نتیجه جابجایی سیارات منظومه شمسی

 حمیده احمدیان راد

سیارات منظومه شمسی

نتیجه مطالعه ای جدید نشان می دهد اگر جای زمین و مریخ با هم عوض می شد، مریخ به سیاره ای زمین مانند که در آن امکان حیات وجود داشته باشد تبدیل نمی شد. در این شرایط شدت نور خورشید نصف می شد و یخ دوباره بر سطح این سیاره ظاهر می شد.

طبق قوانین کپلر، جرم سیاره تقریباً بر مدارش اثری ندارد و این جرم خورشید است که چیزها را کنترل می کند. هم مریخ و هم زمین همیشه به سمت خورشید در حال سقوطند، همه اجسام دیگر هم همین وضعیت را دارند.

مریخ در حال حاضر حوزه مغناطیسی اندکی دارد یا اصلاً حوزه مغناطیسی ندارد به همین دلیل جو خیلی باریکی دارد. بدون وجود حوزه مغناطیسی، بادهای خورشیدی که به وسیله خورشید ایجاد می شوند مریخ را فاقد جو می کنند که به نوبه خود موجب می شود مریخ خیلی سرد شود. اگر مریخ در جای زمین قرار گیرد، باز هم فاقد حوزه مغناطیسی خواهد بود و بنابراین جو کوچکی خواهد داشت. به طورکلی اگر مریخ جایش را با زمین عوض کند، کمی گرم تر می شود اما به دلیلی که گفته شد، شاید باز هم قابل سکونت نباشد.

دلیل فقدان حوزه مغناطیسی در مریخ هم این است که هسته مریخ مدتی طولانی است که سرد و جامد شده (برخلاف هسته زمین که هنوز خیلی مذاب است). فقدان هسته مذاب مانع از این می شود که یک حوزه مغناطیسی به قدر کافی قوی شود و از جو حفاظت کند. دلایل دیگری هم وجود دارد اما این عمده ترین دلیل است. به خاطر داشته باشید که دلیل ذکر شده باعث می شود مریخ یا هر سیاره ای به ابعاد مریخ که در مدار زمین قرار بگیرد سیاره ای قابل سکونت نباشد.

اگر جای سیارات عوض شود در منظومه شمسی چه اتفاقی می افتد؟

اکثراً نیروی جاذبه تعیین می کند که مواد و اشیای موجود در جهان به کجا حرکت کنند. همه موادی که جرم دارند جاذبه تولید می کنند، اما آنهایی که جرم بیشتری دارند نسبت به آنهایی که جرم کمتری دارند جاذبه قوی تری تولید می کنند و نیروی جاذبه با افزایش فاصله کاهش می یابد. آنهایی که بیشترین جرم را دارند، بر اجرام دیگر به ویژه آنها که در همسایگی شان هستند بیشترین اثر را به جا می گذارند.

فیزیکدان ستاره شناس رنول مالهوترا از دانشگاه آریزونا از اولین دانشمندانی است که این ایده را مطرح کرد که سیارات تقریباً در اوایل شکل گیری منظومه شمسی به اطراف مهاجرت کرده اند.

وی با شبیه سازی رایانه ای به این نتیجه می رسد که تغییر مکان سیارات، منظومه شمسی را به شدت آشفته می کند. اگرچه هیچ یک از سیارات داخلی تر در ده میلیون سال اول به خارج از منظومه شمسی پرت نشده اند، اما همه در فواصل مداری خود دچار تغییرات بزرگی شدند.

در همین رابطه یک نظریه جدید هم وجود دارد. دانشمندی به نام دوگ لین چند سال پیش این بحث را مطرح کرده بود که منظومه شمسی همیشه در آستانه هرج و مرج است. احتمالاً منظومه شمسی در سال های شکل گیریش ناپایدار بوده است. سپس سیارات بار دیگر سازمان یافته اند و یا به گونه ای پرتاب شده اند که از مدارهای اولیه به اندازه کافی فاصله گرفته اند. هر تغییر اساسی ای دوباره سیستم را در آستانه هرج و مرج قرار می دهد. این وضعیت را می توان با فنجانی پر از قهوه مقایسه کرد. اگر شما فنجانی قهوه ببینید که دقیقاً لبالب پرشده منطقی است که نتیجه بگیرید مقداری قهوه به اطراف می ریزد و کاری نتوانید انجام دهید.

http://blogs.scientificamerican.com/observations/2011/06/09/what-would-happen-if-earth-and-mars-switched-places/

منظومه شمسیپرسش

4 سیاره بزرگ منظومه شمسی کدامند؟

الف) مشتری، کیوان، اورانوس، نپتون

ب) کیوان، مشتری، زمین، نپتون

ج) نپتون، زمین، کیوان، مشتری

د) مشتری، ناهید، کیوان، زمین

امتیاز به مطلب

آیا می توان مریخ را به سیاره ای قابل سکونت تبدیل کرد؟

حمیده احمدیان راد

مریخچند سال پیش ستاره شناسی به نام کریس مک کی پیش بینی کرد پمپ گازهای گلخانه ای به مریخ می تواند شرایط این سیاره را مشابه زمین کند. به عبارتی چیزی که برای یکی سم است برای دیگری اکسیر به شمار می رود.

