Wetenschap Vandaag | BNR

Het is een hot topic in een steeds hetere wereld: geo-engineering. Het bewust ingrijpen in de natuurlijke systemen van de aarde, met als doel om onder andere de negatieve gevolgen van klimaatverandering tegen te gaan of af te remmen. Het is voer voor een heleboel complottheorieën, maar ook voor discussies onder wetenschappers. Zonder te zeggen dat dit ook echt de route moet worden, roept een groep Amerikaanse onderzoekers nu bijvoorbeeld op om op zijn minst serieus te bespreken of geo-engeneering smeltende gletsjers zou kunnen afremmen. Daarbij wordt natuurlijk ook gekeken naar de nadelen van ingrijpen in dit soort processen. Elk gletsjersysteem in de wereld ondergaat op het moment grote veranderingen. Meer en meer smeltwater belandt in zee, met de inmiddels bekende gevolgen voor de rest van de wereld.   Er is al eens geopperd om, op essentiële plekken waar veel smelt is, muren of gordijnen te installeren die het ijs beschermen tegen het steeds warmere zeewater. Hier wordt nu al onderzoek naar gedaan.   Ook wordt gekeken of het verminderen van smeltwater kan helpen. Door bijvoorbeeld gaten te boren en het water weg te sluizen of kunstmatig te bevriezen voor het de zee bereikt en onderweg de ijsplaatstructuur wordt beïnvloed.   Maar beide opties zijn een duur en ingrijpend iets, waarmee ook het lokale ecosysteem en de lokale gemeenschappen beïnvloed zullen worden. Ook als het nog maar om proeven gaat.  Naar verwachting is pas over tientallen jaren aan onderzoek met zekerheid te zeggen of een dergelijk ingrijpen meer positieve dan negatieve gevolgen heeft op de lange termijn. Onder andere omdat we de natuurlijke mechanismen nog steeds niet volledig begrijpen of kunnen voorspellen.   Daarom, zeggen deze wetenschappers, moeten we nu grotere stappen maken, zodat we nog een kans hebben om het op tijd uit te zoeken.  Met menselijk handelen voorkomen dat het erger wordt, door uitstoot terug te dringen bijvoorbeeld, blijft hoofdprioriteit, voegen ze hieraan toe. Lees hier meer: Scientists call for ‘major initiative’ to study whether geoengineering should be used on glaciersSee omnystudio.com/listener for privacy information.

Ergens tussen een zwart gaatje en een superzwaar zwart gat, moet een soort medium maat zwart gat bestaan. Maar bewijs hiervoor is er amper. Nu zeggen astronomen dat een analyse van een cluster van snel bewegende sterren daar weleens verandering in zou kunnen brengen.   Je hebt zwarte gaten die voortkomen uit één of een paar sterren en je hebt de monsters in het hart van sterrenstelsels die miljoenen keren de massa van onze zon zijn. Maar iets er tussenin moet ook bestaan. Dan hebben we het overigens nog steeds over iets met een massa duizenden keren groter dan onze zon. Zoiets krachtigs heeft natuurlijk een effect op zijn omgeving.  Twintig jaar lang is met interesse gekeken naar een handjevol sterren dat, niet al te ver bij ons vandaan, zo snel beweegt dat het wel in de zwaartekrachtsgreep van iets heel zwaars moet zitten. Een mysterieus object met een massa 8200 keer zwaarder dan de zon.  En dat mysterieuze object, concluderen ze, moet dan wel een medium zwart gat zijn. Deze objecten zijn ook een belangrijke schakel binnen het onderzoek naar het ontstaan van superzware zwarte gaten.   Er waren eerder hints voor het bestaan van de medium variant, maar die telden nog niet als stevig bewijs.   Ook wat betreft het cluster waarin de sterren uit dit onderzoek zich bevinden kon eerder niet worden uitgesloten dat het om meerdere kleine zwarte gaten kon gaan. Dankzij observaties met de Hubble telescoop, die wel 500 beelden van de groep sterren maakte gedurende 20 jaar, is er nu eindelijk meer duidelijkheid.   Het bestudeerde sterrensysteem is nu het kleinste systeem dat ooit gezien is met eigen zwarte gat. Het zwarte gat zelf is ook het dichtstbijzijnde ooit gevonden. Zelfs het superzware zwarte gat in het centrum van de Melkweg is verder weg van de aarde. Dat maakt het nieuwe zwarte gat erg interessant voor toekomstig onderzoek. De kans is groot dat hier ook James Webb voor wordt ingeschakeld. Lees hier meer over het onderzoek: Fast-moving stars are ‘smoking gun’ for long-sought midsize black holeSee omnystudio.com/listener for privacy information.

