Monthly Archives: Agost 2012

Hi ha vida a Mart ?

Click here for english: Is there life in Mars ?

30 agost 2012

Com sabeu, aquests dies Mart torna a estar de moda. El 6 d’agost hem vist com la missió Mars Science Laboratory (MSL) de la NASA [1] va aterrar, o potser més ben dit, “amartitzar” (existeix aquesta paraulota ?) al planeta roig amb èxit, i ara l’astromòbil Curiosity s’hi passeja per allà veient què hi troba. Aquest robot d’uns 900 kg, el més gran que s’ha aconseguit fer arribar sa i estalvi a Mart, va molt ben equipat. Porta 10 instruments científics, com teledetector amb làser infraroig, espectròmetre de masses, cromatògraf de gassos, difracció de raigs X, càmera microscòpica, detector de radiacions, estacions metereològiques, i altres, a més de 17 càmeres fotogràfiques [2].

Aquests equips estan pensats per intentar detectar qualsevol rastre d’aigua, analitzar les roques amb precisió, estudiar els minerals en la superfície de Mart, mesurar la quiralitat de les molècules detectades (ja sabeu, L- o D-, com els L-aminoàcids propis dels sers vius) i fer fotografies en alta resolució.

Curiosity

L’astromòbil Curiosity, de la missió Mars Science Laboratory de la NASA

Amb aquestes eines, entre els objectius de la MSL, cal destacar la determinació de si hi van existir condicions propícies per a la vida. Per tant, més que buscar si troba directament sers vius, l’objectiu és intentar trobar senyals de si n’hi podria haver o hi hagués hagut, i d’altra banda, veure les possiblitats del terreny (“marteny” ?) des del punt de vista d’una possible colonització.

La vida tal com la coneixem a la Terra es basa en els elements químics de la bioquímica fonamental, o sigui, carboni, oxigen, hidrogen, nitrogen, fòsfor i sofre, i els altres oligoelements. Si bé aquests elements es troben a molts llocs de l’espai, inclòs Mart, cal quantificar-los per saber si les proporcions són indicatives d’una possible vida marciana present o passada.

Per descomptat, un punt clau en la cerca de vida és trobar aigua líquida, ja que a la Terra es troben sers vius a qualsevol lloc on hi hagi l’aigua en estat líquid, independentment de les altres condicions, aeròbiques o no, i de pHs extrems i altres condicions inhòspites. Com sabeu, al nostre planeta hi ha microorganismes per tot arreu, i dels anomenats extremòfils, ja siguin arquees o bacteris, n’hi ha que viuen als fons marins abisals a pressions enormes, altres a pH per sota de 1 i a temperatures properes a l’ebullició, altres a uns quants centenars de metres sota terra, altres a les capes altes de l’atmosfera, altres que aguanten radiacions, altres en una pressió osmòtica molt alta (salines per ex.), etc. Però en tots els casos, i fins i tot a vegades amb molt pocs nutrients, sempre es troben en presència d’aigua líquida, encara que sigui en poca concentració. A la Terra, allà on hi ha aigua líquida, sempre s’han trobat sers vius, sobretot microorganismes.

Doncs bé, a Mart, hi ha aigua líquida ? Sembla que molt difícilment, però no impossible del tot. Hi ha aigua, això sí, sobretot gel als pols (vegeu foto) i en altres llocs, però la poca pressió atmosfèrica (la màxima a la superfície marciana és un 0,6% de la terrestre), fa que el gel es sublimi directament a vapor d’aigua, que pràcticament no és retingut per l’atmosfera i s’escapa del planeta. L’atmosfera marciana conté 95% CO2, 3% N2, i traces d’oxigen i aigua, a banda de molta partícula en suspensió, de color rogenc semblant al color en què veiem el planeta, degut a òxid de ferro. La temperatura oscil.la des d’uns -140ºC als pols fins a uns 35ºC ocasionalment, a l’equador. Per tant, encara que sigui de forma temporal, sí que pot haver-hi aigua líquida.

Mart

Mart amb el seu color real de vist amb el telescopi espacial Hubble, NASA 1999

Tanmateix, malgrat l’inhòspit que sembla Mart actualment, hi ha proves geològiques de l’existència d’aigua líquida en un passat, per la geomorfologia de valls i canals, etc, i també per la presència d’alguns minerals que només es formen amb aigua (hematita per exemple).

D’altra banda, s’han detectat a Mart petites quantitats de metà i formaldehid, compostos que a la Terra són generats sobretot biològicament i que les condicions de l’atmosfera marciana fan que siguin de vida curta [3]. Tanmateix, no es descarta el seu origen geològic.

