Hasil Awal Proyek Sekuens Genome Microbiome Manusia

(KeSimpulan) Hasil pertama dari proyek microbiome manusia mendapatkan hampir 30.000 gen baru. The US Human Microbiome Project telah melakukan sekuens genome 178 anggota komunitas mikroba yang hidup di tubuh manusia. Proyek (senilai US$157 juta selama lima tahun yang didanai oleh US National Institutes of Health) bertujuan untuk mengkarakterisasi lebih banyak mikroorganisme yang hidup pada tubuh manusia seperti di tangan, mulut atau kulit kita.

Proyek ini diharapkan dapat mempelajari bagaimana komunitas ini yang sebagian besar tidak berbahaya dan berkontribusi untuk segala sesuatu mulai dari pencernaan maupun penyakit. Para peneliti ingin menentukan apakah terdapat koleksi inti dari mikroba (termasuk bakteri, virus dan jamur) yang terdapat pada semua orang dan bagaimana perubahan 'microbiome' dapat mempengaruhi kesehatan. Mereka juga ingin mengurutkan 900 mikroba untuk digunakan sebagai referensi strain yang membantu para peneliti memahami keterkaitan evolusi dalam microbiome tersebut.

Dalam sebuah makalah yang diterbitkan pekan lalu di Science, Human Microbiome Jumpstart Reference Strains Consortium, mengungkapkan analisis pertama terkait 178 genome microbiome manusia. Sedangkan 178 lainnya telah diurutkan sampai batas tertentu tetapi belum selesai. Tim tersebut mengidentifikasi hampir 30.000 gen mikroba baru, menyoroti fakta bahwa kita masih harus banyak belajar tentang genetika mikroorganisme.

Awal tahun ini, hasil awal yang dirilis oleh konsorsium Eropa yang disebut Metagenomics of the Human Intestinal Tract (MetaHIT) menghasilkan katalog 3,3 juta gen mikroba yang ada di sekitar 1.000 jenis bakteri. Selain katalog gen ini (yang tidak diurutkan ke dalam genome yang berbeda) MetaHIT bertujuan untuk melakukan sekuens 100 genome dari microbiome tersebut. Bersama dengan proyek AS akhirnya akan membawa jumlah sekuens genome microbiome lebih dari 1.000.

Meskipun demikian tetap hanya menggores bagian permukaan dari kompleksitas microbiome, kata Karen Nelson, mikrobiolog dan direktur J. Craig Venter Institute di Rockville, Maryland. Nelson dan rekan-rekannya melakukan sequencing strain yang telah diisolasi dari kulit, hidung dan mulut, usus, darah, alat kelamin dan saluran kemih kemudian dibudidayakan di laboratorium.

Kebutuhan laboratorium budidaya dapat mempersempit berbagai mikroba yang dapat diurutkan, karena banyak mikroorganisme yang tinggal di tubuh manusia tidak bertahan ketika dikeluarkan dari habitatnya. Nelson mengatakan bahwa pada akhirnya peneliti berharap untuk mengurutkan mikroba yang tidak dapat dibudidayakan menggunakan single-cell sequencing technologies yang sedang dalam pengembangan.

Hasil awal dari analisis cukup untuk menyorot keragaman microbiome manusia, kata David Relman, mikrobiolog dari Stanford University School of Medicine di Palo Alto, California. Pengumpulan 1.300 genome bakteri yang telah lengkap diurutkan dan disimpan ke dalam database publik menjadi bias terhadap mikroba penyebab penyakit, jadi relatif sedikit yang diketahui tentang penjajah manusia yang lebih damai. "Banyaknya gen unik yang mengesankan. Mereka menunjukkan berapa banyak novel dan potensi keanekaragaman fungsional genetik yang masih terpendam dalam microbiome manusia," kata Relman.

1. The Human Microbiome Jumpstart Reference Strains Consortium. Science 328, 994-999. doi:10.1126/science.1183605 (2010)
2. Qin, J. et al. Nature 464, 59-65. doi:10.1038/nature08821 (2010)
3. Ledford, H. Nature. doi:10.1038/news.2010.254 (20 May 2010)

Hantaman Komet Banjiri Karbon Monoksida Stratosfer Neptunus

(KeSimpulan) Karbon monoksida di atmosfer merupakan titik poin menjadi dingin. Apakah komet es yang menhancurkan Neptunus pada dua abad yang lalu? Itulah gambaran yang muncul dari pengukuran terbaru terhadap gas di atmosfer planet biru raksasa tersebut. Paul Hartogh, ilmuwan proyek Herschel, satelit observatorium infra merah milik European Space Agency (ESA), memberikan hasil pertama misi Tata Surya pada pertemuan American Astronomical Society minggu lalu di Miami, Florida.

Penelitian mereka termasuk pengukuran abnormal tingkat tinggi karbon monoksida di stratosfer Neptunus (kemungkinan akibat dampak serangan komet). Emmanuel Lellouch, astronom di Paris Observatory, pertama kali mengajukan hipotesis tersebut (lima tahun yang lalu) atas dasar pengukuran tertentu menggunakan teleskop radio 30 meter di gunung Pico Veleta di Spanyol. "Kami menjadi lebih percaya diri," kata Lellouch bersama Hartogh yang akan membuplikasikan makalahnya tentang hasil Herschel di Astronomy & Astrophysics edisi mendatang.

Sebuah penjelasan alternatif kelimpahan karbon monoksida bahwa Neptunus memiliki reservoir gas stabil yang bocor perlahan keluar dari interior. Tapi dalam pengukuran sebelumnya, Lellouch menemukan dua kali lebih banyak karbon monoksida di stratosfer seperti di troposfer. Karena stratosfer lebih tinggi di atmosfir planet, sumber internal tampaknya memiliki kemungkinan kecil.

"Sekarang kami yakin bahwa harus ada sumber eksternal terkait karbon monoksida," kata Leigh Fletcher, fisikawan planet dari University of Oxford di Inggris, yang tidak terlibat dalam penelitian. Awal tahun ini, Fletcher mempublikasikan sebuah studi yang menjelaskan kelimpahan bahkan lebih tinggi dari karbon monoksida di atmosfer Neptunus, diukur menggunakan misi inframerah Jepang, AKARI. "Metode yang paling spektakuler adalah dampak material es," kata Fletcher.

Tetapi Fletcher mengatakan bahwa sumber eksternal kedua dari karbon monoksida yang juga mungkin terjadi adalah hujan debu dan mikrometerit di seluruh planet. Ketika partikel-partikel ini mengikis atmosfer Neptunus, cenderung menyimpan air yang mengandung sejumlah kecil karbon monoksida. Namun Lellouch mengidentifikasi stratosfer Neptunus jauh lebih kaya karbon monoksida daripada air. Hal ini terjadi karena suhu komet berdampak jauh lebih tinggi daripada mikrometeorit (menyediakan suatu lingkungan untuk 'shock chemistry', di mana oksigen diikat di es komet dan melepaskan terbentuknya karbon monoksida.

Meskipun Fletcher mengatakan bahwa interaksi kimia ini masih kurang dipahami, Lellouch menunjuk komet Shoemaker Levy 9 yang pada tahun 1994 jatuh ke atmosfer Jupiter dan melimpahkan karbon monoksida daripada air.

Lellouch mengatakan bahwa pengukuran Herschel konsisten dengan kalkulasi aslinya, di mana ia mengusulkan bahwa komet selebar 2 kilometer menghantam planet pada 200 tahun yang lalu. Ukuran dan periode waktu yang memungkinkan karbon monoksida untuk didistribusikan pada tingkat sekarang yang terlihat di stratosfer.

Karena lebih kecil, Neptunus tidak memiliki daya tarik seperti gravitasi Jupiter, namun kedekatannya dengan puing-puing Sabuk Kuiper Tata Surya berarti bahwa banyak material es lebih cenderung berada di dekatnya, kata Luke Dones, planetolog di Southwest Research Institute di Boulder, Colorado. Dones mengatakan bahwa komet selebar 2 kilometer menghantam Neptunus setiap 2.000 tahun atau lebih, sehingga serangan dalam kurun 200 tahun terakhir mengejutkan, tetapi "masuk akal".

1. Lellouch, E., Moreno, R. & Paubert, G. Astron. Astrophys. 430, L37-L40 (2005).
2. Fletcher, L.N., Drossart, P., Burgdorf, M., Orton, G.S. & Encrenaz, T. Astron. Astrophys. 514, A17 (2010).
3. Lellouch, E. et al. Icarus 159, 112-131 (2002).
4. Hand, E. Nature. doi:10.1038/news.2010.269 (28 May 2010).

Nectocaris pteryx Leluhur Bersama Gurita Cumi dan Sotong

(KeSimpulan) Fosilisasi mahkluk kecil, leluhur baru Cephalopoda (cephalopod) dua tentakel. Hasil penelitian terbaru menyatakan bahwa beberapa kerabat awal gurita, cumi-cumi dan sotong modern (pada hari ini) hanya memiliki dua tentakel dan berukuran tidak lebih dari jari kelingking anak-anak.

Sebelumnya, para ilmuwan tidak tahu ke mana menempatkan Nectocaris pteryx di pohon keluarga karena spesies ini dikenal hanya dari satu fragmental fosil hasil fosilisasi yang buruk dari 505 juta tahun lalu yang digali di Burgess Shale, British Columbia, kata Jean-Bernard Caron, paleontolog dari Royal Ontario Museum di Toronto.

