Mikil nýting á vindorku gæti haft neikvæð áhrif á veðurfar

Nýting vindorku hefur á undanförnum árin verið talin geta minnkað hættuna á hnattrænni hlýnun.

En ný greining frá MIT gæti dregið úr áhuganum á vindorku, að minnsta kosti ef hún er mjög stór í sniðum. Vísindamennirnir notuðu loftslagslíkan til að greina áhrifin af milljónum vindorkuvera sem þyrfti að setja upp á stórum svæðum lands og hafs til að framleiða vindorku í miklu magni. Þetta mikið af vindorkuverum gætu vissulega haft áhrif á loftslagið, þó kannski ekki endilega með þeirri útkomu sem óskað er eftir.

Vísindamennirnir segja að með því að nota vindorkuver til að mæta 10% af raforkuþörf jarðarinnar árið 2100 þá gæti það valdið 1°C hækkun á þeim landssvæðum þar sem vindorkuverin eru staðsett, auk minni hækkunar á tengdum svæðum. Greining þeirra bendir til öfugra áhrifa hjá vindorkuverum úti á sjó: en þar myndi hitastigið lækka um 1°C á þeim svæðum þar sem vindorkuverin eru staðsett. Einnig benda þeir á að það  að vegna þess hversu vindorkan er óstöðug þá þyrfti að vera til staðar öflugt og dýrt varaorkukerfi.

Ron Prinn, einn af vísindamönnunum, varaði við því að rannsóknin yrði notuð sem rök gegn vindorku, heldur vildi hann að hún yrði notuð til að stýra framtíðarrannsóknum sem skoða neikvæðar hliðar þess að vindorka yrði nýtt í miklu magni áður en farið er að eyða mikið af peningum í stór og mikil vindorkuver. “Við erum ekki svartsýnir vegna vindsins,” sagði hann. “Við höfum ekki algjörlega sannað þessi áhrif og myndum frekar vilja sjá fólk gera fleiri rannsóknir.”

Fyrri rannsóknir hafa spáð því að árleg orkuþörf muni aukast frá 14 terawöttum árið 2002 uppí 44 terawött árið 2100. Í greiningu sinni þá einbeittu vísindamennirnir sér að áhrifunum af því ef vindorkuver væru notuð til að framleiða 5 terawött af raforku.

Við greininguna á landi, þá líktu þeir eftir áhrifum vindorkuvera með að nota gögn um hvernig hlutir sem líkjast vindorkuverum, eins og hvernig öldulaga hæðir og tréklumpar, hefðu áhrif á grófleika yfirborðsins, eða núning sem getur haft áhrif á vindflæðið. Þegar þeir bættu þessum gögnum við líkanið, þá sáu vísindamennirnir að lofthitinn yfir vindorkusvæðunum hækkaði um það bil um 1°C, sem leggst út sem 0,15°C meðaltals hækkun á yfirborði allrar jarðarinnar.

Aftur á móti, þegar skoðuð voru vindorkuver úti á sjó þá sáu vísindamennirnir að vindorkuver kældu yfirborðið um meira en 1°C. Þeir sögðu að þessar niðurstöður væri ekki hægt að treysta á, vegna þess að í greiningu sinni þá gerðu þeir líkan af áhrifum vindorkuvera með því að setja inn yfirborðs núning í gerð stórra gervialdna. Viðurkenndu þeir að þetta væri ekki nákvæmur samanburður, sem þýðir að betri leið til að líkja eftir sjávarvindorkuverum verði að vera þróuð áður en hægt sé að kynna áreiðanlegar niðurstöður.

Næsta skref þeirra er að reyna að líkja nákvæmar eftir vindorkuverum á sjó.

[Unnið úr grein frá MIT]

Lærdómur heldur heilanum heilbrigðum

Taugalíffræðingar við University of California Irvine hafa birt fyrstu handbæru sannanirnar á því að lærdómur haldi heilanum heilbrigðum. Sem leiðir til þess að hugræn þjálfun getur minnkað slæm áhrif öldrunnar á minnið og hugann.