به این ترتیب با به کارگیری تنظیمات جدید در مریخ، دمای این سیاره تا اندازه ای افزایش می یابد. به دنبال آن کلاه های قطبی ذوب و گازها از خاک آزاد می شوند. در نتیجه آب و هوای مریخ تقریباً به گرمی زمین می شود.

کریس مک کی دانشمند ناسا و همکارش رابرت زوبرین سه راه را برای تغییر وضعیت مریخ پیشنهاد دادند. راه اول ساخت آینه های بزرگ با قطر بیش از سه هزار کیلومتر بود تا انرژی خورشید بر روی مریخ متمرکز و دی اکسید کربن منجمد موجود در قطب های مریخ ذوب و جو مریخ ضخیم شود.

راه دوم تولید مصنوعی گازهای گلخانه ای است. برای این کار لازم است کارخانه هایی در مریخ احداث شود که کلروفلوروکربن تولید و آن را به سوی جو آزاد کنند.

روش سوم کوبیدن سیارک های غنی از آمونیاک به مریخ است. این کار مقدار زیادی انرژی آزاد می کند. به این ترتیب تریلیون ها تن یخ ذوب می شود و دمای مریخ به سطحی می رسد که برای دهه ها امکان حیات بر روی آن به وجود می آید. در نهایت همه چیز برای این که مریخ به سیاره ای قابل سکونت تبدیل شود به وجود می آید.

استفاده از آینه ها به تنهایی قادر است اثر گلخانه ای مریخی ایجاد کند. این در حالی است که استفاده از سیارک های غنی از آمونیاک معادل بمباران مریخ با مواد منفجره 70 هزار مگاتنی است. درنتیجه مک کی و زوبرین نتیجه می گیرند ایجاد کارخانجاتی که گازهای گلخانه ای تولید می کنند در کنار آینه ها، شاید راه حل بهتری برای تغییر شکل مریخ باشد.

پله اول برای تغییر شکل مریخ ایجاد کارخانجات گازهای گلخانه ای با انرژی هسته ای است که گازها را از خاک مریخ استخراج و آن را به سوی جو آزاد کند. مک کی و زوبرین باور دارند که این کار مستلزم ایجاد زیرساخت های صنعتی بر روی مریخ است که به وسیله چند هزار نفر و با بودجه چند میلیارد دلاری حمایت شود.

هنگامی که دمای مریخ بالا می رود، جو آن ضخیم می شود، میزان تابش در سطح آن کاهش می یابد و آب شروع به جریان یافتن می کند. از نظر مهندسی ژنتیک گیاهان می توانند شروع به ایجاد یک جو غنی از اکسیژن کنند. مک کی و زوبرین حدس می زنند که با فناوری های کنونی، انسان ها می توانند حدود نه صد سال بدون حفاظ در هوای آزاد راه بروند.

http://blogs.scientificamerican.com/observations/2011/06/09/what-would-happen-if-earth-and-mars-switched-places

 

امتیاز به مطلب

عوامل شکل گیری استخوان های انسان ها

محمدرضا کریمی

دندان هاتنها دلایل ژنتیکی تعیین کننده ساختار استخوان های فک در جمعیت های انسانی نیستند. بلکه شیوه به کارگیری این استخوان ها در طول زمان هم می تواند ساختارشان را تغییر دهد.

بر این اساس محققان می توانند نوع غذای جمعیت های دوران باستان را تعیین کنند. دانستن میزان اثرگذاری هریک از عوامل تغذیه و ژنتیک بر ساختمان استخوان فک انسان ها برای علم باستانشناسی اهمیت زیادی دارد. چراکه براساس آن می توان فسیل های انسانی را بهتر بررسی کرد، بین فسیل های یافت شده در مکان های مختلف ارتباط ایجاد کرد و به تجزیه و تحلیل دقیق تر شجره نامه های انسانی پرداخت.

محققان به این ترتیب نشان می دهند که استخوان فک حالت پلاستیکی دارد. تشخیص این که پاسخ استخوان فک به تأثیرات محیطی مثل نوع تغذیه چقدر است و چه میزان از این تأثیرپذیری هم به عوامل ژنتیکی برمی گردد اهمیت زیادی دارد.

به این ترتیب قبل از این که بخواهیم از شکل استخوان فرد استنتاج کنیم و به عنوان مثال بفهمیم در چه محیطی زندگی کرده، با چه کسانی ارتباط داشته و چه می خورده، لازم است عواملی را که بر شکل گیری استخوان او اثر داشته را شناسایی کنیم.

به این منظور محققان استخوان فک درگذشتگان مربوط به قرون 16 و 17 را در دو منطقه آمریکا جمع آوری کردند. دلیل انتخاب این دوره زمانی آن بود که نوع تغذیه این افراد در آن دوره ثبت شده است. جمعیت مورد مطالعه نیز از میان افراد دو قبیله از نژاد هندوآمریکایی برگزیده شدند. چراکه این افراد از نظر ژنتیکی از گروه های دیگر متمایز بودند و غذاهای متفاوتی می خوردند.

افراد قبیله پوینت هوپ در آلاسکا خوراکی هایی سفت از جمله گوشت خشک شده می خوردند. آنها همچنین از دندان هایشان برای انجام کارهای متنوعی غیر از غذا خوردن مثل چاک دادن چرم استفاده می کردند. اما مردم قبیله اریکا که در منطقه داکوتای آمریکا ساکن بودند غذاهای نرم تری می خوردند که شامل محصولات کشاورزی و شکارهای با گوشت های تردتر بود.

