Ett kanadensiskt forskningsteam har undersökt antibiotikaresistens hos vanliga jordbakterier från olika platser i Kanada. Var och en av de 480 undersökta bakteriearterna var resistenta mot i genomsnitt 7-8 olika antibiotika av de 21 testade. Studien publicerades i gårdagens nummer av Science.
Studien
Att studera "naturlig" antibiotikaresistens hos jordbakterier är ett sätt att dels bli förvarnad om vilka typer av resistens som kan dyka upp i klinisk miljö, dels ett sätt att finna ideer till nya typer av antibiotika som biter på multiresistenta bakterier. Det är tanken bakom den kanadensiska studien, som omfattar bakterier som hittats i jordprov tagna från olika platser över hela Kanada. 480 olika bakteriestammar hittades, och dessa testades mot 21 olika typer av antibiotika - både naturligt förekommande, semi-syntetiska och helt syntetiska ämnen. Vissa ämnen har funnits på marknaden i flera decennier, medan andra blev godkända helt nyligen. Bakterierarterna tålde i genomsnitt 7-8 olika sorters antibiotika, och ett par arter tålde hela 15 sorter. Flera antibiotikasorter var nästan alltid ineffektiva, oavsett vilken bakterieart de testades på - och det inkluderade ett par helt syntetiska sorter som nyligen kommit ut på marknaden!
Antibiotikans ursprung
Jordbakterier lever i en fientlig miljö full av olika typer av antibiotika och antibiotikaliknande ämnen. Dessa tillverkas av bakterierna själva för att bekämpa andra bakteriearter (många av våra vanliga antibiotikasorter är kopior av ämnen som läkemedlesindustrin tagit från bakterier i jordprover). Detta ständiga kemiska krig leder till att bakterierna måste utveckla försvarsstrategier för att överleva - till exempel nya snabba sätt att bryta ner en viss typ av antibiotika. Eftersom olika bakteriearter kan utbyta DNA med varandra kan dessutom en försvarsmekanism utvecklad av en bakterieart hamna hos många andra arter med tiden. Man anser till exempel att de flesta motståndsmekanismerna hos MRSA (den så kallade "sjukhussjukan", meticillin-resistent Staphylococcus aureus) kommer från andra bakteriarter och inte har utvecklats av bakterien själv. Risken att många av de försvarsmekanismer som finns hos jordbakterierna kommer överföras till vanliga sjukdomsalstrande bakterier är hög.
Möjlighet till förvarning och bättre tester
Forskare som tar fram nya typer av antibiotika skulle till exempel kunna testa olika ämnen på ett stort antal olika bakterier och se om och hur bakterierna bekämpar ämnet, kanske går det att modifiera lovande ämnen så att de blir mer svårnedbrytbara eller tillsätta ett annat ämne som hindrar själva modifikationen.
Länkar
Nature News
artikeln (Science, pren. krävs)
kommentar till artikeln (Science, pren. krävs)
fredag, januari 20, 2006
onsdag, januari 18, 2006
Bakteriegel kan bli nytt billigt skydd mot HIV
Ett nytt läkemedel under utveckling, cyanovirin, har visats kunna förhindra HIV-infektion i celler från apor och människor. En gel med medlet skulle kunna ge åtminstone kvinnor visst skydd mot HIV, men medlet bryts ned snabbt vilket leder till problem. En elegant lösning på detta föreslås nu av en forskargrupp: mjölksyrebakterier - av samma typ som finns naturligt i slemhinnorna - kan modifieras till att producera cyanovirin.
Gel med cyanovirin har föreslagits som en förebyggande behandling mot HIV, främst som ett skydd för kvinnor. Cyanovirinets korta nedbrytningstid ger dock flera problem: dels blir tillverkning, transport och förvaring bekymmersamt (särskilt i utvecklingsländer), dels måste gelen appliceras omedelbart innan man har sex. En forskargrupp från Brown Medical School i Rhode Island föreslår nu att man kan använda en modifierad mjölksyrebakterie till att framställa cyanovirinet, och helt enkelt använda en gel med bakterien istället. Det skulle då räcka med en applikation i veckan, och dessutom blir framställningen betydligt enklare och billigare: man kan till exempel använda sig av redan existerande mejerier (och ha bakterien i vanlig youghurt). Det skulle göra livslång behandling mer ekonomiskt gångbar.
Den "snälla" mjölksyrebakterien Lactococcus lactis används vid ost- och youghurttillverkning och finns bland annat i vanlig fil. Den finns även naturligt i vissa delar av människans kropp: bland annat inälvorna och vagina. Mjölksyran som bakterien producerar minskar tillväxten av andra, oönskade, bakterier.
En liknande metod har använts tidigare, i ett litet pilotprojekt i Holland där personer med Crohns sjukdom fått mjölksyrebakterier som producerar medicin. Flera andra projekt är på gång, bland annat med behandling mot återkommande urinvägsinfektioner.
Länk
Nature News
Nature News om andra projekt med modifierade bakterier (från 5/6 2005)
Gel med cyanovirin har föreslagits som en förebyggande behandling mot HIV, främst som ett skydd för kvinnor. Cyanovirinets korta nedbrytningstid ger dock flera problem: dels blir tillverkning, transport och förvaring bekymmersamt (särskilt i utvecklingsländer), dels måste gelen appliceras omedelbart innan man har sex. En forskargrupp från Brown Medical School i Rhode Island föreslår nu att man kan använda en modifierad mjölksyrebakterie till att framställa cyanovirinet, och helt enkelt använda en gel med bakterien istället. Det skulle då räcka med en applikation i veckan, och dessutom blir framställningen betydligt enklare och billigare: man kan till exempel använda sig av redan existerande mejerier (och ha bakterien i vanlig youghurt). Det skulle göra livslång behandling mer ekonomiskt gångbar.
Den "snälla" mjölksyrebakterien Lactococcus lactis används vid ost- och youghurttillverkning och finns bland annat i vanlig fil. Den finns även naturligt i vissa delar av människans kropp: bland annat inälvorna och vagina. Mjölksyran som bakterien producerar minskar tillväxten av andra, oönskade, bakterier.
En liknande metod har använts tidigare, i ett litet pilotprojekt i Holland där personer med Crohns sjukdom fått mjölksyrebakterier som producerar medicin. Flera andra projekt är på gång, bland annat med behandling mot återkommande urinvägsinfektioner.
Länk
Nature News
Nature News om andra projekt med modifierade bakterier (från 5/6 2005)
tisdag, januari 17, 2006
Frivilliga letar stjärnstoft
I en intressant variant på "donera beräkningskraft till forskningen", ett slags forskningssponsring som blev välkänt genom SETI@home, letar amerikanska forskare efter frivilliga till att söka igenom hundratusentals mikroskopbilder efter stjärnstoft. Men denna gång är det inte din dator de vill låna, utan dina ögon och din hjärna
NASA:s rymdsond Stardust landade i förrgår. Den har varit ute i rymden och samlat upp kometstoft från kometen Wild-2. Sonden är den första av sitt slag - aldrig tidigare har forskarna haft möjlighet att undersöka kometstoft hämtat från rymden. Sondens "stoftsamlare" är en platta med aerogel, en svampliknande genomskinlig massa 100 gånger lättare än vatten. När NASA skickade iväg sonden 1999 hade man fortfarande ingen fungerande teknik att plocka ut stoftkornen ur gelen - man räknade helt enkelt med att kunna lösa problemet under de 7 år som sonden skulle ta på sig. Turligt nog lyckades man också med det.
Med bland kometstoftkornen finns också något ännu sällsyntare: ett fåtal stoftkorn från avlägsna stjärnor. Antalet bilder är runt 1.5 miljoner, och att söka efter dessa pyttesmå korn bland de långt vanligare kometkornen beräknas kräva uppemot 30000 persontimmar (räknat i normala arbetsveckor blir det ungefär 200 personmånader, eller runt 17 personer som arbetar ett helt år).
Forskare vid University of California, Berkeley, har därför startat ett internet-baserat projekt där frivilliga ska få söka igenom en databas med mikroskopbilder och bilda "världens största neurala nätverk" tillsammans.
För att resultaten ska bli tillförlitliga kommer alla som vill delta vara tvungna att först genomgå ett test. Man kommer också lägga in ett antal "kalibreringsbilder" med kända resultat. Varje bild kommer granskas av fyra frivilliga, och om minst två av dem rapporterar ett fynd kommer det granskas vidare av en 100-personskommitté. Om minst 20 av dem säger att fyndet stämmer går det vidare för slutidentifiering till studenter vid universitetet som är experter på att identifiera stoftkorn. Man tror att det kommer finnas runt 45 korn, och den som hittar ett äkta stjärnstoftkorn ska få namnge det, anger forskarna (de säger dock inte hur de ska lösa fall där flera upptäckare vill ge olika namn).
Man hoppas att analys av kornen ska ge insikt i vilka reaktioner som sker i det inre av olika sorters stjärnor.
Tack till Rikard för tipset!
Länkar
nyhetsrelease (UC Berkeley)
Stardust@home
DN om sonden Stardust (från 15/1)
NASA:s rymdsond Stardust landade i förrgår. Den har varit ute i rymden och samlat upp kometstoft från kometen Wild-2. Sonden är den första av sitt slag - aldrig tidigare har forskarna haft möjlighet att undersöka kometstoft hämtat från rymden. Sondens "stoftsamlare" är en platta med aerogel, en svampliknande genomskinlig massa 100 gånger lättare än vatten. När NASA skickade iväg sonden 1999 hade man fortfarande ingen fungerande teknik att plocka ut stoftkornen ur gelen - man räknade helt enkelt med att kunna lösa problemet under de 7 år som sonden skulle ta på sig. Turligt nog lyckades man också med det.
Med bland kometstoftkornen finns också något ännu sällsyntare: ett fåtal stoftkorn från avlägsna stjärnor. Antalet bilder är runt 1.5 miljoner, och att söka efter dessa pyttesmå korn bland de långt vanligare kometkornen beräknas kräva uppemot 30000 persontimmar (räknat i normala arbetsveckor blir det ungefär 200 personmånader, eller runt 17 personer som arbetar ett helt år).
Forskare vid University of California, Berkeley, har därför startat ett internet-baserat projekt där frivilliga ska få söka igenom en databas med mikroskopbilder och bilda "världens största neurala nätverk" tillsammans.