"Spesimen ini memiliki beberapa karakteristik arthropoda (arthropods) dan beberapa chordates, kelompok yang termasuk vertebrata. Tak ada yang tahu bagaimana cara untuk mengklasifikasikannya," kata Caron.

Kini, setelah mengamati lebih dari 90 fosil tambahan, termasuk banyak dari mereka yang lebih lengkap dan lebih baik terawetkan, Caron dan koleganya Martin Smith menyarankan di Nature pada edisi 27 Mei, bahwa Nectocaris dekat pada pohon keluarga Cephalopoda. Kelompok tersebut termasuk gurita dan cumi-cumi pada hari ini, serta makhluk yang telah lama punah seperti Ammonites dan Belemnites. Spesimen baru yang digali dari formasi Burgess Shale sejak tahun 1984 di sebuah lokasi di mana fosil Nectocaris pertama kali ditemukan pada awal abad yang lalu.

Fosil baru menunjukkan bahwa dua tentakel Nectocaris memiliki panjang rata-rata kurang dari 4cm dari ujung ke ujung. Tentakel fleksibel memiliki tekstur permukaan yang meningkatkan kemampuan untuk memahami dan memanipulasi mangsa, menyokong lebih dari setengah panjang makhluk itu. Nectocaris memiliki sirip yang fleksibel untuk berlari dengan panjang tubuhnya, otot pinggiran menyokong jaringan yang sama dengan ikan sotong modern. "Bentuknya sangat mirip cumi-cumi," kata Caron.

Tidak seperti cumi pada hari ini, Nectocaris tampaknya tidak memiliki paruh yang keras. Terlebih lagi, tidak ada fosil sisa radula, sebuah lidah kasar yang ditutupi dengan struktur gigi kecil, tetapi beberapa spesies cumi modern tidak memiliki radulae. Pada Nectocaris, radula mungkin telah begitu kecil sehingga sulit memfosil.

"Kurangnya fitur radula pada Nectocaris membuat sulit untuk menafsirkan cephalopoda" pada spesies ini, kata Stefan Bengtson, paleontolog di Swedish Museum of Natural History di Stockholm. "Studi lebih lanjut harus mencoba untuk memilah apakah radula benar-benar kecil atau hanya tidak mencolok," kata Bengtson.

Sisi positifnya, meskipun Nectocaris satu sport fitur yang hanya ditemukan di cumi yaitu jaringan tabung siphonlike yang digunakan untuk mengalirkan air secara langsung, sebuah versi dunia binatang menggunakan propulsi jet.

Ketika spesimen pertama Nectocaris direkonstruksi pada tahun 1976, penyedot dianggap sebagai perisai pelindung di atas bagian tubuh, satu alasan bahwa spesies ini awalnya dianggap berkaitan dengan arthropoda. Tapi spesimen fosil baru menunjukkan bahwa siphon di bagian bawah makhluk itu fleksibel dan dapat bergerak dalam hampir segala arah, kata Caron.

"Aktivitas menyedot menunjukkan bahwa makhluk ini tinggal di tengah dan tidak di dasar air," kata Amélie Scheltema, biolog kelautan di Woods Hole Oceanographic Institution di Massachusetts yang mengkhususkan diri dalam invertebrata. Terlepas dari adanya sebuah siphon, Scheltema megatakan dengan hati-hati bahwa Nectocaris adalah cumi purba. "Kami benar-benar membutuhkan info lebih lanjut sebelum kami tahu persis di mana menempatkan mereka dalam percabangan," ujar Scheltema.

Ardipithecus ramidus aka Ardi Hidup di Hutan atau Sabana dan Ape atau Manusia?

(KeSimpulan) Hutan dan keturunan hominid Ardipithecus ramidus dipertanyakan. Perdebatan telah pecah dan menyeret 'Ardi' (kerangka hominid tertua yang selama ini ditemukan) keluar dari hutan tempat ia ditemukan. Dan pertanyaan baru tentang klasifikasi Ardipithecus ramidus alias Ardi yang berdating 4,4 juta tahun adalah: Apakah spesies yang ditemukan di Rift Valley, Afar, Ethiopia itu ape (kera) ataukah hominid?

Perdebatan berputar keluar minggu ini di Science dengan publikasi dua komentar teknis. Satu berfokus pada data isotop tanah, tanaman dan hewan yang menunjukkan bahwa habitat spesies ini mungkin sudah menjadi padang rumput (lebih terbuka) dengan hanya beberapa pohon bukan kayu. Sedangkan pendapat kedua bahwa A. ramidus lebih mirip ape daripada manusia.

Tim yang dipimpin White dari University of California di Berkeley dan rekan-rekannya, yang mempublikasikan makalah Ardi pada 11 Oktober lalu di Science, menegaskan dalam dua respon bahwa laporan mereka benar pada tempat yang jelas sebagai fosil manusia purba di habitat hutan. Argumen ini tidak menimbulkan perdebatan teoritis di antara palaeontolog, tetapi berbicara tentang teori dasar evolusi manusia bahwa hominid mulai berjalan tegak dalam memulai penyebaran adalah di lingkungan padang rumput Afrika timur kurang dari 8 juta tahun yang lalu.

Dalam bidang Ilmu secara khusus isu tentang Ardi pada Oktober lalu, sebagian besar makalah mengcounter pandangan terkait teori Raymond Dart pada tahun 1920-an. Makalah-makalah dari White dan koleganya menunjukkan suatu spesies kera bipedal dengan kaki dan tangan seperti populasi di hutan, tapi juga berjalan seperti simpanse.

Sementara titik pandang yang berlawanan dengan bersemangat berpendapat pada minggu ini di Science yang mengatakan bahwa jawaban akhir atas pertanyaan ini tetaplah jauh. "Ini bukan masalah sederhana untuk menjawab," kata Matt Sponheimer, arkaeometris dari University of Colorado di Boulder dan rekan-rekannya yang melakukan analisis isotop. "Kami tidak ingin melempar hipotesis keluar sebelum waktunya. Kita perlu sampel yang lebih luas untuk periode yang lama," kata Sponheimer.

Dalam komentar teknis mereka, Thure Cerling dari University of Utah di Salt Lake City dan koleganya berpendapat bahwa Ardi tidak tinggal di habitat "hutan tertutup" (awalnya diusulkan oleh White dan rekan), tetapi spesimen berasal dari sebuah strip pohon di sepanjang perairan melalui sabana. Mereka mendasarkan penafsiran ini pada analisa isotop karbon stabil lapisan tanah yang terawetkan atau 'palaeosol' dari situs, isotop oksigen dan karbon dalam enamel gigi mamalia, fosil mamalia kecil, dan jenis tanaman yang kaya dengan sisa-sisa silika atau disebut phytoliths.

Kelompok Cerling berpendapat bahwa kelimpahan fosil mamalia kecil di lokasi (di mana tim White mendukung lingkungan yang berhutan) adalah predator yang bersembunyi pada vegetasi yang tumbuh di sekitar air dan menyergap binatang yang datang untuk minum.

Dalam sebuah wawancara, White menuduh para pengkritik "tidak akurat" dengan presentasi yang didasarkan oleh "data cherry", sementara ia dan rekan-rekannya mendasarkan pada katalog faktor penting lebih dari 6.000 spesimen vertebrata. Misalnya, White mencatat bahwa analisis isotop dari enamel gigi Ardi adalah pola makan dari habitat hutan.

Cerling menyangkal pada kesalahan data. Hasil isotop enamel gigi Ardi enamel tidak membahas pembatasan. Tetapi temuan enamel gigi tidak secara langsung mendukung hipotesis bahwa Ardi tinggal di hutan, kata Cerling.

Pada komentar teknis lainnya dalam Science, Esteban Sarmiento, promatolog, menanggapi pertanyaan apakah Ardi dalam garis keturunan manusia karena fosil mungkin mendahului perbedaan antara manusia dan ape yang perkiraan pada 3 juta hingga 5 juta tahun yang lalu. Umur Ardi begitu dekat hingga saat itu tidak ada perbedaan yang tegas dalam penentuan tentang apakah dia berada di garis keturunan ape atau manusia, kata Sarmiento yang melakukan penelitian di East Brunswick, New Jersey.

Tetapi White dan rekan-rekannya tidak setuju. Mereka mengatakan bahwa tim Sarmiento "berliku-liku dan jalur evolusi nonparsimonius" tidak didukung oleh banyak karakteristik fosil tersebut.

1. Cerling, T. E. et al. Science doi:10.1126/science.1185274 (2010).
2. Sarmiento, E. Science doi:10.1126/science.1184148 (2010).
3. White, T.D . et al. Science doi:10.1126/science.1185466 (2010).
4. White, T.D. et al. Science 10.1126/science.1185462 (2010).
5. Dalton, R. Nature. doi:10.1038/news.2010.267 (27 May 2010)

Lubang Hitam Galaksi M87 Bermigrasi dan Andromeda Bangun dari Tidur

(KeSimpulan) Lubang hitam galaksi bermigrasi ke tepi dan di galaksi lain aktif setelah lama diam. Dua tim peneliti secara terpisah mengamati lubang hitam galaksi supermasif yang mengungkapkan sifat dan perilaku. Observasi teleskop antariksa NASA mengungkapkan quirks baru tentang lubang hitam supermasif di jantung dua galaksi yang berbeda.

Di dalam galaksi elips supersize M87 berjarak sekitar 55 juta tahun cahaya, lubang hitam tidak di tengah (pusat) galaksi, tampaknya telah terdorong miring oleh beberapa proses tumbukan. Sementara di galaksi Andromeda, tetangga kita sendiri Bima Sakti yang berjarak hanya 2,5 juta tahun cahaya, tiba-tiba muncul lubang hitam aktif. Dua kelompok mempresentasikan temuan lubang hitam pada hari Selasa di pertemuan tahunan American Astronomical Society yang diadakan pada minggu ini.

Daniel Batcheldor dari Institut Florida of Technology dan rekan-rekannya menggunakan citra resolusi tinggi Kamera teleskop survei angkasa Hubble untuk menentukan lokasi pusat galaksi M87, terlihat bahwa lubang hitam galaksi keluar dari pusat pada sekitar 22 tahun cahaya. Lubang hitam walaupun samar terlihat, namun relatif mudah untuk dideteksi karena material yang terhisap ke dalamnya menampilkan jumlah radiasi yang berlebihan.

"Ini lubang hitam yang tidak berada pada tempatnya," kata Batcheldor yang juga telah melaporkan temuannya untuk dipublikasikan di Astrophysical Journal Letters.

Sejumlah alasan bisa menjelaskan proses perpindahan, termasuk dorongan jet yang berasal dari daerah lubang hitam. Tapi jet tidak tampak cukup kuat dan mungkin tidak seimbang di semua sisi dalam setiap peristiwa, kemungkinan ada sebuah counterjet yang mendorong ke arah yang berlawanan. Batcheldor mengatakan bahwa mekanisme yang lebih mungkin adalah proses penggabungan dua lubang hitam di masa lalu yang menghasilkan tendangan gravitasi, memicu lubang hitam dan mengemas paket massa sekitar enam miliar matahari.

Uji serupa bisa dilakukan di galaksi lain untuk melihat bagaimana fenomena tersebut berlaku umum. "Ini teknis yang sangat mudah," kata Batcheldor. Masalahnya adalah kanal resolusi tinggi instrumen Hubble yang digunakan timnya untuk melihat M87 tidak lagi fungsional, sehingga harus menggali arsip data untuk melihat apakah lubang hitam lain memiliki nasib yang sama.

Sedangkan galaksi Andromeda, sebuah spiral yang dekat dengan galaksi Bimasakti kita, memiliki intrik lubang hitam tersendiri. Seperti halnya lubang hitam di pusat Bima Sakti, lubang hitam di Andromeda telah lama diam, kata Zhiyuan Li dari Harvard–Smithsonian Center for Astrophysics. Bahkan luminositas x-ray lubang hitam Andromeda (memiliki masifitas 140,000,000 kali matahari) adalah sekitar satu per sepuluh milyar maksimum secara teoretis. Ini menunjukkan bahwa accreting agak lambat, karena pertumbuhan yang cepat biasanya disertai dengan berlimpahnya sinar x dari material yang segera dimakan oleh pusaran di sekitar lubang hitam.

Setidaknya hal ini terjadi ketika Li dan rekan-rekannya mulai mengamati lubang hitam Andromeda dengan menggunakan Chandra X-Ray Observatory pada tahun 1999. Pada bulan Januari 2006, meskipun ada perubahan lubang hitam yang tiba-tiba menunjukkan luminositas x-ray aktif, namun kembali kempis hingga sekitar 100 kali pada level yang khas. Dan suar yang muncul bukanlah secara kebetulan di dasarkan data sejak saat itu, aktivitas lubang hitam telah naik pada sekitar rata-rata luminositas x-ray tujuh kali pra-2006.

"Lubang hitam muncul dan memasuki fase yang relatif aktif," kata Li yang memiliki penjelasan tentatif untuk fenomena tersebut. Injeksi episodik gumpalan plasma pada kecepatan cahaya agak mirip dengan ledakan injeksi matahari yang disebut coronal mass.

Galaksi di Bima Sakti sendiri memiliki lubang hitam supermasif yang relatif lebih ringan dibandingkan dengan M87 dan Andromeda yaitu hanya empat juta massa matahari, meskipun kadang-kadang juga memanas. Namun Li mengatakan bahwa luminositas ini umumnya kembali ke tingkat preflare tenang, sehingga perubahan yang berlangsung di M87 agak unik. "Ini benar-benar untuk pengetahuan kita, sebuah contoh pertama dari sebuah lubang hitam supermasif yang secara temporal menunjukkan perilaku seperti itu," kata Li.

Gumpalan Isotop Karbon Oksigen dalam Tulang Ungkap Suhu Tubuh Purba

(KeSimpulan) Sampel gigi Dinosaurus dapat mengungkapkan secara rinci suhu tubuh. Gumpalan isotop karbon dan oksigen yang langka dalam tulang dan gigi binatang yang telah punah memberikan metode untuk menentukan suhu tubuh mereka. Temuan ini bisa memberikan bukti kunci atas perdebatan tentang suhu tubuh dinosaurus dan mungkin juga memungkinkan peneliti untuk mengumpulkan informasi tentang suhu laut purba.

Para peneliti melaporkan pada edisi pekan ini di Proceedings of the National Academy of Sciences. Ketika mineral yang dikenal sebagai form bioapatite dalam tulang, gigi dan sisik, dua isotop berat karbon dan oksigen yaitu carbon-13 (¹³C) and oxygen-18 (¹⁸O) cenderung lebih sering berkumpul dalam kisi mineral. Tetapi panas mengganggu proses dengan menghamburkan atom.

"Pada 5^oC anda akan mendapatkan lebih banyak ikatan ¹³C–¹⁸O dari pada 100^oC," kata Robert Eagle, geokimiawan dari Division of Geological and Planetary Sciences di California Institute of Technology, Pasadena.

Untuk mengukur penggumpalan ¹³C dan ¹⁸O dalam tulang dan gigi, Eagle dan timnya menggunakan suatu metode dalam mempelajari deposit geologi yang dipelopori oleh John Eiler, juga geokimiawan di California Institute of Technology. Melarutkan sedikit enamel gigi, tulang atau cangkang dalam asam dan memproses gas karbon dioksida yang dihasilkan menggunakan spektrometer massa. Tingkat ikatan ¹³C–¹⁸O dalam gas ini mencerminkan sejauhmana isotop berkelompok pada bioapatite tersebut.

Pertama-tama Eagle dan rekan-rekanya melakukan pengujian temuan mereka pada sampel gigi spesies hidup, termasuk gajah India (Elephas maximus indicus) dan buaya Nil (Crocodylus niloticus). "Kami dapat merekonstruksi suhu tubuh mereka dengan kisaran error sekitar satu atau dua derajat," kata Eagle.

Untuk lebih meyakinkan, mereka beralih ke gigi raksasa berbulu Mammuthus primigenius yang merujuk dating Pleistosen Akhir dengan hasil sekitar 38^oC, "apa yang anda harapkan untuk mamalia besar sangat mirip dengan gajah," kata Eagle.

Para ilmuwan kemudian menggunakan metode mereka untuk dua fosil yang lebih tua yaitu seekor badak dari 12 juta tahun dan kulit buaya dari era yang sama. Para penulis mengidentifikasi suhu tubuh 36,6^oC untuk badak dan 30,4^oC untuk buaya yang sebanding dengan suhu keturunan mereka pada modern.

Masa lalu semakin nampak, tetapi ini hanya awal. "Metode ini memiliki potensi yang dapat benar-benar menjawab beberapa pertanyaan tentang evolusi mahkluk berdarah hangat pada burung dan mamalia serta nenek moyang mereka," kata Eagle. Belum lagi dinosaurus, "yang akan menjadi target kami berikutnya. Siapkan mata anda untuk melihat pada tahun depan," kata Eagle.

Sebelumnya upaya untuk mengukur suhu tubuh dinosaurus mengandalkan semata-mata pada kandungan ¹⁸O dalam tulang, tetapi metode ini tidak tepat bagi isotop yang mengumpal, karena tingkat ¹⁸O di tulang bervariasi dengan sesuai level lingkungan. "Tidak ada cara bagi kami untuk mengetahui dengan pasti dengan hanya melihat komposisi ¹⁸O dalam darah organisme yang nantinya punah," kata Eagle. Isotop menggumpal, di sisi lain tidak tergantung dari variasi tersebut.

Ilmuwan lain terkesan. Temuan ini sebuah kontribusi "luar biasa" yang "secara meyakinkan menunjukkan" bahwa metode dapat digunakan untuk menentukan suhu tubuh, kata Michael Bender, biogeokimiawan dari Princeton University di New Jersey. Kesulitan utama nantinya adalah memerlukan tulang atau gigi yang belum berubah oleh proses geologi berikutnya yang mungkin juga merubah gumpalan isotop.

"Aplikasi utama yang paling jelas adalah untuk menyelesaikan kontroversi lama yang berdiri di atas dinosaurus yang memiliki aturan berbeda tentang suhu tubuh mereka," kata Eagle. Metode ini telah digunakan dalam studi palaeoklimat. suhu tubuh ikan dan hiu ditentukan oleh perairan di mana mereka tinggal dan suhu tersebut akan tercermin dalam tulang mereka. "Anda bisa mulai melihat geologi di masa lalu dan mengatakan sesuatu tentang lautan," kata Eagle.

1. Eagle R. et al. Proc. Natl Acad. Sci. doi:10.1073/pnas.0911115107 (2010).
2. Eiler J. M. Earth Planet. Sci. Lett. 262, 309-327 (2007).
3. Lovett R. Nature. doi:10.1038/news.2010.262 (24 May 2010).