محققان استخوان های فک 63 نفر از قبیله پوینت هوپ و 42 نفر از قبیله اریکا را با استفاده از یک تفنگ اشعه ایکس و همچنین یک وسیله اندازه گیری به نام کولیس بررسی کردند. کولیس برای اندازه گیری قطر و کلفتی مورد استفاده قرار می گیرد. استخوان های فک کودکان هر دو قبیله پیش از این که به قدر کافی بزرگ شوند تا شروع به جویدن کنند شبیه هم بود. اما استخوان فک بزرگسالان با یکدیگر فرق داشت. به احتمال زیاد این تفاوت بیشتر تابع نوع رژیم غذایی آنها و شیوه استفاده از فکشان بود تا عوامل ژنتیکی.

تغییرات استخوان های فک با استفاده از نظریه ای که از مهندسی گرفته شده توضیح داده شد. این نظریه می تواند تغییرات شکل هندسی یک استخوان را بر مبنای فشارهایی که برآن تحمیل می شود تشریح کند. محققان توانستند بخش های خیلی بخصوصی از استخوان های فک را بررسی کنند و آنها را به عادات غذایی ویژه ارتباط دادند. به عنوان مثال فهمیدند که استخوان های فک افراد قبیله پوینت هوپ پهن و گرد است که در نتیجه وارد آمدن نیروی بیشتر برای جویدن غذای سفت تر به این شکل درآمده است. اما افراد قبیله اریکا چنین تغییری را نشان ندادند که به جویدن غذای نرم تر به وسیله آنها نسبت داده می شود.

به این ترتیب ژنتیک طرحی از استخوان را ایجاد می کند، اما عوامل خیلی زیادی بر ساختار استخوان اثر می گذارد. از فشار مکانیکی گرفته تا فشارهای عضلانی و زنجیره ای از فعالیت ها روز به روز می توانند سطح استخوان و ساختار داخلی آن را تغییر دهند.

منبع: http://www.sciencedaily.com/releases/2011/08/110805135351.htm

امتیاز به مطلب

کاهش وزن: تعریف و دلایل

چاقی و لاغریکاهش وزن ناخواسته و قابل ملاحظه در فردی که قبلاً سالم بوده اغلب نشانه بیماری زمینه ای است. به همین دلیل پزشکان در هنگام گرفتن شرح حال روتین از تغییرات وزن پرسش می کنند.

درصورت از دست دادن پنج درصد وزن بدن طی 12-6 ماه باید به سرعت بررسی های بیشتری به عمل آید. افراد سالم علی رغم تغییرات وسیع در مصرف کالری و میزان فعالیت روزانه، وزن خود را به طور چشمگیری در یک محدوده پایدار حفظ می کنند.

لازم به ذکر است که تقریباً نیمی از بیمارانی که مدعی کاهش وزن شدید هستند، بعد از اندازه گیری عینی وزن، تغییر واقعی در وزن ندارند. اگر نتوان به طور دقیق میزان کاهش وزن را مشخص کرد، ممکن است تغییر در اندازه کمربند یا گشاد شدن لباس در اثبات کاهش وزن کمک کند. مواردی نیز وجود دارند که بیمار واقعاً دچار کاهش وزن است اما نسبت به آن آگاهی ندارد، بنابراین اندازه گیری وزن در مطب پزشک اهمیت زیادی دارد.

اشتها و سوخت و ساز بدن به وسیله عوامل هورمونی و عصبی تنظیم می شوند که مراکز تغذیه و سیری در هیپوتالاموس نقش محوری در این فرایند دارند.

به طورکلی وقتی که مصرف کالری بیش از میزان کالری در دسترس باشد، کاهش وزن رخ می دهد. از حدود 60 سالگی به طور متوسط هرسال نیم کیلوگرم از وزن بدن کاسته می شود.

مکانیسم های کاهش وزن عبارتند از:

1-کاهش مقدار غذای دریافتی: دریافت مواد غذایی تحت تأثیر محرک های بینایی، بویایی، عوامل ژنتیکی، روانی و اجتماعی است.

2-سوء جذب

3-از دست دادن کالری: به عنوان مثال به علت استفراغ، اسهال، دفع گلوکز در ادرار یا گلوکزوری (در دیابت شیرین)

چند نکته درباره کاهش وزن و اهمیت آن:

-کاهش وزن ناخواسته به خصوص در سالمندان غیرشایع نیست و با افزایش در میزان ناتوانی و مرگ و میر همراه است.

-کاهش وزن ناخواسته و قابل توجه با مرگ و میر 25 درصد در طول 18 ماه همراه است.

-در آن دسته از بیماران مبتلا به سرطان که دچار کاهش وزن هستند، وضعیت عملکردی افت می کند و پاسخ به شیمی درمانی و میانه میزان بقا کم می شود.

-کاهش وزن قابل توجه فرد را مستعد عفونت می کند.

-در بیماران تحت عمل جراحی غیرفوری (الکتیو) که طی 6 ماه بیش از 4.5 کیلوگرم کاهش وزن داشته اند میزان مرگ و میر وابسته به عمل جراحی بالاتر بوده است.