För att resultaten ska bli tillförlitliga kommer alla som vill delta vara tvungna att först genomgå ett test. Man kommer också lägga in ett antal "kalibreringsbilder" med kända resultat. Varje bild kommer granskas av fyra frivilliga, och om minst två av dem rapporterar ett fynd kommer det granskas vidare av en 100-personskommitté. Om minst 20 av dem säger att fyndet stämmer går det vidare för slutidentifiering till studenter vid universitetet som är experter på att identifiera stoftkorn. Man tror att det kommer finnas runt 45 korn, och den som hittar ett äkta stjärnstoftkorn ska få namnge det, anger forskarna (de säger dock inte hur de ska lösa fall där flera upptäckare vill ge olika namn).
Man hoppas att analys av kornen ska ge insikt i vilka reaktioner som sker i det inre av olika sorters stjärnor.
Tack till Rikard för tipset!
Länkar
nyhetsrelease (UC Berkeley)
Stardust@home
DN om sonden Stardust (från 15/1)
fredag, januari 13, 2006
Besökare bedömer en webbsida på ett ögonblick
En vetenskaplig studie visar att en webbsidesbesökare inte tar mer än 50 millisekunder på sig för bestämma sig för om de gillar en webbsida eller inte - iallafall om sidan är riktigt bra eller riktigt dålig.
Det första intrycket är mycket viktigt - det påverkar senare åsikter i samma (positiva eller negativa) riktning. Detta brukar kallas "haloeffekten". Det är känt att en person som får ett positivt första intryck tenderar att ignorera senare upptäckta fel eller missar, och bara leta efter mer "positiv" information. Detta gäller för alla möjliga typer av saker och situationer, även för webbsidor.
"Magkänslan", eller snarare de primitiva delar av hjärnan som sorterar saker i "bra" och "dåligt", är dessutom snabbare än intellektet - så det första intrycket är knappast baserat på ett rationellt beslut. Hur snabbt det första intrycket av en webbsida formas har nu undersökts i en vetenskaplig studie, som publiceras i senaste numret av Behaviour & Information Technology. Resultatet: en besökare har format sitt första intryck efter 50 millisekunder(!).
I studien ingick riktigt hemska och riktigt bra hemsidor, som deltagarna fick studera i form av bilder (det gick alltså inte att interagera med sidan) under tidsperioder av antingen 500 eller 50 millisekunder. De som fick se sidorna under den längre tiden (en halv sekund) fick bedöma webbsidorna baserat på sju motsatspar; intressant-tråkig, bra design-dålig design, bra färg-dålig färg, bra layout-dålig layout, påhittig-konventionell, enkel-komplicerad samt klar-förvirrande. De fem första kvaliteerna visade sig vara starkt kopplade till hur snygg en webbsida bedömdes vara att se på, och också till varandra (dvs en intressant sida hade också ofta bra design, layout och färg et cetera).
Deltagarna som fick se sidorna under den kortare tiden fick bara bedöma hur snygg sidan var. Det remarkabla var, att de båda grupperna oftast var överens: man behövde således inte se på webbsidan mer än 50 ms för att bilda sig ett klart intryck, och intrycket ändrades inte heller om man tittade längre.
Från detta ska man dock vara lite försiktig med att dra slutsatsen att alla webbsidor går att bedöma på 50 millisekunder. Hjärnan har ofta betydligt lättare att fatta snabba beslut i extremfall än att fatta beslut i dubbeltydiga fall. Många "vanliga" webbsidor lär innehålla både bra och dåliga element, och åtminstone kräva något längre betänktetid. Dock kan "något längre" i det här fallet kanske röra sig om en kvarts sekund eller liknande, så i praktiska fall gör det knappast någon skillnad...
Länkar
Nature News
artikeln (Behaviour & Information Technology, pren. krävs)
Det första intrycket är mycket viktigt - det påverkar senare åsikter i samma (positiva eller negativa) riktning. Detta brukar kallas "haloeffekten". Det är känt att en person som får ett positivt första intryck tenderar att ignorera senare upptäckta fel eller missar, och bara leta efter mer "positiv" information. Detta gäller för alla möjliga typer av saker och situationer, även för webbsidor.
"Magkänslan", eller snarare de primitiva delar av hjärnan som sorterar saker i "bra" och "dåligt", är dessutom snabbare än intellektet - så det första intrycket är knappast baserat på ett rationellt beslut. Hur snabbt det första intrycket av en webbsida formas har nu undersökts i en vetenskaplig studie, som publiceras i senaste numret av Behaviour & Information Technology. Resultatet: en besökare har format sitt första intryck efter 50 millisekunder(!).
I studien ingick riktigt hemska och riktigt bra hemsidor, som deltagarna fick studera i form av bilder (det gick alltså inte att interagera med sidan) under tidsperioder av antingen 500 eller 50 millisekunder. De som fick se sidorna under den längre tiden (en halv sekund) fick bedöma webbsidorna baserat på sju motsatspar; intressant-tråkig, bra design-dålig design, bra färg-dålig färg, bra layout-dålig layout, påhittig-konventionell, enkel-komplicerad samt klar-förvirrande. De fem första kvaliteerna visade sig vara starkt kopplade till hur snygg en webbsida bedömdes vara att se på, och också till varandra (dvs en intressant sida hade också ofta bra design, layout och färg et cetera).
Deltagarna som fick se sidorna under den kortare tiden fick bara bedöma hur snygg sidan var. Det remarkabla var, att de båda grupperna oftast var överens: man behövde således inte se på webbsidan mer än 50 ms för att bilda sig ett klart intryck, och intrycket ändrades inte heller om man tittade längre.
Från detta ska man dock vara lite försiktig med att dra slutsatsen att alla webbsidor går att bedöma på 50 millisekunder. Hjärnan har ofta betydligt lättare att fatta snabba beslut i extremfall än att fatta beslut i dubbeltydiga fall. Många "vanliga" webbsidor lär innehålla både bra och dåliga element, och åtminstone kräva något längre betänktetid. Dock kan "något längre" i det här fallet kanske röra sig om en kvarts sekund eller liknande, så i praktiska fall gör det knappast någon skillnad...
Länkar
Nature News
artikeln (Behaviour & Information Technology, pren. krävs)
torsdag, januari 12, 2006
Tumörceller på kanten till vanlig vävnad ankrar loss
En forskargrupp som studerar cancer har upptäckt att tumörceller som gränsar till normal vävnad får signaler som säger åt dem att koppla loss och vandra bort från tumören - vilket ger dem möjlighet att etablera metastaser på andra ställen i kroppen.
Det farligaste stadiet i cancer är när det uppstår metastaser, sekundära tumörer i andra organ än där den första tumören uppstod. En spridd cancer är ofta betydligt mer svårbehandlad. För att kunna förstå hur metastaser uppstår måste man studera tumörer i deras riktiga miljö, anser en forskargrupp som har studerat tumörer i ögon och vingar hos flugor. Tumörerna skapades när inhibitionen av en välkänd oncogen (en gen som gör en tumör mer elakartad) benämnd Src togs bort.
Studien visar att en tumörs farligaste del är det tunna lager där tumörceller möter normal vävnad. Tumörcellerna på denna gräns förlorade vissa ytproteiner, och därmed förmågan att förankra sig i sina granceller. De började också producera ett ämne som gjorde det lättare för dem att ta sig loss och röra sig genom vävnader. Enligt studien var det skillnaden i aktivitet hos Src som orsakade förändringen i ytproteinerna.
De flesta celler som lossnar på detta vis dör antagligen en "naturlig död" genom programmerad celldöd. Men om de dessutom får en mutation som skyddar dem mot detta, då har de möjlighet att bilda metastaser, säger forskarna. De letar nu efter metoder som ska motverka metastasbeteendet hos tumörernas kantceller. Deras förhoppning är att så småningom kunna ta fram en metastas-förhindrande medicin.
Länk
Science Daily
Det farligaste stadiet i cancer är när det uppstår metastaser, sekundära tumörer i andra organ än där den första tumören uppstod. En spridd cancer är ofta betydligt mer svårbehandlad. För att kunna förstå hur metastaser uppstår måste man studera tumörer i deras riktiga miljö, anser en forskargrupp som har studerat tumörer i ögon och vingar hos flugor. Tumörerna skapades när inhibitionen av en välkänd oncogen (en gen som gör en tumör mer elakartad) benämnd Src togs bort.
Studien visar att en tumörs farligaste del är det tunna lager där tumörceller möter normal vävnad. Tumörcellerna på denna gräns förlorade vissa ytproteiner, och därmed förmågan att förankra sig i sina granceller. De började också producera ett ämne som gjorde det lättare för dem att ta sig loss och röra sig genom vävnader. Enligt studien var det skillnaden i aktivitet hos Src som orsakade förändringen i ytproteinerna.
De flesta celler som lossnar på detta vis dör antagligen en "naturlig död" genom programmerad celldöd. Men om de dessutom får en mutation som skyddar dem mot detta, då har de möjlighet att bilda metastaser, säger forskarna. De letar nu efter metoder som ska motverka metastasbeteendet hos tumörernas kantceller. Deras förhoppning är att så småningom kunna ta fram en metastas-förhindrande medicin.
Länk
Science Daily
tisdag, januari 10, 2006
Myror och bakterier i symbios
Det finns ett antal myrarter i Central- och Sydamerika som odlar svampar som föda. Svampodlingarna lever under hotet från specialiserade parasiter, men myrorna är inte maktlösa: de bekämpar parasiterna med antibiotikaproducerande bakterier.
Ett flertal myrarter i Central- och Sydamerika odlar svampar som är deras huvudsakliga föda. Detta beteende har sannolikt existerat i minst 50 miljoner år, och det totala antalet svampodlande myrarter är över 200. Svampodlingarna lever under ständigt hot från specialiserade parasiter (en form av mikrosvampar, Escovopsis). Man upptäckte för några år sedan, när man studerade en undergrupp av svampodlande myror (av släktet Cyphomyrmex), att myrorna faktiskt använder kemisk bekämpning mot dessa parasiter - de bär runt på antibiotikaproducerande bakterier. Nu har man studerat interaktionen mellan myror och bakterier i större detalj, och kommit fram till att bakterierna lever i särskilda gropar i myrornas exoskelett och matas med utsöndringar från speciella körtlar. Studien publiceras i senaste numret av Science.
Det eleganta i detta är att olika myrarter bär runt på olika bakteriearter - och exoskelettgroparnas former är också anpassade till de bakterier som bor där. Groparnas placering har antagligen till viss del ändrats under evolutionens gång; de myrarter som är äldst bär sina bakterier under frambenen, medan myror högre upp i utvecklingsträdet bär dem på främsta delen av ryggen. Högst upp i utvecklingsträdet finns bladskärarmyror, som bär hem bladbitar att odla sin svamp på. Närbesläktade arter har varken bakterier eller gropar. I en tidigare studie (publicerad i Science år 2003) har man även visat att parasiten har samutvecklats med myrarterna under lång tid, möjligtvis lika länge som det funnits svampodlande myrarter. Utvecklingsträden för svampar, parasiter och myror har mycket liknande struktur, och deras huvuddelar motsvarar varandra (bild på myrarterna utvecklingsträd finns här).
