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Snowball Earth peut être Snowball Earth

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Snowball Earth peut être Snowball Earth

Pendant les profondeurs planétaires de la période glaciaire, il peut y avoir eu des poches d’océan ouvert au-delà des tropiques. Hyo-sung

Au moins cinq périodes glaciaires ont eu lieu sur Terre, dont une il y a 635 millions d’années qui a créé des glaciers d’un pôle à l’autre.

C’est ce qu’on appelle le Pléistocène Marinwan, du nom de la partie de l’Australie où des preuves géologiques ont été recueillies pour la première fois dans les années 1970.

Les scientifiques disent que l’ère glaciaire de Marinwan a été l’une des plus extrêmes de l’histoire de la planète, créant de la glace glaciaire qui a duré 15 millions d’années.

Mais de nouvelles preuves recueillies dans la zone forestière orientale de Shennongjia, dans la province chinoise du Hubei, suggèrent que la Terre n’a pas complètement gelé – du moins pas à la fin de la période glaciaire. Au lieu de cela, il y avait des zones d’eau libre dans certaines mers peu profondes de latitude moyenne, sur la base d’échantillons géologiques datant de cette période.

« Nous avons appelé cette ère glaciaire Snowball Earth », a déclaré Thomas Algeo, professeur de sciences de la terre au College of Arts and Sciences de l’Université de Cincinnati. « Nous pensions que la Terre avait complètement gelé pendant cette longue période glaciaire. Mais peut-être ressemblait-il plus à une « terre en boule solide ».

l’étude Un environnement habitable aux latitudes moyennes pour les eucaryotes marins pendant la phase décroissante de la boule de neige de Marinwan(accès libre) Il est publié dans Nature Communications.

Modèle Hard Snowball, dans lequel le sanctuaire est confiné aux bassins Cryoconite 10, 49. b Modèle Slushball avec ceinture d’eau libre aux basses latitudes 12, 14, 16. c « Modèle Snowball », dans lequel l’eau libre se trouve à la fois dans les -océans (cette étude). Les modèles du cycle biogéochimique du N marin ont été modifiés à partir de la réf. 40. Notez également l’existence d’environnements aquatiques peu profonds habitables pour les macroalgues photosynthétiques benthiques. Les lignes pointillées dans le panneau de gauche indiquent les latitudes approximatives où l’eau libre pourrait être présente dans les océans peu profonds. Carbone organique total : Carbone organique total ; N : azote. (nature)

Les scientifiques ont découvert une algue, appelée macroalgue benthique, dans du schiste noir vieux de plus de 600 millions d’années. Ces algues vivent au fond de la mer et ont besoin de la lumière du soleil pour convertir l’eau et le dioxyde de carbone en énergie grâce à la photosynthèse.

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Une équipe de géoscientifiques de Chine, du Royaume-Uni et des États-Unis a effectué une analyse isotopique et a constaté que les conditions habitables de l’océan ouvert étaient plus étendues qu’on ne le pensait auparavant, s’étendant dans les océans qui se trouvent entre les tropiques et les régions polaires et fournissent un refuge pour une personne seule. Organismes multicellulaires et multicellulaires durant les phases de déclin du Pléistocène marin.

Bien qu’il soit probable que les eaux profondes n’aient pas eu d’oxygène pour soutenir la vie pendant cette période, a déclaré l’auteur principal Huyue Song de l’Université des géosciences de Chine, les mers peu profondes en avaient.

« Nous présentons un nouveau modèle pour SnowBall Earth où l’eau libre se trouve dans les océans de basse et moyenne latitude », a déclaré Song.

La période glaciaire a probablement connu plusieurs périodes de gel et de dégel au cours de 15 millions d’années, a déclaré Song. Dans de telles circonstances, a déclaré Song, la vie aurait pu continuer.

« Nous avons constaté que la glace de Marinwan était dynamique. Il peut y avoir eu plusieurs fois des conditions potentielles d’eau libre aux latitudes basses et moyennes », a déclaré Song. « De plus, ces conditions d’eau de surface peuvent être plus répandues et plus persistantes qu’on ne le pensait auparavant, et Cela a peut-être permis une récupération rapide de la biosphère après la planète Marinwan. »

Ironiquement, a déclaré Algeo de l’Université de Californie, ces refuges de vie ont probablement contribué à réchauffer la planète, mettant fin à l’ère glaciaire à Marinoan. Les algues présentes dans l’eau ont libéré du dioxyde de carbone dans l’atmosphère au fil du temps, faisant progressivement fondre les glaciers.