Gen Allele OsSPL14 Tingkatkan Hasil Panen Padi

(KeSimpulan) Dua penelitian berbeda dengan hasil yang sama. Para pakar pertanian yakin bahwa hasil panen di seluruh dunia pada tahun 2050 harus dua kali lipat dari saat ini untuk mencegah krisis pangan global. Dan meningkatkan hasil panen beras dianggap sangat penting karena beras adalah makanan pokok bagi hampir setengah populasi dunia.

Dua tim peneliti bekerja secara independen telah mengidentifikasi varian gen pada tanaman padi yang bisa meningkatkan hasil panen sebesar 10%. Meskipun mereka masih harus membuktikan bahwa terobosan eksperimennya akan terlunasi di ladang-ladang petani.

Kedua tim mencari gen yang mempengaruhi hasil panen padi dengan membandingkan berbagai varietas. Jiayang Li dari Institute of Genetics and Developmental Biology di Chinese Academy of Sciences, Beijing dan rekan-rekannya bekerja dengan satu varietas padi yang memproduksi beberapa batang ataupun tangkai, dan lain kuantitas panen.

Tanaman padi dengan tangkai lebih sedikit cenderung memiliki hasil yang lebih tinggi. Sebuah tim yang dipimpin oleh Motoyuki Ashikari dari Nagoya University di Jepang menggunakan dua varietas padi yang memberikan perbedaan jumlah butir pada malai utama yaitu ujung kemudi di mana butir beras terbentuk.

Kedua kelompok membudidayakan persilangan untuk memproduksi ribuan varietas tanaman. Kemudian membandingkan genome progeni ini terkait dengan jumlah tangkai dan biji sebagai indikator, mereka memusatkan perhatian pada sebuah gen bernama OsSPL14. Mereka secara terpisah menemukan bahwa varian kecil (disebut allele) dari OsSPL14 hadir dalam persilangan tanaman dengan lebih banyak tangkai dan biji.

Tim Ashikari menemukan bahwa menambahkan allele ini untuk berbagai padi akan meningkatkan jumlah butir yang dihasilkan sekitar 40% (meningkatkan jumlah butir tidak setara dengan peningkatan hasil yang diukur dengan berat). Sedangkan Li dan rekan-rekannya melangkah lebih jauh dengan eksperimen kecil lapangan di mana tanaman dengan allele ini menghasilkan lebih dari 10% beras menurut berat dibandingkan dengan varian lebih umum OsSPL14.

Ashikari mengatakan bahwa timnya tidak menyadari studi yang dilakukan Li sampai mereka menyelesaikan eksperimen. Setelah kedua tim dikonfirmasi, mereka telah menemukan gen yang sama dan sepakat mempublikasikan bersama. Laporan eksperimen terpisah mereka diupload di Nature Genetics.

"Ini adalah studi elegan yang membawa kejelasan kontrol genetik dari setiap komponen panen," kata Hei Leung, genetikawan padi dari International Rice Research Institute di Los Banos, Filipina. Masahiro Yano, genetikawan padi di Japan's National Institute of Agrobiological Sciences di Tsukuba, setuju bahwa sidik gen signifikan. Tapi ia memperingatkan bahwa lebih banyak penelitian diperlukan untuk menentukan efektivitas penggunaan allele ini dalam berbagai varietas beras dan dibudidayakan di lingkungan yang berbeda.

Ashikari mengatakan kelompoknya bekerja untuk memperkenalkan allele OsSPL14 dan gen yang telah diidentifikasi sebelumnya yang juga meningkatkan hasil panen pada varietas yang biasa ditanam. Ia berharap temuan ini akan sampai ke petani dalam waktu 5 tahun ke depan.

Dengusan Kebohongan Topi Antelope Sabana Berkencan

(KeSimpulan) Topi antelope jantan berbohong untuk mendapatkan para wanita. Semua kencan dengan wanita, laki-laki adalah anjing, tetapi studi baru menunjukkan bahwa Antelope mungkin lebih cocok. Topi antelope jantan menggunakan tipu muslihat untuk mengumulkan calon pasangan di sekitarnya dengan mendengus seolah-olah ada seekor singa di dekatnya ketika si betina terlihat akan pergi.

Temuan ini adalah laporan pertama tentang tipuan pasangan pada hewan selain Homo sapiens. Tim peneliti akan melaporkan pada edisi Juli di American Naturalist.

Beberapa induk burung berpura-pura sayap patah untuk memancing predator mendekat sehingga tidak jadi menuju ke sarang mereka, selain itu laporan penelitian lain juga menemukan tipuan pada monyet dan tupai jantan dalam persaingan panas mendapat pasangan. Tapi perilaku kijang jantan "adalah contoh paling jelas tentang taktik tipuan pasangan pada hewan selain manusia. Ini cukup menarik," kata Reeve H. Kern, evolusionaris kerjasama dan konflik dalam masyarakat hewan di Cornell University.

Studi yang dipimpin oleh Jakob Bro-Jørgensen menemukan perilaku licik Topi antelope di sabana Masai Mara National Reserve, Kenya, di mana selama musim kawin para pejantan keluar ke wilayah yang kaya rumput. Para Antelope betina secara seksual reseptif untuk satu hari saja dan mereka menghabiskan hari itu dengan mengunjungi beberapa laki-laki, mengunyah rumput dan kawin.

Bro-Jørgensen memperhatikan ketika para betina akan mulai berjalan menjauh dari wilayah itu, si pejantan akan melihat ke arah yang akan dituju si betina dengan menusuk telinga dan mendengus keras. Dengusan yang sama digunakan ketika mereka telah melihat singa, macan tutul atau pemangsa lain.

"Ini sangat lucu, membuat saya tertawa. Ini jelas sebuah kebohongan karena tidak ada singa sama sekali," kata Bro-Jørgensen, biolog evolusioner dari University of Liverpool di Inggris.

Para pelamar umumnya melebih-lebihkan berbuat kebajikan. Tetapi studi ini adalah dokumen situasi yang langka di mana evolusi mendorong kebohongan dalam perkawinan, kata Reeve. Biaya untuk kebohongan oleh kijang laki-laki hanyalah mendengus. Tetapi biaya yang ditanggung si betina jika mengabaikan kebohongan itu bisa menjadi besar, andaikata memang benar-benar ada predator di dekatnya maka dia sudah mati.

Untuk menguji langsung apakah pejantan sedang berbohong, Bro-Jørgensen dan rekannya Wiline Pangle dari Ohio State University di Columbus, pertama kali mempelajari Antelope jantan ketika mereka membuat dengus jujur. Para peneliti melihat bahwa Antelope jantan akan mendengus bila seorang manusia sudah mendekat, bahkan jika Antelope sendirian. Jangankan menjadi peringatan bagi sesama Antelope, dengusan sejati sebenarnya diarahkan pada predator itu sendiri.

Ini masuk akal, kata Bro-Jørgensen. Jika mereka sudah cukup banyak, Topi antelope dapat berlari lebih cepat dari singa dan bahkan cheetah. Dengan mendengus seolah-olah Antelope berkata, "Aku melihat anda predator, pergilah!"

Para peneliti juga mencatat dengusan jujur dan palsu dari Antelope jantan, apakah betina bisa membedakannya. Dengan melihat reaksinya, betina tidak bisa membedakan dengusan itu jujur dan palsu. Tidak ada analisis audio oleh para peneliti sehingga tidak terdeteksi perbedaan akustik untuk setiap trik dengusan Antelope.

Seekor kijang jantan dijamin mendapat 2 hingga 3 kali kesempatan lebih banyak kawin dengan betina gelisah jika ia menggunakan trik dengusan palsu, kata Bro-Jørgensen. Ketika betina reseptif berada di wilayah pejantan, para peneliti mendengar sembilan dengusan palsu dan satu dengusan jujur. Namun, prediksi proses evolusi akan terjadi, "Jika pejantan terus membuat alarm palsu dimana tidak ada predator, lama-lama betina akan tahu dan akan tetap pergi," kata Bro-Jørgensen.

Irisan Semikonduktor Gallium arsenide untuk Sel Surya hingga Kamera Digital

(KeSimpulan) Teknik baru bisa membuka jalan bagi semikonduktor yang lebih efisien. Sebuah metode alternatif dalam membuat semikonduktor peka cahaya akan memberikan efisiensi tinggi sel surya, lebih baik dalam visi malam untuk kamera serta sejumlah aplikasi lain. Sebuah tim yang dipimpin oleh John Rogers, fisikawan material dari University of Illinois di Urbana-Champaign, telah mengembangkan teknik dengan biaya efesien dalam menghasilkan microchip terbuat dari semikonduktor gallium arsenide yang dapat merespon cahaya dengan baik.

Peneliti melaporkan temuan di Nature minggu ini. Transfer-printing technique digunakan untuk mengupas dan mencetak lapisan tipis dari semikonduktor ke kaca atau plastik di mana mengatasi masalah lama dalam manufaktur gallium arsenide dan akan mengubah industri solar-cells.

Silikon adalah bidang kerja semikonduktor industri modern dan digunakan dalam segala hal dari sel surya hingga kamera digital. Selama beberapa dekade para ilmuwan mengetahui bahwa ada material lain yang lebih baik untuk menangkap cahaya. Beberapa jenis semikonduktor dapat menyerap cahaya jauh lebih baik dari silikon, sehingga dapat membuat sel surya dan perangkat deteksi inframerah dengan lebih baik.