Forskarna anser att den höga graden av specialisering visar att samevolutionen har pågått under lång tid, och att den lär vara nödvändig för arternas överlevnad. En intressant men ännu obesvarad fråga är, säger de, hur systemet lyckats undvika problem med resistans mot antibiotikan som bakterierna tillverkar. De hoppas kunna få fram strategier för hur mänskligheten på något motsvarande sätt ska kunna undvika att få problem med antibiotikaresistens.
Jag antar att en del av nyckeln till den generella bristen på resistens är att det finns många arter som tillämpar delvis olika strategier (det vill säga, att den antibiotika som produceras inte fungerar exakt likadant, och de olika svamparterna är inte exakt lika). Ett motsvarande scenario skulle vara ett stort antal mindre grupper av människor som använder liknande men inte exakt lika antibiotika OCH som inte fungerar alltför likadant, samt ett begränsat utbyte mellan grupperna. I verkligheten är antalet olika antibiotika inte så stort, och människor antagligen betydligt mer lika eftersom vi är en mycket yngre art. Med moderna kommunikationer krymper också "avståndet" mellan olika grupper. Så frågan är hur mycket man verkligen kan få ut på antibiotikafronten av att studera dessa myror och deras svampar, parasiter och bakterier. Men det är onekligen ett elegant ekosystem.
Länkar
Science Daily
artikeln (Science, pren. krävs)
den tidigare artikeln (Science 2003, pren. krävs)
Ett flertal myrarter i Central- och Sydamerika odlar svampar som är deras huvudsakliga föda. Detta beteende har sannolikt existerat i minst 50 miljoner år, och det totala antalet svampodlande myrarter är över 200. Svampodlingarna lever under ständigt hot från specialiserade parasiter (en form av mikrosvampar, Escovopsis). Man upptäckte för några år sedan, när man studerade en undergrupp av svampodlande myror (av släktet Cyphomyrmex), att myrorna faktiskt använder kemisk bekämpning mot dessa parasiter - de bär runt på antibiotikaproducerande bakterier. Nu har man studerat interaktionen mellan myror och bakterier i större detalj, och kommit fram till att bakterierna lever i särskilda gropar i myrornas exoskelett och matas med utsöndringar från speciella körtlar. Studien publiceras i senaste numret av Science.
Det eleganta i detta är att olika myrarter bär runt på olika bakteriearter - och exoskelettgroparnas former är också anpassade till de bakterier som bor där. Groparnas placering har antagligen till viss del ändrats under evolutionens gång; de myrarter som är äldst bär sina bakterier under frambenen, medan myror högre upp i utvecklingsträdet bär dem på främsta delen av ryggen. Högst upp i utvecklingsträdet finns bladskärarmyror, som bär hem bladbitar att odla sin svamp på. Närbesläktade arter har varken bakterier eller gropar. I en tidigare studie (publicerad i Science år 2003) har man även visat att parasiten har samutvecklats med myrarterna under lång tid, möjligtvis lika länge som det funnits svampodlande myrarter. Utvecklingsträden för svampar, parasiter och myror har mycket liknande struktur, och deras huvuddelar motsvarar varandra (bild på myrarterna utvecklingsträd finns här).
Forskarna anser att den höga graden av specialisering visar att samevolutionen har pågått under lång tid, och att den lär vara nödvändig för arternas överlevnad. En intressant men ännu obesvarad fråga är, säger de, hur systemet lyckats undvika problem med resistans mot antibiotikan som bakterierna tillverkar. De hoppas kunna få fram strategier för hur mänskligheten på något motsvarande sätt ska kunna undvika att få problem med antibiotikaresistens.
Jag antar att en del av nyckeln till den generella bristen på resistens är att det finns många arter som tillämpar delvis olika strategier (det vill säga, att den antibiotika som produceras inte fungerar exakt likadant, och de olika svamparterna är inte exakt lika). Ett motsvarande scenario skulle vara ett stort antal mindre grupper av människor som använder liknande men inte exakt lika antibiotika OCH som inte fungerar alltför likadant, samt ett begränsat utbyte mellan grupperna. I verkligheten är antalet olika antibiotika inte så stort, och människor antagligen betydligt mer lika eftersom vi är en mycket yngre art. Med moderna kommunikationer krymper också "avståndet" mellan olika grupper. Så frågan är hur mycket man verkligen kan få ut på antibiotikafronten av att studera dessa myror och deras svampar, parasiter och bakterier. Men det är onekligen ett elegant ekosystem.
Länkar
Science Daily
artikeln (Science, pren. krävs)
den tidigare artikeln (Science 2003, pren. krävs)
lördag, januari 07, 2006
Kattens familjeträd är kartlagt
En kartläggning av hur alla kattarter utvecklats visar att den moderna kattens anfader - "urkatten" - uppstod i Asien för ungefär 11 miljoner år sedan. Resultaten av kartläggningen pubilcerades i senaste numret av den ansedda tidskriften Science.
Studien genomfördes av en amerikansk forskargrupp, som har undersökt genomet hos alla 37 nu levande kattarter - man tittade på både X-kromosomer, Y-kromosomer och mitokondrier. Enligt analysen upptod "urkatten" i Asien, och den första grenen på utvecklingsträden är undergruppen Panthera, som inkluderar lejon, tiger och panter. Därefter uppstod tre andra grenar - en med asiatiska kattarter, en med afrikanska kattarter och en för oceloten - och slutligen fyra grenar som ledde till lodjur, puma, leopard och tamkatt (av de stora katterna är således leoparden huskattens närmaste släkting). Dessa åtta grenar uppstod sannolikt på grund av 10 olika migrationer mellan olika kontinenter. Den första "tamkatten" (som naturligtvis var vild då) utvandrade från Asien till Afrika för mellan 6-8 miljoner år sedan.
Kattdjur finns numer på alla kontinenter utom Antarktis, vilket gör katterna till ett av de mest framgångsrika rovdjurssläktena på jorden.
Länkar
New Scientist
BBC News
artikeln (Science, kräver prenumeration)
Studien genomfördes av en amerikansk forskargrupp, som har undersökt genomet hos alla 37 nu levande kattarter - man tittade på både X-kromosomer, Y-kromosomer och mitokondrier. Enligt analysen upptod "urkatten" i Asien, och den första grenen på utvecklingsträden är undergruppen Panthera, som inkluderar lejon, tiger och panter. Därefter uppstod tre andra grenar - en med asiatiska kattarter, en med afrikanska kattarter och en för oceloten - och slutligen fyra grenar som ledde till lodjur, puma, leopard och tamkatt (av de stora katterna är således leoparden huskattens närmaste släkting). Dessa åtta grenar uppstod sannolikt på grund av 10 olika migrationer mellan olika kontinenter. Den första "tamkatten" (som naturligtvis var vild då) utvandrade från Asien till Afrika för mellan 6-8 miljoner år sedan.
Kattdjur finns numer på alla kontinenter utom Antarktis, vilket gör katterna till ett av de mest framgångsrika rovdjurssläktena på jorden.
Länkar
New Scientist
BBC News
artikeln (Science, kräver prenumeration)
onsdag, januari 04, 2006
Fotboll är den mest spännande sporten, säger forskare
Enligt två teoretiska fysiker är fotboll världens mest spännande sport (åtminstone av de fem sportgrenar de undersökt). Orsaken är att det förlust-tippade laget vinner oftare i fotboll än i någon av de andra sporterna.
Forskarna har tittat på mängder av matchstatistik från fem olika ligor i USA och England, ungefär från 1900-talets början tills nu (från 1888 för fotboll, från 1946 för basket):
fotboll (soccer league of the English Football Association; FA)
baseball (Major League Baseball; MLB)
hockey (the National Hockey League; NHL)
basket (the National Basketball Association; NBA) och
amerikansk fotboll (the National Football League; NFL).
Lagens styrka mättes som antalet vunna matcher genom antalet spelade matcher. Man körde sedan simuleringar för att kunna räkna fram värden anpassade till den faktiska statistiken. Resultatet av analysen var att fotboll är den sport där det är högst sannolikhet att det förlusttippade laget trots allt vinner sin match. Därför, resonerar man, bör fotboll vara den mest spännande sporten (stämmer det? Vad säger fotbollsfansen?). Tvåa kom baseball, medan amerikansk fotboll var mest förutsägbart.
Således kan man säga det om ZTV, att de hade bra fingertoppskänsla när de satte ihop konceptet för FCZ. Inte nog med att de valde röda matchtröjor (se Vetenskapsnytt 19/5: En vinnande strategi att få opponenten att se rött), de valde också en sport där ett lag i underläge vinner förhållandevis ofta. Listigt :)
Länkar
Nature News
New Scientist
artikeln (arXiv)
Forskarna har tittat på mängder av matchstatistik från fem olika ligor i USA och England, ungefär från 1900-talets början tills nu (från 1888 för fotboll, från 1946 för basket):
fotboll (soccer league of the English Football Association; FA)
baseball (Major League Baseball; MLB)
hockey (the National Hockey League; NHL)
basket (the National Basketball Association; NBA) och
amerikansk fotboll (the National Football League; NFL).
Lagens styrka mättes som antalet vunna matcher genom antalet spelade matcher. Man körde sedan simuleringar för att kunna räkna fram värden anpassade till den faktiska statistiken. Resultatet av analysen var att fotboll är den sport där det är högst sannolikhet att det förlusttippade laget trots allt vinner sin match. Därför, resonerar man, bör fotboll vara den mest spännande sporten (stämmer det? Vad säger fotbollsfansen?). Tvåa kom baseball, medan amerikansk fotboll var mest förutsägbart.
Således kan man säga det om ZTV, att de hade bra fingertoppskänsla när de satte ihop konceptet för FCZ. Inte nog med att de valde röda matchtröjor (se Vetenskapsnytt 19/5: En vinnande strategi att få opponenten att se rött), de valde också en sport där ett lag i underläge vinner förhållandevis ofta. Listigt :)
Länkar
Nature News
New Scientist
artikeln (arXiv)
måndag, januari 02, 2006
Människor kan sprida växtvirus
Vi tänker oss ofta att det är mer eller mindre vattentäta skott mellan människan och resten av världen - åtminstone mellan människan och växtriket. Upptäckten att människor kan sprida ett vanligt växtvirus borde därför göra en del förvånade.
Kanske är den mentala bilden av "näringspyramiden", där allt flödar från "lägre" varelser till människan på toppen, orsaken till att vi tenderar att se smittämnen som något vi möjligtvis kan få från djur (salmonella från kycklingar och ägg, "galna-kosjukan" från kor, trikiner från grisar, SARS från fladdermöss, fågelinfluensa från fåglar) men knappast något vi själva smittar dem med. Och mellan växter och människor... där är det väl i princip vattentäta skott, skulle nog de flesta säga. Möjligtvis vill man vara försiktig med eventuella bakterier på sin sallad.
Därför finns det en viss elegant ironi i resultatet från en studie på människans mag- och tarminnehåll: det visar sig att vi bär omkring på en hel del växtvirus - virus som drabbar växter men inte djur och människor - som i åtminstone ett fall är fullt smittsamma för växterna även efter att de passerat vårt matsmältningssystem.
Studien började som en generell undersökning av mikroorganismer i människans tarmflora, på avföringsprover från två olika personer: ett från den ena personen, två tagna med 6 månaders mellanrum från den andra personen. Man fann över 30000 olika virussekvenser, varav många var olika varianter på sama virus. Majoriteten var växtvirus (se tabell) från frukt, grönsaker eller sädesslag. Det i särklass vanligaste viruset var pepper mild mottle virus, som angriper pepparsläktet (Capsicum, paprika- och chiliplantor). Sannolikt kom det från matvaror tillverkade av chilipeppar. De övriga växtvirusen var tämligen olika mellan proverna, vilket innebär att virusinnehållet varierade över tiden (två av proverna kom från samma person med 6 månaders mellanrum).
När man extraherade lite av "pepper mild mottle"-viruset från provet visade det sig att det fortfarande hade god kapacitet att smitta paprikaplantor. Det är, antar jag, sannolikt att även andra virus kan överleva intakta. Det borde således vara fullt möjligt för oss att äta mat innehållande växtvirus och sedan, om avfallet används som gödning någonstans, sprida dessa växtvirus vidare. Dessutom borde vissa vilda djur kunna göra samma sak, med de eventuella växtvirus de plockar upp med maten.
Studien publiceras i januarinumret av open-access-tidskriften PLoS Biology.
Länk
artikeln (PLoS Biology, fritt tillgänglig)
Kanske är den mentala bilden av "näringspyramiden", där allt flödar från "lägre" varelser till människan på toppen, orsaken till att vi tenderar att se smittämnen som något vi möjligtvis kan få från djur (salmonella från kycklingar och ägg, "galna-kosjukan" från kor, trikiner från grisar, SARS från fladdermöss, fågelinfluensa från fåglar) men knappast något vi själva smittar dem med. Och mellan växter och människor... där är det väl i princip vattentäta skott, skulle nog de flesta säga. Möjligtvis vill man vara försiktig med eventuella bakterier på sin sallad.
Därför finns det en viss elegant ironi i resultatet från en studie på människans mag- och tarminnehåll: det visar sig att vi bär omkring på en hel del växtvirus - virus som drabbar växter men inte djur och människor - som i åtminstone ett fall är fullt smittsamma för växterna även efter att de passerat vårt matsmältningssystem.
Studien började som en generell undersökning av mikroorganismer i människans tarmflora, på avföringsprover från två olika personer: ett från den ena personen, två tagna med 6 månaders mellanrum från den andra personen. Man fann över 30000 olika virussekvenser, varav många var olika varianter på sama virus. Majoriteten var växtvirus (se tabell) från frukt, grönsaker eller sädesslag. Det i särklass vanligaste viruset var pepper mild mottle virus, som angriper pepparsläktet (Capsicum, paprika- och chiliplantor). Sannolikt kom det från matvaror tillverkade av chilipeppar. De övriga växtvirusen var tämligen olika mellan proverna, vilket innebär att virusinnehållet varierade över tiden (två av proverna kom från samma person med 6 månaders mellanrum).
När man extraherade lite av "pepper mild mottle"-viruset från provet visade det sig att det fortfarande hade god kapacitet att smitta paprikaplantor. Det är, antar jag, sannolikt att även andra virus kan överleva intakta. Det borde således vara fullt möjligt för oss att äta mat innehållande växtvirus och sedan, om avfallet används som gödning någonstans, sprida dessa växtvirus vidare. Dessutom borde vissa vilda djur kunna göra samma sak, med de eventuella växtvirus de plockar upp med maten.
Studien publiceras i januarinumret av open-access-tidskriften PLoS Biology.
Länk
artikeln (PLoS Biology, fritt tillgänglig)
fredag, december 30, 2005
Hur man vet att man är sambo med en ingenjör
Man vet att man är sambo med en ingenjör när 1) ens hem inte har en fungerande våg och 2) man kommer hem och hittar en hemgjord våg tillverkad ett teleskopskaft till en mopp, en hantel och lite lina (han skulle väga ett par resväskor). Eftersom jag är en annan typ av ingenjör hade jag nog bara helt enkelt höftat ihop vad alla saker vägde på ett ungefär... men visst är det här en roligare lösning, speciellt bruksanvisningen :)
onsdag, december 28, 2005
Norrsken!
Den här julen, som jag har tillbringat i Kiruna, hade jag bestämt mig för att bevaka himlen väldigt noga. Jag hade nämligen aldrig sett norrsken och tyckte att det började vara på tiden. Trots att jag har varit i Kiruna flera gånger tidigare har jag aldrig lyckats med att få se norrsken - det har alltid varit en massa moln i närheten. Tittar man på statistiken ska det i princip vara 50% chans att få se norrsken i Kiruna utan att det är moln ivägen. (Och runt jultid är det dessutom mörkt lång tid av dygnet eftersom solen inte ens går över horisonten, mycket praktiskt för norrskensobservation eftersom norrskenet är mycket svagare än solljus).
Hur som helst envisades det med att vara molnigt en hel vecka, ända tills annandagens kväll då det bara var halvtäckande moln och det faktiskt kom några ljusstråk på himlen. Tyvärr inte så spektakulära, så jag tänkte trösta mig med att skriva lite om norrsken istället. Det är ju iallafall mycket roligare att skriva om norrsken om man sett det själv. Och det är roligare - tycker jag iallafall - att titta på norrsken om man vet vad man ser. Norrsken är vacker fysik!
Var finns norrsken?
Norrsken kan lika gärna kallas för polarsken - det finns nämligen också sydsken som uppkommer på precis samma sätt. Det hade man dock sannolikt inte en aning om när man namngav norrskenet. Det traditionella vetenskapliga namnet, "Aurora Borealis" (norr-gryning), fick det för att norrsken längre söderut oftast syns som ett rött sken vid horisonten - som en gryning fast i norr.
Norrsken uppkommer runt jordens magnetiska poler (som ligger nära, men inte på, de geometriska polerna - bild här) och uppträder som ljusbågar på himlen. Färgen är oftast grönaktig, ibland röd. Hur ofta norrsken uppträder beror på avståndet till de magnetiska polerna - i Stockholm är det sällsynt men i nordligare trakter som Kiruna och Fairbanks (Alaska) är det vanligt.
Hur uppstår norrsken?
Norrsken uppkommer när snabba laddade partiklar krockar med atomer och molekyler i jordens atmosfär. Vid krockarna uppstår ljus som syns som norrsken. För att förstå hur norrsken uppkommer behöver man veta lite om jorden, laddningar och atomens uppbyggnad.
Jordens atmosfär består av flera olika lager (som namnges på olika sätt beroende på vad man diskuterar). Den yttre delen av jordens atmosfär, jonosfären, innehåller laddade partiklar (joner) och börjar ca 80 km över jordens yta. Partiklarna ger norrsken när de rör sig från jonosfären mot jorden, styrda av jordens magnetfält.
Jordens magnetfältsform påverkas av solvinden, en ström av fria elektroner och positivt laddade joner från solen. Nära jorden ser fältet ut som ett dipolfält (som fältet från en vanlig stavmagnet), men längre bort från jorden är fältet utdraget. Sammantaget får solvinden jordens magnetfält att forma en avlång "bubbla", som tvingar solvinden att vika av och strömma förbi jorden istället för att träffa den rakt på. På så sätt skyddar jordens magnetfält oss från en stor del av partiklarna från solen. Solvinden och dess rörelse gör att formen på jordens magnetfält varierar över tiden och är förhållandevis komplex: en snygg animation finns här. Det område runt jorden som påverkas av jordens magnetfält brukar kallas magnetosfären.
Partiklarna som skapar norrsken följer magnetfältlinjerna till jordens magnetiska poler och krockar, när de kommer in i atmosfären, med de atomer som finns där. Vid krockarna överförs energi från partiklarna till atomerna. Atomerna hamnar då i ett instabilt tillstånd och behöver göra sig av med "överskottsenergin" som de avger i form av ljus. Partiklarna fortsätter att krocka med nya atomer tills de har saktat in totalt, vid ca 100 km från jordens yta. Området där norrsken uppstår formar en oval kring den magnetiska polen. Vid starka fluktuationer i magnetfältet kan också ovalerna växa, och då kan man se norrsken ovanligt långt söderut (animation här).
Norrskenets färger och former
Färgen på norrskenet bestäms av vilka atomer de högenergetiska partiklarna krockar med. Oftast är det syre och kväve (i form av syreatomer och kvävemolekyler). När atomer exciteras (går till ett högre, instabilt energitillstånd) kommer de sedan sända ut ljus av vissa bestämda färger när de går tillbaka - främst grönt och rött för syre, och blått violett och rött för kväve. Vilket ljus som sänds ut beror på vilket energitillstånd atomen går tillbaka från. Långt ner i "norrskensområdet" i atmosfären dominerar kväve, högre upp dominerar syre. Färgen på det norrsken man ser för tillfället beror alltså både på höjden det befinner sig på i atmosfären (hur mycket syre det är relativt kväve) och energin på partiklarna som tränger ned just dit.
Norrskenet brukar bilda bågar som rör sig över himlavalvet. Raka bågar kan vecka ihop sig till spiraler eller utvecklas till "draperier" av strålar som visar riktningen på jordens magnetfält. Står man rakt under ett norrsken i magnetfältets riktning ser det ut som som strålarna pekar åt alla håll. Denna form kallas korona. Norrsken ändrar över huud taget form och intensitet väldigt snabbt. De mest spektakulära norrskenen brukar uppstå i samband med magnetiska substormar och då kan hela himlen fyllas av färgsprakande sken.
Bilder
Norrskenet gör sig naturligtvis rätt bra på bild, även om det blir suddiga bilder när skenet rör sig snabbt och är svagt (vilket gör att det krävs lång exponeringstid). Det finns gott om bilder tillgängliga på nätet, till exempel:
Eller så kan man titta på natthimlen i Kiruna eller Abisko i "direktsändning" (via IRF, uppdateras varje minut).
Det finns också en bra populärvetenskaplig bok på svenska "NORRSKEN - budbärare från rymden" av Ingrid Sandahl, som beskriver norrsken och nutida norrskensforskning. Den gavs ut 1998. (Jag känner Ingrid, men boken är bra oavsett det :) Vill ni ha en andra åsikt kan ni läsa UFO-Revyns recension från 1998 )
Länkar
Institutet för Rymdfysiks populärvetenskapliga sidor (IRF, i Kiruna)
Nordlys (informationssidor från norska Nordlyssenteret, på engelska)
Engelska Wikipedia om norrsken
Information om fysiken bakom norrsken, med animationer! (University Corporation for Atmospheric Research, USA)
Hur som helst envisades det med att vara molnigt en hel vecka, ända tills annandagens kväll då det bara var halvtäckande moln och det faktiskt kom några ljusstråk på himlen. Tyvärr inte så spektakulära, så jag tänkte trösta mig med att skriva lite om norrsken istället. Det är ju iallafall mycket roligare att skriva om norrsken om man sett det själv. Och det är roligare - tycker jag iallafall - att titta på norrsken om man vet vad man ser. Norrsken är vacker fysik!
Var finns norrsken?
Norrsken kan lika gärna kallas för polarsken - det finns nämligen också sydsken som uppkommer på precis samma sätt. Det hade man dock sannolikt inte en aning om när man namngav norrskenet. Det traditionella vetenskapliga namnet, "Aurora Borealis" (norr-gryning), fick det för att norrsken längre söderut oftast syns som ett rött sken vid horisonten - som en gryning fast i norr.
Norrsken uppkommer runt jordens magnetiska poler (som ligger nära, men inte på, de geometriska polerna - bild här) och uppträder som ljusbågar på himlen. Färgen är oftast grönaktig, ibland röd. Hur ofta norrsken uppträder beror på avståndet till de magnetiska polerna - i Stockholm är det sällsynt men i nordligare trakter som Kiruna och Fairbanks (Alaska) är det vanligt.
Hur uppstår norrsken?
Norrsken uppkommer när snabba laddade partiklar krockar med atomer och molekyler i jordens atmosfär. Vid krockarna uppstår ljus som syns som norrsken. För att förstå hur norrsken uppkommer behöver man veta lite om jorden, laddningar och atomens uppbyggnad.
Jordens atmosfär består av flera olika lager (som namnges på olika sätt beroende på vad man diskuterar). Den yttre delen av jordens atmosfär, jonosfären, innehåller laddade partiklar (joner) och börjar ca 80 km över jordens yta. Partiklarna ger norrsken när de rör sig från jonosfären mot jorden, styrda av jordens magnetfält.
Jordens magnetfältsform påverkas av solvinden, en ström av fria elektroner och positivt laddade joner från solen. Nära jorden ser fältet ut som ett dipolfält (som fältet från en vanlig stavmagnet), men längre bort från jorden är fältet utdraget. Sammantaget får solvinden jordens magnetfält att forma en avlång "bubbla", som tvingar solvinden att vika av och strömma förbi jorden istället för att träffa den rakt på. På så sätt skyddar jordens magnetfält oss från en stor del av partiklarna från solen. Solvinden och dess rörelse gör att formen på jordens magnetfält varierar över tiden och är förhållandevis komplex: en snygg animation finns här. Det område runt jorden som påverkas av jordens magnetfält brukar kallas magnetosfären.
Partiklarna som skapar norrsken följer magnetfältlinjerna till jordens magnetiska poler och krockar, när de kommer in i atmosfären, med de atomer som finns där. Vid krockarna överförs energi från partiklarna till atomerna. Atomerna hamnar då i ett instabilt tillstånd och behöver göra sig av med "överskottsenergin" som de avger i form av ljus. Partiklarna fortsätter att krocka med nya atomer tills de har saktat in totalt, vid ca 100 km från jordens yta. Området där norrsken uppstår formar en oval kring den magnetiska polen. Vid starka fluktuationer i magnetfältet kan också ovalerna växa, och då kan man se norrsken ovanligt långt söderut (animation här).
Norrskenets färger och former
Färgen på norrskenet bestäms av vilka atomer de högenergetiska partiklarna krockar med. Oftast är det syre och kväve (i form av syreatomer och kvävemolekyler). När atomer exciteras (går till ett högre, instabilt energitillstånd) kommer de sedan sända ut ljus av vissa bestämda färger när de går tillbaka - främst grönt och rött för syre, och blått violett och rött för kväve. Vilket ljus som sänds ut beror på vilket energitillstånd atomen går tillbaka från. Långt ner i "norrskensområdet" i atmosfären dominerar kväve, högre upp dominerar syre. Färgen på det norrsken man ser för tillfället beror alltså både på höjden det befinner sig på i atmosfären (hur mycket syre det är relativt kväve) och energin på partiklarna som tränger ned just dit.
Norrskenet brukar bilda bågar som rör sig över himlavalvet. Raka bågar kan vecka ihop sig till spiraler eller utvecklas till "draperier" av strålar som visar riktningen på jordens magnetfält. Står man rakt under ett norrsken i magnetfältets riktning ser det ut som som strålarna pekar åt alla håll. Denna form kallas korona. Norrsken ändrar över huud taget form och intensitet väldigt snabbt. De mest spektakulära norrskenen brukar uppstå i samband med magnetiska substormar och då kan hela himlen fyllas av färgsprakande sken.
Bilder
Norrskenet gör sig naturligtvis rätt bra på bild, även om det blir suddiga bilder när skenet rör sig snabbt och är svagt (vilket gör att det krävs lång exponeringstid). Det finns gott om bilder tillgängliga på nätet, till exempel:
- Michigan Tech's arkiv med bilder från Keweenaw Peninsula (1994, foto MT Dolan)
- Bilder från Fairbanks, Alaska (1996-98, foto J Curtis)
- Bilder från Kiruna (2000, foto M Yamauchi)
- 1700 norrskensbilder som slideshow (av Norska Nordlyssenteret)
- Norrskensbilder från Alaska (2001-2005, foto Ulrike Haug)
Eller så kan man titta på natthimlen i Kiruna eller Abisko i "direktsändning" (via IRF, uppdateras varje minut).
Det finns också en bra populärvetenskaplig bok på svenska "NORRSKEN - budbärare från rymden" av Ingrid Sandahl, som beskriver norrsken och nutida norrskensforskning. Den gavs ut 1998. (Jag känner Ingrid, men boken är bra oavsett det :) Vill ni ha en andra åsikt kan ni läsa UFO-Revyns recension från 1998 )
Länkar
Institutet för Rymdfysiks populärvetenskapliga sidor (IRF, i Kiruna)
Nordlys (informationssidor från norska Nordlyssenteret, på engelska)
Engelska Wikipedia om norrsken
Information om fysiken bakom norrsken, med animationer! (University Corporation for Atmospheric Research, USA)
fredag, december 23, 2005
Civilisationen har ändrat våra gener
Under de senaste 50000 åren har en försvarlig del av människans gener undergått naturligt urval. Sannolikt beror detta till stor del på att civilisationen - jordbruk, ökad befolkningstäthet, kulturella krav - har ändrat våra levnadsomständigheter.
Studie finner 1800 nyligen evolverade gener
De senaste årens kraftigt ökade tillgång på gensekvensdata för människan är rena guldruvan för de som studerar människans historia och utveckling. Ett exempel på det är en studie som publicerats för ett par dagar sedan i PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences). Studien handlar om gener som evolverats fram relativ nyligen och använder data från en privat (Perlegen) och en öppen databas (HapMap Phase 1 Freeze). Dessa data kommer från 3 respektive 4 olika befolkningsgrupper*. Totalt visar ca 1800 gener spår av att ha utsatts för evolution, i de flesta fallen under de senaste 10000-40000 åren, och 112 av dessa gener finns i alla populationer. Dessa 112 gener ser i de flesta fall ut att ha funnits längst i befolkningsgruppen med afrikanskt ursprung, vilket stöder slutsatsen att de kommer från denna population från början.
Sex kategorier av gener
De evolverade generna finns i sex olika kategorier. Gener som underlättar proteinmetabolism (nedbrytning av proteiner) och gener som ger ökat skydd mot infektionssjukdomar formar ett par av kategorierna. Båda dessa kategorier av gener var sannolikt fördelaktiga för den som bosatte sig i ett jordbrukssamhälle istället för att leva ett jägar-samlar-liv - dels för att flytten innebar en annan kost och dels för att samhällen ökar spridningen av infektioner.
De övriga kategorierna är gener som rör fortplantning, gener som styr nervfunktion, cellcykel-gener och DNA-metabolism (bland annat transkriptionsfaktorer, som styr hur och när gener är aktiva).
Måttet på utveckling
Måttet som används i studien är nyframtaget av forskargruppen och kallas Linkage Disequilibrium Decay (förkortat LDD). Det innebär att man studerar enstaka muterade aminosyror i DNA, så kallade SNPs (Single Nucleotide Polymorphism - ibland kallade "snippar"), och hur ofta de förekommer tillsammans. Urval innebär att en viss genvariant med vissa SNPs kommer förekomma mycket oftare än vad slumpen skulle medföra. En snabb ökning i förekomst av en viss gen lämnar på så vis efter sig ett mönster av "linkage disequilibrium" - ett mönster av SNPs som förekommer tillsammans oftare än slumpmässigt, eftersom de ännu inte har kopplats loss från omkringliggande "neutrala" gener. Ju längre sedan genen utsattes för urval, desto lägre LD eftersom rekombination av genomet skyfflar om och kopplar loss utvalda gener från neutrala gener. En genvariant med ett LD som fortfarande står still eller ökar är således en gen som befunnit sig under urval nyligen. Metoden testades på simulerade data, och enligt testresultaten verkar den vara bra på att skilja ut evolution från andra orsaker till hög LD, som populationsflaskhalsar och inversioner av DNA. Att metoden ger så likt resultat på två olika databaser med olika genom talar också till dess fördel.
Studien publicerades som en open accesss-artikel (online 21/12) och är således tillgänglig även för de som inte prenumererar på PNAS. Bland andra New Scientist, Science Now och antropologen John Hawks skriver också läsvärt om detta (länkar nedan). Se även Vetenskapsnytt 10/9: Hjärnan evolveras fortfarande.
*Data från Perlegen genererades genom sekvensering av 71 personer från 3 olika populationer: 24 "europeiska amerikaner", 23 "afrikanska amerikaner" och 24 Han-kineser - alla boende i Los Angeles. Dessa data innehåller ca 1.6 miljoner SNPs, ca 25386 (1.6%) av dessa visar tecken på selektion enligt analysen. Totalt innebär det att 1799 gener i datat undergått naturligt urval. Data från HapMap Phase 1 Freeze täcker en bredare population: 90 personer av europeiskt ursprung, 90 personer av afrikanskt ursprung, 45 Han-kineser och 45 japaner och innehåller runt 1 miljon SNPs. En liknande andel av dessa, 20786 st (2.1%) visar tecken på selektion - och de finns i totalt ungefär 1800 gener.
Länkar
Artikelns sammanfattning (PNAS)
Artikeln (pdf)
New Scientist
Science Now
John Hawks (21/12)
Studie finner 1800 nyligen evolverade gener
De senaste årens kraftigt ökade tillgång på gensekvensdata för människan är rena guldruvan för de som studerar människans historia och utveckling. Ett exempel på det är en studie som publicerats för ett par dagar sedan i PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences). Studien handlar om gener som evolverats fram relativ nyligen och använder data från en privat (Perlegen) och en öppen databas (HapMap Phase 1 Freeze). Dessa data kommer från 3 respektive 4 olika befolkningsgrupper*. Totalt visar ca 1800 gener spår av att ha utsatts för evolution, i de flesta fallen under de senaste 10000-40000 åren, och 112 av dessa gener finns i alla populationer. Dessa 112 gener ser i de flesta fall ut att ha funnits längst i befolkningsgruppen med afrikanskt ursprung, vilket stöder slutsatsen att de kommer från denna population från början.
Sex kategorier av gener
De evolverade generna finns i sex olika kategorier. Gener som underlättar proteinmetabolism (nedbrytning av proteiner) och gener som ger ökat skydd mot infektionssjukdomar formar ett par av kategorierna. Båda dessa kategorier av gener var sannolikt fördelaktiga för den som bosatte sig i ett jordbrukssamhälle istället för att leva ett jägar-samlar-liv - dels för att flytten innebar en annan kost och dels för att samhällen ökar spridningen av infektioner.
De övriga kategorierna är gener som rör fortplantning, gener som styr nervfunktion, cellcykel-gener och DNA-metabolism (bland annat transkriptionsfaktorer, som styr hur och när gener är aktiva).
Måttet på utveckling
Måttet som används i studien är nyframtaget av forskargruppen och kallas Linkage Disequilibrium Decay (förkortat LDD). Det innebär att man studerar enstaka muterade aminosyror i DNA, så kallade SNPs (Single Nucleotide Polymorphism - ibland kallade "snippar"), och hur ofta de förekommer tillsammans. Urval innebär att en viss genvariant med vissa SNPs kommer förekomma mycket oftare än vad slumpen skulle medföra. En snabb ökning i förekomst av en viss gen lämnar på så vis efter sig ett mönster av "linkage disequilibrium" - ett mönster av SNPs som förekommer tillsammans oftare än slumpmässigt, eftersom de ännu inte har kopplats loss från omkringliggande "neutrala" gener. Ju längre sedan genen utsattes för urval, desto lägre LD eftersom rekombination av genomet skyfflar om och kopplar loss utvalda gener från neutrala gener. En genvariant med ett LD som fortfarande står still eller ökar är således en gen som befunnit sig under urval nyligen. Metoden testades på simulerade data, och enligt testresultaten verkar den vara bra på att skilja ut evolution från andra orsaker till hög LD, som populationsflaskhalsar och inversioner av DNA. Att metoden ger så likt resultat på två olika databaser med olika genom talar också till dess fördel.
Studien publicerades som en open accesss-artikel (online 21/12) och är således tillgänglig även för de som inte prenumererar på PNAS. Bland andra New Scientist, Science Now och antropologen John Hawks skriver också läsvärt om detta (länkar nedan). Se även Vetenskapsnytt 10/9: Hjärnan evolveras fortfarande.
*Data från Perlegen genererades genom sekvensering av 71 personer från 3 olika populationer: 24 "europeiska amerikaner", 23 "afrikanska amerikaner" och 24 Han-kineser - alla boende i Los Angeles. Dessa data innehåller ca 1.6 miljoner SNPs, ca 25386 (1.6%) av dessa visar tecken på selektion enligt analysen. Totalt innebär det att 1799 gener i datat undergått naturligt urval. Data från HapMap Phase 1 Freeze täcker en bredare population: 90 personer av europeiskt ursprung, 90 personer av afrikanskt ursprung, 45 Han-kineser och 45 japaner och innehåller runt 1 miljon SNPs. En liknande andel av dessa, 20786 st (2.1%) visar tecken på selektion - och de finns i totalt ungefär 1800 gener.
Länkar
Artikelns sammanfattning (PNAS)
Artikeln (pdf)
New Scientist
Science Now
John Hawks (21/12)
torsdag, december 22, 2005
Renar i norr har ingen vidare dygnsrytm
De som har oroat sig för att tomtens renar ska må dåligt av att jobba hela natten, när de flesta bara vill sova, kan slappna av. Norska forskare har nämligen kommit fram till att renar i de nordliga polartrakterna inte har någon dygnsrytm att tala om. När de sover eller är vakna bestäms istället främst av vad de för tillfället har i magen.
Alla levande varelser har en dygnsrytm, som hjälper dem att förbereda sig för (och anpassa sig till) soluppgång och solnedgång. Även i frånvaro av naturligt ljus brukar de flesta därför anpassa sig till ett ungefär 24 timmar långt "dygn". Beväpnad med den kunskapen kan man undra hur djuren i polartrakterna egentligen har det ställt - oändliga dagar på sommaren och oändliga nätter på vintern borde ju kunna vända upp och ned på den mest stabila dyngsrytm i världen.
En norsk forskargrupp försedde 12 renar med radiosändare och samlade data om hur de rörde sig - i tiominutersintervall, under ett helt år. Sex av renarna befann sig på Svalbard (78° N) och de andra sex i norra Norge (70° N). Deras rörelser jämfördes sedan med tiderna för dagsljuset. Slutsatsen är att renar i de nordligaste polartrakterna (Svalbard) inte har någon vidare dygnsrytm - på våren och hösten visar de en svag tendens till dygnsrytm, men under sommaren och vintern har dagsljuset (eller bristen på det) väldigt lite att göra med när de är vakna. Renarna i norra Norge (som är längre söderut än Svalbard och således har mer dagsljus på vintern) hade en viss dygnsrytm under höst, vinter och vår men inte under sommaren. Deras rörelser - vakenhet eller sömn - bestäms sannolikt främst av deras matsmältning.
Forskarna gissar att en svag dygnsrytm kan vara en fördel för polarlevande varelser, genom att göra det lättare för dem att anpassa sig till de växlande ljusförhållandena. De föreslår därför att säsongsvis frånvaro av dygnsrytm är ett gemensamt drag för polarlevande djur.
Forskningsresultaten publiceras i dagens nummer av Nature.
Länkar
New Scientist
Artikeln (Nature, pren. krävs)
Alla levande varelser har en dygnsrytm, som hjälper dem att förbereda sig för (och anpassa sig till) soluppgång och solnedgång. Även i frånvaro av naturligt ljus brukar de flesta därför anpassa sig till ett ungefär 24 timmar långt "dygn". Beväpnad med den kunskapen kan man undra hur djuren i polartrakterna egentligen har det ställt - oändliga dagar på sommaren och oändliga nätter på vintern borde ju kunna vända upp och ned på den mest stabila dyngsrytm i världen.
En norsk forskargrupp försedde 12 renar med radiosändare och samlade data om hur de rörde sig - i tiominutersintervall, under ett helt år. Sex av renarna befann sig på Svalbard (78° N) och de andra sex i norra Norge (70° N). Deras rörelser jämfördes sedan med tiderna för dagsljuset. Slutsatsen är att renar i de nordligaste polartrakterna (Svalbard) inte har någon vidare dygnsrytm - på våren och hösten visar de en svag tendens till dygnsrytm, men under sommaren och vintern har dagsljuset (eller bristen på det) väldigt lite att göra med när de är vakna. Renarna i norra Norge (som är längre söderut än Svalbard och således har mer dagsljus på vintern) hade en viss dygnsrytm under höst, vinter och vår men inte under sommaren. Deras rörelser - vakenhet eller sömn - bestäms sannolikt främst av deras matsmältning.
Forskarna gissar att en svag dygnsrytm kan vara en fördel för polarlevande varelser, genom att göra det lättare för dem att anpassa sig till de växlande ljusförhållandena. De föreslår därför att säsongsvis frånvaro av dygnsrytm är ett gemensamt drag för polarlevande djur.
Forskningsresultaten publiceras i dagens nummer av Nature.
Länkar
New Scientist
Artikeln (Nature, pren. krävs)
tisdag, december 20, 2005
Bildkompression gör mammogram mer lättolkade
Informationsförluster vid bildkompression är inte alltid en nackdel. I en studie på mammografibilder blev bilderna faktiskt mer lättolkade efter kompression.
Mammografi - screening efter misstänkta bröstcancertumörer - kräver en tränad specialist för att tolka bilder. Antalet specialister är tämligen litet, och det skulle ju vara smidigt om man helt enkelt kunde skicka bilder till dem. Bilderna - det krävs fyra stycken - är däremot stora och kräver en snabb uppkoppling om man ska skicka dem. Helst skulle man vilja skicka dem via modem, men det tar omöjligt lång tid med tanke på storleken. Detta var utgångspunkten för ett forskningsprojekt vid Purdue University.
När man letar efter tecken på tumörer behöver man titta på flera olika storleksskalor och olika typer av detaljer - millimeterstora kalciumavlagringar, typen av kant (jämn eller ojämn) på cystor och mönster (i större skala) i kroppsvävnaden. Alla dessa karaktärsdrag måste bevaras när man komprimerar bilden. Bradley J. Lucier, som ingår i forskningsgruppen, började experimentera med olika kompressionsalgoritmer och hittade en (waveletbaserad) som gick att anpassa till problemet. De komprimerade bilderna innehåller bara 2% av "informationen" i de ursprungliga bilderna - men de fungerar minst lika bra: enligt sju av nio olika mätmetoder för diagnos-noggrannhet klassificerar experterna de komprimerade bilderna bättre än de okomprimerade.
Resultaten kommer publiceras i tidskriften Radiology senare idag (20/12).
Länk
Science Daily
Abstract (via Purdue University, längst ned på sidan)
Mammografi - screening efter misstänkta bröstcancertumörer - kräver en tränad specialist för att tolka bilder. Antalet specialister är tämligen litet, och det skulle ju vara smidigt om man helt enkelt kunde skicka bilder till dem. Bilderna - det krävs fyra stycken - är däremot stora och kräver en snabb uppkoppling om man ska skicka dem. Helst skulle man vilja skicka dem via modem, men det tar omöjligt lång tid med tanke på storleken. Detta var utgångspunkten för ett forskningsprojekt vid Purdue University.
När man letar efter tecken på tumörer behöver man titta på flera olika storleksskalor och olika typer av detaljer - millimeterstora kalciumavlagringar, typen av kant (jämn eller ojämn) på cystor och mönster (i större skala) i kroppsvävnaden. Alla dessa karaktärsdrag måste bevaras när man komprimerar bilden. Bradley J. Lucier, som ingår i forskningsgruppen, började experimentera med olika kompressionsalgoritmer och hittade en (waveletbaserad) som gick att anpassa till problemet. De komprimerade bilderna innehåller bara 2% av "informationen" i de ursprungliga bilderna - men de fungerar minst lika bra: enligt sju av nio olika mätmetoder för diagnos-noggrannhet klassificerar experterna de komprimerade bilderna bättre än de okomprimerade.
Resultaten kommer publiceras i tidskriften Radiology senare idag (20/12).
Länk
Science Daily
Abstract (via Purdue University, längst ned på sidan)
måndag, december 19, 2005
BOINC gör det enklare att donera datorkraft till forskning
SETI@home, det välkända "skärmsläckarprojektet", stängdes ner den 15:e december. Projektet lever dock kvar som en del i BOINC, eller Berkely Open Infrastructure for Network Computing, som utgör ett gemensamt ramverk för distribuerade projekt.
SETI@home, projektet som använder hemdatorers överflödiga beräkningskraft för att analysera "rymddata" och leta efter utomjordisk intelligens, lanserades 1999. Programvaran som behövdes kördes som en skärmsläckare när datorn inte användes, och alla användares datorer bildade tillsammans ett slags superdator med gigantisk beräkningskraft. Det är sannolikt ett av de mest välkända forskningsprojekten någonsin - åtminstone bland ungdomar. Projektet stängdes nyligen ner för att istället ingå som en del av BOINC, Berkely Open Infrastructure for Network Computing.
Surfande på vågen av SETI@home:s popularitet kom ett antal andra forskningsprojekt som också byggde på distribuerad dataanalys: klimatmodellering, proteinstruktur... (i rättvisans namn ska det nämnas att SETI@home inte var först med distribuerad analys, men det blev definitivt mest känt). Nackdelen med projektfloran var förstås att man i princip blev tvungen att välja ett projekt att gynna, och när projektet hade en mindre aktiv period gick en massa datorkraft outnyttjad. Och ju fler projekt, desto mindre översikt för den som är intresserad av att delta. Dessutom är det inte helt enkelt att ta fram programvara och infrastruktur för ett distribuerat projekt.
Därför startades BOINC, ett gemensamt ramverk för distribuerade projekt. Med en och samma mjukvaruinstallation kan man stödja ett eller flera projekt genom att ange hur många procent av ens tillgängliga kapacitet som ska läggas på de projekt man intresserar sig för - oavsett om det är primtalsfaktorisering, proteinvikning eller gravitationssignaler från pulsarer. Vill man bidra på annat sätt kan man också ladda ner källkoden och leta efter eller rätta buggar.
Har man inget bättre för sig är det rätt intressant att gräva ner sig lite i hur systemet fungerar rent tekniskt. Fast det rekommenderas nog bara om man är riktigt datorintresserad... :)
Länk
Nature News (om BOINC och SETI@home)
BOINC
torsdag, december 15, 2005
Självdisciplin, inte IQ, viktigast för studieframgångar
Studenter som (i likhet med mig) sliter med tentor, prov och annan studieexamination såhär års kan hämta tröst i nya forskningsresultat: det är självdisciplin, inte IQ, som är den viktigasta faktorn för studieframgång.
En undersökning som publiceras i decembernumret av Psychological Science visar att självdisciplin är den starkast förutsägande faktorn för akademisk framgång (IQ är således mindre viktigt, men inte betydelselöst). Studien utfördes på amerikanska åttondeklassare (motsvarar svenska sjundeklassare) och förutom självdisciplin ingick bland annat IQ-tester, undersökning av studievanor och beteende. Självdisciplin som den mättes under hösten visade sig vara den bästa förutsägande faktorn för studieframgång under nästföljande vår (mätt i betyg). Självdisciplin men inte IQ förutsade också vilka studenter som skulle komma att förbättra sina betyg under året.
Självdisciplin verkade inte heller vara korrelerat med (hänga ihop med) IQ. Således: envishet och en hög utträkningströskel kan man komma långt med...
Är man dessutom väldigt stressad när man tentar kan det kanske vara en idé att plocka med sig lite extra läsk och godis. Tester på möss visar nämligen att stressade möss som får sockersötat vatten blir mindre stressade (jämfört med stressade möss som får sötningsmedelssötat vatten).
Länkar
Artikeln om studieframgång (Psychological Science, pren. krävs)
Nyhetsrelease om socker mot stress (ScienceDaily)
En undersökning som publiceras i decembernumret av Psychological Science visar att självdisciplin är den starkast förutsägande faktorn för akademisk framgång (IQ är således mindre viktigt, men inte betydelselöst). Studien utfördes på amerikanska åttondeklassare (motsvarar svenska sjundeklassare) och förutom självdisciplin ingick bland annat IQ-tester, undersökning av studievanor och beteende. Självdisciplin som den mättes under hösten visade sig vara den bästa förutsägande faktorn för studieframgång under nästföljande vår (mätt i betyg). Självdisciplin men inte IQ förutsade också vilka studenter som skulle komma att förbättra sina betyg under året.
Självdisciplin verkade inte heller vara korrelerat med (hänga ihop med) IQ. Således: envishet och en hög utträkningströskel kan man komma långt med...
Är man dessutom väldigt stressad när man tentar kan det kanske vara en idé att plocka med sig lite extra läsk och godis. Tester på möss visar nämligen att stressade möss som får sockersötat vatten blir mindre stressade (jämfört med stressade möss som får sötningsmedelssötat vatten).
Länkar
Artikeln om studieframgång (Psychological Science, pren. krävs)
Nyhetsrelease om socker mot stress (ScienceDaily)
onsdag, december 14, 2005
Här finns de utrotningshotade djurarterna
I dagens PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences) presenteras en studie av de områden där flest djur riskerar att dö ut inom den närmaste tiden. I studien ingår 794 arter fördelade på 595 områden. En stor del av dessa områden ligger i utvecklingsländer och de flesta utsätts för ett hårt tryck från människan.
Studien täcker "kritiska områden" - platser där den överväldigande majoriteten av en liten och hotad population existerar. Den har genomförts av forskare från de 52 medlemsorganisationerna i The Alliance for Zero Extinction (ungefär "Nollutrotningsalliansen"). Om inget görs kommer en stor del av dessa arter vara utdöda inom en nära framtid.
Amfibier (groddjur) dominerar med 408 av 794 arter, därefter kommer fåglar (271 arter) och däggdjur (131 arter). De flesta kritiska områdena finns i vad författarna kallar tropisk fuktig skog (jag är inte säker på vad som skiljer definitionen från regnskog), men tropiska barrskogar har störst täthet av hotade arter.
Tillsammans med studien publiceras en karta över områdena (och arterna) samt en lista på de åtgärder som krävs för att rädda varje art. Hela databasen, med sökmöjligheter, finns tillgänglig på www.zeroextinction.org (inkluderar en mycket illustrativ och lättanvänd klickbar karta).
Bild från The Zero Extinction Alliance:s hemsida (under "Charts and statistics")
Länk
Nyhetsrelease (ScienceDaily)
Artikeln (PNAS, prenumeration krävs)
The Alliance for Zero Extinction (webbsida)
tisdag, december 13, 2005
"Tankekontroll" kan hjälpa mot smärta
Ett forskningsprojekt på kroniska smärtpatienter har visat att man kan lära sig att minska upplevd smärta genom att kontrollera hur man tänker. Att det verkligen fungerar verifierades med hjärnavbildning. Metoden hjälper dock inte lika bra för alla.
Åtta patienter med kronisk smärta ingick i studien. Deras hjärnaktivitet i området rostral anterior cingulate cortex, rACC (som är inblandat i smärtkontroll), avbildades med fMRI. De fick se bilden samtidigt som de ombads att minska aktiviteten i området genom att antingen fokusera på smärtan eller distrahera sig från den. Efter några träningssessioner kunde de flesta reducera sin rACC-aktivitet på kommando - dessa patienter uppgav att smärtan minskade ungefär med hälften. Metoden fungerade även på kontrollgruppen, fullt friska försökspersoner som fick smärtstimuli och ombads kontrollera smärtan.
En av deltagarna intervjuas av Nature News och berättar att hon till viss del kan kontrollera sin smärta på samma sätt när hon är hemma, men att det kräver stor koncentration. Det kan således vara värt att hålla i minnet att detta är ingen mirakelkur: att minska sin smärta på detta sätt fungerade inte lika bra för alla patienter, och forskarna säger att det är mycket kvar att göra innan metoden kan användas i terapi. (Metoden borde däremot, för dem det kan hjälpa, kunna innebära betydligt lägre risk för biverkningar än vad värktabletter gör)
Studien kommer att publiceras i Proceedings of the National Academy of Sciences i veckan.
Länk
Nature News
Åtta patienter med kronisk smärta ingick i studien. Deras hjärnaktivitet i området rostral anterior cingulate cortex, rACC (som är inblandat i smärtkontroll), avbildades med fMRI. De fick se bilden samtidigt som de ombads att minska aktiviteten i området genom att antingen fokusera på smärtan eller distrahera sig från den. Efter några träningssessioner kunde de flesta reducera sin rACC-aktivitet på kommando - dessa patienter uppgav att smärtan minskade ungefär med hälften. Metoden fungerade även på kontrollgruppen, fullt friska försökspersoner som fick smärtstimuli och ombads kontrollera smärtan.
En av deltagarna intervjuas av Nature News och berättar att hon till viss del kan kontrollera sin smärta på samma sätt när hon är hemma, men att det kräver stor koncentration. Det kan således vara värt att hålla i minnet att detta är ingen mirakelkur: att minska sin smärta på detta sätt fungerade inte lika bra för alla patienter, och forskarna säger att det är mycket kvar att göra innan metoden kan användas i terapi. (Metoden borde däremot, för dem det kan hjälpa, kunna innebära betydligt lägre risk för biverkningar än vad värktabletter gör)
Studien kommer att publiceras i Proceedings of the National Academy of Sciences i veckan.
Länk
Nature News
måndag, december 12, 2005
Matematisk analys visar hur boardingtider kan förkortas
Alla som har flugit vet att boarding kan vara en utdragen och kaotisk process. Att låta de som sitter längst bak gå på först verkar sällan lösa problemet. Matematisk analys, utförd av en israelisk forskargrupp, visar nu att den typen av boarding är väldigt ineffektiv jämfört med att bara låta folk gå på flygplanet slumpmässigt.
Den tid som krävs för boarding avgör hur lång tid det tar att "vända" ett flygplan, och således är det intressant för flygbolag att korta ner boardingtiderna så mycket som möjligt. Enligt Nature News har boardingtiderna stadigt ökat sedan 70-talet, och flygbolagen använder sig bland annat av datorsimuleringar (där "passagerare" utför typiska saker som att lasta sitt bagage, hjälpa familjemedlemmar och så vidare) för att hitta sätt att göra boardingtiderna kortare. Samtidigt vill de inte irritera sina passagerare allt för mycket.
En israelisk forskargrupp har nu visat att det inte krävs detaljerade verklighetsliknande simuleringar för att analysera problemet - det räcker med mer abstrakt matematisk analys. De formulerar problemet som en serie permutationer (variationer i sekvens) av ordningen som passagerarna stiger på planet - vilka som kliver på före dig påverkar naturligtvis sannolikheten för dig att snabbt kunna nå din plats utan att bli blockerad av någon före dig. I sina beräkningar använder de sig av sofistikerade matematiska metoder som slumpmatristeori (random matrix theory) och två-dimensionell Lorentz-geometri. Lorentz-geometri utvecklades specifikt för att man skulle kunna räkna på relativitetsteori, så att använda den på den här typen av problem är antagligen väldigt ovanligt.
Analysen visar att det är ineffektivt att låta de som sitter längre bak gå på först - de blir fortfarande ofta blockerade av passagerare som ska till raderna innan. Istället är det väldigt effektiv att göra som vissa lågprisflyg - att låta passagerarna själva välja plats och således gå på i slumpmässig ordning. Sannolikheten att någon blockerar någon annan är då mycket mindre - faktiskt så mycket mindre att slumpmässig boarding är en nästan optimal lösning. Alla typer av boarding kan också göras mer effektiva genom att låta passagerare med fönsterplatser gå på först.
Allt detta kan naturligtvis låta väldigt självklart, men en del av poängen är att modellen bara har fyra inparametrar: hur lång bit av mittgången en (stående) passagerare tar upp, avståndet mellan två stolsrader, antal passagerare per rad och den tid det tar en passagerare att sätta sig efter att ha kommit till sin rad.
Det ska bli intressant att se om fler flygbolag kommer tillämpa slumpmässig ordning efter detta. :)
Länkar
Nature News
artikeln (arxiv.org, gratis)
Den tid som krävs för boarding avgör hur lång tid det tar att "vända" ett flygplan, och således är det intressant för flygbolag att korta ner boardingtiderna så mycket som möjligt. Enligt Nature News har boardingtiderna stadigt ökat sedan 70-talet, och flygbolagen använder sig bland annat av datorsimuleringar (där "passagerare" utför typiska saker som att lasta sitt bagage, hjälpa familjemedlemmar och så vidare) för att hitta sätt att göra boardingtiderna kortare. Samtidigt vill de inte irritera sina passagerare allt för mycket.
En israelisk forskargrupp har nu visat att det inte krävs detaljerade verklighetsliknande simuleringar för att analysera problemet - det räcker med mer abstrakt matematisk analys. De formulerar problemet som en serie permutationer (variationer i sekvens) av ordningen som passagerarna stiger på planet - vilka som kliver på före dig påverkar naturligtvis sannolikheten för dig att snabbt kunna nå din plats utan att bli blockerad av någon före dig. I sina beräkningar använder de sig av sofistikerade matematiska metoder som slumpmatristeori (random matrix theory) och två-dimensionell Lorentz-geometri. Lorentz-geometri utvecklades specifikt för att man skulle kunna räkna på relativitetsteori, så att använda den på den här typen av problem är antagligen väldigt ovanligt.
Analysen visar att det är ineffektivt att låta de som sitter längre bak gå på först - de blir fortfarande ofta blockerade av passagerare som ska till raderna innan. Istället är det väldigt effektiv att göra som vissa lågprisflyg - att låta passagerarna själva välja plats och således gå på i slumpmässig ordning. Sannolikheten att någon blockerar någon annan är då mycket mindre - faktiskt så mycket mindre att slumpmässig boarding är en nästan optimal lösning. Alla typer av boarding kan också göras mer effektiva genom att låta passagerare med fönsterplatser gå på först.
Allt detta kan naturligtvis låta väldigt självklart, men en del av poängen är att modellen bara har fyra inparametrar: hur lång bit av mittgången en (stående) passagerare tar upp, avståndet mellan två stolsrader, antal passagerare per rad och den tid det tar en passagerare att sätta sig efter att ha kommit till sin rad.
Det ska bli intressant att se om fler flygbolag kommer tillämpa slumpmässig ordning efter detta. :)
Länkar
Nature News
artikeln (arxiv.org, gratis)
torsdag, december 08, 2005
Hjärnstorlek och testikelstorlek i omvänt förhållande hos fladdermöss
New Scientist skriver om en studie på 334 fladdermusarter där man funnit att hjärnstorlek och testikelstorlek hos hannarna står i omvänt förhållande till varandra - i de arter där honorna har fler än en partner. Expressen gör en typisk... tja, en typisk Expressen och konstaterar att "Sexgalna honor får hanar med små hjärnor". Kanske inte direkt fel, men definitivt missledande. Låt oss nyansera det en smula!
Nyckelidén här är att en hjärna, och likaledes ett par testiklar, är mycket energikrävande. Som Scott Pitnick, ansvarig för studien säger till New Scientist: fladdermöss med sin stora kroppsyta jämfört med kroppsvolym och sitt ständiga flygande (särskilt under parningssäsongen) lever bildligt talat på en knivsegg när det gäller effektivt energianvändande. De blir såleds tvungna att kompromissa stenhårt mellan vad de satsar på. Att större hjärna innebär mindre testiklar, och vice versa, är därför knappast förvånande.
Däremot blev forskarna förvånade över att hannar i arter där honan har flera partners satsade på mindre hjärnor och större testiklar - de hade trott att en stor hjärna (och därmed, implicit antaget, en smartare individ) skulle vara ett bättre sätt för hanen att försäkra sig om att få para sig mycket. Detta knyter an till teorier om att bland annat primaternas/människans hjärnstorlek och intelligens utvecklades uppåt ju större och komplexare grupper de ingick i. Större testiklar är däremot inte heller en dålig strategi - om honan man parar sig med har parat sig med flera olika hanar innan är många spermier ofta en god konkurrensfördel. Har honan bara en partner är det däremot onödigt för honom att lägga energi på att producera fullt så många spermier. (En lång och intressant diskussion om olika arters strategier kan man hitta i den populärvetenskapliga boken "Dr Tatianas råd om sex och samlevnad till hela skapelsen" som jag skrivit om tidigare. Rekommenderas!)
Vad man ser i valet mellan stor hjärna och stora testiklar är således ett val mellan två olika strategier som båda kan tänkas fungera i samma situation. Och det är kanske något orättvist att anta att fladdermushanar - även de med stora hjärnor - ska kunna vara listiga nog att konkurrera ut och hålla reda på ett flertal andra fladdermöss. Det är ju om inte annat något som betydligt mer komplexa arter har svårt med. Det är nog för övrigt osannolikt att man hittar samma trade-off hos människan, som ju inte precis lever på nån knivsegg av energieffektivisering.
Vad jag sedan tycker om Expressens sätt att karakterisera honor med flera partners som "sexgalna" och samtidigt inte säga nåt alls om hanarna... det lämpar sig bättre för ett annat forum.
Länkar
New Scientist
Expressen
artikeln (Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, pren. krävs)
Nyckelidén här är att en hjärna, och likaledes ett par testiklar, är mycket energikrävande. Som Scott Pitnick, ansvarig för studien säger till New Scientist: fladdermöss med sin stora kroppsyta jämfört med kroppsvolym och sitt ständiga flygande (särskilt under parningssäsongen) lever bildligt talat på en knivsegg när det gäller effektivt energianvändande. De blir såleds tvungna att kompromissa stenhårt mellan vad de satsar på. Att större hjärna innebär mindre testiklar, och vice versa, är därför knappast förvånande.
Däremot blev forskarna förvånade över att hannar i arter där honan har flera partners satsade på mindre hjärnor och större testiklar - de hade trott att en stor hjärna (och därmed, implicit antaget, en smartare individ) skulle vara ett bättre sätt för hanen att försäkra sig om att få para sig mycket. Detta knyter an till teorier om att bland annat primaternas/människans hjärnstorlek och intelligens utvecklades uppåt ju större och komplexare grupper de ingick i. Större testiklar är däremot inte heller en dålig strategi - om honan man parar sig med har parat sig med flera olika hanar innan är många spermier ofta en god konkurrensfördel. Har honan bara en partner är det däremot onödigt för honom att lägga energi på att producera fullt så många spermier. (En lång och intressant diskussion om olika arters strategier kan man hitta i den populärvetenskapliga boken "Dr Tatianas råd om sex och samlevnad till hela skapelsen" som jag skrivit om tidigare. Rekommenderas!)
Vad man ser i valet mellan stor hjärna och stora testiklar är således ett val mellan två olika strategier som båda kan tänkas fungera i samma situation. Och det är kanske något orättvist att anta att fladdermushanar - även de med stora hjärnor - ska kunna vara listiga nog att konkurrera ut och hålla reda på ett flertal andra fladdermöss. Det är ju om inte annat något som betydligt mer komplexa arter har svårt med. Det är nog för övrigt osannolikt att man hittar samma trade-off hos människan, som ju inte precis lever på nån knivsegg av energieffektivisering.
Vad jag sedan tycker om Expressens sätt att karakterisera honor med flera partners som "sexgalna" och samtidigt inte säga nåt alls om hanarna... det lämpar sig bättre för ett annat forum.
Länkar
New Scientist
Expressen
artikeln (Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, pren. krävs)
Prenumerera på:
Inlägg (Atom)