-کمبودهای تغذیه ای و ویتامینی می توانند با کاهش وزن شدید همراه باشند.

باتوجه به اهمیت کاهش وزن توصیه می شود افراد برای بررسی علل کاهش وزن و رفع آن به پزشک مراجعه کنند.

امتیاز به مطلب

تحلیل علمی شورش های انگلیس

محمدرضا کریمی

شورش های انگلیستحلیلی علمی نشان می دهد برخلاف عقیده برخی کسانی که در اعتراضات اخیر لندن شرکت داشتند افرادی بی فکر نیستند و عقلانی عمل می کنند. براین اساس می توان راه هایی برای جلوگیری از چنین شورش هایی پیدا کرد.

خشونت هایی که درانگلیس خرابی هایی به جا گذاشت هنگامی تخفیف یافت که پلیس به شدت وارد عمل شد و با استفاده از تصاویر گرفته شده از معترضان به ردیابی و دستگیری آنها پرداخت. به این ترتیب 2000 نفر به جرم اغتشاش دستگیر شدند. درحالی که اوضاع در لندن و شهرهای دیگر به مرور آرام می شود، مقامات این کشور با سردرگمی در پی یافتن راه هایی هستند که در همان پله اول از چنین شورش هایی جلوگیری کنند. اما کارشناسان می گویند از همان آغاز یک بدفهمی کلیدی درباره این قبیل وقایع وجود دارد و آن هم این است که اغتشاشات غیرعقلانی هستند.

این درحالی است که شواهد علمی نشان می دهد که افرادی که در این قبیل شورش ها شرکت می کنند رفتاری عقلانی دارند، هرچند که همیشه رفتارشان عاقلانه نیست. یافته ها حاکی از این است که فهم منطق رفتار شورش گران ممکن است راه هایی برای کوتاه کردن مدار شورش ها پیش از این که شروع شود ارایه می کند.

شورش های اخیر که سراسر انگلیس را درنوردید بعد از تیراندازی پلیس به مارک دوگان یکی از ساکنان منطقه شمال لندن رخ داد. بسیاری از مقامات رسمی و رسانه ها چند رفتار خشونت بار که موجب شد هزاران نفر به شورش و تخریب بپردازند را نکوهش می کنند. این تجزیه و تحلیل ها بازتابی از کار گوستاولوبون است. کسی که در سال 1896 مطالعه ای درباره ذهن مردم منتشر کرد. براساس این مطالعه جمعیت بعد از طی یک دوره هیجان وارد  وضعیتی کاملاً خودکار و ناخودآگاه می شود و با القا و تلقین هدایت می شود. اما این ایده در هر صورت یک اسطوره است. چراکه روانشناسان اجتماعی در دهه 1980 میلادی به این نتیجه رسیدند که موقعی که مردم گروهی تشکیل می دهند، این طور نیست که حس هویت خود را در گروه از دست بدهند. بلکه به خودشان در وضعیت عضویت در گروه فکر می کنند. این را روانشناس اجتماعی استپان رایچر از دانشگاه سنت آندراس اسکاتلند می گوید.

افراد با اهداف گروه در ذهن خود کنش نشان نمی دهند مگر این که خودشان را به صورت اعضای آن گروه ببینند. در وضعیت هایی نظیر شورش های اخیر لندن، به نظر می رسد که این هویت گروهی به طورخودبخودی شکل گرفته باشد. اما مطالعه شورش ها در انگلیس ظرف 30 سال گذشته حاکی از ساختاری پیچیده تر دارد.

به عقیده ریچر شورش ها نقطه انتهایی یک فرایند بسیار طولانی و ریشه دار ساخت حسی اجتماعی است. وی می گوید:«موقعی که یک رویدادی به گونه ای باشد که همگام و مطابق درک اجتماعی گسترده تری باشد، خیلی احتمال دارد که ناگهان فرد خود را به عنوان عضو گروه ببیند.»

اگر احساس عمومی ساکنان تاتنهام، جایی که اولین شورش در آن رخ داد، این بود که تاکنون به وسیله پلیس مورد بدرفتاری قرار می گرفته اند، پس مرگ دوگان هم نشانه و مثال فاحش را برای تأیید احساس آنها فراهم می کند. (البته عوامل اقتصادی و اجتماعی دیگر هم در این بازی حضور دارند. در نتیجه شورش به شهرها و محلات دیگر هم گسترش می یابد) به این ترتیب وقتی مردم برای اعتراض در خیابان ها جمع شدند گروه روانی با ارزش های مشترک و با تعریفی واضح شروع به شکل گیری کرد.

مردم لندن در نهایت در مقابل شورش گران به خشونت روی آوردند، ولی این لزوماً به خاطر جنون اوباش یا به خاطر این که گروه آنها از افرادی تشکیل شده بود که تمایل به تجاوز نامحدود داشتند نبود. (دیلی میل گزارش داد: بسیاری از کسانی که دستگیر شده و مقابل دادگاه رژه می رفتند ظاهراً زندگی های محترمانه ای داشتند.)

چیزی که علم به ما می گوید این است اگر فکر کنیم جمع شدن افرادی با استعداد فردی برای خشونت غیرمنطقی است پس از درک آنها عاجز خواهیم بود. این را کلیفورد استات استاد رواشناسی اجتماعی در دانشگاه لیوپول می گوید.

