10 mysteries van de natuur die eindelijk zijn opgelost

Zoals we eerder hebben besproken, zit het natuurlijke landschap van de Aarde vol verwarrende wetenschappelijke mysteries. De queeste om te weten komt met een groot aantal nieuwe vragen, maar soms slaagt de wetenschap erin enkele van deze mysteries te beantwoorden.

10 Hoe vogels navigeren

Vogels ondernemen een aantal van de meest duizelingwekkende reizen in termen van schaal en lijken nooit hun weg te verliezen terwijl ze dit doen. Precies hoe ze het doen is een van de meest verwarrende raadsels voor wetenschappers en vogelaars, vooral de fysieke processen die bij het fenomeen betrokken zijn.

Een team van wetenschappers van de Universiteit van Peking in China lijkt het echter door te hebben. Het antwoord ligt in de eiwitten van de vogels.

We hebben altijd geloofd dat vogels reizen via het magnetische veld. Dus de Chinese onderzoekers bouwden op dat idee door de eiwitten van de vogels te testen op aanwijzingen. Zeker genoeg, vonden ze dat het eiwitcomplex in duiven en monarchvlinders overeenkomt met het aardmagneetveld, waarbij de uitlijning verschuift wanneer ze draaiden of anderszins de verkeerde kant op gingen.

Voor het eerst in de geschiedenis onthulde dit onderzoek de anatomische structuren waarmee een vogel zijn weg naar huis kan vinden. Dit is een enorme stap voorwaarts in het begrijpen van de navigatie bij vogels en andere dieren.

9 Waar de penis vandaan komt

Hoewel veel soorten zich seksueel voortplanten en het lijkt de favoriete activiteit van de mensheid te zijn, is de evolutie van de mannelijke penis al lange tijd een mysterie voor de wetenschap.

Het ontwikkelingspad is verschillend in alle dieren, afkomstig van verschillende botten en weefsels, afhankelijk van de soort. Echter, een team van biologen bestudeerde de vroege embryonale stadia van verschillende dieren met penissen en kwam uiteindelijk met een aantal antwoorden.

Bij alle dieren wordt een speciale holte, de cloaca genoemd, en deze huisvest de penis. De positie van de cloaca bepaalt duidelijk de positionering van de penis, die zich in het bekkengebied voor mensen bevindt. Om deze bevinding te bevestigen, bevestigden de wetenschappers de holte aan niet-penisgebieden op een kippenembryo en ontdekten dat penissen daar ook zouden groeien.

Hoewel deze ontdekking een lang bestaande vraag bij evolutionaire biologen oplost, roept het een nog meer verbijsterende vraag op: waar komt de vrouwelijke clitoris vandaan? Dezelfde spier die de penis vormt, divergeert in een latere fase in de vrouwelijke clitoris, dus het kan nog een tijd duren voordat we het uitzoeken.

8 Hoe vogels hun tanden verloren

Vogels, de directe afstammelingen van dinosaurussen, gingen door meerdere paden van evolutie om hun huidige staat te bereiken. Er is echter veel dat we niet begrijpen van onze luchtverkeersleiders, vooral hun gebrek aan tanden.

Hoewel vogels ooit tanden hadden, gaven ze ze op een gegeven moment in het voordeel van snavels. We hadden geen idee hoe of wanneer wetenschappers het genoom van vogels begonnen te bestuderen.

Onderzoekers bestudeerden de tandvormende genen van 48 verschillende vogelsoorten, wat ongeveer 116 miljoen jaar geleden leidde tot een gemeenschappelijke voorouder. Deze voorouder, deels dinosaurus en deels vogel, at met een gedeeltelijke snavel en tanden omdat de halfgevormde snavel niet genoeg was om te overleven. Uiteindelijk evolueerde deze voorloper in bijna alle vogels die we vandaag zien.

7 Wat onze oceanen vrijhoudt van schadelijke ammoniak

De oceaan is een prachtig aspect van onze planeet, vol met verschillende planten en dieren die het thuis noemen. Maar ook die levende dingen sterven. Gezien de enorme omvang van de oceanen van de aarde, zijn dat veel lijken opgestapeld. Ervan uitgaande dat het sterftecijfer voor het leven in het water vergelijkbaar is met dat van ons, moeten de oceanen van de aarde eruitzien als enorme poelen met rottende vis lijken.

Wetenschappers waren lange tijd niet zeker wat er aan de hand was. Ze postuleerden dat een of ander organisme de schadelijke ammoniak uit de lijken opsloeg en het veranderde in stikstofoxide, dat overvloedig aanwezig is in onze oceanen.