L’habitabilitat de Mart s’ha provat reproduint les seves condicions a nivell de laboratori, i sotmetent-hi líquens alpins i polars a aquestes condicions [4]. Doncs s’ha vist que ho podrien resistir !

La qüestió de possible vida a Mart tingué un punt àlgid el 1996, quan foren publicades a la revista Science [5], per personal de la NASA, imatges d’un tall microscòpic d’un meteòrit procedent de Mart, el ALH84001. Aquesta pedra sembla que és d’origen marcià i fou llençada a l’espai per l’impacte d’un meteòrit a Mart fa uns 15 milions d’anys, i després de viatjar pel sistema solar, arribà a l’Antàrtida terrestre, on es va trobar el 1984. Les estructures que veiem recorden cadenes bacterianes, i es va proposar que serien microfòssils marcians. Tanmateix, no s’ha demostrat l’origen biològic d’aquestes formes i d’altra banda s’ha proposat un origen inorgànic dels minerals del meteòrit [6].

ALH84001 estructuresMicroscòpia electrònica d’un fragment del meteòrit ALH84001 (imatge de la NASA)

Bé, esperem doncs amb expectació els resultats de les anàlisis que està fent el Curiosity. Si troba evidències de vida present o passada a Mart, ens donarà molt que pensar, sobretot en el sentit que els organismes terrestres no som únics a l’univers, i encara que només siguin evidències de vida microbiana molt senzilla, podrem concloure que la vida és una característica ben extesa a l’univers, oi ?

Què en penseu ? Trobarà el Curiosity proves de vida a Mart ?

Terra i MartTerra i Mart a la mateixa escala, dos Bio-planetes ? (imatge de la NASA)

Bibliografia

[1] NASA: http://www.nasa.gov/mission_pages/msl/

[2] Mahaffy, P. (2009) Sample analysis at Mars: Developing analytical tools to search for a habitable environment on the red planet. Geochemical News (Geochemical Society), 141, oct. 2009

[3] Krasnopolski, V.A. et al. (2004). Detection of methane in the Martian atmosphere: evidence for life?”. Icarus 172, 537–547

[4] DLR, German Aerospace Center) Surviving the conditions on Mars: http://www.dlr.de/dlr/en/desktopdefault.aspx/tabid-10081/151_read-3409/

[5] McKay, D.S. et al. (1996) Search for past life on Mars: Possible relic biogenic activity in Martian meteorite ALH84001. Science 273, 924–930

[6] Golden, D.C. et al. (2004) Evidence for exclusively inorganic formation of magnetite in Martian meteorite ALH84001. American Mineralogist 89, 681–695

[ ] … i la Wikipèdia:

– Mars Science Laboratory: http://en.wikipedia.org/wiki/Mars_Science_Laboratory

– Mars: http://en.wikipedia.org/wiki/Mars

Les foques del llac Baikal: misteri evolutiu biogeogràfic ?

Click here for english: The lake Baikal seal, an evolutive biogeographic mystery ?

21 agost 2012

EL LLAC BAIKAL

És la “perla de Sibèria”, així anomenat per la seva bellesa i naturalesa. Com veieu al mapa adjunt, es troba al sud i centre de la Sibèria, a la Federació Russa, força a prop de Mongòlia i de la Xina. Els xinesos l’anomenaven històricament el Mar del Nord. Els russos no el van començar a explorar fins a finals del segle XVII. Si bé actualment la majoria de la població és d’origen rus, al sud del llac hi ha els buryats, d’origen mongol, la minoria ètnica més important de Sibèria, amb llengua pròpia. Són uns 400.000 i la seva ciutat principal és Ulan-Udé.

Sibèria i el Baikal

Mapa tret de http://www.freeworldmaps.net/russia/map.html

El famòs tren transsiberià passa arran del llac, donant-li la volta per la punta sudoest, amb parades a les ciutats de Irkutsk i Ulan-Udé. Es veu que és un tram espectacular, amb 200 ponts i 33 túnels. Aquest tros del tren “només” és a uns 5000 km de Moscou (3 dies) i a 4000 km de Valdivostok (3 dies més), al Pacífic.

Llac BaikalTret de http://www.waterwaysoftheworld.com/Lake-Baikal.php

Com veieu en aquest mapa, el llac té forma de mitja lluna. És el llac d’aigua dolça més gran del món (31000 km2, com Catalunya) i també el més profund (1600 m de fondària màxima), i més antic del món (uns 25-30 M anys). El llac té com a origen una fosa tectònica, és un rift on se separen les plaques tectòniques, i es va eixamplant poc a poc.