Þau notuðu nýstárlega myndræna aðferð til þess að rannsaka minnið. Rannsóknarhópurinn var leiddur af Lulu Chen og Christine Gall, hópurinn fann út að venjulegt nám virkjar tauganema sem halda virkni heilafrumna í góðu ástandi.

“Niðurstöðurnar staðfesta mikilvæg tengsl milli náms og heilavaxtar og sýna fram á leiðir þar sem við getum mögulega magnað þessi tengsl með framtíðar meðferðum,” sagði Chen, útskrifaður rannsakandi í líffæra- og taugalíffræði.

Auk þess að uppgötva það að heila starfsemi virkji BDNF viðbrögð á stöðum þar sem taugafrumur þróa taugamót, hafa rannsakendur komist að því að þetta ferli er skylt námtengdum hljóðföllum heilans, svokölluðum Þeta hljóðföllum (theta rhythm), sem eru ómissandi við kóðun nýrra minninga.

Þeta hljóðföll eiga sér stað í drekanum(partur heilans) og þau felast í því að fjölmargar taugafrumur virkjast í takt sem samsvarar þrisvar til átta sinnum á sekúndu. Þessi hljóðföll hafa verið tengd langtíma eflingu heilans, semsagt frumu-kerfinu að baki námi og minni.

Við rannsókn á nagdýrum fann hópurinn út að bæði óskipulagt nám og gervibeiting þetu hljóðfalla kveiktu á BDNF viðbrögðum við uppruna taugamóta.

NASA hefur líklega fundið 600 milljónir tonn af vatnsís á norðurpól tunglsins

Með því að nota gögn frá ratsjá NASA sem er innbyggð í  indversku geimflaugina Chandrayaan-1 þá hafa vísindamenn numið vatnsís nærri norðurpól tunglsins. Þeir fundu 40 litla gígi með vatnsís. Gígarnir eru frá 2-15 kílómetrum í þvermál. Þó heildarmagn ís velti á þykkt hvers gígs þá er það metið svo að það séu að þar sé að finna að minnsta kosti 600 milljón tonn af ísvatni. Talið er að þetta mikla magn vatns gæti einn daginn nýst til að framleiða súrefni eða viðhalda tunglstöð.

Ratsjáin sem kallast Mini-SAR sendi vinstri-skautaðar útvarpsbylgjur út til að mæla yfirborðs grófleika tunglsins. Á meðan slétt yfirborð sendir frá sér andstæðar hægri skautaðar bylgjur þá sendir gróft yfirborð frá sér vinstri skautaðar bylgjur.

Vatnsís sendir einnig frá sér vinstri skautaðar bylgjur. Mini-SAR mælir hlutfallið á milli skautunar útvarpsbylgnanna. Hinsvegar getur hlutfall skautunarinnar ekki á eigin spýtur greint á milli grófra svæða og svæða með vatnsís.

Norðurpóls gígarnir höfðu hærra hlutfall vinstri skautaðra bylgna að innan en á brúnunum. Það bendir til að efni innan í gígnum frekar en yfirborðsgrófleiki olli þessu. Samkvæmt NASA þyrfti vatnsísinn að vera frekar hreinn og að minnsta kosti einhverjir metrar á þykkt til að senda frá sér þetta merki.

Í nóvember þá klessti NASA geimfari í Cabeus gíginn og þó áreksturinn hafi ekki verið jafn tilkomumikill að sjá og margir höfðu vonast til þá fundust þar sönnunargögn um vatn.

[Unnið uppúr fréttum af síðum NASA og Wired.com]

Grænir bertálknar (lindýr) herma eftir ljóstillífun plantna

Vísindamenn frá háskóla Suður-Flórída í Tampa hafa uppgötvað græna bertálkna (háþróuð tegund lindýra) sem færir eru um að framleiða blaðgrænu (chlorophyll) eins og plöntur. Þetta lindýr er fyrsta dýrið sem vitað er um sem getur þetta.

