μεγαλύτερη από αυτή της Γης. Οταν η βαρύτητα αυξάνεται, το τηγάνισμα γίνεται εντονότερο, με την έννοια ότι, αν και η θερμοκρασία του λαδιού είναι η ίδια, η θερμότητα μεταφέρεται με μεγαλύτερο ρυθμό, προσφέροντας έναν καλό τρόπο για να «δοκιμάσει» κανείς θεωρίες και μοντέλα. Η θεωρία της ζώνης εξάτμισης πέρασε και εδώ το τεστ, ενώ οι ερευνητές εξέτασαν έναν ακόμη σημαντικό παράγοντα. Η δύναμη του g, όπως μας λέει ο κ. Καραπάντσιος, περιλαμβάνεται σε όλα τα μοντέλα βιομηχανικής χρήσης που περιγράφουν τη μεταφορά θερμότητας από το λάδι στο σώμα που τηγανίζεται. «Αυτή η εξάρτηση, η σχέση της μεταφοράς θερμότητας με το g, δεν είχε ελεγχθεί ποτέ, γιατί κανένας ποτέ δεν έκανε πειράματα στην υπερβαρύτητα» εξηγεί.

Οσον αφορά την πιο ελκυστική για κάποιον που δεν είναι επιστήμονας πλευρά, την ίδια την πατάτα, αυτή φάνηκε να φθάνει στο… απόγειό της στις πιο «βαριές» συνθήκες. Μεγαλύτερη βαρύτητα και πιο έντονη μεταφορά θερμότητας σημαίνουν πολύ μικρότερες φυσαλίδες, πολύ πιο γρήγορο τηγάνισμα και πατάτες με πιο παχιά κρούστα και λιγότερο λάδι – και αυτό ήταν θεωρητικά αναμενόμενο. Εκείνο όμως που ανακάλυψαν οι ειδικοί ήταν ότι εδώ υπάρχει ένα βέλτιστο όριο, τα 3 g. «Μετά τα 3 g, στα 6 ή στα 9, υπάρχει μια μικρή βελτίωση, σε χρόνους και τραγανότητα, αλλά όχι τόσο εντυπωσιακή» λέει ο καθηγητής. «Οι φυσαλίδες είναι πιο μικρές, όπως είδαμε όμως ο κρατήρας, το αποτύπωμα που αφήνουν στην πατάτα σχηματίζοντας την κρούστα δεν αλλάζει».

Αυτό σημαίνει ότι μια φριτέζα εξοπλισμένη με ένα μικρό σύστημα φυγοκέντρησης θα μπορούσε να μειώσει σημαντικά τον χρόνο του τηγανίσματος προσφέροντας πατάτες πιο τραγανές και ταυτόχρονα πολύ πιο υγιεινές και λιγότερο παχυντικές. Ο κ. Καραπάντσιος εκτιμά ότι το διαφορετικό πορώδες της κρούστας στις «φυγοκεντρισμένες» πατάτες μπορεί να οδηγήσει σε μείωση 15%-20% της περιεκτικότητάς τους σε λάδι, οι σχετικές μετρήσεις όμως θα γίνουν στο επόμενο διάστημα.

Τραγανές και πιο υγιεινές

Αφού δεν μπορούμε εύκολα να κρατήσουμε τις πατάτες «όρθιες» στο τηγάνι, για πιο τραγανή κρούστα οι ειδικοί συνιστούν να τις αναποδογυρίζουμε συχνά.