Té una enorme biodiversitat, amb més de 1700 espècies de plantes i animals, 2/3 de les quals són endèmiques, i el 1996 la Unesco el va declarar Patrimoni de la Humanitat. Amb mínimes de -20ºC bona part de l’hivern , el Baikal és glaçat durant la meitat de l’any.

LES FOQUES DEL BAIKAL

Doncs bé, la foca del Baikal o “nerpa” és la Pusa sibirica (abans classificada com a Phoca sibirina), que es troba per tot el llac i només aquí. El llac és a 2400 km de l’oceà àrtic on desaigua a través del riu siberià Yenissei.

La nerpa és una de les poques espècies de foques completament d’aigua dolça. És relativament petita, medeix una mica més de 1 metre i pesa uns 60-70 kg. Menja diverses espècies de peixos, però sobretot uns anomenats “golomyanka”, endèmics del Baikal i molt abundants, translúcids i amb molt contingut de greix (li diuen “peix-oli”), que viuen fins a fondàries de 200-500 metres. Les foques baixen a menjar-se-les, ja que poden estar fins a 40 minuts capbussades.

pusa sibiricaUn parell de foques del Baikal, ben relaxades. Autor de la foto: Uryah, http://diertjevandedag.classy.be/zoogdieren/roofdieren/zeehond/baikalrob.htm

BÉ, I COM HI VA ARRIBAR AQUESTA FOCA AL LLAC BAIKAL ?

Doncs no està gaire clar, és quasi un misteri, ja que viu molt lluny dels mars, on viuen totes les altres espècies de foques. Però vaja, com en totes les coses, científicament es pot mirar quina podria ser la hipòtesi més fiable. Anem a veure què trobem….

L’espècie a la que s’assembla més és la foca de l’Àrtic o foca ocel·lada, Pusa hispida, que viu a quasi tot l’àrtic. Com aquesta i altres de la família dels fòcids (la foca comú, Phoca vitulina), la del Baikal tampoc té pavellons auriculars externs, a diferència dels altres pinnípedes (lleons marins o óssos marins). Una altra espècie força semblant és la del mar Caspi, Pusa caspica, que també és un cas curiòs, perquè és exclusiva del Caspi, un mar també aïllat. Tanmateix, el Caspi és un mar, amb una salinitat de 1,2% (la tercera part de la resta de mars), i per tant la foca del Caspi, com les de l’àrtic, no és d’aigua dolça.

Ara bé, hi ha dues subespècies de la foca àrtica, de poblacions petites, que són d’aigua dolça, igual que la de Baikal: són les dels llacs Saimaa (Finlàndia) i Ladoga (Rússia, prop de Finlàndia), i relativament a prop de l’oceà àrtic. Aquestes dues subespècies semblen procedir de la de l’àrtic, que després de les darreres glaciacions, degueren quedar confinades en aquests llacs. Sembla que passar de viure en aigua salada a aigua dolça en mamífers és un canvi adaptatiu relativament fàcil.

Una altra característica comú de la foca de Baikal amb aquestes altres del mateix gènere Pusa (les ocel·lades de làrtic, i la del Caspi) i altres, és que els nadons tenen el pèl blanc, que poc després passa al color gris dels adults. Això ja fa pensar en un origen dels avantpassats comuns en un ambient innivat o gèlid, i per tant àrtic o relacionat.

Per tot això, la teoria predominant dels científics dels anys 1960 [2] era que l’origen de les foques del Baikal i del Caspi a partir de les de l’àrtic hauria coincidit amb algun dels períodes glaciars del Pleistocé, potser al voltant de fa 90.000 anys, o sigui molt recent en termes d’evolució. Com veiem al mapa d’aquí baix, en aquella època glacial, el gran casquet glacial del nord arribava fins força dins de Sibèria (línia vermella) i feia de barrera a totes les aigües procedents del sud, que actualment desaigüen a l’àrtic (rius Ob i Yenissei, i altres), i així s’hauria format un gran llac, que comunicaria amb el Baikal i el Caspi, i tot plegat desaiguaria cap a l’oest, cap al mar Negre, com veiem. Geològicament, aquestes connexions de l’Aral i el Caspi cap al mar Negre semblen demostrades [3, 4]. Amb això, les foques de l’àrtic haurien migrat cap al sud i originat les del Caspi, i del Baikal potser també.

siberia amb casquet blancMapa muntatge de la imatge de Mangerud [4] (part esquerra) amb la de freeworldmaps.net (part dreta). En blanc i fins la línia vermella era el front glaciar del nord quan les glaciacions de fa uns 90.000 anys

Però, com ja he esmentat, 90.000 anys és un temps evolutivament molt curt per explicar les diferències entre aquestes espècies, encara que siguin properes.