Vísindamaðurinn Sidney K. Pierce segir að bertálknarnir Elysia chlorotica, sem lifa í vötnum á austurströndum Bandaríkjanna og Kanada, séu þekktir fyrir að stela genum og frumulíffærum ætluðum til ljóstillífunar (grænukorn) frá uppáhalds þörungategundinni sinni, Vaucheria litorea. En núna virðast bertálknarnir hafa þróað allt sem þarf til þess að framleiða sína eigin blaðgrænu.

Blaðgræna er það alræmda litarefni í plöntum sem fangar orku úr sólarljósi í ljóstillífunarferlinu. Pierce og rannsóknarlið hans notuðu ákveðna aðferð sem notast við geislavirk kolefni til þess að rekja slóð blaðgrænunnar og ganga úr skugga um að bertálknarnir væru ekki bara að fá blaðgrænu úr þörungum sem þeir borða, heldur væru í raun að framleiða hana sjálfir.

Þónokkur dýr (eins og t.d. kóralar) hýsa örverur og þörunga og græða á hæfileikum þeirra til þess að stunda ljóstillífun, en í þessum tilfellum eru ferlin algjörlega aðskild á milli lífvera. Í bertálknum þessum eru frumur þörunganna hinsvegar brotnar niður og grænukornin færð inn í frumur lindýrsins, þar sem að þau eru virk alla ævi dýrsins, eða í tæpt ár. Vísindamenn hafa sýnt fram á að þegar ungur bertálkni hefur borðað góða máltíð af Vaucherua þörungum þarf hann aldrei að borða á ný alla ævi sína, svo lengi sem að hann hafi aðgang að sólarljósi, blaðgrænu og öðrum efnum sem nauðsynleg eru til ljóstillífunar.

Árið 2007 uppgötvuðu Pierce og vísindateymi hans gen í bertálknunum sem tengjast ljóstillífun, og komust einnig að því að þessi gen, sem virtust koma úr þörungunum, voru einnig að finna í ungum bertálknum sem enn voru í eggjum sínum og höfðu því aldrei borðað tiltekna þörunga. Í nýjum rannsóknum frá teymi Pierce voru fleiri þörungagen uppgötvuð, og sum þeirra voru nauðsynleg til framleiðslu á blaðgrænu.

Vísindateymið rannsakaði bertálkna sem ekki höfðu borðað neitt í að minnsta kosti fimm mánuði og voru hættir að losa sig við úrgang við meltingu. Þeir innihéldu grænukorn frá þörungunum, en samkvæmt Pierce voru þeir löngu búnir að melta allt annað úr þörungunum. Teymið gaf þeim því amínósýrur merktar með geislavirku kolefni og komust að því að kolefnið sýndi sig í blaðgrænunni þegar að bertálknarnir höfðu verið í sólbaði, en ekki þegar að þeir voru í myrkri.

Rannsóknin var tilkynnt á ársfundi Society for Integrative and Comparative Biology í Seattle, Washington þann 7. janúar og verður birt í vísindaritinu Symbiosis.

Eru til karlkyns eggjastokkar?

Hvernig vita allar frumur í líkamanum hvers kyns viðkomandi einstaklingur er? Dæmi eru um stökkbreytingar í skordýrum, sem valda því að líkamar dýranna verða samsettir úr kvenkyns og karlkyns vefjum. Ímyndið ykkur slíkt spendýr, með mjaðmir konu, brjóstkassa karls og andlit stúlku!

Hjá spendýrum er Y tengda genið SRY kynákvarðandi, tjáning þess dugir til að viðkomandi verður karlkyns. SRY vinnur með nokkrum öðrum genum, en nú kemur í ljós að ef sum þessara gena eru gölluð þá geta eggjastokkar farið að líkjast eistum.

Það lítur út fyrir að til að eggjastokkar starfi eðlilega þurfi sífellt að halda aftur af genum sem annars myndu breyta þeim í karlkyns líffæri. Þetta er niðurstaða rannsóknar í 11. desember útgáfu ritsins Cell sem sýnir að eggjastokkar músa geta verið “endurforritaðir” í eistu (fyrir utan sæðið) með því að slökkva á einu geni.

