Nobelin fysiikanpalkinnot annetaan tänä vuonna röntgentähtitieteen ja neutriinotähtitieteen kehittäjille. Kymmenen miljoonan Ruotsin kruunun eli runsaat miljoonan eur...

Nobelin fysiikanpalkinnot annetaan tänä vuonna röntgentähtitieteen ja neutriinotähtitieteen kehittäjille. Kymmenen miljoonan Ruotsin kruunun eli runsaat miljoonan euron palkintosummasta puolet tulee italialaissyntyiselle Riccardo Giacconille, 71. Toisen puolen jakavat keskenään yhdysvaltalainen Raymond Davis, 87, ja japanilainen Masatoshi Koshiba, 76.

Giacconi suunnitteli aikoinaan ensimmäisen avaruuden röntgensäteilyä mitanneen satelliitin, joka lähetettiin Maata kiertävälle radalle Keniasta 1970. Satelliitti sai nimekseen Uhuru, joka tarkoittaa suahilinkielellä vapautta. Röntgensäteet eivät pääse ilmakehän läpi, joten avaruudesta tulevaa röntgensäteilyä voidaan mitata vain avaruusluotaimilla. Nämä mittaukset eivät olisi ennen avaruuslentojen aikaa olleet mahdollisiakaan. Röntgensäteilyä syntyy muun muassa aineen syöksyessä mustaan aukkoon.

Davis ja Koshiba puolestaan ovat mitanneet avaruudesta tulevia neutriinoja. Neutriinot ovat ydinreaktioissa syntyviä hiukkasia, joiden havaitseminen on äärimmäisen vaikeaa, sillä ne eivät ole juuri lainkaan vuorovaikutuksessa muiden hiukkasten kanssa. Siksi neutriinot vilahtavat jopa maapallon läpi huomaamatta.

Esimerkiksi vuonna 1987 naapurigalaksissamme Suuressa Magellanin pilvessä leimahtaneesta supernovasta tuli japanilaiseen Kamiokande-ilmaisimeen kymmenen miljoonaa miljardia neutriinoa, joista kaksitoista pystyttiin havaitsemaan. Se toi Koshiballe nobelin.

Davis puolestaan näytti neutriinotähtitieteelle suuntaa jo 1960-luvulla mittaamalla Auringosta tulevia neutriinoja. Niiden havaitseminen varmisti, että Auringon sisuksissa tapahtuu ydinreaktioita, joissa vedyn ytimet yhtyvät heliumin ytimiksi.

Giacconi on Associated Universities –yhtiössä Yhdysvalloissa, Davis Pennsylvanian yliopistossa Yhdysvalloissa ja Koshiba Tokion yliopistossa Japanissa. Palkinto ojennetaan heille 10. joulukuuta Tukholmassa.

Röntgentähtitieteestä oli artikkeli Tiede-lehden numerossa 4/2002 sivuilla 12-13. Avaruuden neutriinoista on kerrottu Tiede 2000 –lehden numerossa 4/1997 sivuilla 38-41 ja numerossa 4/1996 sivuilla 22-28.



Itämeren simpukoiden ja monisukasmatojen metaanipäästöt ovat samaa tasoa kuin 20 000 lehmällä.

Itämeren simpukat ja pienet nivelmadot päästelevät metaania jopa niin terhakasti, että merialueen kasvihuonekaasupäästöistä kymmenen prosenttia selittyy käytännössä simpukoiden ja matojen piereskelyllä.

Yllättävän havainnon tekijät brittiläisen Cardiffin ja Tukholman yliopistojen tutkijat.

Metaani on voimakas kasvihuonekaasu, jonka ilmastoa lämmittävä vaikutus on 28-kertainen hiilidioksidiin verrattuna, vaikka metaania toki on ilmakehässä paljon vähemmän.

”Kuulostaa hassulta, mutta merenpohjan pienet eläimet toimivat käytännössä kuin lehmät navetassa. Niidenkin suolistobakteerit tuottavat metaania ilmakehään”, selittää biogeokemian tutkija Stefano Bonaglia Tukholman yliopistosta BBC:n haastattelussa.

Lehmien ruoansulatus tuottaa ilmakehään metaania. Itämeren simpukoiden ja matojen metaanipäästöt vastaavat tutkijoiden mukaan 20 000 lypsylehmän tuottamia kaasuja. Se on varsin paljon, etenkin kuin Itämeri kattaa maailman meristä vain 0,1 prosenttia.

Merenpohjan eläimet päästävät myös pieniä määriä typpioksiduulia eli ilokaasua. Myös sitä syntyy luonnostaan kotieläinten lannasta.

Typpioksiduulin ilmastoa lämmittävä vaikutus hiilidioksidiin nähden on jopa 265-kertainen.

”Maailman mittakaavassa sinänsä harmittomina pidetyt simpukat saattavat itse asiassa tuottaa ilmakehään käsittämättömiä määriä kasvihuonekaasuja, mitä ei aiemmin ole havaittu”, kertoo geomikrobiologian tutkija Ernest Chi Fru Cardiffin yliopistosta tiedotteessa.

Tutkijat analysoivat kaasuja, molekyylejä ja isotooppeja merenpohjan sedimenteistä. He vertasivat tuloksia kerrostumiin, joissa ei ollut simpukoita ja muuta makrofaunaa eli yli millimetrin kokoisia selkärangattomia eläimiä.