Per tant, sembla més probable un origen anterior, i per demostrar-ho, aquests darrers anys s’han pogut utilitzar les eines moleculars. En efecte, en concret s’han comparat les seqüències gèniques de 12 proteïnes mitocondrials de les diferents espècies, no només d’aquestes foques, sinó que s’ha fet amb tots els pinnípedes [1].

D’aquesta manera, en elaborar el dendrograma corresponent, que veiem a continuació, s’ha vist que la separació evolutiva de la foca de Baikal respecte la de l’àrtic (ringed seal), i la del Caspi, i també la foca gris, tingué lloc fa uns 5 milions d’anys, a l’inici del Pliocè. Per tant, aquestes espècies de foques han de tenir una procedència geogràfica comuna, relacionant l’àrtic amb aquests llacs o mars interns. També es troben similituds moleculars entre amfípodes (petits crustacis) del Caspi i de l’àrtic.

Arnason Fig2Dendrograma de les relacions filogenètiques dels pinnípedes, segons Arnason [1].

A més, quan haurien esdevingut aquestes especiacions de les foques, i des de l’oligocè (20 M anys) fins al pliocè, el mar Paratetis (vegeu l’esquema abaix) s’estenia des del centre d’Europa fins a aquesta part d’Àsia, per damunt dels Alps, els Càrpats i altres serralades que s’estaven formant separant el Paratetis del Tetis. De fet, els actuals mars Negre, Caspi i Aral i altres llacs del centre d’Àsia són les relíquies del que fou el Paratetis. Aquest gran mar durant diverses èpoques tingué connexions amb l’àrtic.

paratetis i tetisDiagrama de Woudloper: http://commons.wikimedia.org/wiki/User:Woudloper

Per tant, és força probable que la foca del Caspi s’hagués originat a partir de les de l’àrtic o al revès gràcies a aquestes connexions geogràfiques del Paratetis fins al pliocè. Ara bé, en quant a la nostra protagonista, la foca del Baikal, encara no hi ha prou evidències geològiques per dir que el Baikal va estar connectat amb la resta de mars del Paratetis, ja que està força a l’est. Per tant, o bé hi va arribar a través d’aquesta suposada connexió amb el Paratetis, o potser hi va haver una colonització independent des de l’àrtic a través del riu Yenissei, també a la mateixa època. Res no està descartat. Per tant, la foca del Baikal seguirà tenint una mica de misteri……

BIBLIOGRAFIA

[1] Arnason U. et al (2006) Pinniped phylogeny and a new hypothesis for their origin and dispersal. Molecular Phylogenetics and Evolution 41, 345-354

[2] McLaren I.A. (1960) On the origin of the Caspian and Baikal seals and the paleoclimatological implication. American Journal of Science 258, 47-64

[3] Mangerud J. et al. (2004) Ice-dammed lakes and rerouting of the drainage of northern Eurasia during the Last Glaciation. Quaternary Science Reviews 23, 1313-1332

[4] Mangerud J. et al. (2001) Huge ice-age lakes in Russia. Journal of Quaternary Science 16, 773-777

[5]   …… i la Wikipedia, és clar !!

Hola tots !!

14 agost 2012

Benvinguts al meu blog !

La meva idea és escriure coses relacionades amb les ciències de la vida o biològiques, el meu àmbit. Per això lo del títol de BIOS.  Sobretot vull comentar coses i notícies diverses relacionades amb biologia, divulgant-les, recollint la informació de diversos llocs i posant-hi el meu puntet.

Però també pot ser que em doni per penjar altres coses que no són tant “Bios”, perquè en acabat, tot és “vida”, oi ? Per això afegeixo lo de “altres”.

Gràcies si llegiu aquests comentaris i fins ara

Albert

Lluís Rabell

Activista, polític, company

Blog Cátedra de Historia y Patrimonio Naval

“Quien domina el mar, domina todas las cosas” (Temístocles)

No sé ni cómo te atreves

Fotografía y esas pequeñas cosas de cada día

Life Secrets

For my students

Horitzons llunyans

Mirades distants

#4wine

Los vinos son pequeñas historias dentro de una botella y nosotras queremos contarte las nuestras

Vi·moments·persones

Un maridatge a tres bandes

SciLogs: Artificial, naturalmente

Coses interessants de ciències de la vida i de la natura, i altres no tan "Bios"

microBIO

Coses interessants de ciències de la vida i de la natura, i altres no tan "Bios"

RealClimate

Coses interessants de ciències de la vida i de la natura, i altres no tan "Bios"

Quèquicom

Coses interessants de ciències de la vida i de la natura, i altres no tan "Bios"

Dionís de viatge a Ítaca

Experiències enoturístiques

A %d bloguers els agrada això: