Δευτέρα, 30 Δεκεμβρίου 2019

Προέλευση της ζωής στη Γη σύμφωνα με την επιστήμη, το πείραμα Miller-Urey

18/12/2019



Written by Δ.Μ.

Ο άνθρωπος ανέκαθεν αναρωτιόταν πώς άρχισε να υπάρχει στη Γη, ποιός τον δημιούργησε και γιατί δημιουργήθηκε. Ζητήματα τέτοιου είδους έχουν ερωτηθεί καθ ‘όλη την ανθρώπινη ιστορία. Κάθε αρχαίος στοχαστής, φιλόσοφος ή προφήτης, προσπάθησε να δώσει κάποια απάντηση σε αυτό το ερώτημα και να προτείνει κάποιο μηχανισμό για τη γέννηση της ζωής.

Share
Ο άνθρωπος ανέκαθεν αναρωτιόταν πώς άρχισε να υπάρχει στη Γη, ποιός τον δημιούργησε και γιατί δημιουργήθηκε. Ζητήματα τέτοιου είδους έχουν ερωτηθεί καθ ‘όλη την ανθρώπινη ιστορία. Κάθε αρχαίος στοχαστής, φιλόσοφος ή προφήτης, προσπάθησε να δώσει κάποια απάντηση σε αυτό το ερώτημα και να προτείνει κάποιο μηχανισμό για τη γέννηση της ζωής.
panspermiaΗ ιδέα της πανσπερμίας
Ο άνθρωπος είναι μόνο ένα μικρό κομμάτι της ζωής. Στην πραγματικότητα, υπάρχει μια τεράστια ποικιλία από πλάσματα που μένουν γύρω μας. Πώς προέκυψαν; Μήπως τους συνδέουμε με οποιονδήποτε τρόπο; Αυτό το άρθρο προτείνει να σας μεταφέρουμε πίσω σε ένα μακρινό παρελθόν όταν δεν υπήρχε ζωή στον πλανήτη μας και σας βοηθά να φανταστείτε πώς θα μπορούσε να προέλθει η ζωή από αυτό το περιβάλλον.

Πανσπερμία

Σύμφωνα με μια αρχαία ελληνική ιδέα, η ζωή υπάρχει σε όλο το σύμπαν. Διανεμήθηκε σε διάφορους πλανήτες σε μικρές μονάδες μέσω της σκόνης στο διάστημα, μέσω μετεωροειδών αντικειμένων, αστεροειδών ή κομητών. Θεωρήθηκε ότι κάτω από ευνοϊκές συνθήκες θερμοκρασίας και υγρασίας, αυτές οι μονάδες ζωής θα ζούσαν και θα γέννησαν μετά τα αρχικά ζωντανά όντα.
Η πανσπερμία αναφέρθηκε για πρώτη φορά  στα γραπτά του 5 ου αιώνα π.Χ., από τον Έλληνα φιλόσοφο Αναξαγόρα. Παρά το γεγονός ότι είναι παλιά, η ιδέα έλαβε μια πιο επιστημονική μορφή τα τελευταία χρόνια χάρη στη συμβολή των αστρονόμων  Fred Hoyle και Chandra Wickramasinghe.
Είναι πολύ γνωστό ότι η κοσμική σκόνη είναι παρούσα σε όλο το διάστημα. Οι Hoyle και Wickramasinghe πρότειναν το 1974 την υπόθεση ότι κάποια σκόνη στον διαστρικό χώρο ήταν σε μεγάλο βαθμό οργανική, την οποία ο Wickramasinghe αργότερα απέδειξε ότι ήταν σωστή.
Αλλά η Πανσπερμία υποθέτει ότι υπάρχει καθολική αποθήκη της ζωής σε ολόκληρο το διάστημα και έτσι αποφεύγεται η απάντηση στην ερώτηση για το πώς γεννήθηκε οπουδήποτε για πρώτη φορά.