Uppgötvunin gæti skipt máli fyrir skilning okkar á vissum kyntruflunum í börnum og ótímabærum tíðahvörfum í konum, segja rannsakendurnir.

Talið var ómögulegt að breyta líffæri fullvaxta lífveru svona mikið með því að breyta aðeins einu geni, sagði Mathias Treier við evrópsku sameindalíffræði rannsóknarstofuna og háskólann í Cologne. “Enginn hefði veðjað á þetta,” sagði hann. “Þess vegna er uppgötvunin svona mikilfengleg.”

Þar til fyrir nokkrum árum, var almennt talið að sérhæfð líffæri í fullorðnum spendýrum gætu ekki afsérhæfst og orðið að öðrum vefjum. Niðurstöður Trier og félaga, og nokkrar aðrar nýlegar rannsóknir afsanna þá reglu.

Rannsóknin kollvarpar einnig skilningi vísindamanna á kynákvörðun, en samkvæmt henni eru eggjastokkar grunngerð kynkirtla (og eistu þá einskonar seinni tíma uppfinning). Hjá næstum öllum spendýrum er karlkynið XY og kvenkynið XX. SRY genið sem ákvarðar kyn er umritunarþáttur, slíkir þættir kveikja á öðrum genum, og SRY gerir ósérhæfða kynkirtla að eistum en ekki eggjastokkum. Til að skilja rannsókn Triers þurfum við að kafa í hlutverk SRY. Það gen stuðlar að framleiðslu á SOX9 prótíninu sem viðheldur karlkyns ástandi.

Vísindamennirnir sýndu að annar umritunaþáttur, FOXL2, er nauðsynlegur til að bæla framleiðslu á SOX9 í fullorðnum eggjastokkum. Ef FOXL2 vantar, kviknar á SOX9 og einkenni eggjastokka frumnanna umpólast og þær breytast í eistnafrumur.

Hópur Treier sýndi áður að ef músinni vantar FOXL2 þá þroskast eggjastokkarnir ekki almennilega og visnuðu upp. Þær mýs skiptu ekki um kyn.

En FOXL2 genið er ekki bara virkt í þroskun, heldur einnig í fullorðnum eggjastokkum (flest þroskunargen eru þessarar náttúru, þau gegna tugum ef ekki hundruðum hlutverka í þroskun og fullorðnum einstaklingum). Í nýjustu rannsókninni, bjuggu þeir til mús með einfaldan rofa á FOXL2 geninu. Þannig var þeim unnt að slökkva á geninu í eggbúinu hvenær sem er. Þegar það var gert í  fullorðnu dýri, kviknaði samstundis á genum (eins og SOX9), sem finnast eingöngu í eistum. Afleiðingin var sú að kornafrumur eggjastokksins breyttust í frumur sem sjást venjulega í eistunum, og þær byrjuðu meira að segja að dæla út testesteróni.

“Þetta sýnir að viðhald á eggjastokks svipgerðinni er virkt ferli allt lífið,” sagði Treier. “Eins og Yin og Yang, vinna FOXL2 og SOX9 á móti aðgerðum hvors annars  til að tryggja stofnun og viðhald mismunandi karl og kven frumugerða.”

Tilraunir sýndu einnig að FOXL2 vinnur með estrógen viðtakanum til að bæla SOX9. Treier grunar að þetta gangverk gæti verið ástæðan fyrir karllegum einkennum sem stundum sjást hjá konum við tíðahvörf.

“Þegar estrógen minnkar á tíðahvörfum, getur hluti eggjastokkana farið að líkjast eistunum,” sagði hann. Ein leið til að koma í veg fyrir að það gerist er estrógen meðferð, en að sjálfsögðu fylgja þannig hormónameðferðum aukaverkanir. Meðferðir hannaðar til að móta virkni FOXL2 gætu verið önnur leið til að hafa áhrif á þetta ferli, sagði hann.