Als een soort op hol geslagen vuurtoren zwiept hij elke 5,75 milliseconde een bundel radio- en röntgenstraling richting de aarde: pulsar PSR J0437. Een ronddraaiende neutronenster, 150 lichtjaar van ons af. Deze neutronenster is de dichtstbijzijnde millisecondepulsar die we kennen, draait 174 keer per seconde om zijn as en wordt begeleid door een witte dwergster. Het is ook, onder andere omdat hij zo dichtbij staat, de helderste van zijn soort. En qua timing ook nog eens een stabielere klok dan door ons gemaakte atoomklokken. Over deze pulsar weten we nu een stuk meer, dankzij uitvoerige berekeningen op een Nederlandse supercomputer. Die combineerde onderzoekers met metingen gedaan door de NICER-röntgentelescoop aan boord van het ISS. Hierdoor lukte het om de straal van de ster te berekenen (11,4 kilometer) en de temperatuurverdeling van de magnetische polen te bepalen. Die polen blijken niet netjes tegenover elkaar te liggen. Ze hoopten vooraf al dat ze dit konden bevestigen, maar waren blij verrast dat het ook echt is gelukt. Dankzij het onderzoek konden ze ook iets zeggen over bestaande theorieën die iets vertellen over het maximumgewicht van neutronensterren. Dat moet lager zijn, denken ze nu, dan is voorspeld. En dat, zeggen de onderzoekers, komt dan weer mooi overeen met onderzoek naar zwaartekrachtsgolven. De komende tijd hopen de onderzoekers meer gegevens van de NICER-röntgentelescoop binnen te krijgen. Zowel van deze pulsar, als anderen. Uiteindelijk willen de onderzoekers zo voor elke neutronenster kunnen voorspellen waarvan de ster gemaakt is en welke krachten er tussen de deeltjes spelen. Lees hier meer over het onderzoek: Dichtstbijzijnde millisecondepulsar heeft straal van 11,4 kilometer en is 1,4x zo zwaar als de zonSee omnystudio.com/listener for privacy information.

Tot laat opblijven en laat opstaan: de nachtbrakers onder ons weten dat dit niet altijd - afhankelijk van je werkveld natuurlijk - als iets positiefs wordt gezien door de rest van de wereld.  Hardwerkende mensen staan vroeg op, zijn meteen klaar voor de dag en zorgen dat ze op tijd weer klaar zijn met al hun taken.   Nou werd in eerder onderzoek al gesuggereerd dat snoozers ten opzichte van ‘meteen eruit’-mensen niet inleveren qua concentratie en prestatie gedurende de dag.  Nu zeggen onderzoekers dat dit eigenlijk ook geldt voor laat naar bed gaan en laat opstaan.   Hiervoor bekeken ze data van 26.000 mensen, die onder andere hadden meegedaan aan intelligentie-, reactie- en geheugentesten. Dat legden ze naast hun slaappatronen. En daaraan zeggen ze te kunnen zien dat ochtendmensen de laagste scores hadden op cognitieve testen en avondmensen en mensen die er tussenin zitten een hogere score.  Niet iedereen is overigens even zeker van de implicaties van deze resultaten. Aangezien dit nog niets zegt over de gedetailleerde mechanismen in het brein die hieraan ten grondslag liggen. Wat is precies de link tussen slaappatroon en cognitie? Hoe beïnvloedt het één het ander?    Ook is bijvoorbeeld niet aangetoond op welk moment van de dag die cognitieve testen dan zijn gedaan. En zo zijn er nog een aantal beperkingen.   Toch zeggen de onderzoekers wel ook iets over slaaplengte te kunnen zeggen. Of je nou avond- of ochtendmens bent: genoeg slapen lijkt altijd belangrijk. Tussen de 7 en 9 uur bleek voor cognitieve taken het best te zijn. Dat sluit aan bij wat in eerdere onderzoeken al werd gezien, maar nogmaals: dit onderzoek heeft zo zijn beperkingen.  Als je er dan toch een les uit wilt halen, dan is slaaplengte qua focus waarschijnlijk beter dan een transitie ondergaan van ochtendmens naar avondmens.  Dat gezegd hebbende: als avondmens ben ik toch altijd blij om stukjes potentieel bewijs tegen te komen dat dit voor mij en mijn hersenen een prima ritme is. En dat zowel in het geval van snoozen, als laat slapen, dit waarschijnlijk niet betekent dat ik minder scherp ben dan een ochtendmens. Lees hier meer over het onderzoek: Night owls’ cognitive function ‘superior’ to early risers, study suggestsSee omnystudio.com/listener for privacy information.