Θεία Δημιουργία

Μια πεποίθηση, κοινή μεταξύ των ανθρώπων όλων των πολιτισμών, είναι ότι όλες οι διαφορετικές μορφές ζωής, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων, δημιουργήθηκαν ξαφνικά από μια θεϊκή τάξη πριν από περίπου 10.000 χρόνια. Αυτός ο μεγάλος αριθμός από πλάσματα ήταν πάντα ο ίδιος και θα διαρκέσει χωρίς αλλαγή από τη μια γενιά στην άλλη, μέχρι το τέλος του κόσμου.
Μια τέτοια θεωρία της δημιουργίας είναι παράλογη, επειδή απολιθώματα φυτών και ζώων υποδηλώνουν ότι η ζωή είναι πολύ παλαιότερη. Στην πραγματικότητα, μερικές έρευνες δείχνουν ότι η ζωή στη Γη υπήρχε και πριν από 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια. Υπάρχουν πολλοί λόγοι για τους οποίους η συγκεκριμένη ιδέα είναι αναληθής. Είναι λοιπόν εκπληκτικό το γιατί οι άνθρωποι μπορεί να εξακολουθούν να κρατούν αυτό το σύστημα πεποιθήσεων.

Αυθόρμητη Γέννηση

Η θεωρία, γνωστή ως αυθόρμητη δημιουργία, έκρινε ότι οι σύνθετοι, ζωντανοί οργανισμοί θα μπορούσαν να προκύψουν από άψυχα αντικείμενα. Τα ποντίκια μπορεί να εμφανιστούν αυθόρμητα σε αποθηκευμένους κόκκους ή τα σκουλήκια μπορεί να εμφανιστούν αυθόρμητα στο κρέας. Αυτή η άποψη γεννήθηκε από τον Έλληνα φιλόσοφο και βιολόγο Αριστοτέλη.

Σύμφωνα με τον Αριστοτέλη, τα ζώα και τα φυτά δημιουργούνται στη γη και σε υγρό περιβάλλον επειδή υπάρχει νερό στη γη και αέρας μέσα στο νερό και σε όλο τον αέρα υπάρχει μια ζωτική θερμότητα, έτσι ώστε κατά μία έννοια όλα τα πράγματα να είναι γεμάτα από ψυχή. Επομένως, τα ζωντανά πράγματα σχηματίζονται γρήγορα, αφού αυτός ο αέρας και η ζωτική θερμότητα περικλείονται σε οτιδήποτε.
Η επιρροή του Αριστοτέλη ήταν τόσο μεγάλη και ισχυρή ώστε η δομή της αυθόρμητης δημιουργίας παρέμεινε αδιαμφισβήτητη για περισσότερο από δύο χιλιάδες χρόνια. Σύμφωνα με τον Αριστοτέλη, ήταν μια εύκολα παρατηρήσιμη αλήθεια. Όμως, το 1668, ο ιταλός βιολόγος Franceso Redi  απέδειξε ότι δεν εμφανίστηκαν σκουλήκια στο κρέας (μέσα σε κλειστά δοχεία) όταν οι μύγες παρεμποδίστηκαν να τοποθετήσουν τα αυγά τους εκεί μέσα.
Η αυθόρμητη γέννηση δεν είναι πλέον συζητήσιμη μεταξύ των βιολόγων. Έως τα μέσα του 19 ου αιώνα, τα πειράματα του Louis Pasteur και άλλοι αντέκρουσε την παραδοσιακή θεωρία της αυθόρμητης γέννησης και υποστηρίζεται πια η βιογένεση, η ιδέα ότι μόνο η υπάρχουσα ζωή γεννά τη ζωή.

Χημική Εξέλιξη

Η ζωή όπως γνωρίζουμε βασίζεται σε μόρια που περιέχουν άνθρακα. Έτσι, ο σοβιετικός βιοχημικός Oparin και ο Βρετανός βιολόγος Haldane πρότειναν ότι η ζωή θα μπορούσε να προήλθε από απλά οργανικά μόρια. Με άλλα λόγια, για να κατανοήσουμε την προέλευση της ζωής, πρέπει να έχουμε μια γνώση των οργανικών μορίων στη γη.

Η πρώιμη Γη ήταν μια ζεστή πύρινη σφαίρα. Πηγές ενέργειας όπως κοσμικές ακτίνες, ακτινοβολία UV, ηλεκτρικές εκκενώσεις από κεραυνό και θερμότητα από ηφαίστεια, ήταν άμεσα τότε διαθέσιμες. Ως εκ τούτου, η γη ενήργησε σαν ένα μεγάλο εργοστάσιο που παράγει χιλιάδες χιλιάδες ενώσεις την ημέρα. Αυτή ήταν μια κατάσταση γεμάτη αναταραχή και μη ηρεμίας όπως τώρα.

