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Uma situação quântica única surgiu na Colômbia

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Uma situação quântica única surgiu na Colômbia
A física quântica é um conceito de arte do estado da matéria

Pesquisadores da Universidade de Columbia criaram um condensador Bose-Einstein (BEC) usando moléculas de sódio e césio, resfriado a apenas cinco nanokelvins e mantido estável por dois segundos. Esta conquista abre possibilidades para explorar vários fenômenos quânticos e simular as propriedades quânticas de materiais complexos. Crédito: SciTechDaily.com

Físicos em Universidade Columbia Eles levaram as moléculas a um novo extremo ultrafrio e criaram um estado da matéria onde a mecânica quântica reina suprema.

Há um novo e excitante BEC na cidade que não tem nada a ver com bacon, ovos e queijo. Você não o encontrará na loja de departamentos local, mas no lugar mais frio de Nova York: o laboratório do físico Sebastian Weyl, da Universidade de Columbia, cujo grupo experimental é especializado em levar átomos e moléculas a temperaturas apenas frações de grau mais altas. Zero absoluto.

Escrever em naturezaO laboratório de Will, com o apoio do colaborador teórico Tijs Karman da Universidade Radboud, na Holanda, conseguiu criar um estado quântico único chamado condensados ​​de Bose-Einstein (BEC) a partir de moléculas.

Avanço nos condensados ​​de Bose-Einstein

Seu BEC é resfriado a apenas cinco nanokelvins, ou cerca de -459,66 graus Fahrenheit, é estável por dois segundos extraordinariamente longos e é feito de moléculas de sódio e césio. Como as moléculas de água, essas moléculas são polares, o que significa que carregam uma carga positiva e uma carga negativa. Weil observou que a distribuição desequilibrada da carga elétrica facilita as interações de longo alcance que constituem a física mais interessante.

A pesquisa que o Laboratório Weill está entusiasmado em realizar com o Bose-Einstein Molecular envolve a exploração de uma série de fenômenos quânticos diferentes, incluindo novos tipos de superfluidez, um estado da matéria que flui sem sofrer qualquer atrito. Eles também esperam transformar seus Bose-Einsteins em simuladores que possam recriar as enigmáticas propriedades quânticas de materiais mais complexos, como cristais sólidos.

Estado molecular da matéria quântica

Com a ajuda das microondas, os físicos da Universidade de Columbia criaram um condensado de Bose-Einstein, um estado único da matéria, a partir de moléculas de sódio e césio. Crédito da imagem: Well Lab, Universidade Columbia/Miles Marshall

“Os condensados ​​moleculares de Bose-Einstein abrem áreas de pesquisa completamente novas, desde a verdadeira compreensão da física fundamental até o desenvolvimento de simulações quânticas poderosas”, disse ele. “Esta é uma conquista emocionante, mas na verdade é apenas o começo.”

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É um sonho tornado realidade para o Weill Lab, e uma década em construção para a maior comunidade de pesquisa ultracolada.

Moléculas ultracoladas, um século em formação

A ciência dos BECs remonta a um século, aos físicos Satyendra Nath Bose e Albert Einstein. Numa série de artigos publicados em 1924 e 1925, eles previram que uma coleção de partículas resfriadas até quase a paralisação se fundiria em um átomo único e maior, com propriedades e comportamentos comuns ditados pelas leis da mecânica quântica. Se os BEC pudessem ser criados, forneceriam aos investigadores uma plataforma atraente para explorar a mecânica quântica numa escala mais acessível do que átomos ou moléculas individuais.

Demorou cerca de 70 anos desde as primeiras previsões teóricas, mas os primeiros BEC atómicos foram criados em 1995. Este feito foi reconhecido pelo Prémio Nobel da Física em 2001, na altura em que Weill começou a física na Universidade de Mainz. Na Alemanha. Os laboratórios agora fabricam rotineiramente átomos de Bose-Einstein a partir de vários tipos diferentes de átomos. Esses BECs expandiram nossa compreensão de conceitos como a natureza ondulatória da matéria e dos superfluidos e levaram ao desenvolvimento de tecnologias como microscópios quânticos de gás e simuladores quânticos, para citar alguns.

