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Le mouvement des toiles d’araignées en tant qu’électrons en orbite autour d’un noyau a été étudié
Araignée Trichonephila femelle (à gauche) à côté du mâle beaucoup plus petit (à droite). Crédit : MPI Animal Behavior / Alex Jordan
Une petite araignée mâle qui tisse un orbe doré fait face à un énorme défi lorsqu’elle cherche un partenaire. Il fait une petite partie de la taille d’une énorme femelle, mais il doit entrer prudemment dans son filet et s’approcher d’elle sans se faire remarquer, car la femelle cannibale le tuera et le mangera s’il fait un faux pas sur son filet. Ajoutez à cela la concurrence à laquelle il fait face d’autres hommes également dans l’arène sensible sur le Web, et vous serez confronté à un problème d’optimisation complexe que les analystes humains trouveraient intimidants. Cependant, ces petites araignées ont à peine ce que nous pouvons reconnaître comme un cerveau. Comment agissent-ils alors ? C’est une question qui intrigue Alex Jordan et les membres de son laboratoire du Max Planck Institute for Animal Behavior depuis plus d’une décennie. Désormais, en collaboration avec des chercheurs du Weizmann Institute of Science, ils sont plus proches d’une réponse.
La solution semble résider dans le magnétisme animal, ou plus correctement, dans les forces physiques effectives que les mâles et les femelles subissent sur la surface élastique d’une toile d’araignée. « Notre concept initial était d’explorer l’idée que ces araignées se déplaçant sur la toile se comportent comme des électrons en orbite autour d’un noyau, ou des planètes en orbite autour d’une étoile », explique Jordan, qui dirige le laboratoire d’écologie comportementale intégrative de l’Institut Max Planck pour le comportement animal, et est un co-auteur Dans l’étude. De cette idée initiale est né un programme de recherche qui a conduit les deux équipes à développer un dossier modèle physique et mener des expériences dans les forêts tropicales du Panama.
femmes attirantes
Alors que les détails de la physique exacte ont finalement divergé des niveaux atomique et cosmique, le concept s’est avéré utile. « Imaginez des électrons en orbite autour d’un noyau, ou d’une étoile massive dans l’espace, qui est si grande qu’elle génère son propre champ gravitationnel qui attire les objets autour d’elle – une femelle cannibale géante peut être considérée de la même manière », dit Jordan. « Imaginez maintenant des planètes plus petites, des satellites ou des comètes s’approchant de cette force d’attraction – ce sont nos braves petits mâles. » Approchez-vous de la star (ou de la femme) trop rapidement, ou sous le mauvais angle, et vous risquez de tomber sous le charme de son attirance. À l’échelle cosmique, cela conduira à une collision cosmique qui entraînera l’évaporation de la planète. Pour le mâle audacieux, une approche incorrecte signifie tomber dans une attraction fatale et finir en proie.
Selon la co-auteure de l’étude, Silvia Garza, qui a passé des mois au Panama en tant qu’étudiante à la maîtrise à enregistrer le comportement des araignées mâles et femelles, puis à utiliser des approches d’apprentissage automatique pour suivre tous leurs mouvements.
Des mâles abominables
Tout comme les jeunes planètes ont leur propre attraction, les mâles s’attirent également – au début, ils se rapprochent du concurrent perçu. Les mâles commencent également à se repousser au fur et à mesure qu’ils se rapprochent, de cette façon ils se comportent un peu comme des électrons autour du noyau.
« Le mouvement de ces mâles est comme des interactions entre des particules qui s’attirent ou se repoussent en fonction de la distance qui les sépare », explique Amir Haluts, physicien de formation et auteur principal de l’étude du Weizmann Institute of Science. Le co-auteur principal Nir Goff, également de Weizmann, a déclaré : « Nous utilisons des modèles pour cartographier les forces physiques effectives subies par les hommes, ce qui nous permet d’expliquer le mouvement de leur toile, ainsi que la dynamique de compétition des hommes de différentes tailles. » Au fur et à mesure que les mâles s’entourent, ils finiront par se rapprocher les uns des autres, s’affrontant dans un combat ouvert. Tout cela se fait à la surface de la toile, qui agit comme un canal de vibrations que les mâles utilisent pour communiquer, mais peut aussi alerter la femelle de leur présence et déclencher une attaque mortelle.