early earth
Η πρώιμη γη με ζεστά νερά
Σε αυτές τις δριμείες συνθήκες, το οξυγόνο δεν μπορούσε να παραμείνει ως ελεύθερο οξυγόνο. Συνδυάστηκε με άλλα στοιχεία σε ενώσεις όπως το νερό και ο ασβεστόλιθος. Επίσης σχηματίσθηκαν ενώσεις άνθρακα και υδρογόνου, όπως το μεθάνιο. Το άζωτο και το υδρογόνο συνδυάστηκαν για να σχηματίσουν αμμωνία. Αυτές οι ενώσεις ονομάζονται σήμερα οργανικές ενώσεις.
Με το πέρασμα του χρόνου, η γη είχε αρχίσει να κρυώνει. Καθώς ψύχθηκε επαρκώς, προκλήθηκαν παρατεταμένες βροχές λόγω της συμπύκνωσης του ατμού. Οι βροχές άρχισαν να συσσωρεύονται στις κοιλότητες της γης και έτσι σχηματίστηκαν οι ωκεανοί. Το νερό ήταν ζεστό και μια “σούπα” περιείχε διάφορα είδη οργανικών μορίων σε αφθονία.
Η αλληλεπίδραση μεταξύ αυτών των ενώσεων στα ζεστά νερά οδήγησε στο σχηματισμό ακόμα περισσότερων ενώσεων, οι οποίες μεταξύ άλλων περιείχαν επίσης αμινοξέα που είχαν στη σύνθεση τους άνθρακα, υδρογόνο, άζωτο και οξυγόνο. Αυτά τα αμινοξέα συνδυάζονται μεταξύ τους σε τεράστιους αριθμούς για να σχηματίσουν πρωτεΐνες, οι οποίες είναι τα δομικά στοιχεία της ζωής.

Πείραμα Miller-Urey

Κατά τη συζήτηση γεγονότων που πρέπει να έχουν συμβεί πριν από δισεκατομμύρια χρόνια, υπάρχει ένα ορισμένο ποσό εικασίας και αβεβαιότητας. Αλλά η συλλογιστική πρέπει να είναι σύμφωνη με πολλά διαθέσιμα στοιχεία καθώς και με τους βασικούς νόμους των φυσικών επιστημών.
Η παραπάνω ιδέα θα μπορούσε να δοκιμαστεί αναδημιουργώντας τις προτεινόμενες συνθήκες της πρώιμης γης σε ένα εργαστήριο.
Το 1952, οι Αμερικανοί βιοχημικοί Stanley Miller και Harold Urey έκαναν ακριβώς το ίδιο πράγμα, αλλά σε πολύ μικρή κλίμακα. Υποβλήθηκαν σε αέριο μίγμα μεθανίου, αμμωνίας, υδρατμών και υδρογόνου σε κλειστή φιάλη στους 80 βαθμούς Κελσίου με τη βοήθεια ηλεκτρικού σπινθήρα για μια εβδομάδα.
miller experiment
Όταν πέρασε η μία εβδομάδα διαπιστώθηκε ότι η εργαστηριακή διάταξη είχε σχηματίσει απλά αμινοξέα στον πυθμένα, τα οποία είναι απαραίτητα για το σχηματισμό πρωτεϊνών. Ο Miller και ο Urey είχαν δείξει ότι διάφορες οργανικές ενώσεις θα μπορούσαν να σχηματιστούν αυθόρμητα με προσομοίωση των συνθηκών της πρώιμης ατμόσφαιρας της γης, όπως υπέθεσαν οι Oparin και Haldane.
millerΤα θεμελιώδη στοιχεία της ζωής όπως παράγονται από τον άνθρωπο στο εργαστήριο.
Η επιστημονική κοινότητα σε όλο τον κόσμο εντυπωσιάστηκε σε μεγάλο βαθμό από αυτό το επίτευγμα. Στην πραγματικότητα, τρία χρόνια μετά την επιτυχία του πειράματος του Μίλερ, ο Αμερικανός επιστήμονας Richard Feynman έγραψε ένα ποίημα, με τίτλο, ένα άτομο στο σύμπαν , γιορτάζοντας τις γνώσεις του ανθρώπου για την προέλευση της ζωής στη γη.
Ο Miller συνέχισε την έρευνά του μέχρι το θάνατό του το 2007. Όχι μόνο κατάφερε να συνθέσει όλο και περισσότερες ποικιλίες αμινοξέων αλλά παρήγαγε επίσης μια μεγάλη ποικιλία ανόργανων και οργανικών ενώσεων ζωτικής σημασίας για την κυτταρική κατασκευή και το μεταβολισμό. Χαιρετίζουμε τις προσπάθειες ενός τέτοιου επιστήμονα που αφιέρωσε τη ζωή του μελετώντας το πιο σημαντικό ζήτημα που είναι γνωστό στον άνθρωπο.