Gallium arsenide adalah salah satu alternatif selain silikon yang paling banyak dipelajari. Secara teoritis dapat mengkonversi sekitar 40% dari insiden radiasi matahari untuk listrik, sehingga dua kali lebih efektif dibandingkan silikon. Efisiensi ini membuat gallium arsenide menjadi bahan pilihan untuk membangun sel surya pesawat ruang angkasa. Tapi untuk aplikasi yang terbaik, harga gallium arsenide selangit. Rogers mengatakan bahwa wafer kualitas tinggi gallium arsenide harus ditumbuhkan dalam ruang pengendalian secara hati-hati. Setelah tumbuh wafer biasanya diiris tebal, tetapi hanya permukaannya saja digunakan. Banyak dari bahan mahal pada dasarnya akan sia-sia.

Sekarang Rogers dan koleganya menemukan jalan lain. Daripada menumbuhkan lapisan gallium arsenide tunggal, mereka menumbuhkan sebuah ‘pancake’ dari lapisan gallium arsenide dan aluminium arsenide. Kemudian secara hati-hati melakukan urutan kimia yang memungkinkan tim peneliti melucuti lapisan gallium arsenide individu dan mengupas dengan sebuah stempel karet berbasis silikon. Mereka mengepres wafer ke permukaan lain (seperti kaca atau plastik) kemudian melekatkan irisan tipis ke sirkuit.

Tim ini mampu memproduksi secara massal sel surya yang sangat kecil, masing-masing selebar sekitar 500 mikrometer untuk perangkat inframerah dan komponen tertentu ponsel. Beberapa asisten peneliti terlibat dalam perusahaan Semprius yang bertujuan menggunakan teknik ini untuk membuat gallium arsenide elektronik lebih terjangkau. "Kami yakin bahwa pendekatan semacam ini bisa kompetitif untuk biaya," kata Rogers yang duduk di dewan direktur perusahaan.

"Apa yang mereka lakukan sangat mengesankan," kata Gerard Bauhuis, fisikawan material dari Radboud University di Nijmegen, Belanda. Tetapi Bauhuis mengatakan bahwa teknik mereka tidak dapat membuat sirkuit dalam ukuran yang lebih besar beberapa ratus mikrometer karena terlalu kecil untuk sel surya yang khas. Kerja lebih lanjut perlu dilakukan untuk melihat apakah sistem peel-and-stamp dapat digunakan untuk membuat lembaran besar beberapa sentimeter persegi.

Bauhuis, yang memiliki perusahaan laboratorium sendiri melakukan start-up disebut perangkat tF2 yang juga bertujuan untuk menghasilkan efisiensi tinggi sel surya, mengatakan bahwa galium arsenide elektronik semakin dekat secara kompetitif. "Dalam dua sampai lima tahun mendatang akan menentukan apakah ini rute yang layak," kata Bauhuis.

Rogers setuju bahwa galium arsenide menunjukkan potensi besar. Laboratoriumnya sekarang bekerja pada pengembangan sel surya yang dapat menghasilkan listrik sekitar US$1/watt yang akan menarik secara komersial. "Kami pikir kita bisa sampai di sana. Tapi itu tidak akan benar-benar terbukti jika anda tidak segera memulai dan melakukan sesuatu," kata Rogers.

1. Yoon, J. et al. Nature 465, 329-333 (2010).
2. Brumfiel, G. Nature. doi:10.1038/news.2010.249 (19 May 2010)

Teleskop Hershel Bidik Objek Sabuk Beku Reruntuhan Bintang

(KeSimpulan) Gambar baru dapat membantu mengungkapkan analogi sabuk Kuiper (Kuiper belt) beku di tata surya. Sebuah observatorium orbital telah mengambil gambar UltraSharp pertama cincin puing dingin di sekitar bintang seperti Matahari (sunlike stars). Cincin ekstrasurya berbentuk donat tampak analog dengan sabuk Kuiper, reservoir di luar tata surya terkait komet dan material beku lainnya.

Cincin yang baru diamati adalah sisa-sisa dari proses pembentukan planet atau dihasilkan saat planet bertabrakan. Para astronom menggunakan inframerah Herschel Space Observatory yang dioperasikan oleh European Space Agency (ESA), sport cermin terbesar dalam mengunpulkan cahaya ruang angkasa, peka terhadap objek dingin, dan butiran debu berukuran pasir.

"Gambar Herschel adalah resolusi tertinggi untuk pengukuran inframerah jauh yang pernah tersusun oleh puing-puing disk" seperti sabuk Kuiper, kata George Rieke, astronom inframerah dari University of Arizona di Tucson, yang tidak terlibat dalam penelitian ini.

René Liseau dari Chalmers Institute of Technology di Swedia, Carlos Eiroa dari Universidad Autonoma de Madrid di Spanyol dan rekan-rekan mereka melaporkan temuan sabuk reruntuhan dua bintang seperti Matahari pada 19 Mei dan melaporkan temuan sabuk di sekitar bintang pada 20 Mei. Beberapa temuan mereka juga akan muncul di jurnal Astronomy & Astrophysics mendatang.

Salah satu sunlike stars disebut q¹Eridani atau HD 10647, terletak 57 tahun cahaya dari Bumi dan memiliki planet seukuran Jupiter yang mengorbit sekitar dua kali jarak bumi dari matahari. Cincin terang di sekitar bintang tersebut sedingin 30 kelvin, terletak rata-rata 85 unit astronomikal dari bintang dan sekitar 40 AU (1 AU adalah jarak bumi-matahari). Sebagai perbandingan, di Sabuk Kuiper di Tatasurya terletak di luar orbit Neptunus menempati sekitar 30-55 AU.

Emisi inframerah yang kuat dari q¹Eridani (sejauh ini dicatat pada tahun 1983 dengan satelit astronomi inframerah) sudah menunjukkan adanya sebuah sabuk yang memancarkan potongan inframerah. Namun, "ini tetap indah untuk melihat" sabuk aktual, kata Alycia Weinberger dari Carnegie Institution for Science di Washington, DC. "Herschel adalah teleskop pertama yang memiliki resolusi spasial dan kepekaan" pada panjang gelombang inframerah dari 100 mikrometer untuk menyelesaikan emisi inframerah ke bona fide belts atau disk, kata Weinberger.

Liseau dan rekan-rekannya melaporkan sebuah sabuk redup banyak muncul mengelilingi bintang Zeta² Reticuli, sekitar 39 tahun cahaya dari Bumi. Sabuk terletak pada jarak rata-rata 100 AU dari bintang.

Weinberger mengatakan keberadaan sabuk kedua ini adalah "Level tinggi asimetri sabuk yang dicitrakan, suhu yang sangat dingin dari debu dan kemungkinan kebingungan dengan semua latar belakang objek memberi saya perasaan tidak nyaman." Meskipun demikian, gambar Herschel menyediakan estimasi terbaik dari jumlah massa puing-puing disk dan ukuran butiran yang mengisinya, kata Weinberger. Observatorium juga memiliki kesempatan terbaik dari sebuah tampilan, objek lemah dan jauh-jauh yang mirip sabuk Kuiper di tata surya.

Para astronom yakin bahwa Sabuk Kuiper di tata surya terbentuk beberapa milyar tahun yang lalu ketika beberapa dari planet luar yang dikemas rapat tiba-tiba dilempar menjadi puing-puing, mendorong kotoran keluar ke dalam reservoir berbentuk cincin. Dengan membandingkan banyak sampel sabuk Kuiper, Herschel diharapkan dapat menemukan planet-planet besar di luar lokasi besar bintang, astronom bisa mengetahui apakah memiliki kisah kehancuran yang berlangsung sama dengan sistem planet lain.

Rekayasa Genome Sintetik Telah Dimulai

(KeSimpulan) Suatu genome yang sepenuhnya sintesis akan mengubah satu spesies bakteri menjadi lain. Dari awal para ilmuwan telah membangun sebuah genome bakteri dan menggunakannya sebagai sel 'reboot' dari spesies bakteri yang berbeda. Daniel Gibson dan rekan-rekannya dari J. Craig Venter Institute di Rockville, Maryland, melakukan sintesis genome bakteri Mycoplasma mycoides yang terdiri dari sekitar 1,1 juta base pairs.

Setelah berkumpul di dalam genome sel ragi, kemudian dipindahkan ke sel spesies yang erat terkait yaitu Mycoplasma capricolum. Sementara sel yang baru dibuat telah membagi diri, koloni sel bakteri yang terbentuk mengandung protein hanya berkarakteristik M. mycoides. Keberhasilan ini membuka jalan bagi pengembangan dan pengujian varian baru organisme yang sudah ada.

"Dengan pendekatan ini kita sekarang memiliki kemampuan untuk memulai urutan DNA dan mendesain organisme seperti yang kita inginkan dengan persis. Kita bisa turun ke level nucleotide dan membuat perubahan genome yang kami inginkan," kata Gibson.

Gibson mengatakan bahwa para ilmuwan telah banyak mengembangkan rekayasa gen, tetapi teknik ini memberikan kemampuan luar biasa untuk membuat sangat banyak perubahan genome dan menambah segmen DNA yang tidak ditemukan di alam tetapi dirancang untuk melakukan berguna fungsi.

Membuat 'sel sintetis', seperti dilaporan para peneliti pada 20 Mei di Science, berarti menyusun serangkaian langkah-langkah seperti yang dikembangkan sebelumnya. Pertama, tim mendirikan sebuah metode untuk transplantasi DNA alami dari M. mycoides ke M. capricolum. Kemudian bekerja dengan Mycoplasma genitalium, suatu genome spesies dengan hanya sekitar setengah dari panjang M. mycoides, peneliti menyulam genome donor sintetik dan diklonning dalam sel ragi.