Αν εξαιρέσουμε την προωθημένη τεχνολογία της φυγοκέντρησης και της ειδικής διάταξης για τις μετρήσεις, τα πειράματα θα μπορούσαν να αποτελούν τη χαρά τού… καλοφαγά: οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν «αληθινές», φρέσκιες και όχι προτηγανισμένες πατάτες, τις οποίες τηγάνισαν σε ελαιόλαδο, με τον παραδοσιακό μεσογειακό τρόπο. «Η ιδέα είναι ότι οι αστροναύτες δεν θα πάρουν μαζί τους δύο τόνους προτηγανισμένες πατάτες. Θα καλλιεργήσουν οι ίδιοι πατάτες είτε στο σκάφος μεταφοράς, αν υπάρχει σχετικός χώρος, είτε στον τόπο προορισμού τους» λέει ο κ. Καραπάντσιος. «Επίσης όμως, σε πρακτικό επίπεδο, οι περισσότεροι στα σπίτια μας τηγανίζουμε ωμές πατάτες. Για τον βιομηχανικό τομέα, όπου ως επί το πλείστον χρησιμοποιούνται προτηγανισμένες πατάτες, το πείραμά μας αποτελεί πείραμα αναφοράς, αφού μελετά τις συνθήκες στο πρωτογενές, μη επεξεργασμένο προϊόν».
Και τι γίνεται με τη γεύση; Επίσημη απάντηση δεν μπορούμε να έχουμε προς το παρόν στο συγκεκριμένο ερώτημα. Οπως εξηγεί ο καθηγητής, για να αποφανθεί κανείς περί γευσιγνωσίας με επιστημονικό τρόπο θα πρέπει να αποταθεί σε ένα πάνελ ειδικών, και ειδικοί γευσιγνώστες για την τηγανητή πατάτα στην Ελλάδα δεν υπάρχουν. Εκτός από μια προσπάθεια εκπαίδευσης μιας ομάδας στο ΑΠΘ υπάρχουν επίσης σκέψεις για συνεργασία με ειδικούς από το εξωτερικό. «Αν θέλετε πάντως να σας πω ως ερασιτέχνης, η πατάτα είναι η ίδια πατάτα που ξέρουμε, μόνο που είναι πιο τραγανή» μας λέει. «Και για μένα είναι πλεονέκτημα το ότι έχει λιγότερο λάδι».

Τηγανίζεις στη μικροβαρύτητα;
Στην επόμενη φάση, το τηγάνισμα σε μηδενική βαρύτητα, οι ερευνητές δεν περιμένουν να δοκιμάσουν νόστιμες πατάτες. Αυτό γιατί στις συγκεκριμένες συνθήκες η πατάτα δεν πρόκειται να τηγανιστεί. «Αυτό που περιμένουμε να δούμε είναι αυτό που συμβαίνει στο συμβατικό τηγάνι με την κάτω οριζόντια πλευρά: επειδή δεν υπάρχει βαρύτητα η πατάτα θα εγκλωβιστεί σε μια τεράστια φυσαλίδα» λέει ο κ. Καραπάντσιος. «Δεν μας απασχολεί όμως το αν μπορεί κάποιος να τηγανίσει στη μικροβαρύτητα. Η απάντηση είναι όχι». Αυτό που τους απασχολεί – πέρα από το πρόβλημα του «μενού» των αστροναυτών, το οποίο πιθανότατα θα λυθεί με ένα σύστημα φυγοκέντρησης – είναι να μελετήσουν το τηγάνισμα και σε αυτές τις εντελώς άγνωστες συνθήκες και να κατανοήσουν τους μηχανισμούς του ώστε να χρησιμοποιήσουν τις γνώσεις τους για να βελτιώσουν, όχι πια μόνο το πιάτο μας, αλλά και τις αντοχές των διαστημοπλοίων της ESA.

«Το τηγάνισμα ως μηχανισμός απομάκρυνσης νερού από πορώδη μέσα με έντονους ρυθμούς μεταφοράς θερμότητας παρουσιάζει ενδιαφέρον για τα συστήματα εναλλαγής θερμότητας με βρασμό τα οποία χρησιμοποιούνται συχνά στο Διάστημα» εξηγεί ο κ. Καραπάντσιος. Επίσης, όπως επισημαίνει ο κ. Λιούμπας, πολλές διεργασίες στο Διάστημα εμπερικλείουν μεταφορά θερμότητας και μάζας σε πορώδη μέσα, με πιο γνωστή σε όλους μας την είσοδο των διαστημοπλοίων στη γήινη ατμόσφαιρα. «Λόγω της τριβής» λέει ο ερευνητής «αναπτύσσονται πολύ υψηλές θερμοκρασίες στο κέλυφος μπροστά στη μύτη και πολλά διαστημόπλοια έχουν καταστραφεί κατά την είσοδό τους στη Γη. Ισως θα μπορούσαμε να παράγουμε καλύτερα υλικά για να αποφύγουμε αυτές τις καταστροφές». Οι δυνατότητες δεν εξαντλούνται εδώ. «Ξέρετε, η πατάτα όσο και να την τηγανίσει κάποιος, ακόμη και μέχρι να την κάψει εξωτερικά, ένα τμήμα στο εσωτερικό της μένει πάντα φρέσκο γιατί το προστατεύει η κρούστα που δημιουργείται» προσθέτει. «Αυτό είναι πολύ σημαντικό γιατί μας δείχνει μια βιομιμητική προσέγγιση. Η φύση μάς δείχνει πώς θα εκμεταλλευθούμε τα φαινόμενα σε δικές μας εφαρμογές».