Rannsókn Triers og félaga sýnir að ferli þroskunar eru að verki bæði í fóstrum og fullvaxta einstaklingum. Þótt kyn sé ákvarðað við samruna eggs og sæðis með SRY geninu á Y litningi eru heilmargir þættir sem hafa áhrif á starfsemi kynkirtla. FOXL2 er nauðsynlegt til að viðhalda kvenkyni eggjastokka.

Uppgötvunin gæti einnig útskýrt tengd kynskipti annarstaðar í dýraríkinu, segja Andrew Sinclair og Craig Smith sem vinna við barna rannsóknarstofnunina í Murdoch.

“Tapið á FOXL2 er líklega aðal undirliggjandi ástæða kynskipta frá konu í karl sem hefur sést í geitum með PIS (polled intersex syndrome), en þar eyðist stór partur litningsins þar á meðal FOXL2 genið,” skrifa þeir. “Þar að auki, þá er hægt að útskýra fyrirbærið sem hefur sést í mörgum fiskum þar sem þeir skipta um kyn á fullorðinsaldri með samspili milli FOXL2/estrógen viðtakandans og SOX9.”

Yfirlestur og umskrif, Stefán og Arnar.

[Heimild: Þýtt og endursagt af vef PhysOrg]

Leiðrétt 15. des

Vísindamenn búa til efni sem einangrar betur en tómarúm

Án allra frumeinda þá er tómarúm oft talið besti þekkti einangrarinn. Vegna þess eru tómarúm oft notuð til að minnka hitaleiðni. Hinsvegar hafa vísindamenn uppgötvað efni sem leiðir hita verr en tómarúm: stafli af ljósstjórnandi kristöllum sem eru í lögum inní tómarúmi geta myndað efni með hitaleiðni sem er aðeins helmingur af hitaleiðni tómarúms.

Í grunninn þá getur hiti farið úr einu efni í annað á þrjá vegu: varmaburði, varmaleiðni eða geislun. Varmaburður og  varmaleiðni þurfa bæði eitthvað efni til að hiti fari á milli; því er virkni þessara tveggja leiða ekki til staðar í hreinu tómarúmi. Hinsvegar getur hiti einnig færst með innrauðri geislun, það er gerð af ljósi sem er ósýnilegt en hægt er að finna fyrir því sem hita.

Shanhui Fan við Stanford háskólann og samstarfsmenn hans veltu fyrir sér hvort eitthvað efni gæti lokað á innrauða geislun betur en tómarúm. Á síðasta ári þá reiknuðu vísindamennirnir út að fræðilega gætu ljósstjórnandi kristallar verið svarið. Ljósstjórnandi kristallar, sem hægt er að finna í náttúrunni sem og skapaðir í rannsóknarstofu, innihalda lotubundin bil af nanóbyggingum sem hafa áhrif á hvernig ljós ferðast í gegnum þá. Ljósstjórnandi kristallar geta haft bil sem stoppa útbreiðslu vissra bylgjulengda af ljósi. Í þessu tilfelli gætu þeir stoppað innrauða geislun.

Vísindamennirnir fundu að 100-míkrómetra þykk bygging gerð úr stafla af 10 ljósstjórnandi kristallögum, hvert þeirra um 1 míkrómetra þykkt, gæti minnkað hitaleiðnina niður í u.þ.b. helming af hitaleiðni tómarúms.  Í nýlegri rannsókn, þá reiknuðu Fan og samstarfsfélagar hans brot allra tíðna sem ljósstjórnandi kristallarnir hleypa í gegn. Það kom þeim að einhverju leyti á óvart að hitaleiðnin fer ekki eftir þykkt laganna heldur aðeins eftir því hversu hratt ljós ferðast í gegnum efnið.

Ljósstjórnandi kristallar hafa þegar sýnt lofandi eiginleika í samskiptum og tölvuvinnslu, nýja rannsóknin bendir til að hitaeiginleikar þeirra gætu gert þá nothæfa í önnur verk. Til dæmis í sólarhita tækni sem nýtir hita sólarinnar sem orkuuppsprettu og gæti hún hagnast af efni sem hleypir sýnilegu ljósi í gegn á meðan það heldur hitanum inni.

[Heimild: Physical Review Focus]