Les recherches de l’équipe montrent que les décisions apparemment complexes prises par les hommes, équilibrant le risque et la récompense, et la vie et la mort, ne nécessitent pas une intelligence ou une compréhension avancée du jeu auquel ils jouent. Alternativement, les mêmes solutions peuvent être obtenues en détectant les vibrations sur la toile et en répondant aux forces physiques d’attraction et de répulsion, tout comme les particules physiques pourraient le faire. « Au début, j’ai été déconcerté par nos premiers résultats, qui ont montré que ces hommes pouvaient résoudre ces tâches apparemment complexes sans la machinerie cognitive requise », a déclaré Jordan. « Nair a plaisanté en disant que c’est presque comme ça Masculin Ce sont des électrons en orbite autour du « noyau » féminin. Cela a conduit à l’invention du terme «araignées atomiques» et il s’avère qu’il n’est peut-être pas loin de la vérité. »
Prince of Haluts et al, La dynamique spatio-temporelle des compétitions animales résulte des forces effectives entre les concurrents, Actes de l’Académie nationale des sciences (2021). DOI : 10.1073/pnas.2106269118
Introduction de
Société Max Planck
la citation: Le mouvement des araignées Web étudiées en tant qu’électrons en orbite autour d’un noyau (2021, 3 décembre) Récupéré le 3 décembre 2021 sur https://phys.org/news/2021-12-spiders-motion-web-electrons-orbiting.html
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« Spécialiste de la télévision sans vergogne. Pionnier des zombies inconditionnels. Résolveur de problèmes d’une humilité exaspérante. »
Un criblage de suppresseur génétique identifie le RdDM comme une voie majeure pour le silençage épigénétique induit par une expansion répétée. une, Phénotypes (indiqués par leurs identifiants d'écran d'origine) des suppresseurs isolés par rapport à Bur-0. Les feuilles irrégulièrement faibles sont marquées par des flèches blanches chez le type sauvage Bur-0. Barres d'échelle, 2 cm. Brelatif III1 Niveaux d'expression de suppresseurs de gènes identifiés par criblage génétique. Les nombres représentent les identifiants d'écran d'origine et les gènes correspondants identifiés après le clonage sont indiqués ci-dessous. Niveaux d'expression moyens basés sur trois répétitions biologiques pour chaque lignée (à l'exclusion de Bur-0 et fug1où n = 5 et 4, respectivement). Astérisques Indiquez les points de données individuels. sLes valeurs sont basées sur une analyse de variance unidirectionnelle avec le test post hoc de Tukey, et les polices avec des lettres différentes sont significativement différentes les unes des autres (s <0,05). Les barres d'erreur représentent s.e.mC Exemple d'analyse SHOREmap utilisant 44-2 Définit une mutation dans Paul F. . Les allèles à haute fréquence (> 0,85) sont colorés en rouge et les croix rouges représentent les allèles causals putatifs. crédit:Plantes naturelles
(2024). est ce que je: 10.1038/s41477-024-01672-5 ×
Fermer Un criblage de suppresseur génétique identifie le RdDM comme une voie majeure pour le silençage épigénétique induit par une expansion répétée.une , Phénotypes (indiqués par leurs identifiants d'écran d'origine) des suppresseurs isolés par rapport à Bur-0. Les feuilles irrégulièrement faibles sont marquées par des flèches blanches chez le type sauvage Bur-0. Barres d'échelle, 2 cm.B relatif III1 Niveaux d'expression de suppresseurs de gènes identifiés par criblage génétique. Les nombres représentent les identifiants d'écran d'origine et les gènes correspondants identifiés après le clonage sont indiqués ci-dessous. Niveaux d'expression moyens basés sur trois répétitions biologiques pour chaque lignée (à l'exclusion de Bur-0 et fug1 oùn = 5 et 4, respectivement). Astérisques Indiquez les points de données individuels.sLes valeurs sont basées sur une analyse de variance unidirectionnelle avec le test post hoc de Tukey, et les polices avec des lettres différentes sont significativement différentes les unes des autres ( s<0,05). Les barres d'erreur représentent s.e.m C Exemple d'analyse SHOREmap utilisant 44-2Définit une mutation dans Paul F.. Les allèles à haute fréquence (> 0,85) sont colorés en rouge et les croix rouges représentent les allèles causals putatifs. crédit:
Plantes naturelles (2024). est ce que je: 10.1038/s41477-024-01672-5 Les biologistes de l'Université Monash ont mis en lumière les mécanismes moléculaires complexes responsables de l'inactivation des gènes provoquée par des répétitions étendues dans une étude internationale. publiéaujourd'hui dans
Plantes naturelles
.
Ce phénomène a été associé à un certain nombre de maladies génétiques, notamment l'ataxie de Friedreich chez l'homme, et provoque des anomalies de développement chez des plantes telles qu'Arabidopsis thaliana.
La recherche vise à comprendre le mécanisme par lequel les répétitions amplifiées provoquent l’inactivation des gènes, une procédure clé pour contrôler l’expression des gènes.