Equipe BEC da Universidade de Columbia

Da esquerda para a direita: Cientista Pesquisador Associado Ian Stevenson; Aluno de doutorado Niccolò Bigagli; Aluno de doutorado Weijun Yuan; O estudante universitário Boris Bulatovich; estudante de doutorado Siwei Zhang; e o investigador principal Sebastian Weil. Não mostrado: Tejce Kerman. Crédito: Universidade de Columbia

Mas os átomos, no grande esquema das coisas, são relativamente simples. Eles são objetos redondos e geralmente não contêm interações que possam surgir da polaridade. Desde que os primeiros BECs atômicos foram alcançados, os cientistas queriam criar versões mais complexas feitas de moléculas. Mas mesmo moléculas diatómicas simples compostas por dois átomos de elementos diferentes ligados entre si revelaram-se difíceis de arrefecer abaixo da temperatura necessária para formar um BEC adequado.

O primeiro avanço ocorreu em 2008, quando Deborah Jin e Jun Yi, físicos do Instituto Gila em Boulder, Colorado, resfriaram um gás de moléculas de potássio e rubídio a cerca de 350 nanokelvin. Essas moléculas ultrafrias provaram ser úteis para realizar simulações quânticas, estudar colisões moleculares e química quântica nos últimos anos, mas para cruzar o limiar do BEC, eram necessárias temperaturas mais baixas.

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Em 2023, ele criou o Will's Lab O primeiro gás extremamente frio da molécula que escolheram, sódio e césio, usando uma combinação de resfriamento a laser e manipulação magnética, semelhante à abordagem de Jin Wei. Para esfriar, trouxeram micro-ondas.

Inovações com o micro-ondas

As microondas são uma forma de radiação eletromagnética e têm uma longa história na Colômbia. Na década de 1930, o físico Isidore Isaac Rabi, que mais tarde ganhou o Prêmio Nobel de Física, fez um trabalho pioneiro em microondas que levou ao desenvolvimento de sistemas de radar aerotransportados. “Rabe foi um dos primeiros a dominar os estados quânticos das moléculas e foi um pioneiro na pesquisa de microondas”, disse Weil. “Nosso negócio segue essa tradição de 90 anos.”

Embora você possa estar familiarizado com o papel das microondas no aquecimento dos alimentos, elas também podem facilitar o processo de resfriamento. Moléculas individuais tendem a colidir umas com as outras e, como resultado, formam complexos maiores que desaparecem das amostras. As microondas podem criar pequenos escudos em torno de cada molécula, impedindo-as de colidir, uma ideia proposta por Karman, seu colega na Holanda. Com moléculas protegidas de colisões perdidas, apenas as moléculas mais quentes podem ser removidas preferencialmente da amostra, que é o mesmo princípio físico que resfria sua xícara de café quando você sopra em cima dela, explica o autor Niccolò Bigagli. As moléculas restantes ficarão mais frias e a temperatura geral da amostra diminuirá.

A equipe esteve perto de criar um BEC molecular no outono passado em trabalho publicado em Física da natureza Que introduziu o método de blindagem de microondas. Mas outro desenvolvimento experimental era necessário. Quando adicionaram um segundo campo de micro-ondas, o resfriamento tornou-se mais eficiente e o césio-sódio finalmente ultrapassou o limite BEC, uma meta que o Weil Lab alcançou desde sua inauguração na Colômbia em 2018.

“Este foi um grande final para mim”, disse Bigagli, que se formou com doutorado em física nesta primavera e foi membro fundador do laboratório. “Passamos de ainda não ter um laboratório para esses resultados surpreendentes.”

Além de reduzir as colisões, o segundo campo de micro-ondas também pode controlar a orientação das moléculas. Esta, por sua vez, é uma forma de controlar como eles interagem, algo que o laboratório está explorando atualmente. “Ao controlar essas interações dipolares, esperamos criar novos estados e fases quânticas da matéria”, disse Ian Stevenson, coautor e pesquisador de pós-doutorado na Universidade de Columbia.

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Um novo mundo da física quântica está se abrindo

Yi, um pioneiro da ciência ultrafrio baseado em Boulder, considera os resultados uma bela peça de ciência. “O trabalho terá implicações importantes para uma série de campos científicos, incluindo o estudo da química quântica e a exploração de materiais quânticos fortemente acoplados”, comentou. “O experimento de Weill apresenta controle preciso das interações moleculares para direcionar o sistema para um resultado desejado, uma conquista notável na tecnologia de controle quântico.”