DNA-materiaal kan ontzettend lang bewaard blijven, mits de omstandigheden precies goed zijn. De meest intacte vondsten worden bijvoorbeeld vaak gedaan op plekken waar het materiaal lange tijd onverstoord in extreme kou bewaard is gebleven. Als het goed genoeg bewaard is gebleven kan dat materiaal iets zeggen over de drager ervan, zelfs als diegene, dat plantje, of het dier, tienduizenden jaren geleden leefde. Je kunt het bijvoorbeeld vergelijken met moderne verwanten en kijken wat er evolutionair veranderd is. Nu hebben onderzoekers wel een hele bijzondere ontdekking gedaan: DNA van een mammoet, in 3D vastgevroren op zo'n manier dat de structuur van het chromosoom bewaard is gebleven. En dat geeft ze veel meer informatie dan anders. Weet je de vorm van de chromosomen, dan kun je het hele DNA van een organisme in kaart brengen en zelfs iets zeggen over welke genen er actief waren. In dit geval ging het om DNA uit de huid van een mammoet die zo'n 50.000 jaar geleden moet hebben geleefd in Siberië. Ze konden al snel zien dat het dier evenveel chromosoom paren had, 28, als de moderne olifant. Dat was te verwachten, maar toch: nooit eerder bevestigd op deze manier. De meeste gen-activiteit in de huid van de mammoet leek ook op die van olifanten. Maar niet altijd. Het ging namelijk om een wolharige mammoet. Voor het eerst konden ze precies zien welke genen er verantwoordelijk waren voor het vormen van die haren. Iets anders interessants dat ze konden zien was dat deze oeroude chromosomen qua vorm heel erg lijken op moderne chromosomen. Bijvoorbeeld de ring van DNA en eiwitten in de celkern van bepaalde cellen, een structuur niet groter dan 50 nanometer, pas 10 jaar geleden voor het eerst is gezien in mensen. Einstein voorspelde ooit dat materiaal van deze grootte nooit bewaard zou kunnen blijven, natuurkundig gezien. De onderzoekers wilden dan ook maar al te graag een verklaring vinden voor dit intact gebleven materiaal. Het lijkt erop dat het in een staat verkeert die lijkt op glas.  Maar hoe is het in die staat terechtgekomen? Vermoedelijk dankzij onze voorouders. Toen al werd eten soms bewaard voor later. Door een combinatie van uitdrogen en bevriezen. Het stukje huid waar dit DNA uit is gehaald, was waarschijnlijk een stukje mammoet-beef jurky.  Iemand was zo slim deze snack te bewaren, zodat wij er nu, tienduizenden jaren later, mee terug in de tijd kunnen kijken.  Lees hier meer over het onderzoek: Fossils of ancient chromosomes discovered. See omnystudio.com/listener for privacy information.

Onderzoekers hebben de atmosfeer van planeet HD 189733 b nader bestudeerd en deden daar een aantal interessante ontdekkingen.  De metingen werden gedaan door de James Webb ruimtetelescoop. Daaraan was te zien dat in de atmosfeer veel waterstofsulfide zit. En dat zegt meteen iets over hoe een bezoekje aan deze planeet zou ruiken: dit gas ruikt naar rotte eieren en komt ook voor in, jawel, scheten.   Het is één van de eerste ontdekkingen van waterstofsulfide op een exoplaneet. Dichterbij is het ook te vinden in de atmosfeer van Jupiter. Het gas kan een teken van leven zijn, maar op deze twee gasreuzen zal dat niet gevonden worden, het is er te heet.  Dat betekent ook dat je  – al zou je deze exoplaneet bereiken – waarschijnlijk niets zal ruiken. Met een temperatuur van 1000 graden is even rondwandelen en de lucht opsnuiven er niet bij. En dan hebben we het nog niet eens gehad over de glas-achtige regen die naar beneden slaat.   Toch is de ontdekking wel waardevol omdat het de onderzoekers meer vertelt over hoe exoplaneten zich vormen. Lees hier meer over het onderzoek: Johns Hopkins astronomers sniffed out the stinky atmosphere with Webb TelescopeSee omnystudio.com/listener for privacy information.