Les nouveaux composants nécessaires à ce processus de mise au silence ont été découverts par des chercheurs à l'aide d'un modèle végétal qui présente des symptômes de défauts de croissance à des températures plus élevées mais pas à des températures plus basses.
La protéase SUMO FUG1, le lecteur d'histone AL3 et la protéine chromodomaine LHP1 ont été identifiés comme les trois acteurs les plus importants, selon l'étude.
« Ces protéines se réunissent pour créer une unité de base requise pour l'inactivation des gènes résultant d'une expansion répétée », a déclaré le Dr Sridevi Sureshkumar, auteur principal de l'étude, qui dirige le groupe de recherche génétique du groupe de recherche fondamentale de l'école des sciences biologiques de l'université Monash.
« Notre recherche révèle le rôle essentiel que jouent ces protéines dans la coordination de l'inactivation génique résultant de répétitions étendues », a déclaré le Dr Sureshkumar.
« La connaissance de ces systèmes fait non seulement progresser notre compréhension de la biologie végétale, mais donne également un aperçu des maladies humaines », a-t-elle déclaré.
Au cours de la recherche, des méthodes modernes de criblage génétique et des tests à deux hybrides sur levure ont été utilisés afin de déterminer que FUG1, une protéase SUMO non caractérisée, joue un rôle important dans l’inactivation des gènes. Après une analyse plus approfondie, il a été démontré que FUG1 interagissait avec AL3, un lecteur d'histone connu pour se lier à des marques d'histone spécifiques associées à une expression génique efficace.
De plus, les chercheurs ont découvert que la protéine AL3 interagit avec LHP1, une protéine chromodomaine qui joue un rôle dans la propagation des marques d'histone restreintes. L'inversion de l'inactivation des gènes et la suppression des symptômes associés à une expansion récurrente se sont produites en raison de la perte de fonction de l'un de ces composants au cours de l'expérience.
« Ces résultats mettent en valeur l’importance des modificateurs post-traductionnels et des lecteurs d’histone dans la régulation épigénétique », a déclaré le Dr Sureshkumar.
Elle a déclaré : « Notre étude ouvre la voie à des recherches plus approfondies sur le rôle de ces protéines dans divers processus biologiques et maladies humaines. »
« Les résultats représentent non seulement des conséquences potentielles pour la santé humaine, mais contribuent également à notre compréhension de la biologie végétale, qui est déjà avancée. »
Le Dr Sureshkumar, qui a dirigé cette étude internationale incluant des institutions du Royaume-Uni, de Chine, du Canada, d'Inde et d'Australie, a déclaré que la collaboration multinationale les avait aidés à progresser dans divers aspects de cette recherche.
Le Dr Sureshkumar a déclaré que cette recherche pourrait ouvrir la voie au développement de nouvelles techniques thérapeutiques ciblant la dérégulation épigénétique chez les personnes atteintes de maladies génétiques. Plus d'information:Sridevi Sureshkumar et al, la protéase SUMO FUG1, le lecteur d'histone AL3 et la protéine chromodomaine LHP1 font partie intégrante du silençage génique induit par l'expansion de la réplication chez Arabidopsis thaliana. Plantes naturelles
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L'Université Tsinghua développe des techniques de construction d'habitats lunaires
Par Simon Mansfield
Sydney, Australie (SPX), 19 avril 2024
L'exploration de la construction d'habitats lunaires par l'Université Tsinghua met en évidence la transition de la simple exploration à la construction et à l'utilisation réelles sur la Lune, en mettant l'accent sur le durcissement du régolithe in situ. Avec près de 20 technologies différentes évaluées pour créer des matériaux à base de régolithe, l'examen du professeur Feng fournit une classification et une évaluation systématiques, identifiant les défis importants et les orientations pour les progrès futurs.
La recherche classe les techniques de durcissement des régolithes en quatre groupes en fonction de leurs mécanismes de liaison et de consolidation : durcissement par réaction (RS), frittage/fusion (SM), durcissement par liaison (BS) et formation de confinement (CF). Chaque gamme et technologie spécifique est soigneusement mesurée en termes de paramètres de processus et de performances, mettant en valeur ses diverses exigences et capacités.
La solidification réactive implique la liaison des particules de régolithe avec des composés réactifs et repose en grande partie sur des matériaux transportés par fusée, le régolithe représentant 60 à 95 % du mélange. Processus de frittage/fusion du régolithe à des températures élevées, dépassant souvent 1 000 °C, ce qui pose d’importants défis énergétiques et opérationnels. Le durcissement par liaison utilise des liants pour le collage, nécessitant moins de temps et des températures plus basses, tandis que la formation par confinement utilise un tissu pour créer des composants de sac régolithe à haute résistance, bien qu'ils puissent manquer de résistance à la compression.