Tetapi para ilmuwan tidak bisa melakukan transplantasi DNA yang baru dibuat menjadi spesies bakteri yang berbeda. Bakteri mengenali penyerbu asing oleh kurangnya sidik kimia yang disebut methyl groups pada DNA mereka, artinya DNA sintetis akan berbagi defisit yang sama. Untuk menyiasati masalah tersebut, tim peneliti mengembangkan cara untuk menambahkan grup metil ke genome rekayasa. Mereka juga merusaknya dengan cara menonaktifkan enzim di dalam M. capricolum.

Genome yang dibangun merupakan replika yang tepat dari kerabat dekat di alam, hanya dengan beberapa gen yang tidak diinginkan dihapus dan sejumlah kecil kesalahan urutan yang tidak mempengaruhi fungsi organisme. Tim peneliti ini juga menambahkan empat 'watermark sequences' khusus untuk membantu membedakannya dari versi aslinya, urutan berisi kode tersembunyi yang dirahasiakan peneliti.

"Ini merupakan prestasi yang cukup signifikan. Kerja rapi yang benar-benar pertama kalinya di mana informasi dari genome adalah semua yang diperlukan untuk membangun kembali DNA dan mengkonversi ke dalam sel hidup," kata Christopher Voigt, biolog sintetis dari University of California, San Francisco.

Sejauh ini, tidak jelas bagaimana rekayasa biologi secara keseluruhan bisa dilakukan, maka fungsi genome akan berguna. Pada prinsipnya, "berpotensi membuat sangat mudah dalam melakukan perubahan besar-besaran bagi genome dan untuk memperkenalkan jalur pengembangan secara besar-besaran menjadi sebuah organisme," kata James Collins, insinyur biomedis dan peneliti dari Howard Hughes Medical Institute di Boston University, Massachusetts. Misalnya, rekayasa besar jaringan gen ke bakteri yang akan membuat bahan bakar nabati atau protein terkait penyakit.

Namun para peneliti belum cukup memahami jaringan genetika untuk desain mereka dengan cara ini. "Ada perlu banyak pekerjaan dalam memahami bagaimana cara merancang sebuah sistem genetik pada skala genome. Kami benar-benar tidak memiliki kerangka berpikir pada tingkat itu," kata Voigt. Juga, sintesa DNA dan mahalnya biaya, setidaknya untuk saat ini tim-tim kelompok peneliti tidak memiliki sumber daya untuk merekayasa seluruh genome, kata Collins.

Gibson mengatakan bahwa timnya sekarang akan mencoba untuk membuat berbagai jenis sel sintetis menggunakan pasangan yang berbeda pada bakteri. Tim ini juga berencana menggunakan pendekatan tersebut untuk melanjutkan proyek membuat sebuah sel 'minimal' yang hanya memiliki satu gen yang diperlukan untuk kelangsungan hidup sel yang paling dasar. "Kami akhirnya memiliki jalur untuk menentukan fungsi genome. Jadi kami ingin memulai bermain lebih jauh pada genome ini dan mencoba untuk menentukan jumlah terkecil gen yang dibutuhkan dalam mempertahankan hidup," kata Gibson.

1. Gibson, D.A. et al., Science. doi:10.1126/science.1190719 (2010)
2. Katsnelson, A. Nature. doi:10.1038/news.2010.253 (20 May 2010)

Penampakan Lumba-lumba Sungai Yangtze atau Baiji

(KeSimpulan) Kontraksi rentang geografis adalah karakteristik dasar ekologi penurunan populasi, namun investigasi yang telah dilakukan relatif sedikit dalam melihat kecenderungan umum dalam sifat dinamis runtuh jangkauan ekologis. Lumba-lumba Sungai Yangtze (The Yangtze river dolphin) atau Baiji (Lipotes vexillifer), mungkin spesies mamalia besar pertama yang telah punah lebih dari 50 tahun lalu, diyakini telah mengalami keruntuhan selama rentang penurunan melalui berbagai kontraksi progresif pada skala besar dan terfragmentasi.

Range-collapse model menganalisis set data baru dari 406 catatan penampakan Baiji terakhir yang dikumpulkan dari seluruh rentang historis Baiji selama survei wawancara kepada komunitas nelayan Yangtze, para peneliti melaporkan di Proceedings of The Royal Society B. Meskipun banyak daerah Baiji yang mungkin bervariasi di seluruh jangkauan, tinjauan analisis luas seri memberikan bukti komprehensif bahwa penurunan populasi Baiji tidak berhubungan dengan kontraksi besar dalam jangkauan geografis drainase Yangtze di wilayah tengah dan hilir sungai, bahkan dalam dekade sebelum kemungkinan kepunahan global spesies.

Oleh karena itu risiko kepunahan Baiji tampaknya tidak terkait dengan bukti runtuhnya jangkauan. Baiji tampaknya mengalami gerakan periodik dan musiman pada skala besar di seluruh rentang mereka, dan peneliti mengusulkan bahwa berbagai kontraksi dan fragmentasi mungkin tidak terkait dengan karakteristik biogeografi secara umum untuk penurunan mobilitas populasi spesies pada lanskap yang terhubung.

1. Samuel T. Turvey, Leigh A. Barrett, Tom Hart, Ben Collen, Hao Yujiang, Zhang Lei, Zhang Xinqiao, Wang Xianyan, Huang Yadong, Zhou Kaiya, and Wang Ding. Spatial and temporal extinction dynamics in a freshwater cetacean. Proc. R. Soc. B. doi:10.1098/rspb.2010.0584 (May 19, 2010).

Munculnya Materi Misterius yang Meragukan Hasil Analisis RNA

(KeSimpulan) Berlimpahnya transkrip dari genome. Materi misterius RNA mengisyaratkan bahwa studi genome mamalia sebelumnya mungkin tidak nampak. Hal yang misterius mengacu pada jumlah besar RNA yang disalin dari urutan DNA (ditranskripsi), tetapi tidak dapat dipertanggungjawabkan oleh gen yang telah diidentifikasi sejauh ini.

Menggunakan teknologi sequencing generasi terbaru, para peneliti di Kanada menemukan bahwa (pada sel-sel manusia dan sel-sel tikus) kebanyakan transkrip RNA merupakan salinan dari wilayah di dalam atau di dekat gen yang diketahui sebagai kode protein atau untuk mengatur ekspresi gen. Temuan memunculkan sengketa pada studi sebelumnya yang mengklaim bahwa sebagian besar dari genome mamalia (termasuk 98% atau lebih yang tidak mengkodekan protein) ditranskripsi menjadi RNA.

Selama beberapa tahun terakhir laporan menyarankan bahwa lebih banyak dari genome mamalia ditranskripsi menjadi RNA, melebihi dari jumlah yang dapat dipertanggung-jawabkan yang dikenal untuk gen. Beberapa peneliti percaya bahwa tambahan bukti tentang non-coding DNA dalam genome (kadang-kadang dikenal sebagai 'junk' DNA) dapat ditindaklanjuti.

Sebagian besar dari studi menggunakan teknologi tiling microarray di mana ribuan bidikan digunakan untuk menilai keberadaan transkrip RNA. Tetapi metode ini diketahui memiliki keterbatasan misalnya beberapa probe dapat melekat pada urutan yang tidak sesuai. Sedangkan penelitian yang lebih baru di mana transkrip RNA yang diurutkan secara langsung menggunakan teknik yang disebut RNA-Seq mengindikasikan bahwa jumlah genome mamalia yang ditranskripsi mungkin tidak akan sama besarnya dengan yang dilakukan sebelumnya.

Dalam penelitian terbaru yang dipimpin oleh Harm van Bakel dari University of Toronto di Ontario membaca perbedaan secara langsung dengan menganalisis sampel dari jaringan yang sama baik menggunakan tiling microarrays maupun RNA-Seq. Tim menemukan bahwa mikroarray menunjukkan banyak transkrip misterius, sedangkan teknologi RNA-Seq menemukan beberapa transkrip selain yang terkait dengan gen pengkode protein. Kerja tim ini dipublikasikan di PLoS Biology.

RNA-Seq diterima secara umum dan lebih dapat diandalkan dibandingkan dengan teknologi microarray, kata Timothy Hughes di University of Toronto, terutama ketika transkrip menganalisis pada konsentrasi rendah. "Kami menduga untuk waktu yang lama bahwa tiling arrays benar-benar berisik," kata Hughes.

Ini adalah "sebuah studi seimbang yang memberikan banyak kredibilitas" dengan gagasan bahwa materi misterius transkripsi sangat berlebihan, kata Eric Schadt, sekuenser dari Pacific Biosciences di Menlo Park, California, yang tidak terlibat dalam penelitian. "Perbandingan langsung antara microarray-based technologies dan RNA sequencing adalah hal yang tepat untuk dilakukan. Pekerjaan yang seharusnya membantu para ilmuwan berpikir melalui laporan hasil yang bertentangan," kata Schadt yang telah menggunakan mikroarray dalam menampilkan transkripsi besar dari genome.

Meskipun sebagian besar transkrip yang diidentifikasi adalah gen yang terkait dengan pengkode protein, banyak dari transkrip belum juga dilaporkan sebelumnya seperti membuka pertanyaan tentang apa fungsi yang mungkin didapat, kata van Bakel. Beberapa orang mungkin berpikir transkrip RNA berbeda dari gen yang sama, sedangkan yang lain mungkin dikaitkan dengan aturan transkripsi DNA.