تحقیقات قبلی استات و دراری از دانشگاه ساکس نشان داده که جمعیتی تشکیل یافته از افراد غیرخشن هم می تواند راه خشونت در پیش بگیرد و هم نه. و این برخلاف آن چه پیش از این تصور می شد به خاطر این نیست که چند تظاهر کننده خشن کنترل را در دست گرفته و افراد را تأثیرپذیر می کنند. بلکه فشاری یک سویه که گاهی برضد یک جمعیت عمدتاً غیرخشن مورد استفاده قرار می گیرد می تواند نتیجه معکوس داشته باشد و وحدت گروه برضد مقاماتی که به خشونت روی آورده اند را استحکام بخشد. این مبارزه که حالا پویا شده می تواند رفتار گروهی را به سوی خشونت تغییر دهد و اعضای گروه یک احساس توانمندی همراه با سرخوشی پیدا کنند.

ریچر توضیح می دهد وقایع جمعیتی از افرادی که قصد خشونت دارند را با بعضی از افرادی که نمی خواهند خشن باشند را در کنار هم قرار می دهد و مقامات باید دنبال این پاسخ باشند که این گروه چقدر خطرناک می شود. نکته این است که افرادی در اصل خشن نیستند اما وقتی با رفتار خشن پلیس و فشار فیزیکی قرار می گیرند پلیس را عامل بالاگرفتن خشونت می بینند و رفتار آن را نامشروع قلمداد می کنند.

استات می گوید که در این شرایط جمعیت خشن لزوماً از کنترل خارج نیست بلکه ممکن است به طور معنی دار و به عمد اقدام کند چراکه ارزش های (ما در مقابل آنها) در ذهنشان شکل گرفته. بنابراین این رفتار غیرمنطقی نیست.

تئوری های رفتار اجتماعی یک ایده قدیمی هم در خود دارند و آن این است که افراد همه حس خودمسئولیتی خود را از دست می دهند که رفتار بدوی نتیجه آن است. اما در واقعیت هیچ شورشی نمی تواند هم شامل اقدام جمعی و هم رفتار های فردی فرصت طلبانه باشد. ریچر توضیح می دهد بعضی از افراد ممکن است بخواهند یک جمعیت را به عنوان یک پوشش مورد استفاده قرار می دهند تا کارهایی را انجام دهند که به طور معمول نباید انجام دهند. اما این اقدامات تک فکری لزوماً بیانگر رفتار گروه به عنوان کل نیست. حتی اگر در ظاهر چنین به نظر برسد.

درپایان، هویت گروه یک پیش شرط برای یک شورش است. مردم تنها هنگامی شورش می کنند که فکر می کنند اقدامشان با جهان بینی گروه به عنوان کل در یک راستا است. ریچر می گوید کلید جلوگیری از شورش ها ممکن است تعامل منظم مقامات با افرادی از اجتماع باشد که عموماً مخالف خشونت و غارت هستند. این امر درک نیازهای گروه و خواسته های آنها را پیشاپیش ممکن می کند. این مداخله اولیه می تواند امکان به وجود آمدن یک هویت گروهی خشن را پیش از شروع آن از بین ببرد.

زمانی این وقایع گسترش می یابد که ما باور کنیم حمایت جمعی دیگران را داریم. به این ترتیب ریچر نتیجه می گیرد هیچ یک از شورش ها خودبخودی شکل نمی گیرند.

منبع: http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=rabble-with-a-cause

امتیاز به مطلب

وقتی خشکی ها قاره یکپارچه ای بودند جانوران بر چه اساسی توزیع می شدند؟

 محمدرضا کریمی

اسکلت دایناسور

در بیش از 200 میلیون سال پیش، تقریباً همه خشکی های زمین در قالب قاره ای به نام پانگه آ گرد آمده بودند. پانگه آ قاره ای بود که سیاره ما از آن زمان تاکنون مشابه آن را به خود ندیده است. قاره پانگه آ فضای زیادی برای جولان جانوران داشت و آنها می توانستند آزادانه در این خشکی یکپارچه و بزرگ پرسه بزنند. در این میان تنها چند مانع جغرافیایی نظیر کوه ها یا قله های برفی وجود داشت. با این حال جانوران خود را در مناطق خاصی محدود کرده بودند.

در رابطه با مکان زندگی موجودات زنده دو محدودیت اصلی وجود دارد که عبارتند از جغرافیا و آب و هوا.

فراوانی بارندگی در امتداد عرض های جغرافیایی بر جایی که جانوران زندگی می کردند به طورمستقیم اثر می گذاشته. به عنوان مثال در منطقه استوایی، جایی که مشخصاً پستانداری به نام تراورسودونت سیندونت در آن زندگی می کرد، باران های موسمی دو بار در سال می بارید. اما در نقاط شمالی تر پانگه آ یعنی مناطق معتدلی که در آن خزندگان و از جمله به عنوان نمونه پروکولوفونیدز حاکم بودند باران های بزرگ تنها یک بار در سال می بارید. به این ترتیب نتیجه گیری می شود که تفاوت در بارش محدوده پستانداران را از خزندگان جدا می کرده است.