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Thomas Algeo, professeur de sciences de la terre à l’Université de Californie, se tient devant des carottes de roche que lui et ses étudiants ont analysées dans son laboratoire. Image/Andrew Higley/UC Marketing + Image de marque

« L’un des messages généraux à retenir est à quel point la biosphère affecte le cycle du carbone et le climat », a-t-il déclaré. Nous savons que le dioxyde de carbone est l’un des gaz à effet de serre les plus importants. Nous voyons donc comment les changements dans le cycle du carbone affectent le climat mondial. »

Algeo a déclaré que l’étude soulève des questions alléchantes sur d’autres périodes glaciaires, en particulier la seconde de la période cryogénienne qui, selon les scientifiques, a également déclenché une glaciation presque complète de la planète.

« Nous ne savons pas avec certitude ce qui a déclenché ces périodes glaciaires, mais je soupçonne qu’elles étaient liées à des organismes multicellulaires éliminant le carbone de l’atmosphère, enfouissant le carbone et refroidissant la Terre », a déclaré Algeo. « Aujourd’hui, nous libérons du carbone rapidement et en quantités énormes et cela a un impact énorme sur le climat mondial. »

L’étude a été financée par des subventions de la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine et du Service géologique de Chine.

Un environnement habitable aux latitudes moyennes pour les eucaryotes marins pendant la phase décroissante de la boule de neige de Marinwannature (accès libre)

Astrobiologie

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La NASA partage une superbe image de la galaxie spirale poussiéreuse NGC 4414 ; Voici tout ce que vous devez savoir

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La NASA partage une superbe image de la galaxie spirale poussiéreuse NGC 4414 ;  Voici tout ce que vous devez savoir

L’agence spatiale américaine National Aeronautics and Space Administration (NASA) a publié une image époustouflante de la galaxie spirale poussiéreuse appelée NGC 4414. L’image a été prise par le télescope spatial Hubble de la NASA dans le cadre du projet majeur HST sur l’échelle de distance extragalactique en 1995.

Le télescope spatial Hubble, lancé en 1990, a modifié la compréhension fondamentale de l’univers, passant de la détermination de la composition atmosphérique des planètes en orbite autour d’autres étoiles à la découverte de l’énergie noire.

Revenant sur la galaxie spirale poussiéreuse, la NASA Hubble déclare : « Sur la base de mesures précises de la luminosité des étoiles variables (étoiles dont la luminosité fluctue) dans NGC 4414, les astronomes ont déterminé que la galaxie se trouve à 60 millions d’années-lumière. »

Elle a ajouté : « Ces informations ont aidé les scientifiques à mieux comprendre le taux d’expansion de notre univers, et nous en avons appris davantage sur la distance et la taille de nombreux objets cosmiques, et même sur l’âge de l’univers lui-même. »

En parlant de l’image partagée par la NSA Hubble, NGC 4414 est une galaxie spirale avec sa composition d’étoiles distincte dans ses différentes régions. Dans leurs régions centrales se trouvent une abondance d’étoiles jaunes et rouges, une caractéristique souvent associée aux amas d’étoiles plus anciens que l’on trouve généralement dans les galaxies spirales.

Dans les régions extérieures, NGC 4414 apparaît plus bleue. La NASA affirme que cette couleur bleuâtre indique la présence d’étoiles plus jeunes et plus chaudes, indiquant une formation d’étoiles en cours dans ces régions. L’image partagée par la NASA montre NGC 4414 comme une grande galaxie spirale avec un noyau jaune lumineux et des bras spiraux tentaculaires décorés de poussière brun foncé et d’amas d’étoiles.

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Selon la NASA Hubble, étant donné que la taille de la galaxie dépassait la capacité des détecteurs WFPC2, seule la moitié de NGC 4414 était visible dans les ensembles de données collectées par les astronomes dans le cadre du projet principal en 1995. Cependant, en 1999, l’équipe Hubble Legacy a revisité NGC. 4414 Et remplissez-le. Dans la partie manquante de son image en observant l’autre moitié en utilisant les mêmes filtres utilisés en 1995.