Dari transkrip yang tidak terkait dengan gen yang diketahui, sebagian besar transkrip yang sangat pendek maupun yang ditemukan pada tingkat yang sangat rendah adalah tanda-tanda tentang 'noise' yang melatar-belakangi transkripsi. Jadi transkrip ini mungkin tidak memiliki fungsi sama sekali, kata van Bakel.

Tetapi Philipp Kapranov dari Helicos BioSciences (sebuah perusahaan bioteknologi di Cambridge, Massachusetts) mengatakan bahwa laboratorium mereka yang juga menggunakan RNA-Seq memiliki kemampuan dalam melihat hasil yang berbeda. Kapranov mengatakan terus menemukan persentase tinggi sel RNA yang berasal dari wilayah gen. "Saya tidak tahu kenapa hasil yang disajikan dalam makalah ini berbeda dari kita," kata Kapranov yang menyarankan bahwa mungkin ada perbedaan dalam protokol sekuensing mereka.

Apakah transkrip berhubungan dengan gen atau tidak, uji fungsional sejati dari relevansi mereka mungkin berasal dari studi pada manusia, kata Schadt. Untuk melihat apakah keberadaan transkrip RNA secara spesifik berhubungan dengan ekspresi gen atau ciri-ciri penyakit di populasi "akan memberi tahu kita apakah kita harus membayar untuk suatu jenis sekuens," kata Schadt.

1. Kapranov, P. et al. Science 296, 916-919. doi:10.1126/SCIENCE.1068597 (2002).
2. Cheng, J. et al. Science 308, 1149-1154. doi:10.1126/science.1108625 (2005).
3. Bertone, P. et al. Science 306, 2242-2246. doi:10.1126/science.1103388 (2004).
4. Van Bakel, H. & Hughes, T. R. Brief Funct. Genomic Proteomic 8, 424-436. doi:10.1093/bfgp/elp037 (2009).
5. Van Bakel, H., Nislow, C., Blencowe, B. J. & Hughes, T. R. PLoS Biol. 8, e1371. doi:10.1371/journal.pbio.1000371 (2010).
6. Schadt, E. E. et al. Genome Biol. 5, R73. doi:10.1186/gb-2004-5-10-r73 (2004).
7. Phillips, M. L, Nature. doi:10.1038/news.2010.248 (18 May 2010)

Cangkang Argonauta Argo Menjebak Udara sebagai Alat Pengapungan

(KeSimpulan) Kerabat dekat Octopus atau Gurita teguk mengambil udara di permukaan. Setelah berabad-abad berspekulasi, biolog telah mendokumentasikan satu cara dari sekelompok makhluk aneh seperti octopus namun memiliki cangkang seperti kerang. Argonauta argo (Argonaut atau Argonaute) betina, sekelompok dari empat spesies sepupu dekat gurita tumbuh seperti cangkang halus putih.

Ahli biologi menemukan Argonauta dengan gelembung udara dalam kasus ini dan sekarang ternyata mereka menggunakan udara yang terjebak untuk mengapung di kedalaman secara nyaman, kata Julian Finn dari Museum Victoria di Melbourne, Australia. Dalam laporan pertama dari pengamatan scuba pada Argonauta liar, Finn mengamati manuver Argonauta argo betina dimana udara mendorong. Hewan ini menggapai-gapai seolah-olah berjuang untuk mempertahankan orientasi dan cepat ke permukaan air.

Setelah di permukaan Argonauta bergoyang dan mengambil udara. Kemudian mereka menutup bagian tubuh dengan udara dan kembali ke bawah, meninggalkan jejak gelembung. Ketika Argonauta berhenti beberapa meter di bawah permukaan, tekanan air terkompresi oleh udara yang tersisa dalam kasus itu cukup berat dikonter oleh hewan sehingga Argonauta terapung-apung secara netral pada kedalaman yang dipilihnya.

"Argonauta adalah hewan yang fantastis untuk menyelam bersama, walaupun diakui ketika mereka benar-benar pergi, saya tidak bisa bersaing dengan mereka," kata Finn. Orang-orang berpikir tentang fungsi struktur seperti cangkang yang mencolok pada Argonauta setidaknya sejak Aristoteles menyarankan bahwa hewan berlayar atau berbaris seperti perahu.

Argonauta di alam liar tidak mudah ditemukan dan studi sebelumnya adalah Argonauta dari penangkaran yang meningkatkan kemungkinan bahwa gelembung menjadi buruk bagi para hewan, mungkin telah kacau oleh pengaruh pemeliharaan makhluk hidup dalam akuarium, kata Finn dan Mark Norman, juga dari Museum Victoria. Tanki penangkaran mungkin terlalu dangkal untuk memungkinkan para biolog melihat perilaku binatang secara penuh. Para peneliti melaporkan analisis terbaru di pada 17 Mei di Proceedings of Royal Society B.

Pandangan bahwa Argonauta menggunakan cangkang untuk megapung adalah masuk akal. "Saya ingin tahu bagaimana dapat berfungsi selama badai di laut dan mungkin juga tidak," kata Michael Vecchione, biolog dari National Oceanic and Atmospheric Administration scientist based di Smithsonian Institution, Washington, DC. Menjebak gelembung mungkin bukan satu-satunya fungsi dari kasus cangkang.

Argonauta betina membungkus massa telur kecil ke dalam ruang cadangan di dalam struktur, kata Vecchione, seperti gurita melindungi telurnya di celah-celah batu. Hanya Argonauta betina tumbuh struktur seperti cangkang dan pejantan memiliki tubuh yang sangat berbeda mungkin dengan masalah daya apung yang berbeda. Jantan tumbuh dengan ukuran mata seperti betina dewasa dan untuk pasangannya mengorbankan lengan yang secara khusus dilepas untuk mengirim sperma satu kali. Ahli biologi pada awalnya keliru mengklasifikasikan sisa lengan jantan sebagai semacam parasit yang terbungkus pada tubuh betina yang kadang-kadang terinfeksi.

Sel Glukosa Suplai Bahan Bakar Hardware Implan

(KeSimpulan) Sebuah pendekatan baru sel bahan bakar kecil yang ditanamkan pada tikus memungkinkan hardware mendapatkan listrik selama berbulan-bulan menggunakan gula di dalam tubuh. Munculnya jantung buatan telah mendorong para ilmuwan untuk mengejar ginjal dan pankreas sintetis. Namun, satu kendala utama untuk mewujudkan perangkat tersebut adalah powering setelah ditanamkan.

Daripada harus terus-menerus mengisi dengan mengaitkan perangkat ke beberapa sistem eksternal atau lebih buruk lagi secara berkala mengambilnya dan mengganti baterai, para peneliti lebih suka bahwa mesin ini entah bagaimana dapat mendapat suplai energi dari host sendiri.

Sekarang ada harapan bahwa implan di masa depan mungkin tidak didukung oleh baterai tetapi oleh bahan bakar dalam tubuh sendiri untuk menciptakan energi. Para ilmuwan menunjukkan sel bahan bakar yang ditanamkan pada tikus dapat menghasilkan listrik dari gula dalam tubuh binatang pengerat tersebut. Perangkat terus bekerja selama berbulan-bulan pada satu waktu. Demikian laporan para peneliti pada 4 Mei di jurnal PLoS ONE

Sel-sel bahan bakar yang paling ampuh sugar-powered fuel cells (sel glukosa biofuel) yaitu enzim yang diandalkan listrik dari reaksi kimia (kombinasi glukosa dengan oksigen) yang tersedia pada tubuh manusia (dan tikus). Senyawa dijuluki "redox mediators" kemudian bertindak seperti kabel (mengangkut muatan listrik dari enzim untuk elektroda) yang mengarahkan sel bahan bakar untuk tenaga listrik.

Sayangnya, enzim yang digunakan dalam sel bahan bakar nabati glukosa di masa lalu tidak cocok untuk implan karena memerlukan kondisi yang sangat asam untuk bekerja atau yang dihambat oleh berbagai ion yang ditemukan di dalam tubuh. Perangkat ini baru dikembangkan setelah berkurangnya kendala dan sel glukosa pertama yang difungsikan dalam implan biofuel. Prototip pada tikus secara stabil menghasilkan listrik untuk setidaknya tiga bulan.

"Ini menjadi mungkin untuk membayangkan pengembangan robot implan yang mampu mengkompensasi kegagalan fungsi pada manusia," kata Philippe Cinquin, insinyur biomedis dari Université Joseph Fourier di Grenoble, Perancis.

Dari Sel glukosa biofuel kemudian enzim dan redox mediators di dekatkan pada elektroda oleh ikatan kimia. Namun, tidak semua enzim dan redox mediators melakukan dengan baik untuk ikatan tersebut. Sebaliknya, Cinquin dan Serge Cosnier, elektrokimiawan, dan rekan-rekan mereka, melepaskan ikatan hanya secara fisik dalam packing enzim dan redox mediators pada elektroda kemudian dibungkus sejenis membran yang digunakan sebagai kantong untuk menganalisis di sekitarnya.

Membran semipermeabel ini memungkinkan bahan bakar mengalir, sementara menjaga enzim dan redox mediators dari kebocoran. Regulasi ini memberikan para ilmuwan kesempatan untuk meneliti enzim yang lebih kompatibel, satu masalah yang telah diabaikan sebelumnya.

Prototipe yang paling efisien mengandalkan serat composite graphite discs dengan enzim glucose oxidase dan polyphenol oxidase. Ini dua elektroda yang secara keseluruhan hanya 0,266 mililiter dengan 5 mililiter bahan bakar, total menghasilkan tingkat daya puncak sebesar 6,5 microwatts (microwatts = 1/1.000.000 watt). Arus sel bahan bakar dimasukkan ke dalam kabel yang keluar dari tubuh ke dalam hardware yang dikontrol dan terukur sehingga tidak menimbulkan shock.