Onderzoekers zijn aan de slag gegaan met een enorme dataset van 1500 zoogdieren met daarin gegevens over hun hersen- en lichaamsgrootte. Want is het nou wel of niet zo dat evolutionair gezien geldt: de grootste dieren hebben in verhouding ook het grootste brein. Er werd lang gedacht dat dit lineair is. Hersengrootte wordt proportioneel groter, hoe groter een dier is. Maar een nieuw model laat zien dat het een curve is. Hele grote dieren hebben juist weer een kleiner brein.  Met behulp van dat model konden ze ook zien welke dieren van de regels afwijken. Wij mensen zijn daar één van. 20 keer sneller geëvolueerd dan alle andere zoogdieren, met als resultaat die enorme hersenpartij.  Nou zijn er wel meerdere zoogdieren die zo'n evolutiespurt door hebben gemaakt. Maar qua brein niet altijd naar groter. Vleermuizen kregen aan het begin heel snel een steeds kleiner brein bijvoorbeeld. De drie groepen dieren die qua hersengrootte de meest ingrijpende veranderingen door hebben gemaakt zijn primaten, knaagdieren en vleeseters. In deze groepen neemt relatieve hersengrootte meestal toe door de tijd heen. Maar dat geldt dus niet voor alle zoogdieren.  In de grootste dieren, maar ook in sommige vogels, weerhoudt iets het brein ervan om te groot te worden. Misschien kost het bij een bepaalde grootte simpelweg te veel energie voor het lichaam.  Qua biologie zijn de dieren waarbij dit wordt gezien erg verschillend, dus of er een oorzaak wordt gevonden voor alle soorten die deze curve volgen is nog maar de vraag. Lees hier meer over het onderzoek: Brain size riddle solved as humans exceed evolution trendSee omnystudio.com/listener for privacy information.

Met onze oren horen we een woord natuurlijk al, maar pas in onze hersenen wordt er betekenis aan gegeven. In vorige onderzoeken is dit mechanisme bestudeerd door naar de bloedtoevoer te kijken. Dat geeft een idee van waar hersenactiviteit kan zijn. Daarmee lukte het al om delen van de hersenen aan te wijzen, waarin woordverwerking plaatsvindt. Maar nu hebben onderzoekers gekeken naar individuele neuronen in real time. Ze kregen hierbij hulp van patiënten die al aan hun brein geopereerd moesten worden vanwege epilepsie. Bij deze ingreep worden elektroden op de hersenen geplaatst om te bepalen waar de epileptische aanvallen vandaan komen, maar daarmee konden ze ook de activiteit van zo'n 300 neuronen bestuderen. De tien deelnemers luisterden naar korte zinnen, met daarin ongeveer 450 woorden. Voor elk woord zagen ze zo'n twee tot drie specifieke neuronen actief worden. Vervolgens keken ze naar overlap: welke woorden activeerden vergelijkbare groepen. Zo zagen ze dat woorden die met elkaar geassocieerd worden, of lijken op elkaar - denk aan ‘kip’ en ‘ei’, of 'rat’ en ‘muis’ - vergelijkbare patronen creëerden. Hetzelfde gold voor woorden van dezelfde categorie. Bijvoorbeeld ‘boven’ en ‘achter’, of woorden die een actie omschrijven. Betekent dit dat de onderzoekers ook konden uitlezen wat iemand had gehoord? Als een soort gedachtenlezen? Niet helemaal, al konden ze wel aangeven of in de zin bijvoorbeeld een dier, een actie en voedsel zat en in welke volgorde. Het doel is uiteindelijk om mensen te helpen communiceren die zelf hun spraak niet meer kunnen gebruiken. Het lijkt erop dat in alle individuen dezelfde groepen neuronen aan de slag gaan voor dezelfde woorden. In deze studie is wel alleen gekeken naar het Engels en er is maar naar een stukje van de hersenen gekeken. Dus er is nog veel vervolgonderzoek nodig. Lees hier meer over het onderzoek: Ultra-detailed brain map shows neurons that encode words’ meaningSee omnystudio.com/listener for privacy information.