Πυρκαγιά στο Διάστημα
Μια πυρκαγιά σε έλλειψη βαρύτητας είναι πολύ διαφορετική από τις φωτιές που γνωρίζουμε εδώ στη Γη. «Πριν από μερικά χρόνια ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος έκανε μια προσομοίωση και είδε ότι μέσα σε ένα διαστημόπλοιο, επειδή υπάρχει πολύ οξυγόνο, η φωτιά εξαπλώνεται πολύ γρήγορα, ενώ λόγω της έλλειψης βαρύτητας δεν εξαπλώνεται με τον γνωστό τρόπο, δεν απλώνεται παντού, αλλά δημιουργούνται διάχυτοι θύλακοι φωτιάς μέσα στον χώρο» περιγράφει ο Θοδωρής Καραπάντσιος. Στις περιπτώσεις αυτές οι αστροναύτες έχουν 60 δευτερόλεπτα για να φθάσουν στη θυρίδα, να την ανοίξουν και να βγουν. Ο χρόνος αυτός, όπως εξηγεί ο καθηγητής, είναι πολύ λίγος, ενώ λόγω της πυρκαγιάς είναι πολύ πιθανόν τα τοιχώματα του σκάφους και η θυρίδα να είναι τόσο καυτά ώστε να μην μπορούν καν να τα αγγίξουν.

«Για να κρατήσουμε τη θερμοκρασία των τοιχωμάτων και της θυρίδας χαμηλή» προσθέτει «έχουμε προτείνει, και αυτό μελετάμε, να πλημμυρίζουν εσωτερικά με νερό, και μάλιστα με τα λύματα του διαστημοπλοίου, όχι το καθαρό νερό που χρησιμοποιούν οι αστροναύτες. Τα τοιχώματα και η θυρίδα είναι από πορώδη υλικά και το νερό θα διοχετευθεί στο εσωτερικό τους, οπότε ο βρασμός που θα γίνει θα μειώσει τη θερμοκρασία τους δίνοντας επιπλέον χρόνο ώστε να μπορέσουν οι αστροναύτες να προλάβουν να βγουν».

Αναδημοσιευσα Από Βημα

Μοριακές δονήσεις γεννούν αρώματα!

Μοριακές δονήσεις γεννούν αρώματα!

Αντιλαμβανόμαστε τις οσμές από τις κβαντικές ταλαντώσεις των μορίων τους, λέει η ερευνητική ομάδα του Ιδρύματος «Αλέξανδρος Φλέμινγκ»

Σουφλέρη Ιωάννα Α.

Οι μυρωδιές που κατακλύζουν τη ζωή μας δεν οφείλονται μόνο στα διαφορετικά μόρια των ουσιών, αλλά και στις ταλαντώσεις τους! Αποκαλυπτική έρευνα με ελληνική υπογραφής,

Δεν μπορώ να σας περιγράψω με τι χαρά οδηγούσα πριν από καμιά δεκαριά ημέρες προς το Ερευνητικό Ινστιτούτο «Αλέξανδρος Φλέμινγκ» στη Βάρη. Οχι μόνο ήταν μια λαμπερή ηλιόλουστη ημέρα, αλλά ήταν η ημέρα που επιτέλους θα γινόμουν κι εγώ μέρος ενός πειράματος! Τα τελευταία χρόνια γράφω για πειράματα που έχουν γίνει από άλλους και στο παρελθόν έχω κάνει και η ίδια πολλά πειράματα. Αλλά ποτέ ως εκείνη την ημέρα δεν ήμουν μέρος ενός πειράματος ή, αν προτιμάτε, δεν είχα υπάρξει πειραματόζωο!

Φαντάζομαι ότι σας έχω μπερδέψει. Σαν να σας ακούω να ρωτάτε: «Γιατί να χαίρεται κανείς όταν πάει να γίνει πειραματόζωο;». Κατ’ αρχάς να διευκρινίσουμε ότι δεν είναι δεδομένο πως υποφέρουν όλα τα πειραματόζωα. Και, στην περίπτωσή μου, είχα από καιρό θέσει υποψηφιότητα για τον ρόλο αυτόν και ήμουν περιχαρής που το αίτημά μου είχε γίνει αποδεκτό. Βλέπετε, ήθελα να είμαι από τους πρώτους ανθρώπους πάνω στον πλανήτη που θα βοηθούσαν να διαλευκανθεί ένα μέγα μυστήριο: το πώς μυρίζουμε.