Enquanto isso, a equipe de Columbia está entusiasmada por ter uma descrição teórica das interações intermoleculares validada experimentalmente. “Já temos uma boa ideia das interações neste sistema, o que também é crucial para os próximos passos, como a exploração da física dos corpos multipolares”, disse Kerman. “Criamos esquemas para controlar as reações, testamos-os teoricamente e implementamos-os em experimentos. Foi uma experiência muito legal ver essas ideias de 'proteção' contra micro-ondas realizadas em laboratório.”

Existem dezenas de previsões teóricas que agora podem ser testadas experimentalmente usando BECs moleculares, que o co-primeiro autor e estudante de doutorado Siwei Zhang aponta serem bastante estáveis. A maioria dos experimentos ultrafrios são realizados em um segundo, alguns duram apenas alguns milissegundos, mas as reações moleculares BEC no laboratório duram mais de dois segundos. “Isso nos permitirá investigar questões em aberto na física quântica”, disse ele.

Uma ideia é criar cristais artificiais de Bose-Einstein presos em uma rede óptica feita de lasers. Isso permitiria simulações quânticas poderosas que imitam interações em cristais naturais, observou Weil, e é uma área de foco na física da matéria condensada. Os simuladores quânticos são rotineiramente feitos usando átomos, mas os átomos têm interações de curto alcance – onde devem estar praticamente uns sobre os outros – o que limita a extensão em que podem modelar materiais mais complexos. “O BEC molecular proporcionará mais sabor”, disse Weil.

Isso inclui dimensões, disse o coautor e estudante de doutorado Weijun Yuan. “Gostaríamos de usar BECs em um sistema 2D. Quando você passa de 3D para 2D, pode sempre esperar o surgimento de novos materiais 2D que são uma área importante de pesquisa na Universidade de Columbia. Os BECs poderiam ajudar Weil e seus colegas no assunto intensivo na exploração de fenômenos quânticos, incluindo supercondutividade, superfluidez e muito mais.

“Parece que um novo mundo de possibilidades está se abrindo”, disse Will.

Referência: “Observação de condensados ​​de Bose-Einstein de partículas dipolo” por Niccolò Bigagli, Weijun Yuan, Siwei Zhang, Boris Bulatovic, Tess Carman, Ian Stevenson e Sebastian Weyl, 3 de junho de 2024, natureza.
doi: 10.1038/s41586-024-07492-z

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Descoberta de antigo réptil semelhante a um crocodilo chamado ‘pseudosuchiano’

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A história da Terra contém muitas criaturas fascinantes, algumas das quais continuam a confundir os especialistas até hoje, como os pseudópodes.

Um exemplo dessas criaturas é a recentemente descoberta nova espécie de réptil predador, localizada no coração do Brasil, que constitui um acréscimo digno de nota aos contos terciários.

Esta última descoberta lança luz sobre uma antiga linhagem de répteis semelhantes a crocodilos, conhecidos como pseudo-répteis, que foram nomeados Parvosuchus orelloiAgora, vamos embarcar numa viagem para compreender estes “falsos crocodilos” e o seu papel no passado do nosso planeta.

Contos terciários de pessoas semelhantes a Suici

Antes mesmo de os dinossauros aparecerem no palco, os falsos dinossauros estavam pavoneando-se pela superfície da Terra diante dos olhos de todos. Eles habitaram nosso planeta há aproximadamente 252 a 201 milhões de anos, durante o Período Terciário, e foram os répteis quadrúpedes mais difundidos da época.

A sua existência é melhor descrita por aqueles que estavam no topo da cadeia alimentar – as enormes sociedades carnívoras.

ao mesmo tempo, Insetos delgadosParentes menores desses predadores participaram desse período, com vestígios deles conhecidos em regiões como China e Argentina.

O herói da nossa história, Rodrigo Müller, um cientista brasileiro, deu cor à nossa compreensão dos organismos parasitas. Vamos nos aprofundar neste tópico.

Os Sudosoukians eram um clã maravilhoso

Os falsos crocodilos, ou “falsos crocodilos”, pertencem a um grupo diversificado de arcossauros, irmãos de pássaros e crocodilos modernos e seus parentes extintos.