در این میان تفاوت های فیزیولوژیکی هم اهمیت دارد. یک تفاوت مهم فیزیولوژیکی بین خزندگان و پستانداران نحوه دفع آنها است. از آن جایی که پستانداران در هنگام دفع آب از دست می دهند در نتیجه به جایگزین کردن آب از دست رفته نیاز دارند. درحالی که خزندگان (و پرندگان) مواد زاید بدنشان را به صورت اسید اوریک به شکل جامد یا نیمه جامد دفع می کنند که حاوی آب بسیار کمی است. به این ترتیب از آن جایی که پستانداران به آب بیشتری نیاز دارند بنابراین تصمیم می گیرند که در جاهای پرآب تر زندگی کنند.

در قاره پانگه آ، پستانداران به منطقه غنی از آب نیاز داشتند. بنابراین در دسترس بودن آب نقش تعیین کننده ای در انتخاب محل زندگیشان ایفا می کرد. جالب این جا است که چگونگی معامله بدن با مواد زاید می تواند حرکت و جابجایی یک گروه کامل از جانوران را محدود کند.

در مناطقی که میزان آب محدود بود، خزندگان در میدان رقابت با پستانداران از مزیتی برخوردار بودند و خزندگان به این دلیل به مناطق استوایی مهاجرت نمی کردند که کنج مناسبی برای زندگی یافته بودند.

براساس نمونه های جمع آوری شده از دریاچه ها و آبگیرهای باستانی در محدوده ای که از گرجستان امروزی تا نوا اسکوشیا در کانادای امروزی یک رکورد آب و هوایی برای قاره پانگه آ در اواخر دوره تریاسیک، از 234 تا 209 میلیون سال پیش، ثبت شده است. پانگه آ در این زمان یک گلخانه بود. دما در تابستان حدود 20 درجه سانتیگراد گرم تر از حالا می شد و میزان دی اکسید کربن جو پنج تا 20 برابر بیشتر از امروز بود. با این حال تفاوت هایی در ویژگی های منطقه ای از جمله در مقادیر بارش وجود داشت.

اختلاف بارش به موقعیت مداری زمین با خورشید ربط دارد. این امر همراه با چرخه های میلانکویچ Milankovitch بر این که چه مقدار نور خورشید یا انرژی به نقاط مختلف کره زمین می رسد تأثیر می گذارد. در اواخر تریاسیک، مناطق استوایی نور خورشید بیشتری دریافت می کردند، در نتیجه انرژی بیشتری برای تولید بارش بیشتر و مکرر داشتند. عرض های جغرافیایی بالاتر، با تابش نور کمتر، باران کمتری را تجربه می کردند. پستانداران هم در مناطقی که بارش کمتر بود تحت فشار قرار می گرفتند.

شواهد نشان می دهد تغییرات آب و هوایی در مدت بیش از 100 سال گذشته، توزیع گونه های پستانداران را دستخوش تغییر کرده.

منبع: http://www.sciencedaily.com/releases/2011/05/110512150823.html

امتیاز به مطلب

چه چیزی نوع میکروب های روده جانوران و انسان ها را تعیین می کند؟

محمدرضا کریمی

رودهغذایی که می خوریم تعیین می کند چه گونه هایی از میکروب ها در روده هایمان زندگی کنند و چه کاری انجام دهند. علاوه براین مواد مغذی داخل گوشت و سبزیجات بر جوامع باکتری های مفیدی که هم در بدن گیاهخواران و هم در بدن گوشتخواران ساکنند اثر می گذارد. این نتیجه مطالعه ای است که به وسیله گروهی از محققان از ملیت های مختلف انجام شده است.

میکروب شناسان این تحقیق را کاری بنیادی و تعیین کننده می دانند. چراکه به تعریف قوانین کلی درباره میکروب های ساکن بدن پستانداران کمک می کند.

در این مطالعه محققان میکروب هایی را از 33 پستاندار گرفتند و ژن هایی که این میکروب ها حمل می کردند را به دقت بررسی کردند. از 1500 قطعه ژنی که به نظر می رسید آنزیم ها را کدگذاری می کنند، 495 ژن با میکروب هایی همراه بودند که یا تنها به گیاهخواران و یا به گوشتخواران تعلق داشتند.

محققان می گویند که میکروب های بدن یک جانور گیاهخوار مانند غزال ممکن است با میکروب های یک گوشتخوار متفاوت باشد، اما در کنار آن به نظر می رسد میکروب ها کارهای مختلفی انجام دهند که به وسیله رژیم غذایی شان تعیین می شود.

به گفته آنها میکروب های روده گوشتخواران حامل ژن هایی هستند که ظاهراً برای تجزیه اسیدهای آمینه فراوان موجود در رژیم های غذایی میزبانشان مناسبند. از سوی دیگر باکتری های بدن گیاهخواران از همان ابتدا در کار ساختن اسیدهای آمینه جدید بهترند. به این ترتیب الگوهای ژنی در زمینه داشتن رژیم غذایی غنی از پروتئین در شیر و رژیم غذایی با پروتئین ناچیز در غزال درکی ایجاد می کنند.

همچنین پروتئین ها و سایر مواد مغذی در وضعیت باکتری هایی که از گونه ای به گونه ای دیگر منتقل می شوند نوساناتی را ایجاد می کنند.