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Publié : 12 juin 2024, 07h16 IST

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Des scientifiques conçoivent de la caméline avec des graines jaunes à forte production d’huile

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Des scientifiques conçoivent de la caméline avec des graines jaunes à forte production d’huile

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Représentation artistique de l’effet de l’édition des six copies du gène TT8 chez Camelina sativa. Les graines avec des gènes TT8 inactivés (à droite) présentent une couleur jaune, une épaisseur de tégument réduite et une accumulation d’environ 22 % d’huile en plus que les graines de type sauvage (à gauche). Crédit : Valérie Lentz/Laboratoire national de Brookhaven

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Représentation artistique de l’effet de l’édition des six copies du gène TT8 chez Camelina sativa. Les graines avec des gènes TT8 inactivés (à droite) présentent une couleur jaune, une épaisseur de tégument réduite et une accumulation d’environ 22 % d’huile en plus que les graines de type sauvage (à gauche). Crédit : Valérie Lentz/Laboratoire national de Brookhaven

Les efforts visant à atteindre zéro émission nette de carbone provenant des carburants de transport augmentent la demande de pétrole produit par des cultures non alimentaires. Ces plantes utilisent la lumière du soleil pour convertir le dioxyde de carbone atmosphérique en huile, qui s’accumule dans les graines. Les sélectionneurs de cultures, intéressés à sélectionner des plantes produisant beaucoup d’huile, recherchent des graines jaunes. Dans les cultures oléagineuses comme le canola, les variétés à graines jaunes produisent généralement plus d’huile que leurs homologues à graines brunes. La raison : la protéine responsable de la couleur brune des graines, qui manque aux plantes à graines jaunes, joue également un rôle clé dans la production d’huile.

Aujourd’hui, les biochimistes végétaux du laboratoire national de Brookhaven du département américain de l’Énergie – intéressés par l’intensification de la synthèse d’huiles végétales pour la production durable de biocarburants et d’autres bioproduits – ont exploité ces connaissances pour créer un nouveau groupe de cultures d’oléagineux hautement productives. Sur papier uniquement publié dans Journal de biotechnologie végétaleIls décrivent comment ils ont utilisé des outils génétiques modernes pour produire une variété de graines de Camelina sativa jaune, un proche parent du canola, qui accumule 21,4 % plus d’huile que la cameline ordinaire.

« Si les sélectionneurs peuvent obtenir un petit pourcentage d’augmentation de la production de pétrole, ils considèrent que cela est important, car même de petites augmentations de production peuvent conduire à de fortes augmentations de la production de pétrole lorsque vous cultivez des millions d’acres », a déclaré John Shanklin, biochimiste au laboratoire de Brookhaven. Chef du Département de Biologie du Laboratoire et Responsable du Programme de Recherche sur les Huiles Végétales. « Notre augmentation d’environ 22 % était inattendue et pourrait conduire à une augmentation significative de la production », a-t-il déclaré.

Idée claire, plante insolite

L’idée derrière le développement de cette variété de caméline à haut rendement était simple : imiter ce qui se passe dans les variétés naturelles de canola à graines jaunes à haut rendement.

« Les sélectionneurs ont identifié les plantes avec plus d’huile, dont certaines avaient des graines jaunes, et ils ne se sont pas vraiment préoccupés du mécanisme », a déclaré Shanklin. Mais une fois que les scientifiques ont découvert le gène responsable de la couleur jaune des graines et de l’augmentation de leur teneur en huile, ils ont trouvé un moyen d’augmenter la production d’huile chez d’autres espèces.

Le gène contient des instructions pour fabriquer une protéine connue sous le nom de testa 8 translucide (TT8), qui contrôle la production de composés qui donnent, entre autres, aux graines leur couleur brune. Il est important de noter que TT8 réprime également certains gènes impliqués dans la synthèse du pétrole.

Xiao Hongyu, qui a dirigé ce projet, a émis l’hypothèse que l’élimination du TT8 dans la caméline devrait libérer des inhibiteurs de la synthèse du pétrole, libérant ainsi une partie du carbone qui pourrait être canalisée vers la production pétrolière.


Équipe de recherche du Brookhaven Lab (de gauche à droite) : Jin Zhai, Judy Cui, Shreyas Prakash, Xiaohongyu, John Shanklin, Jörg Schwinder, Hai Shi et Sanket Anokar. Ils sont tous membres du département de biologie du Brookhaven Lab. Prakash et Tsui sont respectivement étudiants de premier cycle à l’Université Cornell et à l’Université Stony Brook et participent au programme de stages en laboratoire du Département américain de l’énergie. Crédit : Jessica Rutkiewicz/Laboratoire national de Brookhaven

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Équipe de recherche du Brookhaven Lab (de gauche à droite) : Jin Zhai, Judy Cui, Shreyas Prakash, Xiaohongyu, John Shanklin, Jörg Schwinder, Hai Shi et Sanket Anokar. Ils sont tous membres du département de biologie du Brookhaven Lab. Prakash et Tsui sont respectivement étudiants de premier cycle à l’Université Cornell et à l’Université Stony Brook et participent au programme de stages en laboratoire du Département américain des sciences de l’énergie. Crédit : Jessica Rutkiewicz/Laboratoire national de Brookhaven

L’élimination d’un seul gène chez la caméline est très difficile car cette plante est inhabituelle parmi les organismes. Au lieu d’avoir deux ensembles de chromosomes – deux copies de chaque gène – il en possède six.

