Burung Pipit Berkicau Acak dan Mengulanginya untuk Membuat Pendengarnya Tetap Mendengarkan

Daftar putar diaktifkan dan diingat setidaknya selama 30 menit.

Kicauan burung pipit kecil dan 'otak burungnya' jauh lebih kompleks dan mirip dengan bahasa manusia daripada yang disadari siapa pun. Sebuah studi baru menemukan bahwa burung pipit jantan sengaja mengacak dan mencampur repertoar lagu mereka mungkin sebagai cara untuk membuatnya tetap menarik bagi audiens betina mereka.

Penelitian, dari lab Stephen Nowicki, profesor biologi Duke University dan anggota Duke Institute for Brain Sciences, dan rekan di University of Miami, menunjukkan bahwa pipit jantan bernyanyi melacak urutan lagu mereka dan seberapa sering masing-masing lagu dinyanyikan hingga 30 menit sehingga mereka dapat menyusun daftar putar mereka saat ini dan yang berikutnya. Temuan itu muncul di Proceedings of the Royal Society B pada 26 Januari 2022.

Burung pipit adalah burung penyanyi umum di seluruh Amerika Utara, tetapi hanya jantan yang bernyanyi. Mereka menggunakan lagu mereka untuk membela wilayah dan rekan pengadilan mereka.

Saat merayu, burung pipit menyanyikan hingga 12 lagu dua detik yang berbeda, sebuah repertoar yang dapat memakan waktu hampir 30 menit untuk dilalui, karena mereka mengulangi lagu yang sama beberapa kali sebelum melanjutkan ke trek berikutnya. Selain memvariasikan jumlah pengulangan, yang jantan juga mengacak urutan lagu mereka setiap kali mereka menyanyikan diskografi mereka. Namun, yang tidak diketahui adalah apakah jantan mengubah urutan lagu mereka dan mengulanginya secara tidak sengaja atau sengaja.

Untuk mendapatkan beberapa data tentang apakah burung-burung itu sengaja mengocok dan mencampur nada mereka atau tidak, kolaborator lama Nowicki William Searcy, Profesor Ornitologi dalam Biologi Maytag di University of Miami, memuat peralatan rekaman, berjalan kaki ke dusun barat laut Pennsylvania, siapkan mikrofon yang mengarah ke pepohonan dan dengan sabar menunggu selama lima jam sehari.

Nowicki mengatakan bahwa kerja lapangan seperti ini bukan untuk semua orang, "Saya tidak akan pernah menggunakan kata membosankan, karena itu santai jika Anda suka berada di lapangan dan ini hari yang menyenangkan dan Anda memiliki mikrofon parabola dan Anda menunjuk mendengarkan nyanyian burung pipit selama berjam-jam. Beberapa orang akan menganggap itu membosankan. Saya dan tentu saja Bill akan menganggapnya santai secara meditatif. Satu-satunya hal yang terjadi adalah kadang-kadang lengan Anda lelah."

Setelah merekam rangkaian lengkap lagu dari lebih dari 30 burung, tim meneliti spektrograf visual getar dan menganalisis seberapa sering setiap lagu dinyanyikan dan dalam urutan apa. Petunjuk pertama bahwa pipit jantan mengawasi tweet mereka untuk menghindari pengulangan adalah seperti daftar putar Spotify, laki-laki umumnya bernyanyi melalui repertoar lengkap mereka sebelum mengulangi sebuah lagu.

Para peneliti juga menemukan bahwa semakin banyak burung pipit menyanyikan lagu tertentu, semakin lama ia kembali ke lagu itu, mungkin untuk membangun sensasi dan kebaruan setelah lagu itu dimainkan lagi. Misalnya, jika seekor yang jantan menyanyikan Lagu A 10 kali berturut-turut, dia akan menyanyikan lebih banyak lagu lain sebelum kembali ke Lagu A lagi. Sebagai alternatif, jika Lagu A hanya dinyanyikan tiga kali selama satu set, maka seekor burung pipit jantan mungkin membacakan lagu yang lebih pendek dari sisa repertoarnya untuk kembali ke novel diam dan Lagu A yang kurang dimainkan.

Secara keseluruhan, temuan ini menunjukkan bahwa burung pipit memiliki bakat yang sangat langka dengan nama yang sama tidak biasa: "ketergantungan jarak jauh." Artinya, apa yang dinyanyikan burung pipit jantan pada saat itu tergantung pada apa yang dinyanyikannya 30 menit yang lalu. Itu adalah kapasitas memori 360 kali lebih besar dari pemegang rekor sebelumnya, Canary, yang hanya dapat menyulap informasi lagu sekitar lima detik dengan cara ini.

Meskipun mengesankan, implikasi dari pekerjaan ini bagi manusia kurang jelas. Ini menunjukkan bahwa urutan kata dalam bahasa manusia, yang juga dipengaruhi oleh ketergantungan jarak jauh mungkin tidak seunik yang diperkirakan sebelumnya.

Masih harus dilihat apakah kemampuan mengocok yang lebih baik memberi keuntungan pada burung jantan dalam menemukan cinta. Mungkin betina mempertahankan minat pada pasangan yang lebih mencampuradukkannya, dan cenderung tidak menyelinap dengan jantan lain. Seperti pada acara bincang-bincang siang hari, tes paternitas adalah cara yang baik untuk monogami pada burung, jadi menghitung berapa banyak anak ayam yang menjadi bapak dari pasangan sarang betina versus burung lain di lingkungan itu mungkin merupakan proyek masa depan bagi tim Nowicki.

Untuk saat ini, Nowicki menekankan bahwa itu hanya spekulasi apakah burung pipit mengacak lagu ini memberi Spotify uang mereka untuk mempertahankan minat betina, tetapi menyoroti pendekatan serupa kita di gym.

"Anda memiliki daftar putar untuk berlari dan alasan Anda memilikinya adalah karena berlari itu membosankan. Anda tahu bahwa 10 lagu ini akan membuat Anda tetap termotivasi, tetapi jika Anda akan berlari selama 20 lagu, mengapa tidak mengacaknya agar lain kali Anda tidak mendengar lagu yang sama dalam urutan yang sama?"

(Materials provided by Duke University)

***
Solo, Rabu, 30 Maret 2022. 10:02 am
'salam hangat penuh cinta'
Suko Waspodo
antologi puisi suko
image: song sparrow

 

Read More

Ilmuwan Menemukan Kapan Kumbang Menjadi Produktif

Menggunakan set data 68-gen yang diterbitkan sebelumnya dan dikuratori dengan cermat, para ilmuwan menjalankan serangkaian model matematika untuk merekonstruksi evolusi urutan protein—yang hasilnya, telah diterbitkan hari ini di Royal Society Open Science.

Setelah satu setengah tahun menjalankan superkomputer di Pusat Penelitian Komputasi Tingkat Lanjut Universitas Bristol, para ilmuwan mampu membangun pohon evolusi kumbang yang kuat yang juga menyertakan data pada 57 fosil kumbang untuk memuat skala waktu evolusi kumbang. Temuan mereka memberikan salah satu pohon evolusi kumbang yang paling komprehensif.

Kumbang kumbang yang berbeda terdiversifikasi secara independen, karena berbagai peluang ekologi baru terbuka. "Tidak ada satu zaman pun radiasi kumbang, rahasia mereka tampaknya terletak pada fleksibilitas luar biasa mereka," jelas penulis Profesor Chenyang Cai dari Sekolah Ilmu Bumi Bristol. "Skala waktu evolusi kumbang yang disempurnakan akan menjadi alat yang sangat berharga untuk menyelidiki dasar evolusi dari kisah sukses kumbang."

Kelompok 17 ilmuwan internasional juga telah menyusun klasifikasi kumbang terbaru yang mencerminkan pemahaman terbaru dari studi genetik dan morfologi. Sistem klasifikasi baru mengenali 193 keluarga kumbang yang hidup dan punah.

"Yang menggembirakan, hasil molekuler kami sesuai dengan data sebelumnya berdasarkan morfologi saja," kata ahli entomologi Robin Kundrata dari Universitas Palacký di Republik Ceko yang berpartisipasi dalam penelitian ini.

Dari taman lokal hingga hutan hujan tropis dan tundra Arktik, kumbang dapat ditemukan di sebagian besar ekosistem dan merupakan kelompok hewan paling beragam yang pernah ada. Permata berjalan berkaki enam yang tidak mencolok ini adalah penguasa diam di planet kita bersama. Meski sulit dipercaya, setiap keempat spesies hewan yang diketahui adalah kumbang. Hampir 400 ribu spesies telah dideskripsikan, menjadikannya salah satu pemangku kepentingan terpenting dalam bagaimana ekosistem dijalankan.

Keanekaragaman kumbang yang sangat besar telah mengganggu para ilmuwan selama berabad-abad. Beberapa ahli biologi paling terkenal sepanjang masa, seperti Darwin dan Wallace, mendapat inspirasi untuk teori evolusi mereka dari mempelajari kumbang. "Kumbang mungkin merupakan studi kasus tunggal terbaik dalam keanekaragaman hayati yang diberikan alam kepada kita," jelas Prof Cai yang juga dari Institut Geologi dan Paleontologi Nanjing (NIGP).

Tetapi memahami asal-usul keanekaragaman hayati berkaki enam adalah pekerjaan yang rumit. Fosil kumbang tertua berasal dari sekitar 295 juta tahun yang lalu, jauh sebelum Bumi dijelajahi oleh dinosaurus pertama. "Merekonstruksi apa yang terjadi dalam 300 juta tahun terakhir adalah kunci untuk memahami apa yang memberi kita keragaman besar yang dikenal kumbang saat ini," tambah Prof Cai. Berkat kemajuan dalam genetika dan paleontologi, para ilmuwan kini telah memperoleh gambaran yang lebih jelas tentang apa yang terjadi yang memberi kumbang keunggulan.

"Mempelajari evolusi adalah upaya ilmiah yang tidak biasa. Anda tidak dapat memundurkan rekaman evolusi ke belakang untuk melihat apa yang terjadi dan sebagian besar waktu Anda juga tidak dapat melakukan eksperimen laboratorium," kata rekan penulis studi tersebut Erik Tihelka, juga dari Bristol's School of Earth Sciences. "Tetapi karena evolusi meninggalkan ciri khasnya dalam semua aspek organisasi biologis, pilihan terbaik kami adalah menarik sebanyak mungkin garis bukti yang dapat kami temukan dan melihat di mana benang-benang itu menyatu. Dalam kasus kami, kami telah berfokus pada genetika molekuler kumbang hidup, morfologinya, dan fosil kumbang langka untuk menyusun pemahaman terbaru tentang sejarah evolusinya."

(Materials provided by University of Bristol)

***
Solo, Sabtu, 26 Maret 2022. 7:21 am
'salam hangat penuh cinta'
Suko Waspodo
antologi puisi suko
image: Public Domain
 

Read More

Efek Kuantum Fotosintesis

Model teoretis dapat mengarah pada konsep baru untuk sel surya yang lebih efisien.

Dengan fotosintesis, alam telah mengembangkan proses canggih untuk menangkap dan menggunakan energi radiasi matahari secara efisien. Efek fisik kuantum juga memainkan peran penting dalam transportasi energi di dalam tanaman hijau atau bakteri aktif-ringan. Fisikawan teoretis di Universität Ulm kini telah memecahkan teka-teki terbuka tentang transportasi energi yang luar biasa cepat dalam jarak yang relatif jauh. Seperti yang mereka laporkan dalam jurnal "Physical Review X", struktur nano yang disusun secara khusus dari molekul pengumpul cahaya tampaknya bertanggung jawab atas transportasi energi yang efisien. Wawasan baru tentang fotosintesis alami ini memiliki potensi untuk lebih meningkatkan efisiensi sel surya di masa depan.

Sinar matahari menciptakan keadaan elektronik tereksitasi selama fotosintesis pada tumbuhan dan bakteri serta dalam sel surya. Elektron bermuatan negatif dilepaskan dan pada saat yang sama lubang elektron bermuatan positif tercipta. Pasangan lubang elektron ini, juga dikenal sebagai eksiton, harus dipertahankan selama mungkin untuk efisiensi tinggi dan mencakup jarak yang relatif jauh beberapa mikrometer. Baru-baru ini, percobaan pada bakteri ungu yang aktif-ringan menunjukkan bahwa keadaan elektronik ini dapat mencakup lebih dari sepuluh kali lipat jarak daripada yang dapat dijelaskan oleh model fotosintesis sebelumnya. Andrea Mattioni dan rekan-rekannya dari Ulmer Institut für Theoretische Physik kini telah menemukan penyebab efek ini.