چندی پیش همین محققان مطالعه دیگری نیز در همین زمینه انجام شد. به این ترتیب که آنها ده گونه از باکتری های روده ای را از بدن انسان ها برداشتند و آنها را در بدن موش ها قرار دادند. این محققان با افزایش نسبت مواد مغذی موجود در رژیم غذایی موش توانستند 60 درصد تغییراتی که برای میکروب های مفید پیش بینی می کردند را دنبال و مشاهده کنند.

به گفته گوردون یکی از محققان چنین کاوش هایی در جمعیت های میکروب ها می تواند به تهیه ابزاری به منظور بهبود وضعیت سلامت انسان کمک کند. در زمانه ای که نوع تغذیه در حوزه بهداشت جهانی به مسئله ای تبدیل شده، ما براساس این نوع تحقیقات می توانیم به افراد درباره این که چه بخورند آگاهی های مفید و توصیه های مناسبی بدهیم.

البته دیوید رلمان محقق بیماری های عفونی و استاد دانشگاه استنفورد می گوید:«هنوز روشن نیست که چه جوامعی از باکتری ها در انسان ها برای گرفتن نتایج خاص بالینی بهترند. اگرچه براساس تحقیقات مختلف قواعدی کلی در این زمینه مشخص شده، اما لازم است دانش ما در این زمینه عمیق تر شود.»

منبع: http://www.sciencenews.org/view/generic/id/74505/title/Your_gut_microbes_are_what_you_eat

امتیاز به مطلب

سیارات آزاد شناور چه هستند؟

محمدرضا کریمی

سیاراتکهکشان راه شیری مملو از اجرامی است که حجمی معادل حجم سیاره مشتری دارند ولی گرد هیچ ستاره ای نمی گردند.

این موضوع به پرسش ها درباره سیارات می افزاید. در چند سال اخیر ارایه تعریفی از سیارات به یکی از سوژه های اصلی محافل ستاره شناسان تبدیل شده است و حالا این اشیای تازه وارد، فضا را مه آلودتر و دامنه بحث ها را در این زمینه گسترده تر می کنند.

موضوع سیاره نبودن پلوتون در سال 1385 شمسی به طور رسمی حل شد. در آن زمان اتحادیه بین المللی ستاره شناسان پلوتون را در حد یک سیاره کوتوله تنزل داد. البته بحث ها در این زمینه متوقف نشد و از آن زمان شماری از کتاب ها با محوریت پلوتون به چاپ رسیده است.

در خارج از منظومه شمسی وضعیت مبهم تر است. به عنوان مثال معلوم نیست چه ویژگی ای یک ستاره را از یک کوتوله قهوه ای متمایز می کند، یا نقطه تمایز سیاره از کوتوله قهوه ای چیست. کوتوله قهوه ای نوعی ستاره شکست خورده و ناکارآمد است که به قدر کافی بزرگ نیست تا در واکنش های همجوشی هیدروژن بسوزاند.

با این وصف کشف اشیایی که خیلی کوچک به نظر می رسند و هیچ چیز دیگری به جز سیاره نمی توانند باشند، منتها در مدار هیچ ستاره ای نیستند و آزادانه در فضای میان ستاره ای شناورند به ابهامات می افزاید.

تعداد این اشیا در کهکشان راه شیری زیاد است و احتمالاً بیش از ستارگان معمولی است.

امتیاز به مطلب

کدام مناطق جهان در آینده دچار کمبود غذا می شوند

حمیده احمدیان راد

گندمبراساس یک مطالعه نقاطی در جهان هستند که در آینده بیش از جاهای دیگر از اثرات سوء گرم شدن زمین بر منابع غذایی رنج خواهند برد. کشورهای آفریقای جنوبی و هند و منطقه جنوب شرق آسیا هم حساسیت بالایی در مقابل تغییرات آب و هوایی دارند و هم از نداشتن سازوکارهای مقابله با این تغییرات در طولانی مدت رنج می برند.

نقاط دیگری هم هستند که براساس شاخص هایی مثل دسترسی به آب در آینده، تعداد روزهایی که دمای بالای 30 درجه سانتی گراد دارند،‌ درازای فصل رشد گیاهان، روزهای قابل اتکا در رشد گیاهان و میزان بارش،‌ با خطر کمبود غذا مواجهند. این مناطق مکزیک، شمال شرقی برزیل، جنوب آفریقا و آفریقای غربی هستند. تمام شاخص هایی که شمرده شد باز به تغییرات آب و هوایی مربوطند.

در این مناطق امنیت غذایی همیشه یک مسئله بوده. علاوه بر تغییرات آب و هوایی و مسایل اقتصادی، روند افزایش جمعیت هم بر مشکلات آنها می افزاید.

در نقاطی هم ممکن است به خاطر تغییرات آب و هوایی بهره وری از حالت نرمال به زیر سطح متوسط سقوط کند. به عنوان مثال دوره رشد برخی از گیاهان 120 روز است. به این ترتیب حداقل مدتی که محصولی نظیر ذرت نیاز دارد تا رشد کند و به حیاتش ادامه دهد 120 روز است. اگر تغییرات آب و هوایی باعث شود دوره های رشد به کمتر از این زمان کاهش یابد، عواقب زیادی برای پایداری تأمین غذا به دنبال خواهد داشت.