10 συμβουλές για τη φωτογράφιση τοπίων και όχι μόνο



Written by Δ.Μ.

Οι φωτογραφίες τοπίου είναι το πιο διαδεδομένο είδος φωτογραφίας στον κόσμο, γιατί θέλουμε στις εξορμήσεις μας όταν βρισκόμαστε μπροστά σε ένα όμορφο τοπίο να το αποθανατίσουμε. Αν και κάποιες φορές η φωτογράφιση δεν ήταν επιτυχημένη υπάρχουν οδηγίες για το πως θα καταφέρνουμε να τραβήξουμε εντυπωσιακές φωτογραφίες τοπίου.

Share
Οι φωτογραφίες τοπίου είναι το πιο διαδεδομένο είδος φωτογραφίας στον κόσμο, γιατί θέλουμε στις εξορμήσεις μας όταν βρισκόμαστε μπροστά σε ένα όμορφο τοπίο να το αποθανατίσουμε. Αν και κάποιες φορές η φωτογράφιση δεν ήταν επιτυχημένη υπάρχουν οδηγίες για το πως θα καταφέρνουμε να τραβήξουμε εντυπωσιακές φωτογραφίες τοπίου.
landscape7

1. Επιλογή θέματος

Το θέμα υπήρξε ανέκαθεν καθοριστικός παράγοντας στην φωτογραφία. Στην φωτογραφία τοπίου η θεματολογία είναι συνήθως διττή. Το θέμα μπορεί να είναι, είτε κάποιο φυσικό τοπίο, εστιάζοντας κυρίως στην αυτούσια ομορφιά που προσφέρει η φύση, είτε ένα αστικό τοπίο, το οποίο υπονοεί και την ανθρώπινη παρουσία. Ως φωτογράφος στην αρχή πιθανόν, να επιλέξεις ένα οικείο θέμα για την φωτογραφία σου, δηλαδή κάποια τοποθεσία στην οποία έχεις βρεθεί αρκετές φορές. Μην ξαφνιαστείς όμως αν η συνάντηση σου με το θέμα γίνει τελείως τυχαία.
landscape15landscape23

2. Καδράρισμα

Ένα δυνατό θέμα δεν αρκεί από μόνο του για να μας εξασφαλίσει μία καλή φωτογραφία. Αντιθέτως, ένα καλό καδράρισμα μπορεί να μετατρέψει ένα αδιάφορο θέμα σε μία πραγματικά ενδιαφέρουσα λήψη.
Στην φωτογραφία τοπίου είναι ιδιαίτερα σημαντικό να κρατήσουμε τον ορίζοντα επίπεδο και να τοποθετήσουμε το θέμα μας κατάλληλα, ώστε να προσελκύει το μάτι. Αυτό μπορούμε να το πετύχουμε χρησιμοποιώντας τον κανόνα των τρίτων. Επίσης, προσπαθούμε να μην φορτώνουμε τη φωτογραφία μας με πολλή πληροφορία που μπερδεύει το μάτι και δεν το οδηγεί εκεί που θέλουμε. Μία απλή σύνθεση μπορεί να είναι εξίσου εντυπωσιακή.
Η καρδιά της φωτογραφίας είναι η σύνθεσή της, δηλαδή η θέση των διαφορετικών αντικειμένων μέσα στο κάδρο. Ο πιο εύκολος κανόνας που μπορείς να μάθεις και να θυμάσαι πάντα είναι ο Κανόνας των Τρίτων.
rule-of-thirds-in-music
Βασικά, διαιρείς το κάδρο σου σε εννέα ισομεγέθη τετράγωνα με δύο κάθετες και δύο οριζόντιες γραμμές. Δοκίμασε στην συνέχεια να τοποθετήσεις το θέμα σου πάνω στις γραμμές που δημιουργούνται ή στις συμβολές τους. Ουσιαστικά χωρίζουμε το κάδρο σε 3 ίσα τμήματα,οριζόντια και κάθετα.Τα 4 σημεία που τέμνονται θεωρούνται τα “ενδιαφέροντα”σημεία του καδρού ,εκεί όπου είναι σωστότερο να τοποθετήσουμε το θέμα γιατί ο,τι βρίσκεται σε εκείνα τα σημεία τραβάει σχεδόν αυτόματα το μάτι του θεατή.
foto4Αυτό αμέσως θα δώσει άλλη δυναμική στην φωτογραφία από το να το τοποθετήσεις στο κέντρο του κάδρου. Πολλές καινούργιες μηχανές έχουν ήδη αυτό το πλέγμα με τετραγωνάκια του Κανόνα των Τρίτων, το οποίο και μπορείς να ενεργοποιήσεις πριν το κλικ.
landscape38