Σκεφθείτε το για μια στιγμή: ο άνθρωπος κατέκτησε το Διάστημα, δημιούργησε ηλεκτρονικούς υπολογιστές με ασύλληπτες δυνατότητες, θεράπευσε ασθένειες που τον ταλάνιζαν για αιώνες, αλλά δεν γνωρίζει ακόμη πώς λειτουργεί μία από τις πέντε αισθήσεις του. Και μπορεί οι άνθρωποι να τείνουμε να υποτιμούμε την όσφρηση, σε σχέση με την όραση ή την ακοή, αλλά κάνουμε τεράστιο λάθος. Θυμηθείτε το αυτό την επόμενη φορά που ένα κρυολόγημα θα σας στερήσει την όσφρησή σας για μερικές ημέρες: δείτε πόσο φτωχότερος γίνεται ο κόσμος σας χωρίς οσμές. Για να μην πούμε πόσο πιο επικίνδυνος γίνεται, αφού δεν θα μπορούσε κανείς να μυρίσει ούτε τον καπνό μιας πυρκαγιάς ούτε μια τοξική ουσία.

Κλειδιά και κλειδαριές
Οσοι παρακολουθούν επισταμένως τα επιστημονικά τεκταινόμενα θα θυμούνται ίσως ότι το 2004 δύο αμερικανοί ερευνητές, οι Ρίτσαρντ Αξελ (Richard Axel) και Λίντα Μπακ (Linda Β. Buck), τιμήθηκαν με το βραβείο Νομπέλ Ιατρικής για την ανακάλυψη των οσφρητικών υποδοχέων και τη διαλεύκανση της οργάνωσης του οσφρητικού συστήματος. Οπως διαπιστώθηκε από τους δύο συνεργάτες, οι οσφρητικοί υποδοχείς είναι πρωτεΐνες εγκατεστημένες στα εξειδικευμένα κύτταρα του ρινικού επιθηλίου μας. (Η εξειδίκευση των κυττάρων του οσφρητικού επιθηλίου προέρχεται από το γεγονός ότι καθένα από αυτά φέρει έναν και μόνο τύπο οσφρητικού υποδοχέα.) Τα κύτταρα αυτά λοιπόν αντιλαμβάνονται τις οσμές και πληροφορούν τον εγκέφαλό μας για την παρουσία τους στέλνοντας ηλεκτρικές ώσεις αρχικά στον οσφρητικό λοβό και στη συνέχεια σε άλλες περιοχές του.

Ενώ όμως οι διαδρομές των ηλεκτρικών ώσεων από το ρινικό επιθήλιο στον εγκέφαλο φαίνεται ότι είναι ξεκάθαρες, δεν συμβαίνει το ίδιο και με το πρώτο βήμα της λειτουργίας της όσφρησης, το οποίο έχει να κάνει με την αλληλεπίδραση των οσμών με τους οσφρητικούς υποδοχείς. Η αρχική υπόθεση ήταν ότι οι οσμές και οι υποδοχείς τους λειτουργούν όπως το κλειδί με την κλειδαριά: κάθε οσμή μπορούσε να «ξεκλειδώσει» τον αντίστοιχο υποδοχέα της προσδενόμενη πάνω σε αυτόν.

Οσο ελκυστική και αν ακούγεται αυτή η υπόθεση, κάπου χωλαίνει: «Οι επιστημονικές υποθέσεις είναι σωστές όταν έχουν προβλεπτική ικανότητα» σημείωσε στο «BHMAScience» ο Λούκα Τούριν (Luca Turin), ερευνητής τώρα του Ινστιτούτου Φλέμινγκ. Πράγματι, αν η υπόθεση που θέλει τις οσμές να έχουν στερεοδιάταξη συμπληρωματική ως προς τον υποδοχέα τους εξηγεί πράγματι τη λειτουργία της όσφρησης, θα έπρεπε να μπορεί κανείς να προβλέψει πώς θα μύριζε μια ουσία αν γνώριζε το σχήμα της στον χώρο. Αντιστοίχως, θα περίμενε κανείς ουσίες με παραπλήσια σχήματα να έχουν και παραπλήσιες οσμές.