Eles prosperaram, diversificaram-se e adaptaram-se, exibindo uma variedade de tamanhos, formas e estilos de vida tão diversos quanto os ambientes em que viviam. Eles podem ser classificados em alguns grupos proeminentes:

  • AetosauriaCriaturas herbívoras com armadura pesada, conhecidas por seus corpos largos e achatados e pernas curtas.
  • Aves da famíliaOs “crocodilos aviários”, uma combinação interessante de características de pássaros e crocodilos, eram provavelmente predadores ativos.
  • RayoshidaiOs verdadeiros gigantes do seu tempo, eram grandes predadores com membros poderosos e mordidas terríveis.
  • Crocodilomorfo:Os ancestrais dos crocodilos de hoje, que inicialmente eram pequenos e terrestres, mas depois evoluíram para capacidades semiaquáticas.
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Anatomia da adaptabilidade antiga

Os homópodes exibem uma surpreendente variedade de características anatômicas que exemplificam sua adaptabilidade e sucesso evolutivo. O formato de seus crânios e dentes indicava a diversidade de suas dietas e estilos de vida.

As espécies predadoras tinham dentes afiados e serrilhados para rasgar a carne, enquanto as espécies herbívoras tinham dentes planos para triturar o material vegetal.

Da mesma forma, as estruturas dos membros variavam muito com base no estilo de vida. Por exemplo, os raeosuchídeos tinham membros fortes em forma de coluna que se adequavam ao seu estilo de vida predatório baseado em terra. Por outro lado, os primeiros membros dos crocodilos eram mais finos, adequados tanto para a terra como para a água.

Outra característica importante observada em muitos pseudo-répteis, especialmente nos aetossauros, é a presença de uma extensa armadura corporal composta por placas ósseas, ou ossos dérmicos. Esses escudos não apenas forneciam proteção, mas também podem ter desempenhado um papel na regulação da temperatura.

O ecossistema tripartido e os papéis parassociais

Os pseudo-dinossauros não apenas sobreviveram, mas também floresceram em diferentes ambientes ambientais. Espécies como os reosuchídeos eram os predadores dominantes em terra, enquanto os dinossauros aetossauros eram os principais herbívoros em seu ecossistema. Alguns pseudo-dinossauros até desfrutavam de uma dieta holística ou generalista.

Infelizmente, a maioria dos pseudodinossauros desapareceu no final do Terciário, devido a uma combinação de atividade vulcânica, alterações climáticas e competição com arcossauros emergentes, como os primeiros dinossauros.

No entanto, a linhagem dos crocodilos continuou e evoluiu para o grupo de crocodilianos que vemos hoje.

Nova descoberta brasileira: Parvosuchus orelloi

Voltemos à nossa recente descoberta feita por Rodrigo Müller. Ele encontrou uma nova espécie de tartaruga marinha a partir de um exemplar localizado na Formação Santa Maria, no Brasil.

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O esqueleto parcial tem aproximadamente 237 milhões de anos e consiste em um crânio completo, 11 vértebras dorsais, parte da pelve e membros parcialmente preservados.

Um antigo réptil semelhante a um crocodilo chamado Parvosuchus aurelioi, um réptil semelhante a um parvosuchus.  Crédito da imagem: Matheus Fernandes
Um antigo réptil semelhante a um crocodilo chamado Parvosuchus aurelioi, um réptil semelhante a um parvosuchus. Crédito da imagem: Matheus Fernandes

batismo Parvosuchus orelloiO nome é uma homenagem ao paleontólogo amador Pedro Lucas Porcella Aurelio, que encontrou o material fóssil.

Estima-se que esta pequena criatura parecida com um crocodilo tivesse menos de um metro de comprimento e mandíbulas longas e delgadas, cheias de dentes pontiagudos e curvados para trás.

Esta surpreendente descoberta representa a primeira espécie desse tipo a ser confirmada no Brasil e chama a atenção para a surpreendente diversidade entre os pseudodinossauros durante o Terciário.

Do Terciário à era moderna

Esta viagem através do mundo Terciário e Sociano é um testemunho da rica e diversificada história da Terra.

Descoberta Parvosuchus orelloi A descoberta desses répteis no Brasil representa uma importante conquista ao revelar o enorme legado desses antigos répteis. Isso nos lembra a incrível biodiversidade que outrora agraciou as paisagens do nosso planeta, onde habitavam criaturas grandes e pequenas.

A compreensão derivada do estudo de organismos parasitas fornece insights sobre o passado ecológico do nosso mundo e demonstra a adaptabilidade e resiliência da vida.

À medida que continuamos a descobrir arquivos do passado da Terra, cada nova descoberta, por exemplo Parvosuchus orelloiEsta descoberta nos aproxima um passo da compreensão da maravilhosa estrutura da vida e de como ela evoluiu ao longo de milhões de anos.