« Ce génome hexaploïde explique pourquoi il n’existe pas d’espèce naturelle de caméline à graines jaunes », a expliqué Yu. « Il serait peu probable que des mutations surviennent simultanément dans les six copies de TT8 et perturbent complètement sa fonction. »

L’édition génétique a un impact sur le pétrole

Grâce aux outils de la génétique moderne, l’équipe de Brookhaven a pu éliminer les six copies de TT8. Ils ont utilisé une technologie d’édition génétique connue sous le nom de CRISPR/Cas9 pour cibler des séquences d’ADN spécifiques dans les gènes TT8. Ils ont utilisé la technologie pour couper l’ADN sur ces sites, puis créer des mutations qui inactivent les gènes. Ensuite, Yu et l’équipe ont mené une série d’analyses biochimiques et génétiques pour surveiller les effets de l’édition ciblée des gènes.

« Le phénotype des graines jaunes que nous recherchions était un excellent guide visuel pour nos recherches », a déclaré Yu. « Cela nous a aidé à trouver les graines que nous recherchions en criblant moins de 100 plantes, et parmi elles, nous avons identifié trois lignées indépendantes dans lesquelles les six gènes étaient perturbés. »

Résultats : La couleur du tégument de la graine est passée du brun au jaune uniquement chez les plantes dans lesquelles les six copies du gène TT8 ont été perturbées. Les graines jaunes contiennent des niveaux inférieurs de flavonoïdes et de mucilage – tous deux normalement produits par des voies biochimiques contrôlées par TT8 – que les graines brunes provenant de souches de caméline au génome non édité.

De plus, plusieurs gènes impliqués dans la synthèse du pétrole et la production d’acides gras, les éléments constitutifs du pétrole, ont été exprimés à des niveaux accrus dans les graines de plantes éditées par CRISPR/Cas9. Cela a conduit à une augmentation significative de l’accumulation de pétrole. Les graines modifiées contenaient une autre surprise positive : les niveaux de protéines et d’amidon n’ont pas changé.

Des mutations ciblées sur TT8 ont été héritées dans les générations suivantes de plantes de caméline, ce qui suggère que les améliorations seraient stables et durables.

« Nos résultats montrent que de nouvelles lignées de caméline peuvent être générées par modification génétique, dans ce cas en manipulant TT8 pour améliorer la biosynthèse du pétrole. Comprendre plus de détails sur la façon dont TT8 et d’autres facteurs contrôlent les voies biochimiques peut fournir des cibles génétiques supplémentaires pour augmenter la production de pétrole.  »  » » dit Shanklin.

Plus d’information:
Yuanheng Cai et al., Établissement de graines jaunes de Camelina sativa avec accumulation améliorée d’huile par inactivation transparente de Testa 8 par CRISPR, Journal de biotechnologie végétale (2024). est ce que je: 10.1111/pbi.14403

Informations sur les magazines :
Journal de biotechnologie végétale


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Des preuves des débuts de la vie ont été trouvées dans d’anciennes réactions chimiques

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Des preuves des débuts de la vie ont été trouvées dans d’anciennes réactions chimiques

Imaginez une bibliothèque dynamique, remplie de livres relatant la riche histoire de la vie sur Terre. Chaque livre détaille les réactions chimiques uniques qui ont alimenté l’évolution de la vie sur des milliards d’années.

Imaginez maintenant que certains de ces livres aient été perdus avec le temps, laissant des lacunes dans notre compréhension de la naissance de la vie. C’est le mystère déroutant découvert par des chercheurs de l’Institut des sciences de la vie terrestre (Elsie(et Institut de technologie de Californie)Institut de technologie de Californie) Ils partent en exploration.

Les scientifiques réfléchissent depuis longtemps aux origines de la vie, et une question centrale est de savoir dans quelle mesure cette histoire a disparu dans les profondeurs du temps. Les espèces peuvent abandonner les réactions biochimiques, et si cela se produit chez de nombreuses espèces, la vie peut effectivement « oublier » ces réactions.