Βότκα και… χαλασμένο αβγό
Οπως όμως γνωρίζουν όσοι ερευνούν τη λειτουργία της όσφρησης, τα παραπάνω δεν ισχύουν. Χαρακτηριστικότατο παράδειγμα αποτελεί το ζεύγος αιθανόλης – αιθανοθειόλης, που είναι ουσίες με πολύ όμοια στερεοδιάταξη και αντιδιαμετρικά αντίθετες οσμές. Η πρώτη μυρίζει βότκα, ενώ η αιθανοθειόλη, που δεν είναι παρά μια αιθανόλη στης οποίας το μόριο ένα υδρογόνο έχει αντικατασταθεί από ένα μόριο θείου, μυρίζει χαλασμένο αβγό. Τη μυρωδιά του χαλασμένου αβγού έχουν επίσης και μια σειρά ενώσεις βορίου και υδρογόνου, τα βοράνια, των οποίων το μόριο δεν έχει καμία ομοιότητα με την αιθανοθειόλη.

Ολα αυτά έκαναν τον Τούριν, ο οποίος είναι βιοφυσικός, δύσπιστο σχετικά με την εξήγηση της αλληλεπίδρασης των οσμών με τους υποδοχείς τους. Ο Τούριν θεώρησε ότι πιθανότατα είχε δίκιο ο βρετανός χημικός Sir Malcolm Dyson, ο οποίος το 1937 είχε κάνει την υπόθεση πως αντιλαμβανόμαστε τις οσμές χάρη στις μοριακές δονήσεις τους. Αναζητώντας τρόπους να διερευνήσει αυτή την υπόθεση πειραματικά, ο Τούριν προσέγγισε τον νευροβιολόγο Ευθύμιο Σκουλάκη του Ινστιτούτου Φλέμινγκ. Ο δρ Σκουλάκης και οι συνεργάτες του διερευνούν τον μηχανισμό της μνήμης και της μάθησης χρησιμοποιώντας ως πειραματόζωο τη μύγα του ξιδιού (Drosophila melanogaster) και έχουν αναπτύξει τεχνικές εκπαίδευσης των μυγών με τη βοήθεια οσφρητικών σημάτων.

Ο ρόλος των ταλαντώσεων
Πριν από ακριβώς δύο χρόνια το δίδυμο Σκουλάκη – Τούριν είχε καταδείξει ότι πράγματι οι μοριακές δονήσεις ενός μορίου και όχι η στερεοδιάταξή του είναι ο τρόπος με τον οποίο αντιλαμβάνονται τις οσμές οι μύγες. Δεν γνώριζαν όμως αν κάτι τέτοιο μπορούσε να ισχύει και στους ανθρώπους. «Τα οσφρητικά κύτταρα των μυγών είναι πολύ διαφορετικά από τα δικά μας και μόνο η επανάληψη του πειράματος σε ανθρώπους θα μπορούσε να μας λύσει το μυστήριο» είπε ο Λούκα Τούριν.

Το πείραμα είναι απλό στη σύλληψή του αλλά κάπως πιο δύσκολο στην εφαρμογή. Ενα μόριο του οποίου τα υδρογόνα έχουν αντικατασταθεί από δευτέριο (ισότοπο του υδρογόνου) διατηρεί τη στερεοδιάταξή του, αλλά οι μοριακές δονήσεις του είναι διαφορετικές εξαιτίας των διαφορετικών ταλαντώσεων του βαρύτερου δευτέριου. Αν όντως ισχύει η θεωρία του Τούριν, θα έπρεπε το δευτεριωμένο μόριο να μυρίζει διαφορετικά από το αρχικό.

Για να μπορέσουν να προβούν σε αυτόν τον πειραματισμό, οι δύο συνεργάτες ζήτησαν τη βοήθεια της Vioryl, της μόνης ελληνικής εταιρείας αρωμάτων που διαθέτει ένα μεγάλο ερευνητικό τμήμα. «Ο Δημήτρης Γεωργανάκης από τη Vioryl και η Κλειώ Μανιάτη η οποία εργάζεται στο εργαστήριό μας έφτιαξαν τα υψηλής καθαρότητας δευτεριωμένα μόρια μασκ τα οποία χρειαζόμασταν για να διερευνήσουμε την ορθότητα της θεωρίας μας» είπε ο Λούκα Τούριν.