Simpukoita ja matoja sisältävät maa-aines tuotti kahdeksan kertaa enemmän metaania kuin maa-aines, jossa näitä eläimiä ei ollut.

Vaikka simpukoiden kaasupäästöistä tuskin kannattaa huolestua, voi tuloksella olla merkitystä simpukanviljelyyn. Simpukat voisivat periaatteessa torjua Itämeren rehevöitymistä. Ne suodattavat vettä tehokkaasti ja puhdistavat siitä fosforia ja typpeä.

Tutkijat huomauttavat, että simpukoiden metaanipäästöt tulisi ottaa huomioon, jos simpukoita aiotaan viljellä merissä suurissa määrin.

Tutkimuksen julkaisi Scientific Reports ja sen voi lukea täältä.

Tutkijat paikansivat kahdeksan geenivarianttia, jotka säätelevät ihmisen ihon väriä.

Ihmisen geenipalettia on sekoiteltu ja ravisteltu lajimme satojatuhansia vuosia kestäneen taipaleen aikana, mutta kaikki ihmiset ovat samaa afrikkalaista alkujuurta.

Nyt monikansallinen tutkimusryhmä on toteuttanut Afrikassa ensimmäisen laajamittaisen tutkimuksen ihonväriä säätelevistä geeneistä.

Kahdeksaan geenivarianttiin keskittyvä tutkimus julkaistiin nyt Science-lehdessä.

Nykyisistä afrikkalaisista löytyy sekä geenien että ulkonäön tasolla miltei jokaista maailman ihonväriä. Ihmisen väripaletti onkin pitkälti kehittynyt jo muinoin Afrikassa, ennen kuin ihmiskunta vaelsi sieltä muihin maailman kolkkiin.

Tutkijat tarkastelivat eri ihonvärejä ja niihin vaikuttavia geenejä mittaamalla 2 100 eri ihmisryhmiin kuuluvan nykyafrikkalaisen ihon heijastavuutta ja ottivat heiltä verinäytteitä.

Tutkijat paikansivat ihmisen perimästä neljä aluetta, joissa yksittäisen emäsparin muutokset eli niin sanotut snipit vaikuttavat ihmisen ihon väriin.

Näitä geenivariantteja, snippejä, löydettiin tutkimuksessa kahdeksan.

Eräs niistä, nimeltään slc42a5, liittyy vaaleaan ihoon ja yleistyi nopeasti Euroopassa viimeisen 6 000 vuoden aikana.

Samaa geenivarianttia löytyy kuitenkin myös Itä-Afrikassa eläviltä ihmisiltä, Etiopiassa jopa puolelta tiettyjen alueiden asukkaista. Se ei kuitenkaan yksinään määrää ihonväriä, joka on monen geenin yhteispelin tuotos.

Hieman yllättäen vaalean ihon synnyttävät geenit ovat jopa vanhempia kuin aivan tummaan ihoon liitetyt variantit.

Kumpikin juontaa juurensa aikaan ennen nykyihmistä. Esimerkiksi kahta muuta vaalean ihonvärin synnyttävää geenivarianttia löytyy eurooppalaisilta ja Botswanassa elävän san-kansan metsästäjä-keräilijöiltä, mutta variantti oli olemassa jo 900 000 vuotta sitten eläneillä apinaihmisillä, arvelevat tutkijat.

Tiedetään, että ihmisen hipiän vaihtelevat värit ovat kehittyneet vastauksena auringonvalon vaihteluun.

Melaniinipigmentin aikaansaama tumma väri suojaa ihoa auringon uv-säteilyn aiheuttamilta vaurioilta. Vähemmän valoisilla alueilla elävät hyötyvät vaaleammasta ihosta voidakseen tuottaa paremmin d-vitamiinia.

On todennäköistä, että nykyihmisen esi-isät kuten Australopithecus olivat karvapeitteensä alla vaaleita, sillä karva suojasi säteilyltä.

Kun ihmisen esi-isät alkoivat kehittyä karvattomiksi, myös hipiä tummentui. Esimerkiksi simpanssin nahka on vaalea, kun karvat ajelee.

Tummin väri kehittyi ihmisen esi-isän iholle kenties vasta 500 000 vuotta sitten. Nykyihmisistä esimerkiksi Etelä-Sudanin dinka-kansa on tyypillisesti näin tummaa. Tähän liittyy geenivariantti nimeltään mfsd12.

Samaa geenivarianttia löytyy myös Oseaniassa eläviltä kansoilta, Australian aboriginaaleilta ja joiltakin intialaisilta.

Tästä voidaan päätellä muinaisten ihmisten liikkeitä ulos Afrikasta. Kenties osa muinaisista ihmisistä vaelsi Itä-Afrikasta kohti Intiaa ja lopulta Oseaniaa.

Kenties Afrikasta ulos suuntautui vain yksi suuri vaellus, mutta tumminta ihoa tuottava geenivariantti hävisi myöhemmin Euraasiaan asettuneelta populaatiolta.

Ennen uusinta tutkimusta kukaan ei tiennyt, mikä tämän mfsd12-geenivariantin rooli ihmisessä on. Tutkijat osoittivat hiirillä, että se säätelee turkin pigmentaatiota häivyttämällä punaiset ja keltaiset pigmentit.

Hiirten vaaleanruskeista turkeista tuli harmaita. Solumaljassa puolestaan havaittiin, että geeni saa solut tuottamaan enemmän eumelaniinia, joka tummentaa paitsi ihoa, myös hiuksia ja silmiä.