درنهایت براساس این مطالعه جنوب آفریقا (شامل کشورهای نامیبیا، آنگولا، زامبیا، بوتسوانا، موزامبیک و آفریقای جنوبی) در معرض خطر کمبود غذا هستند و شمال شرقی برزیل، مکزیک، پاکستان، هند و افغانستان هم بسیار آسیب پذیرند.

آفریقای جنوبی و به طورکلی آفریقا به وضوح در مقایسه با آمریکای لاتین یا چین مناطق ناامن تری برای تأمین مواد غذایی هستند. چراکه در شرایط کاهش منابع غذایی، موضوع نرخ رشد جمعیت در آفریقا هم مطرح است. اما شمال آفریقا در مقابل تغییرات آب و هوایی آسیب پذیر نخواهد بود. هرچند شورش ها نشان داده به نوسانات قیمت غذا در سطح بین المللی حساس است.

راه حلی که کارشناسان برای مقابله با تغییرات آب و هوایی پیشنهاد می کنند این است که در کشاورزی در مقیاس کوچک سرمایه گذاری و برنامه ریزی شود. وگرنه با تداوم روند کنونی ممکن است قیمت غذا در 18 سال آینده 70 تا 90 درصد افزایش یابد.

منبع: http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=identifying-future-food-shortage-hot-spots-due-to-climate-change

امتیاز به مطلب

آموخته های ما چگونه و در کجای مغز حک می شود

محمدرضا کریمی

مغزبا افزایش سن و کسب تجربه کافی، ما در انجام برخی کارها خبره می شویم. با هر مهارت سختی که می آموزیم -صرف نظر از این که توانایی ما را در کدام یک از حواس بینایی، شنوایی، لامسه، بویایی و چشایی افزایش دهد- در مقایسه با کسی که تجربه کمتری نسبت به ما دارد چیز بیشتری در مغزمان حک می شود. اما دقیقاً در کجا و چگونه؟ قلم زیست شناسی ای که این تخصص ها را هجی می کند چیست؟

مدت ها است که براساس یک رویکرد تحقیقی، تغییرات سازمان مغز در نتیجه تجربیات حسی بزرگ و طولانی مدت بررسی می شود. با بررسی اجمالی بسیاری از این مطالعات می بینیم که از یک مدل یادگیری، در یک جهت خاص پشتیبانی می کنند. یعنی این که بخش هایی از مغز که در هنگام آموختن مهارت هایی مثل شناختن نت های موسیقی توسعه  می یابد را بررسی می کنند و نتیجه می گیرند که تمرین این بخش ها را بزرگ تر می کند و بزرگ تر یعنی بهتر.

اما این نتیجه گیری هنوز به طور کامل مورد پذیرش قرار نگرفته. در یکی از مطالعاتی که در این زمینه انجام شده، دکتر میشل کیلگارد رابطه بین آموختن مهارتی خاص و میزان تغییراتی که در نتیجه آموختن این مهارت در مغز به وجود می آید را مورد توجه قرار داده. او و همکارانش با مطالعه قشر شنوایی موش ها پی بردند که یک ناحیه مغز که مربوط به مهارتی خاص است با آموزش گسترش می یابد اما فقط مدت کوتاهی به این حالت باقی می ماند. حتی درصورتی که تغییرات در توانایی ها درازمدت باشند. این برخلاف وضعیت عضله ها است که آموزش به اندازه و توانایی آنها می افزاید. نظریه یادگیری کیلگارد در حوزه زیست شناسی یادگیری اهمیت زیادی دارد.

اگر شما به مقطعی از مغز نگاه کنید و بر روی تراشه نازکی از قشر شنوایی متمرکز شوید می بینید که نسبتاً یکنواخت به نظر می رسد و تنها چند رگ خونی به آن مربوط است. از نظر کارکردی هم بیشتر شبیه به وصله هایی از نواحی عصبی متمایز است که هرکدام تنها طیف محدودی از فرکانس های صدا را «می شنود».

برای یک لحظه تصور کنید که قشر شنوایی ایران ما است. به عنوان مثال صداهای با فرکانس پایین در استان فارس و صداهای با فرکانس بالا در خراسان و صداهای با فرکانس متوسط در بین اینها پردازش می شود.

یکی از یافته های بزرگ علوم اعصاب در چند دهه گذشته این بوده که خطوط حالت نقشه شنوایی (یا نقشه حواس دیگر) بعد از آموزش تغییر می کند.

در همین رابطه در آزمایشگاه دکتر میشل مرزنیخ به میمون ها آموزش داده شد تا صداهای مشکل – دو صدای با فرکانس پایین شبیه به هم- را از هم تشخیص دهند. با آموزش این مهارت نواحی فرکانس پایین نقشه قشری شنوایی بزرگ شد (فارس کمی بزرگ تر شد و به آن چه قبلاً استان کرمان بود دست اندازی کرد).

مطالعه دیگر بر اساس این ایده اولیه بنا شد که اگر جلوی گسترش قشر شنوایی سد شود، جلوی یادگیری هم گرفته می شود و گسترش قشر شنوایی مغز اغلب با یادگیری بهتر ارتباط دارد. به طوری که به نظر می رسد گسترش این قشر و یادگیری مهارت به شدت در هم تنیده اند.

امتیاز به مطلب