Hoe weten trekvogels welke routes ze moeten nemen? Over die vraag buigen wetenschappers zich al heel lang, maar een team van Nederlandse en Zwitserse onderzoekers heeft voor één soort een nieuw antwoord: jonge, onervaren spreeuwen vinden zelfstandig de weg naar hun overwinteringsgebied. Ze kijken de trekroute niet af bij hun soortgenoten. Hier kwamen ze achter door een oud verplaatsingsexperiment opnieuw te bekijken en uit te breiden met nieuwe gegevens. In het experiment, uitgevoerd in de jaren 50 en 60, werden spreeuwen vanuit Den Haag per vliegtuig naar Zwitserland en Spanje gestuurd, om vervolgens te kijken welke route ze vanaf daar vlogen. Daarin was te zien dat volwassen spreeuwen zich bewust waren van de plotselinge verplaatsing. Zij pasten hun trekrichting aan om alsnog de normale gebieden te bereiken. Jonge spreeuwen vlogen door in de richting die ze vanuit Nederland hadden genomen en kwamen terecht op verkeerde bestemmingen in Zuid-Frankrijk en Spanje. Had die groep jonge spreeuwen zich bij andere lokale spreeuwen aangesloten? En waren ze daarom daar terechtgekomen? Of hadden ze zelf een nieuw pad gekozen? Om dat te bepalen combineerden de onderzoekers de data van het eerdere onderzoek met nieuwe data over het vlieggedrag van lokale spreeuwen in Zwitserland en Spanje. Hun vliegroutes bleken anders dan die van de verplaatste jonge spreeuwen te zijn. Geen ‘meevliegers’ dus. Niet aangeleerd, maar aangeboren. Waarom is dit überhaupt belangrijk om te weten? Door klimaatverandering en menselijk landgebruik verandert de wereld waar de trekvogels doorheen vliegen snel. Is hun trekgedrag aangeboren en niet aangeleerd, dan zullen ze zich ook minder snel kunnen aanpassen, is de vrees. Lees hier meer over het onderzoek: Spreeuwen kijken trekroute niet van elkaar afSee omnystudio.com/listener for privacy information.

In een grot op het Indonesische eiland Sulawesi is een figuratieve grottekening gevonden die ten minste 51.200 jaar oud moet zijn. Dat maakt hem zo'n 5000 jaar ouder dan de vorige recordhouder. Het gaat om een tekening van drie mensachtige figuren naast wat een wild varken moet zijn. Het grootste poppetje lijkt, met de armen in de lucht, een soort stok vast te houden. Het tweede figuur staat dicht bij de kop van het dier en lijkt ook een stok vast te hebben richting de nek van het dier. Het derde mensfiguur staat op zijn kop, met één hand richting of op het hoofd van het varken. Waarschijnlijk vertelden mensen al veel langer verhalen aan elkaar, maar op een manier die niet werd vastgelegd. Het is overigens niet de oudste grottekening. In Zuid-Afrika werden al eens getekende geometrische patronen gevonden die meer dan 75,000 jaar oud moeten zijn. Maar dat werd nog niet gezien als verhalende kunst. De tekening van de drie poppetjes en het varken wel. Het laat zien dat toen al de weg werd ingeslagen die uiteindelijk leidde tot kunst en wetenschap. Wat er dan voor heeft gezorgd dat de mens ooit ging tekenen, en of dat een verandering in bijvoorbeeld de hersenen is geweest, dat weten we niet. De ontdekking werd gedaan met de nieuwste dateertechnieken. Daarmee zal waarschijnlijk ook opnieuw naar andere, al eerder ontdekte tekeningen worden gekeken. Mogelijk worden daarmee nog oudere tekeningen gevonden. Sommige onderzoekers vermoeden dat deze waarschijnlijk in Afrika gevonden zullen worden, maar voorlopig is Sulawesi recordhouder. Lees hier meer over de ontdekking: World's oldest cave art found showing humans and pigSee omnystudio.com/listener for privacy information.