À la recherche des réactions chimiques manquantes de la vie

Mais existe-t-il un moyen de savoir si l’histoire de la biochimie est pleine de réactions oubliées ?

Pour répondre à cette question, les chercheurs de l’ELSI et de CalTech se sont lancés dans une quête visant à retracer le cheminement chimique depuis les simples molécules géochimiques jusqu’aux molécules biologiques complexes que l’on trouve aujourd’hui dans les organismes vivants. Ils ont émis l’hypothèse que la chimie oubliée apparaîtrait comme des interruptions ou des « ruptures » dans ce chemin.

La Terre primitive était riche en composés simples tels que le sulfure d’hydrogène, l’ammoniac et le dioxyde de carbone, qui ne sont généralement pas associés au maintien de la vie.

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Cependant, il y a des milliards d’années, ces composés servaient de matières premières au début de la vie. Au fil du temps, des processus biochimiques ont progressivement transformé ces précurseurs en composés que l’on retrouve aujourd’hui dans les organismes vivants.

Pour modéliser l’histoire de la biochimie, les chercheurs avaient besoin d’un inventaire de toutes les réactions biochimiques connues. Ils se sont tournés vers la base de données de l’Encyclopédie des gènes et génomes de Kyoto (KEGG), qui contient plus de 12 000 réactions indexées.

Grâce à cet ensemble massif de données, ils ont commencé à modéliser l’évolution étape par étape du métabolisme, le réseau complexe de réactions chimiques qui soutient la vie.

Réactions ATP et origines de la vie

Les tentatives précédentes visant à modéliser l’évolution du métabolisme ont échoué, ne parvenant pas à produire les molécules complexes utilisées par la vie moderne. Cette fois, les chercheurs se sont heurtés au même obstacle. Leur modèle ne pouvait générer que quelques composés, et la raison n’était pas immédiatement claire.

Cette percée a eu lieu lorsqu’ils se sont concentrés sur l’adénosine triphosphate (ATP), la monnaie énergétique universelle des cellules. L’ATP est nécessaire pour catalyser des réactions qui ne se produisent pas spontanément, comme la construction de protéines.

Cependant, l’ATP possède une propriété unique : les réactions qui produisent de l’ATP nécessitent également de l’ATP. Cela crée une dépendance cyclique, ou « goulot d’étranglement ATP » qui arrête la progression du modèle.

Pour résoudre ce goulot d’étranglement, les chercheurs ont découvert une solution alternative. La partie réactive de l’ATP est étonnamment similaire à un composé inorganique appelé polyphosphate.

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En permettant aux réactions génératrices d’ATP d’utiliser des polyphosphates au lieu de l’ATP, une légère modification de seulement huit réactions, le modèle a pu générer presque tous les processus métaboliques de base trouvés dans la vie moderne.

Retrouver les réflexes perdus

Après avoir surmonté cet obstacle, les chercheurs peuvent désormais estimer l’âge relatif de tous les métabolites courants et se plonger dans l’histoire des voies métaboliques.

Ils ont cherché à déterminer si les voies biologiques évoluaient de manière linéaire, avec des interactions ajoutées de manière séquentielle, ou de manière mosaïque, avec des interactions de différents âges se combinant pour créer de nouvelles voies.

Les chercheurs ont découvert que les deux types de voies sont presque également courantes au cours du métabolisme. Ils ont également pu déterminer la quantité de biochimie qui pourrait être perdue au fil du temps.

« Nous ne le saurons peut-être jamais exactement, mais nos recherches ont donné un indice important : seulement huit nouvelles réactions, toutes rappelant des réactions biochimiques courantes, sont nécessaires pour combler le fossé entre la géochimie et la biochimie », a déclaré Smith.

« Cela ne prouve pas que le domaine de la biochimie manquante est petit, mais cela montre que même les réactions disparues peuvent être redécouvertes à partir des indices laissés par la biochimie moderne. »

Cette recherche fascinante donne un aperçu de l’histoire vaste et complexe de la biochimie. Cela suggère que même les interactions apparemment perdues peuvent être redécouvertes, révélant ainsi le schéma complexe de l’évolution de la vie.

Le voyage pour percer les mystères des origines de la vie se poursuit et, à chaque nouvelle découverte, nous acquérons une appréciation plus profonde de l’histoire fascinante écrite dans la chimie de la vie.

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L’étude est publiée dans la revue Écologie de la nature et évolution.

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