Deze microben worden archaea genoemd en verschillen van alle andere ons bekende organismen. We begrijpen ze niet goed omdat ze niet in het laboratorium kunnen worden gekweekt voor wetenschappelijk onderzoek.

Vervolgens heeft een onderzoeker per ongeluk 1,5 jaar lang vier flessen zeewater in de koelkast gezet. De koude omstandigheden hadden alle organismen in het water gedood behalve archaea.

Toen de onderzoeker de samenstelling van de lachgas van de archaea in de waterflessen vergeleek met die van de oceaan, was deze grotendeels vergelijkbaar. In feite was het de eerste keer dat archaea werd bestudeerd in een waarneembare omgeving.

6 Hoe aquatische zoogdieren zuurstof onder water opslaan

Lang geleden besloten sommige op water gebaseerde dieren op aarde om naar het droge te gaan. Terwijl ze ledematen en andere middelen ontwikkelden om te overleven, evolueerden ze naar de zoogdieren die we vandaag zien.

Sommige zoogdieren keerden echter terug naar het water en werden onderwaterzoogdieren zoals walvissen en dolfijnen. Zoals we eerder hebben besproken, is het niet duidelijk waarom ze naar het water zijn teruggekeerd.

Maar een nog groter mysterie is hoe ze ademen. Walvissen kunnen bijvoorbeeld lange tijd in het water blijven, maar ze moeten naar boven komen om zuurstof uit de lucht te ademen om te overleven.

Onderzoekers aan de Universiteit van Liverpool bestudeerden het gedrag van myoglobine, een eiwit in duikende zoogdieren dat verantwoordelijk is voor de zuurstof in hun spieren. De wetenschappers ontdekten dat myoglobine een speciale eigenschap had die deze zoogdieren hielp om langere tijd onder water te blijven.

Myoglobine is positief geladen. Dit stoot de andere eiwitten af, voorkomt dat ze samenklonteren en stelt de myoglobine in staat om een ​​aanzienlijke hoeveelheid zuurstof op te slaan. Die voorraad zuurstof laat duikende zoogdieren onder water zo lang als een uur onder water blijven, wat landzoogdieren niet kunnen doen.

5 The Purple Sock Deep-Sea Creature

In de jaren vijftig stuitten wetenschappers op een mysterieus diepzeedier voor de kust van Zweden dat hen tot begin 2016 verwarde.Het wezen had letterlijk de vorm van een paarse sok. Wetenschappers hadden geen idee wat het was of waar het thuishoorde in de evolutionaire cyclus. Het paarse sok wezen was anders dan alles wat ze ooit hadden gezien.

Onderzoekers van de Scripps Institution of Oceanography hebben recent echter nieuwe soorten ontdekt die behoren tot het geslacht van de paarse sokken xenoturbella. Van hun studies hebben wetenschappers vastgesteld dat dit geslacht een cruciale rol speelde in de evolutie van alle dieren.

De onderzoekers plaatsten dit geslacht aan de basis van de evolutionaire progressie van dieren. Deze soorten hebben geen hersenen of andere organen die worden gevonden in andere dieren. Er is slechts een gat dat functioneert als een mond en een rectum.

Hoewel er nog steeds veel te leren is van het paarse sokkenwezen, kan dit ons helpen de ultieme vraag te beantwoorden: hoe zijn mensen ontstaan?

4 Waar het aardse water vandaan kwam

Water is de sleutel tot het leven op aarde, maar zijn oorsprong op onze planeet was een mysterie. Tot voor kort hadden we geen idee of er water op een meteoriet kwam of dat het zich onafhankelijk op aarde ontwikkelde. Tot slot hebben enkele nieuwere studies het debat afgehandeld. Water was hier altijd en faciliteerde de geboorte van de eerste organismen.

In één onderzoek onderzochten onderzoekers enkele meteorieten en ontdekten dat het water van de aarde is ontstaan ​​toen het zonnestelsel zich in een vroeg stadium van de planeetfase bevond. Dit is veel eerder dan eerder werd gedacht en suggereert dat water werd gevormd met de planeet.

Een ander onderzoek naar lava in Canada leverde dezelfde resultaten op. Die onderzoekers concludeerden dat water op aarde een meer oude oorsprong had dan de zon. Hoewel wetenschappers nog steeds debatteren over deze nieuwe conclusies, lijkt het erop dat we voorlopig een goed antwoord hebben.

3 Hoe de giraf een lange nek ontwikkelde

Met zijn ongewone nek is de giraffe altijd een favoriet discussiethema geweest onder evolutionaire biologen. Charles Darwin had zeker veel te zeggen over giraffen. Maar zoals we al eerder hebben besproken, lijkt de aloude theorie dat giraffen positief zijn geselecteerd omdat ze hogere bladeren kunnen bereiken, niet correct.