Τα μασκ κι εγώ
Τα μασκ είναι μια ομάδα μορίων με ευρεία χρήση στην αρωματοποιία. Ο καθαρισμός με τη βοήθεια αέριας χρωματογραφίας τόσο των κανονικών όσο και των δευτεριωμένων μορίων μασκ, ώστε να είναι βέβαιο ότι οι εθελοντές θα μύριζαν μόνο την ουσία χωρίς καμία πρόσμειξη, ήταν κομβικής σημασίας για τον πειραματισμό. Ως καλή εθελόντρια λοιπόν κατέφθασα κι εγώ εκείνο το λαμπερό πρωινό στη Βάρη και γεμάτη ανυπομονησία είδα να καταφθάνουν μέσα σε ένα κουτί τα μικρά εργαστηριακά μπουκαλάκια με τα δύο ειδών μασκ, το κανονικό και το δευτεριωμένο.

Το πρώτο μπουκαλάκι, που δεν ξέρω τι περιέχει, ανοίγει. Το φέρνω στη μύτη μου και μυρίζω κάτι απροσδιόριστο, κάτι που θυμίζει πλαστικό. Είναι το πλαστικό που τυλίγει το πώμα του. Δεν έχω ιδέα πώς μυρίζει το περιεχόμενο του μπουκαλιού. Οι ερευνητές κοιτάζονται μεταξύ τους και χαμογελούν. Μου δίνουν το επόμενο μπουκαλάκι, τίποτε. Φέρνουν κι άλλα από το εργαστήριο. Τίποτε.

Η καριέρα μου ως πειραματοζώου τελειώνει προτού ακόμη αρχίσει. Οπως με πληροφορούν, ανήκω στο 5% του πληθυσμού που δεν μπορεί να μυρίσει τα μασκ! Ευτυχώς για τους ερευνητές, υπάρχει το άλλο 95%. Οπως σημειώνουν στο άρθρο τους που δημοσιεύθηκε προσφάτως στην επιθεώρηση «PlosOne», άλλοι εθελοντές μπορούσαν να ξεχωρίσουν τα κανονικά από τα δευτεριωμένα μόρια του μασκ.

Η κβαντική συνιστώσα
Το εύρημά τους σημαίνει ότι η λειτουργία της ανθρώπινης όσφρησης διαθέτει και μια κβαντική συνιστώσα, καθώς αυτό που στην πραγματικότητα αντιλαμβάνονται οι εθελοντές δεν είναι τίποτε άλλο από τις διαφορετικές μοριακές δονήσεις των μορίων με τα διαφορετικά ισότοπα (υδρογόνο – δευτέριο). Οσο για μένα, έχω τελικά ελπίδες να συνεχίσω την καριέρα μου ως πειραματόζωο: όπως με πληροφόρησε η ερευνητική ομάδα, για την επόμενη φάση των πειραμάτων της χρειάζεται ανθρώπους που δεν μπορούν να μυρίσουν τα μασκ. Μόλις έχω νεότερα από την πορεία των πειραμάτων, θα σας ενημερώσω…      

Αναδημοσιευσα Από Βημα

Ο θαυματουργός ιστός της αράχνης,

Στο μέλλον ίσως μπορεί να χρησιμεύει για την παρασκευή καρδιακών μοσχευμάτων ή και νευρικών κυττάρων

ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ: ΣΤΕΦΑΝΟΣ ΚΡΙΚΚΗΣ,

Τις εκπληκτικές ιδιότητες του μεταξιού της αράχνης μελετά εδώ και τέσσερις δεκαετίες ο καθηγητής στο Τμήμα Ζωολογίας του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης Φριτζ Βόλραθ. Καθώς θεωρείται ένα από τα πιο ισχυρά υλικά στον κόσμο, πιστεύει ότι στο άμεσο μέλλον θα μπορεί να χρησιμεύει για την παρασκευή καρδιακών μοσχευμάτων ή και νευρικών κυττάρων.
«Αυτό που πάντα με παραξένευε είναι γιατί οι επιστήμονες δεν έδειχναν περισσότερο ενδιαφέρον για τις αράχνες», λέει ο δρ Βόλραθ. «Η αράχνη είναι ένα πλάσμα που αναλογικά με το μέγεθός του μπορεί να χτίσει από το σώμα του μία κατασκευή ίση αναλογικά με ένα γήπεδο ποδοσφαίρου, μέσα σε μία νύχτα, και να αιχμαλωτίσει σε αυτό ένα θήραμα με μέγεθος – πάλι αναλογικά – ενός αεροπλάνου».
Ο δρ Βόλραθ άρχισε να δείχνει ενδιαφέρον για τις αράχνες από τις αρχές της δεκαετίας του 1970 όταν ολοκλήρωσε τις σπουδές του στη νευροφυσιολογία, στο Πανεπιστήμιο του Μονάχου. Το 1972 στο Μόναχο, βλέποντας το Ολυμπιακό Πάρκο που είχε κατασκευάσει ο Φρέι Οτο το οποίο έμοιαζε με ιστό αράχνης, ο Βόλραθ σκέφθηκε το ενδεχόμενο να μπορεί το μετάξι της αράχνης να δώσει νέα ώθηση στην επιστήμη των βιοϋλικών, που τότε άρχισε να κάνει τα πρώτα της βήματα.
Εκτοτε, έχει ξοδέψει περισσότερο χρόνο από κάθε άλλο άνθρωπο για να μελετήσει πώς οι αράχνες υφαίνουν τον θαυματουργό ιστό τους. Τάισε αράχνες με φάρμακα, με μικροσκοπικές σταγόνες από αμφεταμίνες και καφεΐνη και μελέτησε τις διασπαστικές επιδράσεις που αυτά είχαν στην κατασκευή του ιστού.
Δοκίμασε τρόπους ώστε να μπορέσει να  εκπαιδεύει αράχνες να «γράφουν» πάνω στους ιστούς τους όταν τους υφαίνουν. Επεμβαίνοντας στον προσανατολισμό τους όταν υφαινόταν ο ιστός, έκανε αράχνες να σχηματίσουν πάνω τους τον αριθμό 88. Ο Βόλραθ εξακολουθεί να μελετά τις ιδιότητες του μεταξιού της αράχνης καθώς πιστεύει ότι το υλικό αυτό μπορεί να προκαλέσει επανάσταση όχι μόνο στη βιομηχανία των πολυμερών υλικών αλλά και στην ιατρική με την ανάπτυξη μοσχευμάτων, όπως καρδιάς και νευρικών ιστών.
«Κανένας δεν ενδιαφερόταν ουσιαστικά για τις αράχνες όταν ξεκίνησα. Τώρα είναι υπερβολικά πολλοί». Το μετάξι της αράχνης είναι σχεδόν το πιο σκληρό υλικό στον πλανήτη. Είναι δυνατότερο ως προς τη μάζα του από το ατσάλι και πιο ανθεκτικό και εύκαμπτο από το κέβλαρ. Επιδεικνύει προσαρμοστικότητα στο περιβάλλον και το τάνυσμα του δεν αλλοιώνεται από τις αλλαγές της θερμοκρασίας και της υγρασίας. Γι’ αυτό και οι ιστοί αράχνης παραμένουν άθικτοι στους τάφους των φαραώ.
Καθώς η αράχνη υφαίνει τον ιστό της επανακαθορίζει  την πυκνότητα των συστατικών του στοιχείων. Αυτό το επιτυγχάνει με γρήγορες ή αργές κινήσεις, για παράδειγμα, παράγοντας σχεδόν κρυσταλλικό, πολύ συμπαγές μετάξι ή ανάμεικτο, πολύ ευλύγιστο μετάξι για διαφορετικά μέρη του ιστού.
Η μελέτη της νανοδομής του μεταξιού προκάλεσε αίσθηση στον ίδιο και τους συνεργάτες του. «Αυτό που ανακαλύψαμε είναι ότι σε μοριακό επίπεδο, διαθέτει κάτι σαν πεπτίδιο, ένα επαναλαμβανόμενο μικρό μοτίβο σαν μελωδία κάποιου σκοπού. Αυτό είναι που βοηθά ώστε το μετάξι να αποκτά τις ιδιότητές του. Δεν ξέρουμε ακριβώς γιατί αυτό το μοτίβο βρίσκεται στις αράχνες, αλλά ξέρουμε ότι είναι το ίδιο μοτίβο που βρίσκεται στα νημάτια που συγκρατούν μεταξύ τους τα ανθρώπινα κύτταρα».

Αναδημοσιευσα Από Νεα

Ετικετοσύννεφο