3. Κατάλληλη ώρα λήψης για φωτογραφίες τοπίου
Ένα αδιάφορο μέρος μπορεί την κατάλληλη ώρα να μετατραπεί σε κάτι μοναδικό. Για φωτογραφία σε φυσικό τοπίο κατάλληλες ώρες φωτογράφισης, είναι κατά την ανατολή και τη δύση του ηλίου (golden hours). Ωστόσο, για αστικό τοπίο φωτογραφίζουμε λίγο πριν την ανατολή ή λίγο μετά τη δύση του ηλίου. Είναι η στιγμή που μόλις έχουν ανάψει τα φώτα στις πόλεις και ο ουρανός δεν είναι σκοτεινός αλλά έχει μία μπλε απόχρωση (blue hour).
Bled_island_Slovenia5

4. Ρυθμίσεις

Συνήθως για φωτογραφίες τοπίου επιλέγουμε μεγάλες τιμές διαφράγματος για να έχουμε μεγάλο βάθος πεδίου. Όσον αφορά την έκθεση, χρησιμοποιούμε όσο το δυνατό χαμηλότερο iso και μεγαλύτερο χρόνο έκθεσης. Σε αυτό είναι απαραίτητο ένα καλό τρίποδο. Επίσης για ακόμα καλύτερα αποτελέσματα μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ND filters για να αυξήσουμε ακόμα περισσότερο τον χρόνο έκθεσης, καθώς και polarizing filters που μας δίνουν ένα πιο ζωντανό αποτέλεσμα στο δυνατό φως του ήλιου.
landscape63

5. Ορίζοντας
Ο ορίζοντας σε ένα κάδρο δημιουργεί της αίσθηση της ηρεμίας και της γαλήνης στον θεατή.Μπορεί να είναι ορατός ή μη όπως επίσης και διαγώνιος με τη διαφορά οτι ο διαγώνιος προσδίδει την αίσθηση της δύναμης,της ταχύτητας.
Wind

6. Επαναληπτικά μοτίβα
Το μοτίβο και η επανάληψη του είναι ένα στοιχείο που δίνει στη φωτογραφία μία πιο καλλιτεχνική διάσταση.Η επανάληψη γραμμών,υφών και χρωμάτων ενισχύει τη δημιουργικότητα του θεατή προσφέροντας του ένα ευχάριστο και οικείο θέαμα με στόχο την ισορροπία και την αρμονία.
repeat

7. Μοτίβα που διακόπτονται
Χρησιμοποιούνται για να βγάλουν τον θεατή απο τον ισορροπημένο κόσμο που τους προσφέρει το μοτίβο απο μόνο του ,προκαλώντας την έπληξη και την ένταση του θεατή χωρίς ωστόσο να παύει να είναι αισθητικά ευχάριστο
break-your-old-patterns

8. Κατευθυντήριες γραμμές
Οι γραμμές αποτελούν ένα τεράστιο εργαλείο για την σύνθεση του φωτογραφικού μας κάδρου, η χρήση τους μπορεί να προσδώσει στη φωτογραφία τρισδιάστατη διάταξη,να προσδώσει βάθος και ακόμη να χωρίσει τη φωτογραφία σε επίπεδα.Έχουν στόχο να κατευθύνουν το μάτι του θεατή απευθείας στο κυρίως θέμα του κάδρου μας.. Χρησιμοποιείστε επίσης τις φυσικές γραμμές που υπάρχουν μέσα στην φωτογραφία για να προσελκύσετε την προσοχή του θεατή
train-tracks
foto5

9. Σχέδια και επανάληψη
Είναι ωραίο να παρατηρείς ένα μοτίβο σε μια φωτογραφία. Αλλά είναι ακόμη καλύτερο όταν το μοτίβο διακόπτεται. Έτσι υπάρχει κάποια αντίθεση στην φωτογραφία.
foto17

10. Συμμετρία
Η αρμονία ανάμεσα στα δυο μισά είναι πάντα ευχάριστη στο μάτι.
foto20