Pengamatan fisik kuantum para peneliti menunjukkan bahwa struktur nano khusus yang terbuat dari molekul pengumpul cahaya, lebih tepatnya pigmen yang bertindak sebagai antena, bertanggung jawab atas jalur transportasi yang relatif panjang. Pada bakteri ungu, pigmen ini menyusun diri menjadi beberapa nanocluster yang berdekatan dan padat. Berkat struktur nano ini, keadaan elektronik yang terdelokalisasi dapat mengatur diri mereka sendiri sedemikian rupa sehingga memungkinkan transportasi energi lebih dari beberapa mikrometer. Jarak ini mungkin terdengar kecil, tetapi untuk efek fisika kuantum, jarak tersebut sangat besar. Pada saat yang sama, beberapa nanocluster mencegah kehilangan energi melalui keadaan gelap, di mana tidak ada partikel cahaya yang dipancarkan setelah eksitasi fotoelektronik.

Wawasan baru tentang efek fisik kuantum dari fotosintesis alami ini juga dapat membantu meningkatkan efisiensi sel surya di masa depan. "Atas dasar ini, kami mengembangkan aturan desain kuantum pada tingkat molekuler untuk mengoptimalkan jangkauan dan kecepatan transportasi energi dalam arsitektur pemanenan cahaya buatan (yaitu sel surya)," para peneliti menjelaskan dalam publikasi mereka. Karena bahkan di dalam sel surya, pasangan lubang elektron diharapkan, eksiton, bertahan selama mungkin dan menempuh jarak yang jauh. Hal ini mengurangi risiko rekombinasi elektron dan hole yang tidak diinginkan bahkan sebelum muatan listrik untuk aliran arus yang dapat digunakan dapat disadap pada elektroda sel surya.

Namun, implementasi teknis model ini tidak akan mudah. Di satu sisi, bahan yang cocok harus ditemukan untuk meniru protein pengumpul cahaya dari bakteri ungu. Di sisi lain, desain untuk struktur nano yang sesuai dalam sel surya, bersama dengan proses produksi yang sesuai, harus dikembangkan.

(Sumber: Universität Ulm)

***
Solo, Rabu, 23 Maret 2022. 5:09 pm
'salam hangat penuh cinta'
Suko Waspodo
antologi puisi suko
ilustr: Welt der Physik

Read More

Terobosan dalam Mengubah Karbon Dioksida Menjadi Bahan Bakar Menggunakan Energi Matahari

Sebuah tim peneliti yang dipimpin oleh Universitas Lund di Swedia telah menunjukkan bagaimana tenaga surya dapat mengubah karbon dioksida menjadi bahan bakar, dengan menggunakan bahan-bahan canggih dan spektroskopi laser ultra-cepat. Terobosan tersebut bisa menjadi bagian penting dari teka-teki dalam mengurangi kadar gas rumah kaca di atmosfer di masa depan. Studi ini dipublikasikan di Nature Communications.

Sinar matahari yang mengenai Bumi selama satu jam kira-kira sama dengan konsumsi energi total manusia selama satu tahun penuh. Emisi karbon dioksida global kita juga meningkat. Menggunakan energi matahari untuk menangkap gas rumah kaca dan mengubahnya menjadi bahan bakar atau bahan kimia lain yang berguna, adalah fokus penelitian bagi banyak orang saat ini. Namun, masih belum ada solusi yang memuaskan, tetapi tim peneliti internasional kini telah mengungkapkan kemungkinan jalan ke depan.

"Studi ini menggunakan kombinasi bahan yang menyerap sinar matahari dan menggunakan energinya untuk mengubah karbon dioksida. Dengan bantuan spektroskopi laser ultra-cepat, kami telah memetakan dengan tepat apa yang terjadi dalam proses itu," kata Tönu Pullerits, peneliti kimia di Universitas Lund. .

Para peneliti telah mempelajari bahan organik berpori yang disebut COF - kerangka organik kovalen. Bahan ini dikenal mampu menyerap sinar matahari dengan sangat efisien. Dengan menambahkan apa yang disebut kompleks katalitik ke COF, mereka berhasil, tanpa energi tambahan, dalam mengubah karbon dioksida menjadi karbon monoksida.

"Konversi ke karbon monoksida membutuhkan dua elektron. Ketika kami menemukan bahwa foton dengan cahaya biru menciptakan elektron berumur panjang dengan tingkat energi tinggi, kami dapat dengan mudah mengisi COF dengan elektron dan menyelesaikan reaksi," kata Kaibo Zheng, peneliti kimia di Universitas Lund. .

Bagaimana hasil ini bisa berguna? Tönu Pullerits dan Kaibo Zheng berharap di masa depan penemuan ini dapat digunakan untuk mengembangkan unit yang lebih besar yang dapat digunakan di tingkat global, dengan bantuan matahari, menyerap karbon dioksida dari atmosfer dan mengubahnya menjadi bahan bakar atau bahan kimia. Itu bisa menjadi salah satu dari banyak solusi untuk mengatasi krisis iklim yang kita hadapi.

"Kami telah menyelesaikan dua langkah awal dengan dua elektron. Sebelum kami dapat mulai berpikir tentang pengubah karbon dioksida, lebih banyak langkah perlu diambil, dan mungkin bahkan dua langkah pertama kami harus disempurnakan. Tetapi kami telah mengidentifikasi arah yang sangat menjanjikan untuk diambil. ," simpul Tönu Pullerits.

(Materials provided by Lund University)

***
Solo, Sabtu, 26 Februari 2022. 10:00 am
'salam sehat penuh cinta'
Suko Waspodo
antologi puisi suko
image: World Energy


 

Read More

Seperti Apa Dunia bagi Kucing Anda?

Cara evolusi membentuk indera kucing dan apa artinya bagi ikatan kita dengan mereka.

Poin-Poin Penting

• Manusia dan kucing sama-sama hewan yang sangat visual tetapi untuk alasan yang berbeda: bagi kita penglihatan dikhususkan untuk mencari makan; untuk kucing itu untuk berburu.
• Penglihatan stereo mempertajam penglihatan bagi kita dan kucing. Spesialisasi utama untuk penglihatan stereo di otak visual kita berkembang secara independen di kedua spesies.
• Kucing mungkin memahami ruang visual seperti kita, tetapi indra mereka juga berbeda. Mereka buta warna dan tidak bisa mencicipi makanan manis.

Selama ribuan tahun, kita manusia telah mengundang kucing ke rumah kita. Namun kucing tetap misterius, dan perilaku mereka sering membuat kita bingung. Kita dapat memperoleh beberapa perspektif tentang kucing jika kita mempertimbangkan dunia sensorik yang mereka huni, dan bagaimana mereka berevolusi untuk memiliki kemampuan sensorik tertentu yang mereka miliki.

Ternyata manusia dan kucing memiliki kesamaan yang luar biasa dalam aspek kunci dari cara kita melihat, terlepas dari perbedaan evolusioner kita.

Cara Evolusi Membentuk Penglihatan pada Kucing dan Manusia

Nenek moyang terakhir manusia dan kucing adalah mamalia yang hidup lebih dari 90 juta tahun yang lalu. Satu set keturunan mamalia ini bercabang menjadi hewan pengerat dan primata, yang akhirnya melahirkan kita. Cabang lainnya mengarah ke kucing, serta paus, babi, kuda, dan kelelawar. Untuk satu hal, ini berarti kita manusia lebih dekat hubungannya dengan tikus daripada kucing.

Nenek moyang kita yang terakhir bersama kucing mungkin memiliki sistem visual yang lebih sederhana dan kurang kuat daripada yang dimiliki manusia atau kucing saat ini. Namun seiring berjalannya waktu, baik garis keturunan kita maupun garis keturunan kucing menjadi disesuaikan dengan cara hidup tertentu yang membutuhkan penglihatan yang tajam dan sistem visual kita menjadi lebih canggih.

Bagi kita dan primata lainnya, tampaknya telah hidup di pohon yang memahat sistem visual kita. Kanopi adalah tempat yang sangat baik untuk menghindari pemangsa, tetapi satu langkah yang salah dapat berarti malapetaka dan—yang lebih penting bagi evolusi—tidak ada lagi salinan gen Anda. Jadi sistem visual kita, dengan mata yang sangat mobile, sangat baik dalam membantu kita mengevaluasi, merencanakan, dan membayangkan dalam lingkungan 3-D yang kompleks. Strategi ini membantu kita menemukan buah-buahan dan makanan lain di pohon sambil mengurangi risiko jatuh.

Berburu Membutuhkan Penglihatan Stereo yang Tajam

Sistem visual kucing dibentuk oleh gaya hidup berburu mereka. Kucing sangat kuat untuk berburu sehingga sebagian besar otak mereka dapat dipotong dan mereka masih dapat menerkam. Lebih khusus lagi, jika otak depan secara pembedahan terputus dari bagian otak lainnya, aliran listrik kecil yang dikirim ke batang otak yang utuh akan menyebabkan hewan tersebut menghasilkan serangan menerkam yang terkoordinasi sepenuhnya.

Untuk menangkap hewan buruan yang cerdik seperti tikus, pukulannya harus diarahkan dan diatur dengan tepat. Di sinilah visi masuk. Untuk mengetahui di mana harus menerkam, kucing perlu tahu seberapa jauh untuk melompat. Karena setiap mata hanya menangkap gambar dunia 2-D yang datar, penglihatan stereo diperlukan untuk menyimpulkan informasi mendalam dari pemandangan visual.

Pandangan dari kedua mata agak berbeda, yang memungkinkan otak untuk menilai jarak dari mata kita ke objek terdekat secara akurat. Cara penglihatan stereo pada mamalia dicapai—cara otak membuat perhitungan yang diperlukan—belum sepenuhnya dipahami. Tetapi satu fitur utama tampaknya membandingkan informasi yang berasal dari lokasi tertentu di ruang angkasa menggunakan dua mata.

Penglihatan Stereo di Otak

Bayangkan seekor kucing melihat seekor tikus di tanah di depannya. Bayangan tikus diproyeksikan ke kedua mata, dan mendarat di kedua retina. Sebuah neuron di setiap mata menangkap cahaya dari, katakanlah, bagian atas kepala tikus. Kedua neuron kemudian perlu mengirimkan informasi ini ke peta otak dari adegan visual sehingga kedua gambar dapat dibandingkan untuk perbedaan kecil. Ini terjadi di korteks visual, di bagian belakang kepala, yang menerima informasi dari kedua mata.

Tantangannya adalah bahwa neuron di korteks visual dibangun menjadi lembaran, dengan sel-sel individu dikemas bersama seperti bilah rumput di rumput padat. Neuron yang menerima informasi dari kedua mata tidak dapat ditumpuk di atas satu sama lain. Ini akan seperti menumpuk satu petak rumput di atas yang lain. Sebaliknya, otak menyelingi neuron yang menerima informasi dari kedua mata, seolah-olah kita dengan hati-hati memasukkan tanaman individu dari satu petak rumput ke lokasi yang sesuai di petak rumput lainnya.

Di otak kucing, strategi yang berevolusi ini muncul sebagai pola di mana input dari kedua mata bercampur dalam tambalan yang berputar-putar, agak seperti sidik jari. Pola sidik jari memudahkan otak untuk membandingkan bagaimana suatu lokasi tertentu di dunia terlihat dari sudut pandang kedua mata. Informasi tentang dua pandangan dari suatu titik dalam ruang diproses oleh neuron yang secara fisik berdekatan satu sama lain. Otak tampaknya mengekstrak informasi 3-D dari perbedaan kecil di peta ini dan menggunakannya untuk mengarahkan pukulan yang tepat.

Ahli saraf telah mampu membuat peta yang sangat rinci dari pola sidik jari di otak kucing, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah (panel bawah). Di bagian korteks visual ini, neuron yang membawa informasi dari mata kiri (area hitam) diselingi dengan neuron yang membawa informasi dari mata kanan (area putih), dengan wilayah hitam dan putih yang berdekatan memetakan bagian yang sama dari ruang visual.

Gambar tersebut juga menunjukkan situasi ini pada manusia (panel atas) dan kera (panel tengah). Meskipun pola sidik jari pada kucing tidak persis sama seperti pada manusia, pola ini jelas serupa dan mungkin memiliki tujuan yang sama: untuk meningkatkan gambaran stereo kita tentang dunia 3-D. Namun, hubungan yang tepat antara pola sidik jari dan fungsi visual masih belum diketahui.

Solusi Bersama untuk Penglihatan Tajam

Apa yang luar biasa adalah bahwa kucing pada dasarnya mengembangkan pola organisasi sistem visual yang sama untuk penglihatan stereo seperti yang kita lakukan, tetapi sepenuhnya independen, dan untuk alasan yang berbeda. Itu pasti muncul secara independen—dan bukan karena nenek moyang kita yang sama memilikinya—karena garis keturunan mamalia lain tidak memiliki pola sidik jari. Bagi kita, pentingnya pola (disebut kolom dominasi okular) mungkin karena mendukung mencari makan di pohon, serta keterampilan visual lainnya. Untuk kucing, ini mungkin tentang berburu. Dalam kedua kasus, pola memungkinkan informasi tentang ruang 3-D untuk diekstraksi dan ditindaklanjuti.

Baik atau buruk, kesamaan antara penglihatan kucing dan penglihatan kita berarti bahwa kucing secara historis adalah hewan pilihan untuk penelitian invasif dalam ilmu saraf visual. Sebuah badan besar penelitian tentang "perampasan" pada anak kucing dikembangkan pada 1950-an dan 1960-an, menyelidiki efek dari segala macam perubahan pada lingkungan visual, dari menjahit mata mereka tertutup saat lahir, membesarkan mereka di bawah lampu sorot atau di lingkungan dengan hanya garis-garis vertikal. Sekitar waktu yang sama, para peneliti mencatat impuls saraf di otak visual kucing yang dibius, pekerjaan yang kemudian dianugerahi Hadiah Nobel dalam Fisiologi atau Kedokteran. Sebagian karena kegelisahan publik, penelitian kucing sekarang kurang umum; kebanyakan studi dalam neurofisiologi visual melibatkan tikus atau tikus hari ini. Tetapi karena hewan pengerat ini memiliki kemampuan visual yang lemah, penelitian historis tentang kucing yang sangat visual tetap relevan.

Indera Kucing Menunjukkan Kesamaan yang Dalam dengan Kita, Tetapi Ada Juga Perbedaan

Meskipun kita memiliki kesamaan yang luar biasa dalam sistem visual kita, ada perbedaan yang jelas antara mata kita dan mata kucing. Kucing aktif di malam hari, dan memiliki ketajaman yang lebih baik daripada kita dalam tingkat cahaya rendah. Mereka juga memiliki pupil seperti celah yang mencolok, yang umum terjadi pada predator nokturnal. Dan kucing buta warna: mereka memiliki dua jenis fotoreseptor kerucut, sementara kebanyakan manusia memiliki tiga.

Perbedaan ini meluas ke pengertian lain. Menjadi karnivora yang ketat, kucing jarang memasukkan apa pun ke dalam mulut mereka yang bukan daging. Dan satu hal yang sangat sedikit dari daging adalah bahan kimia yang terasa manis bagi kita. Karena pola makannya, kucing tidak perlu tahu apakah sesuatu itu manis. Kucing sebenarnya telah kehilangan reseptor di lidah mereka yang mendeteksi bahan kimia manis seperti sukrosa. Inilah sebabnya mengapa Anda tidak akan pernah bisa menggoda kucing keluar dari tempat persembunyiannya dengan camilan manis.

Namun terlepas dari perbedaan evolusioner kita, manusia dan kucing memiliki kesamaan yang mendalam dalam cara kita melihat. Saya pikir ini adalah bagian dari apa yang membuat kucing begitu menarik: Kita hampir merasa kita dapat melihat melalui mata mereka. Ini mungkin menjelaskan mengapa kita berempati ketika kucing ditipu oleh ilusi visual, karena kita juga tertipu.

Kucing tetap menjadi teka-teki, yang mungkin menjadi bagian dari daya tarik mereka. Tetapi memahami dunia indera mereka dapat membawa kita lebih dekat dengan mereka.

***
Solo, Kamis, 24 Februari 2022. 11:51 am
'salam hangat penuh cinta'
Suko Waspodo
antologi puisi suko
image: The List

Read More

Kenikmatan Hutan

 

 

 

 

 

 

dedaunan berkibar ditiup angin sepoi-sepoi
di dalam hutan pohon berbisik
membuat sinar matahari menari dengan anggun di sana
di atas tanah dan di mana-mana
mengalir sungai dengan cahaya berkilau
menangkap warna burung dalam terbangnya
memberi bunga cahaya surealis yang indah
bangkitkan semangat kita dengan pertunjukan alam

malam hari memberi hutan daya pikat yang misterius
ketika pohon menjadi bayangan dari apa adanya
segera paduan suara muncul jauh di semak-semak hutan
dari kodok yang berkokok dan jangkrik yang berkicau
membaur dalam panggilan kesepian cambuk miskin kehendak
dengan permohonan burung hantu yang bergema di aula hutan
saat kunang-kunang menyebarkan cahaya di atas palet gelap
semua di bawah selimut bintang hutan mistik

suara melodi alam pasti memikat
tatkala lagu kehidupan menggema di dalam katedral hutan
alam menambahkan timbre angin dengan angin semilir
atau irama bergema hujan melalui dedaunan
menyatu dengan suara riak aliran hutan
semua menenangkan pikiran gelisah ke dalam lamunan
menghibur mereka yang mencari perlindungan di sana
jika saja mereka mau mendengarkan saat berada di hutan perawatan

pikiran menjadi lembut di antara pemandangan alam
sementara semangat kita terjalin dengan kenikmatan hutan
memikat kita untuk mendengar hadiah alami kehidupan
mengundang kita tuk melihat keindahan bumi yang menakjubkan
manakala alam membangkitkan perasaan
beberapa orang tidak mampu menentukan
tetapi, jawaban halus terletak pada khotbah hutan
mendesak kita tuk mendengarkan naluri yang pernah kita ketahui
berjalan ringan di bumi seperti yang dilakukan makhluk lain

***
Solo, Selasa, 30 November 2021. 2:10 pm
'salam hangat penuh cinta'
Suko Waspodo
antologi puisi suko
paintings by Justin

 

Read More

Apakah Venus Pernah Memiliki Lautan?

Planet Venus dapat dilihat sebagai kembaran jahat Bumi. Pada pandangan pertama, ia memiliki massa dan ukuran yang sebanding dengan planet rumah kita, yang sebagian besar terdiri dari material berbatu, menampung air, dan memiliki atmosfer. Namun, pengamatan lebih dekat mengungkapkan perbedaan mencolok di antara mereka: atmosfer CO2 tebal Venus, suhu dan tekanan permukaan yang ekstrem, dan awan asam sulfat memang sangat kontras dengan kondisi yang dibutuhkan untuk kehidupan di Bumi. Ini mungkin, bagaimanapun, tidak selalu terjadi. Studi sebelumnya menunjukkan bahwa Venus mungkin tempat yang jauh lebih ramah di masa lalu, dengan lautan air cairnya sendiri. Sebuah tim astrofisikawan yang dipimpin oleh University of Geneva (UNIGE) dan National Center of Competence in Research (NCCR) PlanetS, Swiss, menyelidiki apakah kembaran planet kita memang memiliki periode yang lebih ringan. Hasilnya, yang diterbitkan dalam jurnal Nature, menunjukkan bahwa ini tidak terjadi.

Venus baru-baru ini menjadi topik penelitian penting bagi para astrofisikawan. ESA dan NASA telah memutuskan tahun ini untuk mengirim tidak kurang dari tiga misi eksplorasi ruang angkasa selama dekade berikutnya ke planet terdekat kedua dengan Matahari. Salah satu pertanyaan kunci yang ingin dijawab oleh misi ini adalah apakah Venus pernah menjadi tuan rumah lautan awal atau tidak. Ahli astrofisika yang dipimpin oleh Martin Turbet, peneliti di Departemen Astronomi Fakultas Sains UNIGE dan anggota Planet NCCR, telah mencoba menjawab pertanyaan ini dengan alat yang tersedia di Bumi. "Kami mensimulasikan iklim Bumi dan Venus pada awal evolusi mereka, lebih dari empat miliar tahun yang lalu, ketika permukaan planet masih cair," jelas Martin Turbet. "Suhu tinggi yang terkait berarti bahwa air apa pun akan ada dalam bentuk uap, seperti dalam panci bertekanan tinggi." Menggunakan model atmosfer tiga dimensi yang canggih, mirip dengan yang digunakan para ilmuwan untuk mensimulasikan iklim bumi saat ini dan evolusi masa depan, tim mempelajari bagaimana atmosfer kedua planet akan berevolusi dari waktu ke waktu dan apakah lautan dapat terbentuk dalam proses tersebut.

"Berkat simulasi kami, kami dapat menunjukkan bahwa kondisi iklim tidak memungkinkan uap air mengembun di atmosfer Venus," kata Martin Turbet. Ini berarti bahwa suhu tidak pernah cukup rendah untuk air di atmosfernya untuk membentuk tetesan air hujan yang bisa jatuh di permukaannya. Sebaliknya, air tetap sebagai gas di atmosfer dan lautan tidak pernah terbentuk. "Salah satu alasan utama untuk ini adalah awan yang terbentuk secara istimewa di sisi malam planet. Awan ini menyebabkan efek rumah kaca yang sangat kuat yang mencegah Venus mendingin secepat yang diperkirakan sebelumnya," lanjut peneliti Jenewa.

Perbedaan kecil dengan konsekuensi serius

Anehnya, simulasi astrofisikawan juga mengungkapkan bahwa Bumi bisa dengan mudah mengalami nasib yang sama seperti Venus. Jika Bumi hanya sedikit lebih dekat ke Matahari, atau jika Matahari bersinar seterang 'masa mudanya' seperti saat ini, planet asal kita akan terlihat sangat berbeda hari ini. Kemungkinan radiasi Matahari muda yang relatif lemah memungkinkan Bumi menjadi cukup dingin untuk memadatkan air yang membentuk lautan kita. Untuk Emeline Bolmont, profesor di UNIGE, anggota PlaneS dan rekan penulis studi ini, "ini adalah pembalikan lengkap dalam cara kita melihat apa yang telah lama disebut 'paradoks Matahari Muda Pudar'. Itu selalu dianggap sebagai hambatan utama bagi munculnya kehidupan di Bumi!" Argumennya adalah jika radiasi Matahari jauh lebih lemah daripada hari ini, itu akan mengubah Bumi menjadi bola es yang memusuhi kehidupan. "Tetapi ternyata bagi Bumi yang masih muda dan sangat panas, Matahari yang lemah ini sebenarnya merupakan kesempatan yang tidak diharapkan," lanjut peneliti.

"Hasil kami didasarkan pada model teoretis dan merupakan blok bangunan penting dalam menjawab pertanyaan tentang sejarah Venus," kata rekan penulis studi David Ehrenreich, profesor di Departemen Astronomi di UNIGE dan anggota NCCR PlanetS. "Tetapi kami tidak akan dapat memutuskan masalah ini secara definitif di komputer kami. Pengamatan dari tiga misi luar angkasa Venus di masa depan akan penting untuk mengkonfirmasi - atau menyangkal - pekerjaan kami." Prospek ini menyenangkan Emeline Bolmont, yang "pertanyaan-pertanyaan menarik ini dapat dijawab oleh Pusat Kehidupan di Alam Semesta yang baru, yang baru saja didirikan di Fakultas Sains UNIGE."

(Materials provided by Université de Genève)

***
Solo, Kamis, 21 Oktober 2021. 4:02 pm
'salam sehat penuh cinta'
Suko Waspodo
antologi puisi suko
ilustr: Planet Venus illustration (stock image)

Read More

Ular Modern Berevolusi dari Beberapa yang Selamat dari Asteroid Pembunuh Dino

Sebuah studi baru menunjukkan bahwa semua ular hidup berevolusi dari segelintir spesies yang selamat dari dampak asteroid raksasa yang memusnahkan dinosaurus dan sebagian besar makhluk hidup lainnya di akhir Zaman Kapur. Para peneliti mengatakan bahwa peristiwa kepunahan yang menghancurkan ini adalah bentuk 'penghancuran kreatif' yang memungkinkan ular untuk melakukan diversifikasi ke ceruk baru, yang sebelumnya diisi oleh pesaingnya.

Penelitian, yang diterbitkan di Nature Communications, menunjukkan bahwa ular, saat ini termasuk hampir 4000 spesies hidup, mulai melakukan diversifikasi sekitar waktu dampak ekstra-terestrial memusnahkan dinosaurus dan sebagian besar spesies lain di planet ini.

Studi yang dipimpin oleh para ilmuwan di University of Bath dan termasuk kolaborator dari Bristol, Cambridge dan Jerman, menggunakan fosil dan menganalisis perbedaan genetik antara ular modern untuk merekonstruksi evolusi ular. Analisis membantu menentukan waktu ular modern berevolusi.

Hasil mereka menunjukkan bahwa semua ular yang hidup dapat ditelusuri kembali ke hanya segelintir spesies yang selamat dari dampak asteroid 66 juta tahun yang lalu, kepunahan yang sama yang memusnahkan dinosaurus.

Para peneliti berpendapat bahwa kemampuan ular untuk berlindung di bawah tanah dan pergi untuk waktu yang lama tanpa makanan membantunya bertahan dari efek destruktif dari dampak tersebut. Setelah itu, kepunahan pesaingnya - termasuk ular kapur dan dinosaurus itu sendiri - memungkinkan ular pindah ke ceruk baru, habitat baru, dan benua baru.

Ular kemudian mulai melakukan diversifikasi, menghasilkan garis keturunan seperti ular berbisa, kobra, ular garter, ular sanca, dan boas, mengeksploitasi habitat baru, dan mangsa baru. Keanekaragaman ular modern - termasuk ular pohon, ular laut, ular berbisa dan kobra, dan konstriktor besar seperti boa dan ular sanca - muncul hanya setelah kepunahan dinosaurus.

Fosil juga menunjukkan perubahan bentuk tulang belakang ular setelahnya, akibat punahnya garis keturunan kapur dan munculnya kelompok baru, termasuk ular laut raksasa yang panjangnya mencapai 10 meter.

"Ini luar biasa, karena semua tidak hanya bertahan dari kepunahan yang memusnahkan begitu banyak hewan lain, tetapi dalam beberapa juta tahun itu berinovasi, menggunakan habitatnya dengan cara baru," kata peneliti utama dan lulusan Bath baru-baru ini Dr Catherine Klein, yang sekarang bekerja di Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) di Jerman.

Studi ini juga menunjukkan bahwa ular mulai menyebar ke seluruh dunia sekitar waktu ini. Meskipun nenek moyang ular hidup mungkin tinggal di suatu tempat di belahan bumi selatan, ular tampaknya pertama kali menyebar ke Asia setelah kepunahan.

Dr Nick Longrich, dari Milner Center for Evolution di University of Bath dan peneliti terkait, mengatakan: "Penelitian kami menunjukkan bahwa kepunahan bertindak sebagai bentuk 'penghancuran kreatif' - dengan memusnahkan spesies tua, itu memungkinkan yang selamat untuk mengeksploitasi kesenjangan dalam ekosistem, bereksperimen dengan gaya hidup dan habitat baru."

"Ini tampaknya menjadi ciri umum evolusi -- ini adalah periode segera setelah kepunahan besar di mana kita melihat evolusi paling liar eksperimental dan inovatif."

"Penghancuran keanekaragaman hayati memberi ruang bagi hal-hal baru untuk muncul dan menjajah daratan baru. Pada akhirnya kehidupan menjadi lebih beragam dari sebelumnya."

Studi ini juga menemukan bukti untuk peristiwa diversifikasi besar kedua di sekitar waktu ketika dunia bergeser dari 'Bumi Rumah Kaca' yang hangat menjadi iklim 'Rumah Es' yang dingin, yang melihat pembentukan lapisan es kutub dan dimulainya Zaman Es.

Pola yang terlihat pada ular mengisyaratkan peran kunci bencana -- gangguan lingkungan yang parah, cepat, dan global -- dalam mendorong perubahan evolusioner.

(Materials provided by University of Bath)

***
Solo, Minggu, 3 Oktober 2021. 12:34 pm
'salam sehat penuh cinta'
Suko Waspodo
antologi puisi suko
ilustr: Shadow of snake on leaf (stock image)

Read More

Virus Berusia 15.000 Tahun Ditemukan di Es Gletser Tibet

Sebagian besar virus sebelumnya tidak diketahui manusia, demikian temuan penelitian.

Para ilmuwan yang mempelajari es gletser telah menemukan virus berusia hampir 15.000 tahun dalam dua sampel es yang diambil dari Dataran Tinggi Tibet di Cina. Sebagian besar virus tersebut, yang bertahan karena tetap beku, tidak seperti virus mana pun yang telah dikatalogkan hingga saat ini.

Temuan yang dipublikasikan beberapa hari yang lalu di jurnal Microbiome, dapat membantu para ilmuwan memahami bagaimana virus berevolusi selama berabad-abad. Untuk penelitian ini, para ilmuwan juga menciptakan metode baru yang sangat bersih untuk menganalisis mikroba dan virus dalam es tanpa mencemarinya.

"Gletser ini terbentuk secara bertahap, dan bersama dengan debu dan gas, banyak, banyak virus juga tersimpan di es itu," kata Zhi-Ping Zhong, penulis utama studi dan peneliti di The Ohio State University Byrd Polar and Climate Research Center yang juga berfokus pada mikrobiologi. "Gletser di China barat tidak dipelajari dengan baik, dan tujuan kami adalah menggunakan informasi ini untuk mencerminkan lingkungan masa lalu. Dan virus adalah bagian dari lingkungan itu."

Para peneliti menganalisis inti es yang diambil pada tahun 2015 dari lapisan es Guliya di Cina barat. Inti dikumpulkan di ketinggian tinggi -- puncak Guliya, tempat es ini berasal, adalah 22.000 kaki di atas permukaan laut. Inti es mengandung lapisan es yang menumpuk dari tahun ke tahun, menjebak apa pun yang ada di atmosfer di sekitarnya pada saat setiap lapisan membeku. Lapisan-lapisan itu menciptakan semacam garis waktu, yang telah digunakan para ilmuwan untuk lebih memahami tentang perubahan iklim, mikroba, virus, dan gas sepanjang sejarah.

Para peneliti menentukan bahwa es itu berusia hampir 15.000 tahun menggunakan kombinasi teknik tradisional dan baru, hingga saat ini inti es ini.

Ketika mereka menganalisis es, mereka menemukan kode genetik untuk 33 virus. Empat dari virus tersebut telah diidentifikasi oleh komunitas ilmiah. Tetapi setidaknya 28 di antaranya adalah novel. Sekitar setengah dari mereka tampaknya selamat pada saat mereka dibekukan bukan karena es, tetapi karena itu.

"Ini adalah virus yang akan berkembang biak di lingkungan yang ekstrem," kata Matthew Sullivan, rekan penulis studi, profesor mikrobiologi di Ohio State dan direktur Center of Microbiome Science Ohio State. "Virus ini memiliki tanda gen yang membantu mereka menginfeksi sel di lingkungan yang dingin -- hanya tanda genetik nyata tentang bagaimana virus mampu bertahan dalam kondisi ekstrem. Ini bukan tanda yang mudah untuk ditarik, dan metode yang dikembangkan Zhi-Ping untuk mendekontaminasi inti dan untuk mempelajari mikroba dan virus dalam es dapat membantu kami mencari urutan genetik ini di lingkungan es ekstrem lainnya -- Mars, misalnya, bulan, atau lebih dekat ke rumah di Gurun Atacama Bumi."

Virus tidak memiliki gen universal yang sama, jadi penamaan virus baru -- dan mencoba mencari tahu di mana ia cocok dengan lanskap virus yang dikenal -- melibatkan beberapa langkah. Untuk membandingkan virus tak dikenal dengan virus yang dikenal, para ilmuwan membandingkan set gen. Set gen dari virus yang dikenal dikatalogkan dalam database ilmiah.

Perbandingan basis data tersebut menunjukkan bahwa empat virus di inti lapisan es Guliya sebelumnya telah diidentifikasi dan berasal dari keluarga virus yang biasanya menginfeksi bakteri. Para peneliti menemukan virus dalam konsentrasi yang jauh lebih rendah daripada yang ditemukan di lautan atau tanah.

Analisis para peneliti menunjukkan bahwa virus kemungkinan berasal dari tanah atau tanaman, bukan dari hewan atau manusia, berdasarkan lingkungan dan database virus yang diketahui.

Studi tentang virus di gletser relatif baru: Hanya dua studi sebelumnya yang telah mengidentifikasi virus di es gletser purba. Tetapi ini adalah bidang ilmu pengetahuan yang menjadi lebih penting seiring dengan perubahan iklim, kata Lonnie Thompson, penulis senior studi tersebut, profesor universitas terkemuka ilmu bumi di Ohio State dan ilmuwan peneliti senior di Byrd Center.

"Kami hanya tahu sedikit tentang virus dan mikroba di lingkungan ekstrem ini, dan apa yang sebenarnya ada di sana," kata Thompson. "Dokumentasi dan pemahaman tentang itu sangat penting: Bagaimana bakteri dan virus merespons perubahan iklim? Apa yang terjadi ketika kita beralih dari zaman es ke periode hangat seperti sekarang ini?"

(Materials provided by Ohio State University)

***
Solo, Selasa, 3 Agustus 2021. 9:01 pm
'salam sehat penuh cinta'
Suko Waspodo
antologi puisi suko
ilustr: Ice (stock image).

Read More

Enigma Hutan

 

 

 

 

 

 

ini tempat di mana hal-hal tumbuh dan berkembang
sama terangnya dengan gelapnya
seperti cakrawala yang berapi-api dengan postur mulianya
tanpa akhir atau awal

selama berabad-abad ia telah bertahan
terus-menerus hadir saat bersembunyi
selalu ingin diketahui tetapi tak pernah dimengerti
apakah orang-orang bahkan mencoba?

dan tanpa sepengetahuan mencongkel mata
apa yang terjadi di bawah kanopinya yang semarak
bisikan berdiam di rimbun hijau pepohonan
diselimuti misteri

jadi ketika berjalan di samping akar dan pohon
waspadalah terhadap apa yang tidak dapat engkau lihat
di bawah kakimu ada rahasia
kepada yang hidup dan bernafas serta mati

***
Solo, Minggu, 18 Juli 2021. 9:10 am
'salam sehat penuh cinta'
Suko Waspodo
antologi puisi suko
illustr: Pinterest

Read More

Apakah Polusi Plastik Global Mendekati Titik Kritis yang Tidak Dapat Diubah?

Tingkat emisi plastik saat ini secara global dapat memicu efek yang tidak akan dapat kita balikkan, menurut sebuah studi baru oleh para peneliti dari Swedia, Norwegia, dan Jerman yang diterbitkan pada 2 Juli di Science. Menurut peneliti, polusi plastik adalah ancaman global, dan tindakan untuk secara drastis mengurangi emisi plastik ke lingkungan adalah "respons kebijakan yang rasional."

Plastik ditemukan di mana-mana di planet ini: dari gurun dan puncak gunung hingga lautan dalam dan salju Arktik. Pada 2016, perkiraan emisi global plastik ke danau, sungai, dan lautan dunia berkisar antara 9 hingga 23 juta metrik ton per tahun, dengan jumlah yang sama dipancarkan ke darat setiap tahun. Perkiraan ini diperkirakan akan meningkat hampir dua kali lipat pada tahun 2025 jika skenario bisnis seperti biasa berlaku.

"Plastik sudah mengakar kuat di masyarakat kita, dan bocor ke lingkungan di mana-mana, bahkan di negara-negara dengan infrastruktur penanganan sampah yang baik," kata Matthew MacLeod, Profesor di Stockholm University dan peneliti utama studi tersebut. Dia mengatakan bahwa emisi cenderung meningkat meskipun kesadaran tentang polusi plastik di kalangan ilmuwan dan masyarakat telah meningkat secara signifikan dalam beberapa tahun terakhir.

Perbedaan itu tidak mengejutkan Mine Tekman, kandidat PhD di Alfred Wegener Institute di Jerman dan rekan penulis studi tersebut, karena polusi plastik bukan hanya masalah lingkungan tetapi juga masalah "politik dan ekonomi". Dia percaya bahwa solusi yang saat ini ditawarkan, seperti teknologi daur ulang dan pembersihan, tidak cukup, dan bahwa kita harus mengatasi masalah ini sampai ke akarnya.

"Dunia mempromosikan solusi teknologi untuk mendaur ulang dan menghilangkan plastik dari lingkungan. Sebagai konsumen, kita percaya bahwa ketika kita memisahkan sampah plastik kita dengan benar, semuanya akan secara ajaib didaur ulang. Secara teknologi, daur ulang plastik memiliki banyak keterbatasan, dan negara-negara yang memiliki infrastruktur yang baik telah mengekspor sampah plastiknya ke negara-negara dengan fasilitas yang lebih buruk.Pengurangan emisi memerlukan tindakan drastis, seperti membatasi produksi plastik murni untuk meningkatkan nilai plastik daur ulang, dan melarang ekspor sampah plastik kecuali ke negara yang daur ulangnya lebih baik” kata Tekman.

Polutan lingkungan yang tidak dapat dibalik dengan baik

Plastik terakumulasi di lingkungan ketika jumlah yang dipancarkan melebihi yang dikeluarkan oleh inisiatif pembersihan dan proses lingkungan alami, yang terjadi melalui proses multi-langkah yang dikenal sebagai pelapukan.

"Pelapukan plastik terjadi karena banyak proses yang berbeda, dan kita telah menempuh perjalanan panjang dalam memahaminya. Tetapi pelapukan terus-menerus mengubah sifat-sifat polusi plastik, yang membuka pintu baru untuk lebih banyak pertanyaan," kata Hans Peter Arp, peneliti di Norwegian Geotechnical Institute (NGI) dan Profesor di Norwegian University of Science and Technology (NTNU) yang juga ikut melakukan penelitian ini. “Degradasi sangat lambat dan tidak efektif dalam menghentikan akumulasi, sehingga paparan plastik lapuk hanya akan meningkat,” kata Arp. Oleh karena itu, plastik merupakan "polutan yang tidak dapat dibalikkan dengan baik", baik karena emisinya yang terus menerus maupun persistensi lingkungan.

Lingkungan terpencil sangat terancam sebagaimana rekan peneliti Annika Jahnke, peneliti di Helmholtz Centre for Environmental Research (UFZ) dan Profesor di RWTH Aachen University menjelaskan:

"Di lingkungan terpencil, puing-puing plastik tidak dapat dihilangkan dengan pembersihan, dan pelapukan barang-barang plastik besar pasti akan menghasilkan sejumlah besar partikel mikro dan nanoplastik serta pencucian bahan kimia yang sengaja ditambahkan ke plastik dan bahan kimia lainnya. yang mematahkan tulang punggung polimer plastik. Jadi, plastik di lingkungan adalah target yang terus bergerak dengan kompleksitas dan mobilitas yang terus meningkat. Di mana itu terakumulasi dan efek apa yang mungkin ditimbulkannya menantang atau bahkan tidak mungkin diprediksi."

Titik kritis potensial dari kerusakan lingkungan yang tidak dapat diubah

Selain kerusakan lingkungan yang dapat disebabkan oleh polusi plastik dengan sendirinya oleh keterlibatan hewan dan efek toksik, itu juga dapat bertindak bersama dengan pemicu stres lingkungan lainnya di daerah terpencil untuk memicu efek luas atau bahkan global. Studi baru menjabarkan sejumlah contoh hipotetis dari kemungkinan efek, termasuk eksaserbasi perubahan iklim karena gangguan pompa karbon global, dan hilangnya keanekaragaman hayati di lautan di mana polusi plastik bertindak sebagai pemicu stres tambahan untuk penangkapan ikan yang berlebihan, hilangnya habitat berkelanjutan yang disebabkan oleh perubahan. dalam suhu air, pasokan nutrisi dan paparan bahan kimia.

Secara keseluruhan, para peneliti melihat ancaman bahwa plastik yang dipancarkan hari ini dapat memicu dampak skala global, dampak buruk yang dapat dibalikkan di masa depan sebagai "motivasi yang menarik" untuk tindakan yang disesuaikan untuk mengurangi emisi secara kuat.

"Saat ini, kita membebani lingkungan dengan peningkatan jumlah polusi plastik yang tidak dapat dipulihkan. Sejauh ini, kita tidak melihat bukti luas tentang konsekuensi buruk, tetapi jika pelapukan plastik memicu efek yang sangat buruk, kita tidak mungkin dapat melakukan untuk membalikkannya," MacLeod memperingatkan. "Biaya mengabaikan akumulasi polusi plastik yang terus-menerus di lingkungan bisa sangat besar. Hal rasional yang harus dilakukan adalah bertindak secepat mungkin untuk mengurangi emisi plastik ke lingkungan."

(Materials provided by Stockholm University)

***
Solo, Senin, 12 Juli 2021. 8:21 am
'salam sehat penuh cinta'
Suko Waspodo
antologi puisi suko
illustr: Plastic waste on beach (stock image).

Read More

Suara di Hutan

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Aku mendengar suara lembut, seperti angin melalui pepohonan,
tetapi tidak ada angin, karena udaranya tenang.
Dan hutan berdiri menunggu, diam serta kuat.
Pepohonan berjaga-jaga seperti biasanya.

Suara itu terus memanggilku, memanggil namaku.
Saat aku berjalan dengan damai melalui rimbun hijau yang tenang,
berkeliaran, mengembara, ke kedalaman
di mana rusa yang diam berjalan, dan jalannya tidak terlihat.

Burung-burung di atas, menyanyikan lagu-lagu mereka,
gemerisik dedaunan di bawah setiap langkah.
Dan aroma manis pinus, parfum manis bagiku
di hutan yang begitu dalam, begitu murni disimpan.

"Engkau siapa?" Aku bertanya, "Mengapa menelepon aku?" kataku.
Tetapi suara itu hanya berkata, "Mendekatlah, anakku."
"Aku akan berbicara denganmu, ayo," adalah satu-satunya jawaban.
Namun kedamaian tumbuh lebih kuat, jauh di alam liar.

Dan akhirnya, aku berhenti, karena suara itu kemudian berkata,
"Aku di sini, berhenti mengembara," dan aku mengangkat mataku
ke tempat terbuka kecil yang tenang, di mana pohon tumbang tergeletak.
"Duduklah," kata suara itu, dengan bijaksana.

Banyak hal yang kami bicarakan, suara itu dan aku.
Semua hal yang menurut hatiku terlalu berat untuk kata-kata.
Suara dan aku berbicara selama berjam-jam, sepertinya,
tetapi satu-satunya suara yang dibuat adalah nyanyian burung.

"Aku mengerti, Nak. Biarkan aku mengambilnya darimu.
Engkau telah membawanya sekarang selama bertahun-tahun."
Dan aku merasakan cinta seperti selimut yang menghangatkan,
dan aku merasa diriku, seperti anak kecil, disayang.

"Tetapi, aku yang harus disalahkan, aku telah melakukan semua ini!"
"Aku tahu," kata suara itu, "tetapi itu tidak berarti apa-apa sekarang."
Kemudian cinta dan kedamaian tumbuh lebih hangat lagi.
Selama hidupku, aku tidak pernah bisa mengatakan bagaimana caranya.

"Pergilah dengan damai," kata suara itu, "Engkau harus menempuh jarak jauh."
Saat aku tersenyum dan berbalik untuk berjalan di tanah hijau,
"Aku mencintaimu, anakku." "Aku juga mencintaimu," kataku.
Hutan ... hidupku ... suara ... Tuhanku.

***
Solo, Jumat, 18 Juni 2021. 8:25 pm
'salam hangat penuh cinta'
Suko Waspodo
antologi puisi suko
illustration by TylerEdlinArt on DeviantArt
 

Read More

Membayangkan Kota yang Lebih Aman dengan AI

Peneliti menggunakan data crowdsourced, jaringan saraf, dan superkomputer untuk mensimulasikan risiko terhadap kota dan wilayah.

Artificial Intelligence (AI) atau kecerdasan buatan memberikan peluang baru dalam berbagai bidang, mulai dari bisnis, desain industri hingga hiburan. Tetapi bagaimana dengan teknik sipil dan tata kota? Bagaimana machine- and deep-learning dapat membantu kita menciptakan lingkungan binaan yang lebih aman, lebih berkelanjutan, dan tangguh?

Sebuah tim peneliti dari NSF NHERI SimCenter, pusat pemodelan dan simulasi komputasi untuk komunitas rekayasa bahaya alam yang berbasis di University of California, Berkeley, telah mengembangkan seperangkat alat yang disebut BRAILS -  Building Recognition using AI at Large-Scale - pengenalan bangunan menggunakan AI dalam skala besar - - yang dapat secara otomatis mengidentifikasi karakteristik bangunan di kota dan bahkan mendeteksi risiko yang akan dihadapi struktur kota dalam gempa bumi, badai, atau tsunami.

Charles (Chaofeng) Wang, seorang peneliti postdoctoral di University of California, Berkeley, dan pengembang utama BRAILS, mengatakan bahwa proyek tersebut tumbuh dari kebutuhan untuk mengkarakterisasi struktur di kota dengan cepat dan andal.

"Kami ingin mensimulasikan dampak bahaya pada semua bangunan di suatu wilayah, tetapi kami tidak memiliki deskripsi atribut bangunan," kata Wang. "Misalnya, di wilayah teluk San Francisco, terdapat jutaan bangunan. Dengan AI, kami dapat memperoleh informasi yang dibutuhkan. Kami dapat melatih model jaringan saraf untuk menyimpulkan informasi bangunan dari gambar dan sumber data lainnya."

BRAILS menggunakan pembelajaran mesin, pembelajaran mendalam, dan visi komputer untuk mengekstrak informasi tentang lingkungan buatan. Ini dibayangkan sebagai alat bagi arsitek, insinyur, dan profesional perencanaan untuk merencanakan, merancang, dan mengelola bangunan dan sistem infrastruktur dengan lebih efisien.

SimCenter baru-baru ini merilis BRAILS versi 2.0 yang mencakup modul untuk memprediksi spektrum karakteristik bangunan yang lebih besar. Ini termasuk kelas hunian (komersial, keluarga tunggal, atau multi-keluarga), jenis atap (datar, runcing, atau berpinggul), ketinggian pondasi, tahun dibangun, jumlah lantai, dan apakah bangunan memiliki "lantai lunak" - - istilah teknik sipil untuk struktur yang mencakup lantai dasar dengan bukaan besar (seperti etalase toko) yang mungkin lebih rentan runtuh selama gempa bumi.

Kerangka kerja BRAILS dasar yang dikembangkan oleh Wang dan kolaboratornya secara otomatis mengekstrak informasi bangunan dari citra satelit dan permukaan tanah yang diambil dari Google Maps dan menggabungkannya dengan data dari beberapa sumber, seperti Microsoft Footprint Data dan OpenStreetMap - sebuah proyek kolaboratif untuk membuat yang dapat diedit secara gratis peta Dunia. Kerangka kerja ini juga menyediakan opsi untuk menggabungkan data ini dengan catatan pajak, survei kota, dan informasi lainnya, untuk melengkapi komponen visi komputer.

"Mengingat pentingnya simulasi regional dan kebutuhan data inventaris yang besar untuk menjalankannya, pembelajaran mesin benar-benar satu-satunya pilihan untuk membuat kemajuan," kata penyelidik utama SimCenter dan wakil direktur Sanjay Govindjee. "Sangat menarik melihat insinyur sipil mempelajari teknologi baru ini dan menerapkannya pada masalah dunia nyata."

Meningkatkan Kekuatan Crowdsourcing

Baru-baru ini, SimCenter meluncurkan proyek di portal web ilmu warga, Zooniverse, untuk mengumpulkan data berlabel tambahan. Proyek yang disebut "Detektif Bangunan untuk Kesiapsiagaan Bencana", memungkinkan publik untuk mengidentifikasi fitur arsitektur tertentu dari bangunan, seperti atap, jendela, dan cerobong asap. Label ini akan digunakan untuk melatih modul ekstraksi fitur tambahan.

"Kami meluncurkan proyek Zooniverse pada Maret dan dalam beberapa minggu kami memiliki seribu sukarelawan, dan 20.000 gambar diberi keterangan," kata Wang.

Karena tidak ada sumber data yang lengkap atau sepenuhnya akurat, BRAILS melakukan penyempurnaan data menggunakan metode logis dan statistik untuk mengisi kekosongan. Itu juga menghitung ketidakpastian untuk perkiraannya.

Setelah mengembangkan dan menguji keakuratan modul ini secara individual, tim menggabungkannya untuk membuat alat CityBuilder di dalam BRAILS. Memasukkan kota atau wilayah tertentu ke CityBuilder dapat secara otomatis menghasilkan karakterisasi setiap struktur di wilayah geografis tersebut.

Wang dan kolaboratornya melakukan serangkaian demonstrasi validasi, atau yang mereka sebut, testbeds, untuk menentukan keakuratan model yang diturunkan dari AI. Setiap testbed menghasilkan inventaris struktur dan mensimulasikan dampak bahaya berdasarkan peristiwa historis atau yang masuk akal.

Tim telah membuat testbed untuk gempa bumi di San Francisco; dan badai di Danau Charles, Louisiana, pantai Texas, dan Atlantic City, New Jersey.

"Tujuan kami ada dua," kata Wang. "Pertama, untuk mengurangi kerusakan di masa depan dengan melakukan simulasi dan memberikan hasil kepada pembuat keputusan dan kebijakan. Dan kedua, menggunakan data ini untuk segera mensimulasikan skenario nyata - segera setelah peristiwa baru, sebelum tim pengintai diterapkan. Kami berharap hasil simulasi yang mendekati waktu nyata dapat membantu memandu tanggap darurat dengan lebih akurat. "

Tim menguraikan kerangka kerja mereka dalam Automation in Construction edisi Februari 2021. Mereka menunjukkan bahwa jaringan saraf mereka dapat menghasilkan distribusi spasial bangunan yang realistis di suatu wilayah dan menjelaskan bagaimana jaringan tersebut dapat digunakan untuk manajemen risiko bahaya alam skala besar dengan menggunakan lima kota pesisir di New Jersey.

Tim mempresentasikan testbed untuk Hurricane Laura (2020), badai terkuat yang membuat pendaratan di Louisiana, pada Lokakarya 2021 tentang SHared Operational REsearch Logistics in the Nearshore Environment (SHORELINE21).

"Untuk beberapa model, seperti hunian, kami melihat keakuratannya mendekati 100%," kata Wang saat ditanya tentang performa BRAILS. "Untuk modul lain, seperti tipe atap, kami melihat akurasi 90%."

Sumber Komputasi

Untuk melatih modul BRAILS dan menjalankan simulasi, para peneliti menggunakan super komputer di Texas Advanced Computing Center (TACC) - khususnya Frontera, super komputer akademik tercepat di dunia, dan Maverick 2, sistem berbasis GPU yang dirancang untuk pembelajaran mendalam.

“Untuk satu model, pelatihan bisa selesai dalam beberapa jam, tapi ini tergantung dari jumlah gambar, jumlah GPU, learning rate, dan lain-lain,” jelas Wang.

TACC, seperti SimCenter, adalah mitra yang didanai dalam program NSF NHERI. TACC merancang dan memelihara DesignSafe-CI (Cyberinfrastructure) - platform untuk komputasi, analisis data, dan alat yang digunakan oleh peneliti bahaya alam.

"Proyek ini adalah contoh yang bagus tentang bagaimana komputasi canggih melalui DesignSafe dapat memungkinkan jalan baru penelitian bahaya alam dan alat baru, dengan banyak komponen NHERI bekerja sama," kata Ellen Rathje, profesor teknik sipil di The University of Texas di Austin dan peneliti utama dari proyek DesignSafe.

BRAILS / CityBuilder dirancang untuk bekerja secara mulus dengan The SimCenter Regional Resilience Determination (R2D) tool, alat penentuan ketahanan regional SimCenter. R2D adalah antarmuka pengguna grafis untuk kerangka aplikasi SimCenter untuk mengukur dampak regional dari bahaya alam. Keluarannya mencakup status kerusakan dan rasio kerugian - persentase biaya perbaikan bangunan terhadap nilai penggantiannya - dari setiap bangunan di seluruh kota atau wilayah, dan tingkat kepercayaan dalam prediksi.

"Simulasi peristiwa bahaya - menerapkan medan angin atau getaran tanah pada ribuan atau jutaan bangunan untuk menilai dampak badai atau gempa bumi - membutuhkan banyak sumber daya dan waktu komputasi," kata Wang. "Untuk satu simulasi seluruh kota, bergantung pada ukurannya, biasanya memerlukan waktu berjam-jam untuk dijalankan di TACC."

TACC adalah lingkungan yang ideal untuk penelitian ini, kata Wang. Ini memberikan sebagian besar komputasi yang dibutuhkan timnya. "Mengerjakan proyek NSF yang terkait dengan DesignSafe, saya dapat menghitung hampir tanpa batasan. Luar biasa."

Dampak

Untuk membuat komunitas kita lebih tahan terhadap bahaya alam, kita perlu mengetahui tingkat kerusakan yang akan kita alami di masa depan, untuk memberi tahu penduduk dan pembuat kebijakan tentang apakah akan memperkuat bangunan atau memindahkan orang ke tempat lain.

"Itulah yang dapat diberikan simulasi dan pemodelan," kata Wang. "Semua untuk menciptakan lingkungan binaan yang lebih tangguh."

(Materials provided by University of Texas at Austin, Texas Advanced Computing Center)

***
Solo, Jumat, 21 Mei 2021. 2:42 pm
'salam damai penuh cinta'
Suko Waspodo
antologi puisi suko
foto: Tech Xplore

Read More

Cara Plankton Menyimpan Rahasia Mencegah Pandemi

Baik itu plankton yang terpapar parasit atau orang yang terpapar patogen, respons imun awal inang memainkan peran integral dalam menentukan apakah infeksi terjadi dan sejauh mana penyebarannya dalam suatu populasi, menurut penelitian University of Colorado Boulder yang baru.

Temuan yang diterbitkan 13 Mei di The American Naturalist, memberikan wawasan berharga untuk memahami dan mencegah penularan penyakit di dalam dan di antara spesies hewan. Dari cacing pipih parasit yang ditularkan oleh siput ke manusia di negara berkembang, hingga peristiwa limpahan zoonosis dari mamalia dan serangga ke manusia - yang telah menyebabkan pandemi global seperti COVID-19 dan virus West Nile - respons kekebalan makhluk yang terinfeksi adalah variabel penting untuk dipertimbangkan. dalam menghitung apa yang terjadi selanjutnya.

"Salah satu pola terbesar yang kami lihat dalam ekologi dan epidemiologi penyakit adalah kenyataan bahwa tidak semua inang sama," kata Tara Stewart Merrill, penulis utama makalah dan rekan postdoctoral di bidang ekologi. "Dalam penelitian penyakit menular, kami ingin membangun kekebalan tubuh inang ke dalam pemahaman kami tentang bagaimana penyakit menyebar."

Invertebrata adalah vektor umum penyakit, yang berarti mereka dapat menularkan patogen menular antara manusia atau dari hewan ke manusia. Penyakit yang ditularkan melalui vektor, seperti malaria, menyumbang hampir 20% dari semua penyakit menular di seluruh dunia dan bertanggung jawab atas lebih dari 700.000 kematian setiap tahun.

Namun studi epidemiologi jarang mempertimbangkan kekebalan dan pemulihan invertebrata pada makhluk yang merupakan vektor penyakit manusia. Mereka berasumsi bahwa setelah terpapar patogen, inang invertebrata akan terinfeksi.

Tetapi bagaimana jika invertebrata bisa melawan penyakit ini, dan memutuskan mata rantai yang menularkannya ke manusia?

Saat mengamati spesies kecil zooplankton (Daphnia dentifera) sepanjang siklus hidupnya dan terpapar parasit jamur (Metschnikowia bicuspidata), para peneliti melihat potensi ini beraksi. Beberapa plankton pandai menghentikan spora jamur memasuki tubuh mereka, dan yang lain membersihkan infeksi dalam jangka waktu terbatas setelah menelan spora.

“Hasil kami menunjukkan bahwa ada beberapa pertahanan yang dapat digunakan invertebrata untuk mengurangi kemungkinan infeksi, dan bahwa kami benar-benar perlu memahami pertahanan kekebalan tersebut untuk memahami pola infeksi,” kata Stewart Merrill.

Pemulihan tak terduga

Stewart Merrill memulai pekerjaan ini di tahun pertamanya sebagai mahasiswa doktoral di University of Illinois, mempelajari plankton kecil ini dan kumpulan pertahanannya. Ini adalah proses yang mengerikan jika plankton gagal menangkal parasit: Spora jamurnya menyerang usus plankton, mengisi tubuhnya dan tumbuh sampai mereka dilepaskan ketika inang akhirnya mati.

Tetapi dia memperhatikan sesuatu yang belum pernah direkam sebelumnya: Beberapa plankton yang hancur itu pulih. Beberapa tahun kemudian, dia menemukan bahwa ketika dihadapkan pada tingkat keterpaparan yang identik, keberhasilan atau kegagalan infeksi ini bergantung pada kekuatan pertahanan internal inang selama jendela kesempatan awal yang terbatas ini.

Berdasarkan pengamatan mereka terhadap hasil individu ini, para peneliti mengembangkan model probabilistik sederhana untuk mengukur kekebalan inang yang dapat diterapkan di seluruh sistem satwa liar, dengan aplikasi penting untuk penyakit yang ditularkan ke manusia oleh invertebrata.

"Ketika respons kekebalan baik, mereka bertindak sebagai filter yang mengurangi penularan," kata Stewart Merrill. "Tetapi setiap perubahan lingkungan yang menurunkan kekebalan sebenarnya dapat memperkuat penularan, karena itu akan membiarkan semua paparan itu terjadi dan akhirnya menjadi menular."

Ini adalah model yang juga dapat diterapkan pada COVID-19, karena penelitian dari CU Boulder telah menunjukkan bahwa tidak semua host sama dalam menularkan virus corona, dan paparan tidak secara langsung menentukan infeksi.

COVID-19 juga diyakini sebagai hasil dari limpahan zoonosis, infeksi yang berpindah dari hewan ke manusia, dan model probabilistik serupa dapat bermanfaat dalam memprediksi terjadinya dan penyebaran peristiwa limpahan di masa depan, kata Stewart Merrill.

Memahami pencegahan infeksi

Stewart Merrill berharap pemahaman yang lebih baik tentang infeksi pada hewan sederhana seperti plankton dapat diterapkan secara lebih luas pada invertebrata yang penting bagi kesehatan manusia.

Di Afrika, Asia Tenggara, serta Amerika Selatan dan Tengah, 200 juta orang menderita infeksi yang disebabkan oleh schistosomes - invertebrata yang lebih dikenal sebagai cacing pipih parasit. Mereka menyebabkan penyakit dan kematian, dan konsekuensi ekonomi dan kesehatan masyarakat yang signifikan, sedemikian rupa sehingga WHO menganggap mereka penyakit parasit yang paling merusak secara sosial ekonomi kedua setelah malaria.

Mereka hanyalah salah satu dari banyak penyakit tropis terabaikan yang ditularkan ke manusia oleh inang invertebrata seperti siput, nyamuk, dan lalat penggigit. Penyakit ini menginfeksi sebagian besar populasi tetapi terjadi di daerah dengan tingkat sanitasi rendah yang tidak memiliki sumber daya ekonomi untuk mengatasi penyakit tersebut, kata Stewart Merrill.

Schistosomes hidup di lingkungan air tawar yang digunakan orang untuk air minum, binatu, dan mandi. Jadi meski ada pengobatan, keesokan harinya seseorang bisa dengan mudah tertular kembali hanya dengan mengakses air yang mereka butuhkan. Dengan lebih memahami bagaimana cacing pipih itu sendiri menyerah atau melawan infeksi, ilmuwan seperti Stewart Merrill membantu kita lebih dekat untuk menghentikan rantai penularan ke manusia.

"Kami benar-benar perlu bekerja untuk memahami pencegahan infeksi, dan risiko apa yang ada dalam sistem akuatik itu, daripada hanya menyembuhkan infeksi," katanya.

Kabar baiknya adalah kita bisa belajar dari invertebrata yang sama yang menginfeksi kita. Pada inang invertebrata yang menderita atau mati karena infeksi, ada insentif yang baik untuk mempelajari cara membangun tanggapan kekebalan dan melawannya. Beberapa siput bahkan telah menunjukkan kemampuan untuk mempertahankan memori imunologis: Jika mereka terinfeksi sekali dan bertahan hidup, maka mereka mungkin tidak akan pernah terinfeksi lagi.

"Jika kita dapat lebih memahami bagaimana lingkungan membentuk pertahanan tersebut, kita dapat memprediksi di masa depan bagaimana perubahan lingkungan dapat memperkuat atau menekan risiko penularan ke manusia," kata Stewart Merrill.

Penulis tambahan pada makalah ini termasuk Zoi Rapti dan Carla Cáceres di University of Illinois.

(Materials provided by University of Colorado at Boulder)

***
Solo, Selasa, 18 Mei 2021. 9:27 am
'salam sehat penuh cinta'
Suko Waspodo
antologi puisi suko
Sumber foto: Acme News Online
 

Read More

Studi tentang Karang Purba di Indonesia Mengungkapkan Gempa Paling Lambat yang Pernah Tercatat

Studi menyoroti faktor yang hilang atau ketidakcocokan dalam penilaian risiko global.

Gempa 'gerak lambat' yang berlangsung selama 32 tahun - paling lambat yang pernah tercatat - akhirnya menyebabkan bencana gempa bumi Sumatera tahun 1861, demikian temuan para peneliti di Nanyang Technological University, Singapura (NTU Singapura).

Tim peneliti NTU mengatakan penelitian mereka menyoroti faktor-faktor potensial yang hilang atau mismodelling dalam penilaian risiko gempa bumi global saat ini.

Gempa bumi 'gerak lambat' atau 'peristiwa selip lambat' mengacu pada jenis fenomena pelepasan tegangan berlarut-larut di mana lempeng tektonik bumi bergeser satu sama lain tanpa menyebabkan guncangan atau kehancuran besar pada tanah. Itu biasanya melibatkan gerakan antara beberapa cm/tahun hingga cm/hari.

Tim NTU membuat penemuan mengejutkan saat mempelajari permukaan laut bersejarah menggunakan karang purba yang disebut 'microatolls' di Pulau Simeulue, yang terletak di lepas pantai Sumatera. Tumbuh ke samping dan ke atas, mikroatol karang berbentuk cakram adalah pencatat alami perubahan permukaan laut dan ketinggian tanah, melalui pola pertumbuhannya yang terlihat.

Menggunakan data dari mikroatol dan menggabungkannya dengan simulasi gerakan lempeng tektonik bumi, tim NTU menemukan bahwa dari tahun 1829 hingga gempa bumi Sumatera pada tahun 1861, Pulau Simeulue tenggara tenggelam lebih cepat dari perkiraan ke laut.

Peristiwa slip lambat ini merupakan proses bertahap yang menghilangkan tekanan di bagian dangkal tempat dua lempeng tektonik bertemu, kata tim NTU. Namun, tekanan ini dipindahkan ke segmen tetangga yang lebih dalam, yang berpuncak pada gempa bumi dan tsunami berkekuatan 8,5 skala Richter pada tahun 1861 yang menyebabkan kerusakan besar dan korban jiwa.

Penemuan ini menandai peristiwa slip lambat terpanjang yang pernah tercatat dan akan mengubah perspektif global tentang rentang waktu dan mekanisme fenomena tersebut, kata tim NTU. Para ilmuwan sebelumnya percaya bahwa peristiwa longsoran lambat hanya terjadi selama berjam-jam atau berbulan-bulan, tetapi penelitian NTU menunjukkan bahwa itu semua sebenarnya dapat berlangsung selama beberapa dekade tanpa memicu guncangan dan tsunami yang menghancurkan seperti yang terlihat dalam catatan sejarah.

Peneliti utama studi tersebut, Rishav Mallick, seorang mahasiswa PhD di NTU Asian School of Environment, berkata, "Sungguh menarik betapa banyak yang dapat kami temukan dari hanya segelintir situs karang yang berlokasi ideal. Berkat rentang waktu yang lama pada karang purba, kami dapat menyelidiki dan menemukan jawaban rahasia masa lalu. Metode yang kami adopsi dalam makalah ini juga akan berguna untuk studi di masa depan tentang zona subduksi - tempat yang rawan gempa bumi, tsunami, dan vulkanik letusan. Oleh karena itu, penelitian kami dapat berkontribusi untuk penilaian risiko yang lebih baik di masa depan."

Rekan peneliti Asisten Profesor Aron Meltzner dari Earth Observatory of Singapore di NTU berkata, "Ketika kami pertama kali menemukan karang ini lebih dari satu dekade yang lalu, kami tahu dari pola pertumbuhannya bahwa sesuatu yang aneh pasti sedang terjadi saat tumbuh. Sekarang kami akhirnya memiliki penjelasan yang layak."

Penemuan tersebut, yang diterbitkan dalam jurnal ilmiah yang ditinjau sejawat Nature Geoscience pada bulan Mei, membuat peneliti menyarankan bahwa penilaian risiko gempa saat ini mungkin mengabaikan peristiwa slip lambat yang sedang berlangsung dalam pengamatan, dan karenanya tidak mempertimbangkan dengan tepat potensi peristiwa slip lambat memicu gempa bumi dan tsunami di masa depan.

Kemungkinan gempa 'gerak lambat' sedang berlangsung di Pulau Enggano

Terletak jauh dari daratan di bawah beberapa kilometer dari air, bagian zona subduksi yang lebih dangkal biasanya 'lebih tenang' dan tidak menghasilkan banyak gempa bumi. Lokasinya yang jauh juga menyulitkan instrumen ilmiah berbasis darat untuk mendeteksi aktivitas dan bagi para ilmuwan untuk memahami apa yang sedang terjadi.

Oleh karena itu, banyak ilmuwan cenderung menafsirkan 'ketenangan' di bagian dangkal zona subduksi yang berarti bahwa lempeng tektonik yang terletak di bawahnya akan terus bergeser dengan mantap dan tidak berbahaya.

Meskipun ini mungkin benar dalam beberapa kasus, studi NTU menemukan bahwa pergeseran ini tidak sekokoh yang diasumsikan dan dapat terjadi dalam peristiwa slip lambat.

Menguraikan temuan mereka, Rishav berkata, "Karena peristiwa slip lambat seperti itu sangat lambat, kita mungkin telah melewatkannya karena catatan instrumental saat ini umumnya hanya sampai sepuluh tahun."

Dia menambahkan, "Jika perilaku serupa diamati mengarah ke gempa bumi di tempat lain, proses ini pada akhirnya dapat dikenali sebagai pendahulu gempa bumi."

Berdasarkan metodologi penelitian mereka, tim NTU juga menyoroti potensi peristiwa longsoran lambat berlarut-larut yang sedang berlangsung di Pulau Enggano, Indonesia, yang terletak sekitar 100 km (60 mil) barat daya Sumatera.

Asst Prof Meltzner mengatakan, "Jika temuan kami benar, ini berarti masyarakat yang tinggal di sekitar pulau Indonesia ini berpotensi menghadapi risiko tsunami dan gempa bumi yang lebih tinggi daripada yang diperkirakan sebelumnya. Ini menunjukkan bahwa model risiko dan strategi mitigasi perlu diperbarui."

(Materials provided by Nanyang Technological University)

***
Solo, Kamis, 13 Mei 2021. 6:39 pm
'salam sehat penuh cinta'
Suko Waspodo
antologi puisi suko
Sumber foto: NTU

Read More

Efek Genetik Radiasi Chernobyl

Dalam dua studi penting, para peneliti telah menggunakan alat genom mutakhir untuk menyelidiki efek kesehatan potensial dari paparan radiasi pengion, karsinogen yang diketahui, dari kecelakaan tahun 1986 di pembangkit listrik tenaga nuklir Chernobyl di Ukraina utara. Satu studi tidak menemukan bukti bahwa paparan radiasi kepada orang tua menghasilkan perubahan genetik baru yang diturunkan dari orang tua ke anak. Studi kedua mendokumentasikan perubahan genetik pada tumor orang yang mengembangkan kanker tiroid setelah terpapar radiasi yang dilepaskan oleh kecelakaan saat masih anak-anak atau janin.

Penemuan yang dipublikasikan sekitar peringatan 35 tahun bencana tersebut, berasal dari tim penyelidik internasional yang dipimpin oleh para peneliti di National Cancer Institute (NCI), bagian dari National Institutes of Health. Studi tersebut dipublikasikan secara online di Science pada 22 April 2021 yang lalu.

"Pertanyaan ilmiah tentang efek radiasi pada kesehatan manusia telah diteliti sejak bom atom di Hiroshima dan Nagasaki dan telah diangkat kembali oleh Chernobyl dan oleh kecelakaan nuklir yang mengikuti tsunami di Fukushima, Jepang," kata Stephen J. Chanock, MD, direktur Divisi Epidemiologi dan Genetika Kanker NCI (DCEG). "Dalam beberapa tahun terakhir, kemajuan dalam teknologi pengurutan DNA telah memungkinkan kami untuk mulai menjawab beberapa pertanyaan penting, sebagian melalui analisis genomik komprehensif yang dilakukan dalam studi epidemiologi yang dirancang dengan baik."

Kecelakaan Chernobyl membuat jutaan orang di wilayah sekitarnya terpapar kontaminan radioaktif. Penelitian telah memberikan banyak pengetahuan saat ini tentang kanker yang disebabkan oleh paparan radiasi dari kecelakaan pembangkit listrik tenaga nuklir. Penelitian baru dibangun di atas fondasi ini menggunakan sekuensing DNA generasi mendatang dan alat karakterisasi genomik lainnya untuk menganalisis biospesimen dari orang-orang di Ukraina yang terkena dampak bencana.

Studi pertama menyelidiki pertanyaan lama tentang apakah paparan radiasi menghasilkan perubahan genetik yang dapat diturunkan dari induk ke keturunannya, seperti yang telah disarankan oleh beberapa penelitian pada hewan. Untuk menjawab pertanyaan ini, Dr. Chanock dan rekan-rekannya menganalisis genom lengkap dari 130 orang yang lahir antara tahun 1987 dan 2002 dan 105 pasangan ibu-ayah mereka.

Salah satu atau kedua orang tuanya adalah pekerja yang membantu bersih-bersih dari kecelakaan atau pernah dievakuasi karena tinggal di dekat lokasi kecelakaan. Setiap induk dievaluasi untuk paparan radiasi pengion yang berkepanjangan, yang mungkin terjadi melalui konsumsi susu yang terkontaminasi (yaitu, susu dari sapi yang merumput di padang rumput yang telah terkontaminasi oleh kejatuhan radioaktif). Para ibu dan ayah mengalami berbagai dosis radiasi.

Para peneliti menganalisis genom anak-anak dewasa untuk peningkatan tipe tertentu dari perubahan genetik yang diwariskan yang dikenal sebagai mutasi de novo. Mutasi de novo adalah perubahan genetik yang muncul secara acak pada gamet seseorang (sperma dan telur) dan dapat ditularkan ke keturunannya tetapi tidak diamati pada orang tua.

Untuk kisaran paparan radiasi yang dialami oleh orang tua dalam penelitian tersebut, tidak ada bukti dari data sekuensing genom utuh tentang peningkatan jumlah atau jenis mutasi de novo pada anak mereka yang lahir antara 46 minggu dan 15 tahun setelah kecelakaan.  Jumlah mutasi de novo yang diamati pada anak-anak ini sangat mirip dengan populasi umum dengan karakteristik yang sebanding. Hasilnya, temuan menunjukkan bahwa paparan radiasi pengion dari kecelakaan itu berdampak minimal, jika ada, pada kesehatan generasi berikutnya.

"Kami melihat hasil ini sangat meyakinkan bagi orang-orang yang tinggal di Fukushima saat kecelakaan terjadi pada tahun 2011," kata Dr. Chanock. "Dosis radiasi di Jepang diketahui lebih rendah daripada yang tercatat di Chernobyl."

Dalam studi kedua, para peneliti menggunakan pengurutan generasi berikutnya untuk membuat profil perubahan genetik pada kanker tiroid yang berkembang pada 359 orang yang terpapar sebagai anak-anak atau dalam rahim terhadap radiasi pengion dari yodium radioaktif (I-131) yang dilepaskan oleh kecelakaan nuklir Chernobyl dan pada 81 individu yang tidak terpapar yang lahir lebih dari sembilan bulan setelah kecelakaan itu. Peningkatan risiko kanker tiroid telah menjadi salah satu efek merugikan kesehatan terpenting yang diamati setelah kecelakaan itu.

Energi dari radiasi pengion memecah ikatan kimia dalam DNA, menghasilkan sejumlah jenis kerusakan. Studi baru menyoroti pentingnya jenis kerusakan DNA tertentu yang melibatkan kerusakan pada kedua untai DNA pada tumor tiroid. Hubungan antara DNA double-strand break dan paparan radiasi lebih kuat untuk anak-anak yang terpapar pada usia yang lebih muda.

Selanjutnya, para peneliti mengidentifikasi calon "pendorong" kanker di setiap tumor - gen kunci di mana perubahan memungkinkan kanker untuk tumbuh dan bertahan hidup. Mereka mengidentifikasi driver di lebih dari 95% tumor. Hampir semua perubahan melibatkan gen dalam jalur pensinyalan yang sama, yang disebut jalur mitogen-activated protein kinase (MAPK), termasuk gen BRAF, RAS, dan RET.

Kumpulan gen yang terpengaruh serupa dengan apa yang telah dilaporkan dalam penelitian kanker tiroid sebelumnya. Namun, peneliti mengamati adanya pergeseran distribusi jenis mutasi pada gen. Secara khusus, dalam studi Chernobyl, kanker tiroid yang terjadi pada orang yang terpapar dengan dosis radiasi yang lebih tinggi saat anak-anak lebih mungkin terjadi akibat fusi gen (ketika kedua untai DNA rusak dan kemudian bagian yang salah disatukan kembali), sedangkan yang di orang yang tidak terpapar atau mereka yang terpapar radiasi tingkat rendah lebih mungkin terjadi akibat mutasi titik (perubahan pasangan basa tunggal pada bagian kunci gen).

Hasilnya menunjukkan bahwa kerusakan untai ganda DNA mungkin merupakan perubahan genetik awal setelah paparan radiasi di lingkungan yang kemudian memungkinkan pertumbuhan kanker tiroid. Temuan mereka memberikan dasar untuk studi lebih lanjut tentang kanker yang diinduksi radiasi, terutama yang melibatkan perbedaan risiko sebagai fungsi dari dosis dan usia, para peneliti menambahkan.

"Aspek yang menarik dari penelitian ini adalah kesempatan untuk menghubungkan karakteristik genom tumor dengan informasi tentang dosis radiasi - faktor risiko yang berpotensi menyebabkan kanker," kata Lindsay M. Morton, Ph.D., wakil kepala dari Cabang Epidemiologi Radiasi di DCEG, yang memimpin penelitian.

"Cancer Genome Atlas menetapkan standar untuk bagaimana membuat profil karakteristik tumor secara komprehensif," lanjut Dr. Morton. "Kami memperluas pendekatan itu untuk menyelesaikan studi lanskap genomik besar pertama di mana potensi paparan karsinogenik ditandai dengan baik, memungkinkan kami untuk menyelidiki hubungan antara karakteristik tumor tertentu dan dosis radiasi."

Dia mencatat bahwa penelitian ini dimungkinkan oleh pembentukan Bank Jaringan Chernobyl sekitar dua dekade yang lalu - jauh sebelum teknologi dikembangkan untuk melakukan jenis studi genom dan molekuler yang umum saat ini.

"Studi ini mewakili pertama kalinya kelompok kami melakukan studi molekuler menggunakan biospecimens yang dikumpulkan oleh rekan kami di Ukraina," kata Dr. Morton. "Bank jaringan didirikan oleh para ilmuwan visioner untuk mengumpulkan sampel tumor dari penduduk di daerah yang sangat terkontaminasi yang mengembangkan kanker tiroid. Para ilmuwan ini menyadari bahwa akan ada kemajuan substansial dalam teknologi di masa depan, dan komunitas penelitian sekarang mendapat manfaat dari pandangan ke depan mereka."

(Materials provided by NIH/National Cancer Institute)

***
Solo, Kamis, 6 Mei 2021. 8:53 am
'salam sehat penuh cinta'
Suko Waspodo
antologi puisi suko
ilustr: View of Chernobyl nuclear power plant (stock image)
 

Read More

Fosil 'Tikus Awan Raksasa' Ditemukan di Gua-Gua Filipina

Tikus, pada umumnya, bukanlah hewan yang terlalu populer. Tetapi meskipun Anda tidak ingin kutu tikus hitam biasa tinggal di rumah Anda, sepupu jauh mereka di Filipina benar-benar suka diemong. "Tikus awan raksasa (Phloemys pallidus)" ini hidup di puncak pohon di hutan pegunungan yang berkabut, dan mereka mengisi peran ekologis yang ditempati oleh tupai di AS. Dan ternyata, kita memiliki bukti baru bahwa mereka telah lama tinggal di Filipina - para ilmuwan telah menemukan fosil dari tiga spesies baru tikus awan raksasa yang hidup berdampingan dengan manusia purba.

"Penelitian kami sebelumnya telah menunjukkan bahwa Filipina memiliki konsentrasi spesies mamalia unik terbesar di negara mana pun, yang sebagian besar adalah hewan kecil, kurang dari setengah pon, yang hidup di hutan tropis," Larry Heaney, Kurator Neguanee dari Mamalia di Chicago's Field Museum dan penulis studi di Journal of Mammalogy yang mendeskripsikan spesies baru. "Spesies fosil yang baru punah ini tidak hanya menunjukkan bahwa keanekaragaman hayati bahkan lebih besar di masa lalu, tetapi dua yang punah hanya beberapa ribu tahun yang lalu adalah raksasa di antara hewan pengerat, keduanya memiliki berat lebih dari dua pon. Beberapa ribu tahun yang lalu membuat kita bertanya-tanya apakah mereka cukup besar sehingga mungkin bermanfaat untuk diburu dan memakannya. "

"Kami telah memiliki bukti mamalia besar yang punah di pulau Luzon Filipina sejak lama, tetapi hampir tidak ada informasi tentang fosil mamalia berukuran lebih kecil. Alasannya mungkin karena penelitian difokuskan pada situs terbuka di mana Fosil besar fauna mamalia diketahui telah diawetkan, daripada mengayak dengan hati-hati deposit gua yang mengawetkan berbagai ukuran vertebrata termasuk gigi dan tulang hewan pengerat," kata Janine Ochoa, Asisten Profesor Arkeologi di Universitas Filipina - Diliman dan penulis utama studi.

Pada awal penelitian, Ochoa memeriksa kumpulan fosil dari gua-gua di formasi batu kapur Callao, di mana beberapa tahun lalu, para ilmuwan menemukan sisa-sisa spesies manusia purba, Homo luzonensis. "Kami melihat kumpulan fosil yang terkait dengan hominin itu, dan kami menemukan gigi dan fragmen tulang yang akhirnya menjadi milik spesies baru tikus awan ini," kata Ochoa.

Fragmen fosil yang ditemukan oleh tim penggalian di Gua Callao bukanlah satu-satunya jejak tikus awan - mereka dapat menambahkan beberapa fosil lain ke dalam koleksi Museum Nasional Filipina. "Beberapa dari fosil ini sebenarnya digali beberapa dekade yang lalu, pada tahun 1970-an dan 1980-an, dan mereka berada di museum, menunggu seseorang memiliki waktu untuk melakukan studi terperinci. Ketika kami mulai menganalisis bahan fosil, kami mengharapkan catatan fosil. untuk spesies hidup yang diketahui. Yang mengejutkan, kami menemukan bahwa kami berurusan tidak hanya dengan satu tapi tiga buot, atau spesies tikus awan raksasa yang sebelumnya tidak diketahui," kata Marian Reyes, seorang ahli kebun binatang di Museum Nasional Filipina, salah satu dari penulis studi.

Namun, para peneliti tidak memiliki banyak bahan untuk dikerjakan - hanya sekitar lima puluh fragmen. "Biasanya, ketika kita melihat kumpulan fosil, kita berurusan dengan ribuan dan ribuan fragmen sebelum Anda menemukan sesuatu yang langka dan sangat bagus," kata Ochoa. "Sungguh gila bahwa dalam lima puluh fragmen ini, kami menemukan tiga spesies baru yang belum pernah tercatat sebelumnya."

Fragmen yang ditemukan para peneliti sebagian besar adalah gigi, yang dilapisi zat enamel keras yang membuatnya lebih keras daripada tulang. Namun, hanya dari beberapa lusin gigi dan potongan tulang, para peneliti dapat mengumpulkan gambaran tentang seperti apa hewan-hewan ini dalam kehidupan, berkat, dalam kata-kata Heaney, "hari-hari dan hari-hari menatap melalui mikroskop"

Dengan membandingkan fosil tersebut dengan 18 spesies tikus awan raksasa yang masih hidup, para peneliti memiliki gambaran yang tepat tentang seperti apa rupa ketiga spesies fosil baru ini.

"Yang lebih besar akan terlihat hampir seperti woodchuck dengan ekor tupai," kata Heaney. "Tikus awan memakan tanaman, dan mereka memiliki perut buncit yang besar yang memungkinkan mereka untuk memfermentasi tanaman yang mereka makan, seperti sapi. Mereka memiliki ekor besar yang berbulu. Mereka sangat lucu."

Spesies fosil yang baru tercatat berasal dari Gua Callao, tempat ditemukannya Homo luzonensis pada tahun 2019, dan beberapa gua kecil yang berdekatan di Penablanca, Provinsi Cagayan. Beberapa spesimen dari ketiga fosil hewan pengerat baru muncul di lapisan dalam yang sama di dalam gua tempat Homo luzonensis ditemukan, yang diperkirakan berumur 67.000 tahun yang lalu. Salah satu fosil hewan pengerat baru diketahui hanya dari dua spesimen dari lapisan purba itu, tetapi dua lainnya diwakili oleh spesimen dari tanggal awal itu hingga sekitar 2000 tahun yang lalu atau setelahnya, yang berarti bahwa mereka ulet dan gigih selama. setidaknya 60.000 tahun. "Catatan kami menunjukkan bahwa hewan pengerat raksasa ini mampu bertahan dari perubahan iklim yang mendalam dari Zaman Es ke tropis lembab saat ini yang telah memengaruhi bumi selama puluhan ribu tahun. Pertanyaannya adalah apa yang mungkin menyebabkan kepunahan terakhir mereka?" tambah Philip Piper, rekan penulis yang berbasis di Australian National University.

Dua dari hewan pengerat raksasa ini tampaknya menghilang sekitar dua ribu tahun yang lalu, atau segera setelahnya. "Tampaknya penting, karena pada saat itu kira-kira pada waktu yang sama saat tembikar dan perkakas batu Neolitik pertama kali muncul dalam catatan arkeologi, dan ketika anjing, babi peliharaan, dan mungkin monyet diperkenalkan ke Filipina, mungkin dari Kalimantan. Meskipun kami tidak bisa mengatakan secara pasti berdasarkan informasi kami saat ini, ini menyiratkan bahwa manusia kemungkinan memainkan beberapa peran dalam kepunahan mereka," kata Armand Mijares, Profesor di Program Studi Arkeologi di Universitas Filipina - Diliman, yang memimpin penggalian Gua Callao.

"Penemuan kami menunjukkan bahwa studi masa depan yang mencari secara khusus fosil mamalia kecil mungkin sangat produktif, dan mungkin memberi tahu kita banyak hal tentang bagaimana perubahan lingkungan dan aktivitas manusia telah berdampak pada keanekaragaman hayati Filipina yang sangat khas," menurut Ochoa. Dan penelitian semacam itu mungkin juga memberi tahu kita banyak hal secara spesifik tentang dampak aktivitas manusia, mungkin secara khusus termasuk perburuan berlebihan, terhadap keanekaragaman hayati, catat Heaney. "Ini adalah sesuatu yang perlu kita pahami jika kita ingin efektif dalam mencegah kepunahan di masa depan."

(Materials provided by Field Museum)

***
Solo, Jumat, 30 April 2021. 11:11 am
'salam sehat penuh cinta'
Suko Waspodo
antologi puisi suko
ilustr: Reddit

Read More