L'étude présente la méthode 8IMEM pour évaluer ces technologies, en utilisant huit indicateurs pour mesurer leur efficacité et leur adéquation à la construction de la Lune. Le remplissage Regolith occupe la première place, réduisant la consommation de ressources et d'énergie tout en permettant une configuration rapide des composants. Les technologies solaires de frittage/fusion et de fusion fonctionnent également bien, ces dernières utilisant l’énergie solaire directement dans une construction rentable.
La recherche est conforme aux objectifs progressifs des Stations internationales de recherche lunaire, établissant un plan de développement en quatre phases : laboratoire, station de recherche, hébergement et habitat, chacune étant spécifiquement conçue pour répondre à des besoins de construction et fonctionnels spécifiques. Les données quantitatives soutiennent l'utilisation de la technologie régolithe pour construire des bases lunaires, fournissant ainsi un modèle fonctionnel pour les futurs habitats lunaires.
Rapport de recherche:Construction lunaire in situ à grande échelle : évaluation quantitative des techniques de durcissement des régolithes
Liens connexes
Université de Tsinghua
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Rêves de lune et plus
« Spécialiste de la télévision sans vergogne. Pionnier des zombies inconditionnels. Résolveur de problèmes d’une humilité exaspérante. »
Dans les années 1980, FedEx avait un formidable slogan : «Quand c'est définitivement, positivement, il doit y avoir du jour au lendemainEh bien, dans des situations telles que des conflits au sol et des scénarios de catastrophe, cela ne suffit pas. Consciente de la nécessité d'un service de livraison ultra-rapide, Sierra Space, basée au Colorado, développe actuellement un système permettant de livrer des fournitures presque partout sur Terre en seulement 90 minutes.
Sierra Space a actuellement de nombreux projets intéressants en cours, notamment Rêve d'un avion spatial Et un Station spatiale commerciale prévue. La semaine dernière, l'entreprise a surpris l'industrie en annonçant un autre projet ambitieux, une nouvelle plateforme appelée Ghost. La société affirme que « le nouveau vaisseau spatial logistique révolutionnaire sera doté d’un système de protection thermique avancé conçu pour le retour en toute sécurité de petites charges utiles depuis l’espace ». Le projet de logistique spatiale est conçu pour fournir des services de messagerie à la demande à une variété de clients, y compris des opérations de sécurité nationale et une assistance en cas de catastrophes naturelles.
« Nous envisageons un inventaire de véhicules Sierra Space Ghost stratégiquement situés, facilement accessibles et déployables en 90 minutes vers des emplacements critiques n'importe où sur Terre », a déclaré Tom Weiss, PDG de Sierra Space, dans un communiqué. déclaration. Le système devrait être capable de livrer des fournitures au « personnel de première ligne » dans un rayon de 100 mètres d’une zone cible désignée, selon l’entreprise.
Cette annonce fait suite à la création récente par Sierra Space de son organisation de missions et de services orbitaux, axée sur des solutions innovantes pour la sécurité nationale. La société affirme avoir déjà obtenu des contrats majeurs d'une valeur de 1,3 milliard de dollars pour des constellations de satellites dans le cadre de cette initiative.
Ghost a subi une série de trois tests de chute le 1er février au centre de lancement et d'atterrissage de Space Florida. Ces tests comprenaient une descente finale de 2 000 pieds (610 mètres) pour évaluer la dynamique d'impact, une descente contrôlée en parachute de 4 000 pieds (1 219 mètres) et la séparation des composants du blindage et de la charge utile, démontrant la capacité du véhicule à renvoyer les charges utiles en toute sécurité.
Une fois ce programme lancé, le vaisseau spatial préchargé attendra en orbite jusqu'à ce qu'il soit invité à rentrer. L'envoi peut comprendre un kit de survie, un bateau pneumatique, des rations, des armes et d'autres articles. Lors de l'activation, le vaisseau spatial se réorientera, initiera la rentrée et utilisera un bouclier de protection thermique pour résister à des températures allant jusqu'à 2 000 degrés Fahrenheit. Après la rentrée, le parafoil dirige la charge utile vers la zone d'atterrissage désignée. Chaque satellite devrait avoir une durée de vie de cinq ans, après quoi il sera retiré et désorbité.
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C’est une idée géniale et utile, et logique étant donné notre capacité croissante à accéder à l’espace et à y travailler. Combiné avec une technologie de réponse rapide, qui Les missiles peuvent être lancés dans les 24 heuresCela pourrait véritablement révolutionner notre capacité à apporter les choses aux personnes qui en ont le plus besoin, tout en devant être là de manière positive à un moment critique.
Pour plus de voyages spatiaux dans votre vie, suivez-nous X Un marque-page personnalisé pour Gizmodo Page sur les vols spatiaux.
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