O estudo completo foi publicado na revista Relatórios científicos.

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Ficar de pé pode não ser tão benéfico quanto pensávamos

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Desde tenra idade, somos instruídos a ficar em pé. Muitas pessoas provavelmente se lembram de andar pela casa com um livro na cabeça para ajudar a melhorar a postura (eu sei que sim).

Mas por que isso é importante? O que exatamente “boa postura” significa para sua saúde?

Pode ser até certo ponto uma questão de estética – somos ensinados que modelos perfeitamente posicionados são o que devemos nos esforçar para nos parecer – e também tem algumas vantagens apoiadas por evidências científicas. Mas com base em anos de lembretes de postura e até mesmo verificações de postura na escola, os benefícios são provavelmente menores do que você pensava.

Aqui, especialistas discutem postura e se uma boa postura faz realmente bem à saúde ou é apenas besteira

Primeiro, o que é uma boa postura?

de acordo com Dr.Scott MallozziDe acordo com um cirurgião de coluna da UConn Health, centralizar a cabeça sobre a pélvis e os pés é considerado uma boa postura. Seu pescoço e cabeça não devem estar dobrados para frente ou para trás – em vez disso, eles devem estar Suas costas devem estar retas com a cabeça, a pélvis e os pés alinhados.

No entanto, uma pose não serve para todos, acrescentou ele Dr.Diretor Médico do Instituto Musculoesquelético da Universidade do Texas em Austin. Devido a condições como a osteoartrite da coluna vertebral, inclinar-se para a frente é melhor para algumas pessoas – especialmente adultos mais velhos.

“É doloroso para aquela pessoa sentar-se ereta e ficar com as costas dobradas o dia todo”, disse Keralt. Portanto, uma boa postura para uma pessoa pode não ser possível para outra.

“Como você espera que sua coluna fique quando tiver 60 anos? Você espera que ela fique como quando você tem 30 anos ou espera que mudanças ocorram?” Queralt perguntou.Sua saúde pode mudar e isso é completamente normal.

Ficar em pé é bom para a nossa saúde?

A resposta a esta pergunta varia.

Dr.“Uma boa postura leva a menos desgaste da coluna”, observou o Dr. John Jordan, chefe de cirurgia minimamente invasiva da coluna no Departamento de Cirurgia Ortopédica da Escola de Medicina da Universidade Johns Hopkins. De acordo com os Institutos Nacionais de SaúdeA curvatura pode tornar a coluna mais frágil e mais suscetível a lesões.

Mallozzi acrescentou que, embora uma boa postura não signifique necessariamente que um dia você não terá problemas nas costas, ter uma boa força na coluna pode ajudá-lo a lidar melhor com essas condições no futuro. Seus músculos terão que trabalhar mais se sua postura resultar em distribuição desigual de peso ou estresse injusto em seu corpo.

Por exemplo, as pessoas que abaixam o pescoço para olhar para os telefones ou outros dispositivos móveis muitas vezes sofrem de “pescoço de mensagens de texto”, o que cria estresse adicional no corpo.

Ciara Capo, quiroprática da Califórnia, Ele disse à Healthline “A cabeça humana pesa 5 quilos. Para cada centímetro que sua cabeça se inclina para frente, o peso que seu pescoço pode suportar dobra.” Portanto, uma posição curvada ao enviar mensagens de texto não beneficia de forma alguma os músculos do pescoço.

Mas ficar de pé também pode não resolver nenhum problema de saúde, nem irá necessariamente salvá-lo de problemas nas costas.

“você“Há muito pouca, ou nenhuma, evidência para apoiar a posição e reduzir a dor atual ou prevenir a dor futura”, disse Queralt.

Abra a janela Imagens

Mais do que focar em puxar os ombros para trás para manter a coluna reta, é importante priorizar exercícios que aumentem a força das costas.

Então, não deveria me preocupar com a “boa postura”?

Em vez de se lembrar constantemente de ficar em pé, concentre-se no fortalecimento de grupos musculares específicos. Ao se exercitar, você permite que esses músculos apoiem melhor sua coluna e ajude seu corpo a ficar ereto confortavelmente, sem forçá-lo ou fazer você se sentir desconfortável.

“Existem dois grupos musculares que funcionam bem para ajudar você a melhorar sua postura”, diz Mallozzi. O primeiro grupo são os músculos que circundam a coluna, do pescoço à parte inferior das costas.Ele disse que se você tiver um grupo forte de músculos ao redor da coluna, seus discos e articulações terão que trabalhar menos porque estão mais bem apoiados. Outro grupo muscular que é importante trabalhar é o núcleo, que ajudará ainda mais a apoiar as costas.

Você pode treinar esses grupos musculares fazendo ioga, Pilates ou exercícios gerais de força, como pranchas e abdominais. Pontes E Impulsos da omoplata.

Esses exercícios “realmente ajudam as pessoas a atingir os músculos que sustentam uma boa postura”, disse Mallozzi.

Ele acrescentou que alguns fatores que afetam a postura corporal não podem ser corrigidos com exercícios. Problemas como artrite ou rigidez nos quadris não desaparecerão repentinamente, mas se você começar a priorizar o treinamento de força cedo na vida, estará mais preparado para o sucesso.Quanto mais você tem [of] “Quanto melhor for a sua base para começar, mais você poderá compensar se desenvolver outros problemas”, disse Mallozzi.

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Além disso, ao fortalecer a coluna, você colhe os benefícios dos exercícios, que são muitos. “Sabemos que o exercício é bom para a saúde cardiovascular, é bom para prevenir a osteoporose e as pessoas que se exercitam tendem a ter melhores resultados de saúde mental”, disse Queralt.

Em geral, ter uma boa postura não será uma panacéia, e a pressão que você sente para ficar em pé provavelmente é injustificada.

Em vez de se concentrar muito em ficar em pé ou sentado, é importante incorporar diferentes movimentos ao seu dia.

“Acreditamos que a fluidez que advém de não permanecermos no mesmo movimento constante – sentado o dia todo ou em pé o dia todo” é importante, disse Queralt.

Ele acrescentou que realmente não importa se você se senta ereto nessas posições ou se curva nessas posições, sentar em uma posição fixa oito horas por dia não é o ideal. Por exemplo, você sentirá cãibras por ficar sentado o dia todo em frente ao laptop e provavelmente se inclinará para a frente com o pescoço empurrado para a frente ao fazer isso.

Jain recomendou fazer pausas programadas no trabalho ou adicionar uma mesa vertical à configuração do trabalho em casa.

Em última análise, embora sentar ou ficar em pé possa ser adequado para você, não é adequado para todos – e isso é normal. Sentar-se ereto gerou debate sobre seus benefícios, incluindo redução da dor e menos estresse nos músculos circundantes, mas a pressão que as pessoas enfrentam por parte dos familiares sobre sua postura pode ser um pouco exagerada.

Curvar-se no ensino médio não significa que você sofrerá com flexões para trás durante toda a vida, mas priorizar uma boa força muscular por meio de condicionamento físico e movimento pode ajudar a aliviar um pouco do estresse colocado em nossa coluna todos os dias.

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Segredos de sobrevivência e extinção misteriosa na Ilha Wrangel

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Outro mamute Wrangel

Originários de uma população muito pequena, os mamutes peludos da Ilha Wrangel conseguiram sobreviver durante 6.000 anos, apesar dos obstáculos genéticos. A sua extinção repentina permanece um mistério, fornecendo lições para os esforços contemporâneos de conservação. Direitos autorais: Beth Zaikin

A análise genética dos últimos mamutes peludos da Ilha Wrangel revelou uma população que conseguiu sobreviver durante 6.000 anos, apesar da intensa endogamia e da baixa diversidade genética.

Inicialmente, este grupo consistia em apenas oito indivíduos, depois expandiu-se para 200-300 membros. Embora questões genéticas não tenham causado diretamente a sua extinção, ainda não está claro o que levou à sua extinção. O estudo fornece insights sobre como essas coleções podem informar as estratégias atuais de conservação para espécies ameaçadas. Classificar hoje.

Há dez mil anos, o último grupo de mamutes peludos ficou isolado na Ilha Wrangel, na costa da Sibéria, devido ao aumento do nível do mar que separava a ilha montanhosa do continente. Novas pesquisas genómicas sugerem que este grupo isolado, que viveu na ilha durante os 6.000 anos seguintes, começou com não mais de oito indivíduos e expandiu-se para entre 200 e 300 indivíduos em 20 gerações. Publicado na revista célula Em 27 de junho, o estudo mostrou que os mamutes da Ilha Wrangel apresentavam sinais de endogamia e baixa diversidade genética, mas estes fatores por si só não explicam a sua eventual extinção misteriosa.

Canino do continente siberiano

Canino do continente siberiano. Direitos autorais: Amo Dalin

Reavaliando teorias de extinção

“Podemos agora rejeitar a ideia de que a população era muito pequena e que estava condenada à extinção por razões genéticas”, diz o principal autor do estudo, Löv Dahlen, geneticista evolucionista do Centro de Paleogenética, um projeto conjunto entre o Museu Sueco. de História Natural e da Universidade de Estocolmo “Talvez tenha sido apenas um evento aleatório que os matou, e se esse evento aleatório não tivesse acontecido, ainda teríamos mamutes hoje.”

Amo Dalin

Eu amo Dalin. Direitos autorais: Ian Watts

Insights sobre os esforços atuais de conservação

Além de lançar luz sobre a dinâmica populacional do mamute-lanoso, esta análise do mamute da Ilha Wrangel pode ajudar a informar estratégias de conservação para os animais ameaçados de extinção de hoje.

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“Os mamutes são um excelente sistema para compreender a atual crise de biodiversidade e o que acontece do ponto de vista genético quando uma espécie passa por um gargalo populacional, porque refletem o destino de grande parte da população hoje”, diz Marianne DeHaske, primeira autora do Center for Paleogenética.

Laboratório de DNA Antigo Marian DeHasek

Marian DeHasek trabalha no antigo laboratório de DNA. Crédito da imagem: Love Dalin

Desafios genéticos e legados duradouros

Para compreender as consequências genómicas do gargalo da Ilha Wrangel nas populações de mamutes, a equipa analisou os genomas de 21 mamutes peludos – 14 da Ilha Wrangel e 7 de populações de mamutes que viveram antes do gargalo. Ao todo, as amostras abrangem os últimos 50 mil anos de existência do mamute lanoso, fornecendo uma janela sobre como a diversidade genética dos mamutes mudou ao longo do tempo.

Comparados aos seus ancestrais no continente, os genomas dos mamutes da Ilha Wrangel mostraram sinais de endogamia e baixa diversidade genética. Além da diminuição da diversidade genética em geral, mostraram diminuição da diversidade no principal complexo de histocompatibilidade, um grupo de genes conhecido pelo seu papel crítico na resposta imunitária dos vertebrados.

Ilha Presa de Wrangel

Nab Ilha Wrangel. Direitos autorais: Amo Dalin

Influências genéticas de longo prazo e pesquisas futuras

Os investigadores mostraram que a diversidade genética da população continuou a diminuir ao longo do período de 6.000 anos em que os mamutes habitaram a Ilha Wrangel, embora a um ritmo muito lento, sugerindo que o tamanho da população se manteve estável até ao fim. Embora a população gigantesca da ilha tenha acumulado gradualmente mutações mais ou menos prejudiciais ao longo dos seus seis mil anos de existência, os investigadores mostraram que a população estava lentamente a eliminar as mutações mais prejudiciais.

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“Se um indivíduo tem uma mutação muito deletéria, basicamente não é viável, então essas mutações desaparecem gradualmente da população ao longo do tempo, mas por outro lado, vemos que os mamutes foram acumulando mutações bastante deletérias até quase serem extintos”, diz ele. . “É importante que os actuais programas de conservação tenham em mente que não é suficiente trazer as populações de volta a um tamanho decente; é também necessário monitorizá-las activa e geneticamente porque estes efeitos genómicos podem durar mais de 6.000 anos”.

O mistério final por trás da extinção do mamute peludo

Embora os genomas dos mamutes analisados ​​neste estudo abranjam um longo período de tempo, eles não incluem os últimos 300 anos de existência desta espécie. No entanto, os pesquisadores descobriram fósseis do período final da vida do mamute e planejam sequenciar o genoma no futuro.

“O que aconteceu no final ainda é um mistério – não sabemos por que eles foram extintos depois de permanecerem mais ou menos bem por 6.000 anos, mas achamos que aconteceu de repente”, diz Dallin. “Eu diria que sim. esperança de descobrir por que foram extintos, mas não há “promessas”.

Referência: “Dinâmica temporal da erosão do genoma do mamute lanoso antes da extinção” 27 de junho de 2024, célula.
DOI: 10.1016/j.cell.2024.05.033

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