De hals van de giraf is een uniek kenmerk van de natuur, maar we hadden geen idee hoe het zich het langst ontwikkelde. Dat is veranderd sinds wetenschappers giraffossielen van dichterbij bekeken.

Ze vonden iets dat niemand verwachtte: de nek van de giraf evolueerde niet allemaal tegelijk zoals we eerder hadden geloofd. In plaats daarvan gebeurde het in fasen en ging het zelfs door voordat giraffen zelfs bestonden.

Verschillende delen van hun wervels evolueerden op verschillende tijdstippen, wat resulteerde in de lange halzen die we vandaag zien. Hoewel we nog steeds niet weten waarom giraffen langere nek hebben ontwikkeld, weten we nu hoe ze het deden.

2 Hoe vluchteloze vogels evolueerden

Virale diervideo's hebben ons geleerd dat lucifers alle schokken zijn. Vanuit evolutionair oogpunt zijn ze ook een van de grootste raadsels van de natuur.

Zelfs als we de vraag negeren waarom ze het vliegen opgaven, heeft het mysterie van hoe ze de continenten overstaken zonder het vermogen om te vliegen ons ongeveer 150 jaar lang verward. De scheiding van continenten was al begonnen toen ze zich ontwikkelden, dus het was onmogelijk om de oceanen over te steken zonder te vliegen.

Uit een recent rapport is echter gebleken dat alle loopvogels (aka loopvogels) zijn geëvolueerd uit één vogel die ongeveer 60 miljoen jaar geleden heeft gevlogen. Eerder werd gedacht dat de vogels afzonderlijk waren geëvolueerd nadat de continenten uiteen begonnen te drijven maar voordat grote zoogdieren zich ontwikkelden.

Toen bewezen onderzoekers dat er een nauwe relatie was tussen twee ogenschijnlijk verschillende soorten loopvogels - de kiwi en de olifantsvogel, een uitgestorven soort uit Madagaskar.

Dit is niet de eerste keer dat onderzoekers genetische verwantschap onder verschillende loopvogels hebben ontdekt. In de jaren 1990 toonden studies aan dat emoes ook nauw verwant waren aan de kiwi's.

1 Hoe het leven op aarde is ontstaan

Hoe de eerste organismen die op aarde zijn ontwikkeld, altijd een groot vraagteken zijn geweest. Charles Darwin veronderstelde dat een 'oersoep' - een mix van verschillende ingrediënten voor het leven in een letterlijke plas of vijver - waarschijnlijk diende als een incubatiecentrum voor de eerste levende moleculen.

Er zijn echter altijd problemen met die theorie. RNA is bijvoorbeeld het molecuul waarvan algemeen wordt aangenomen dat het de eerste vorm van leven op aarde is geweest. Maar RNA kan alleen worden gerepliceerd met de complexe eiwitmoleculen die het later vormt. Dus hoe kwam het in de eerste plaats tot stand?

Na onderzoek van de omstandigheden op aarde rond de tijd dat het leven ontstond, bewezen Britse onderzoekers dat alles wat nodig was om RNA te maken op dat moment in de omgeving aanwezig was.

De wetenschappers creëerden kunstmatig 50 nucleïnezuren - de bouwstenen van RNA - uit waterstofsulfide, ultraviolet licht en waterstof. Alle drie waren aanwezig op aarde toen het leven ontstond. Hoewel wetenschappers eerder hebben getheoretiseerd dat RNA zich vóór eiwitten ontwikkelde, was dit de eerste keer dat iemand bewees dat RNA zonder eiwitten kon bestaan.

+ Hoe uilen vliegen zonder geluid

Uilen zijn geen bijzondere wezens. Afgezien van hun rare slaapschema en griezelige ogen, geven niet veel mensen ze een tweede blik. Wetenschappers zijn echter altijd gefascineerd geweest door het vermogen van de uil om te vliegen zonder geluid te maken.

Om te bepalen hoe dit gebeurde, hebben wetenschappers onlangs microscopen met een hoge resolutie gebruikt om uilveren te onderzoeken. De veren van de vogel hebben ten minste drie verschillende kenmerken die samen zorgen voor een geruisloze vlucht: een stijve kam met borstelharen aan de voorkant, een flexibele pony aan de achterrand en een zacht materiaal dat gelijkmatig wordt verdeeld over het bovenste deel van de veren.

Geen enkele andere vogel heeft zulke verfijnde vleugels gevonden.Deze ontdekking heeft al een materiaal geïnspireerd dat ooit zou kunnen helpen bij de productie van geruisloze vliegtuigen.