Pada sekitar 1 mililiter elektroda pada prinsipnya dapat menghasilkan tingkat daya puncak sebesar 24,4 microwatts, lebih dari 10 microwatts yang biasanya dibutuhkan oleh alat pacu jantung. Alat pacu jantung biasanya antara 10 mililiter hingga 25 mililiter.

Mengingat keberhasilan sejauh ini pada tikus dan fakta bahwa prototipe dibungkus dengan plastik yang secara klinis telah disetujui digunakan dalam implan, Cinquin melihat tidak ada alasan mengapa tidak diterapkan pada manusia dan dia berharap akan digunakan dalam 5 sampai 10 tahun ke depan. Sebuah anak perusahaan universitas, Floralis, akan mencari mitra industri untuk proyek ini.

Cinquin menjelaskan bahwa aplikasi pertama dari sel-sel bahan bakar akan diterapkan untuk urinary sphincters buatan yang akan membutuhkan sampai 200 microwatts. Saat ini 10.000 pasien setiap tahun menderita incontinence setelah prostat diangkat dan untuk saat ini pompa rumit dimasukkan ke scrotums di mana pasien harus menekan untuk buang air kecil.

Target yang lebih ambisius adalah ginjal buatan yang membutuhkan 20 milliwatts (milliwatts = 1/1000 watt) untuk melakukan pemeliharaan fungsi yang sama seperti dilakukan ginjal. Sebuah jantung buatan bahkan lebih jauh lagi memerlukan setidaknya beberapa watt.

"Perangkat mereka menunjukkan tingkat kinerja baru untuk sel biofuel implan," kata Plamen Atanassov, fisikawan dan insinyur kimia dari University of New Mexico, yang tidak terlibat dalam studi ini. Namun, "menjadi pertanyaan terbuka apakah perangkat mereka dapat lebih kuat untuk cukup merevolusi bidang yang saya pikir membatasinya," kata Atanassov.

Masalahnya terletak pada perangkat ekstraselular seperti fluida yang akan mendapat bahan bakar mereka dalam tingkat oksigen tubuh sekitar 1.000 kali lebih kecil dari glukosa yang tersedia. "Saya tidak berpikir ada cukup pasokan oksigen di sana," kata Atanassov.

Cinquin yakin bisa meningkatkan kinerja perangkat dengan sedikit bermain-main untuk enzim dan mediator redoks. Berdasarkan beberapa hasil studi yang tidak dipublikasikan "kami telah meningkatkan kinerja paling tidak untuk 50 indikator. Daya untuk jantung buatan oleh sel biofuel glukosa tetap menjadi tujuan penelitian jangka panjang," kata Cinquin.

Ekspedisi Pegunungan Foja Catat Spesies Baru Katak Pinokio katak hingga Wallaby

(KeSimpulan) Sebuah ekspedisi kolaborasi Conservation International dan National Geographic Society ke pegunungan Foja yang terpencil di Papua New Guinea mengungkapkan sejumlah spesies baru mulai dari kodok aneh hingga Merpati Imperial.

1. Katak Pinokio (Pinocchio frog)

Katak pohon ini memiliki panjang benjol hidungnya. Mengarah ke atas ketika laki-laki yang menelepon, tapi mengempiskan dan poin ke bawah ketika dia kurang aktif. Kodok ini dianggap sebagai anggota dari genus Litoria, juga dikenal sebagai katak pohon Australasia. Bergabung dengan sekitar 150 spesies yang dikenal lainnya.

2. Wallabi Cebol (Dwarf wallaby)

Sepesies kanguru terkecil yang belum pernah ditemukan di alam bebas sebelumnya. Wallabi (Dorcopsulus) hidup di lantai hutan. Bergabung menjadi salah satu dari tiga spesies tersebut yang telah diketahui.

3. Merpati Imperial (Imperial pigeon)

Burung tersebut terlihat empat kali selama ekspedisi, tetapi belum pernah terlihat sebelumnya menunjukkan bahwa hewan ini tidak banyak. Mereka adalah spesies baru burung kekaisaran merpati (Ducula) dibedakan oleh bulu warna berkarat, putih dan abu-abu.

4. Tikus Pohon (Tree mouse)

Hampir pasti merupakan spesies baru tikus pohon (Pogonomys). Hewan-hewan tersebut ditemukan hanya di Indonesia, New Guinea, dan Australia. "Pegunungan Foja adalah sebuah pulau virtual di mana spesies berevolusi selama ribuan tahun," kata John Francis dari National Geographic.

5. Kelelawar Blossom (Blossom bat)

Kelelawar spesies baru yang bergabung dengan genus kecil Syconycteris. Mereka memakan nektar dari bunga di hutan hujan.

6. Tokek Bow-fingered (Bow-fingered gecko)

"Hilang tetapi tidak hilang," jemari Cecak. Tokek terkenal karena kemampuan mereka yang luar biasa untuk memanjat dinding licin, menggunakan ekor mereka untuk mengendalikan kondisi jika terjatuh.

1. New Species Found in "Lost World": Pinocchio Frog, More. news.nationalgeographic.co.uk (diakses 18 Mei 2010).
2. New Species Discovered in Foja. www.conservation.org (diakses 18 Mei 2010)

Phobos Bulan Mars Mungkin 30 persen adalah Ruang Kosong

(KeSimpulan) Phobos mungkin massa puing berbatu, bukan asteroid yang tertangkap. Interior Phobos, bulan Mars, kemungkinan sekitar 30 persen adalah ruang kosong demikian pengamatan baru menyarankan. Meskipun masih belum jelas bagaimana objek tersebut terbentuk namun temuan menyatakan bahwa Phobos mungkin bukan merupakan asteroid yang tertangkap oleh gravitasi si Planet Merah.

Para ilmuwan telah lama berdebat tentang asal-usul Phobos dan temuan-temuan baru mempersempit kemungkinan, kata Tom Andert, geofisikawan planet dari University of the German Armed Forces di Munich. Andert dan rekan-rekannya yang melaporkan hari ini (16 Mei) di Geophysical Research Letters menyatakan bahwa objek Phobos hampir pasti bukan objek tunggal padat.

"Akhirnya kita menjauh dari pandangan bahwa bulan Mars tersebut adalah asteroid yang tertangkap," kata Tom Duxbury, planetolog dari George Mason University di Fairfax, Va., yang tidak terlibat dalam studi baru ini. Phobos, lebih besar dari dua bulan Mars yang lain, berkawah, dan 27 kilometer. Andert dan rekan-rekannya mengumpulkan data pengukuran terbaik tentang massa Phobos "dengan melihat gangguan di orbit Mars Express (pesawat ruang angkasa yang mengorbit di Mars) yang disebabkan oleh tarikan gravitasi bulan.

Berdasarkan pengukuran, para peneliti memperkirakan bahwa Phobos mengandung sekitar 10,7 quadrillion metrik ton material (massa Bumi pada rentang milyaran). Selain itu perkiraan volume bulan yang diperoleh dari pengukuran radar menunjukkan bahwa kepadatan Phobos secara keseluruhan adalah sekitar 1,87 gram per sentimeter kubik, jauh lebih sedikit dibandingkan dengan kepadatan rata-rata 3g/cm³ batu di kerak Mars.

Kepadatan Phobos mirip dengan beberapa asteroid. Namun, Andert mengatakan bahwa tidak ada banyak skenario yang akan memungkinkan Mars menangkap sebuah asteroid dalam lingkaran orbit memotong jalur. Kemungkinan Phobos terbentuk semata-mata dari kerak Mars yang meledak ke angkasa oleh dampak dari luar angkasa dan kemudian komposisi tersusun kembali oleh gravitasi karena beberapa penelitian menyimpulkan karakteristik spektral batuan bulan itu tidak cocok dengan Planet Merah.

Kebenaran asal-usul Phobos mungkin oleh skenario campuran. Phobos merupakan sisa-sisa kerak jahanan Mars ke ruang angkasa, terbentuk dari waktu ke waktu oleh saling tarik gravitasi dan dihantam oleh sebuah asteroid yang ditambahkan material yang cukup untuk mengubah karakteristik spektral bulan.

Duxbury yang lama mempelajari bulan saat di NASA's Jet Propulsion Laboratory di Pasadena, California, mengatakan "senang melihat Phobos dan Deimos mendapatkan banyak perhatian pada saat ini." Dalam beberapa tahun mendatang analisis data radar yang dikumpulkan selama flybys baru-baru ini akan membantu para ilmuwan mengetahui apakah Phobos adalah objek batuan padat yang relatif ringan atau peleburan puing padat berpori.

Fisikawan Weizmann Libatkan Lima Photon Kuantum NOON States

(KeSimpulan) Disebut dengan NOON states yang diharapkan bisa digunakan untuk interferometri dalam pengukuran superpresisi atau quantum lithography dalam membuat sirkuit tinier. Ikatan kuantum, sebuah fenomena dimana dua atau lebih partikel berbagi sifat korelasi melalui beberapa link sesaat telah menjadi urusan yang rumit. Ikatan kuantum mekanik (quantum-mechanical bond) melibatkan dua partikel sangat halus yang dapat rusak oleh sejumlah gangguan dari luar. Mencoba melibatkan tiga partikel maka sistem menjadi jauh lebih rentan terhadap gangguan.

Meskipun demikian, fisikawan terus berusaha untuk melibatkan sistem yang lebih besar dengan tujuan akhir untuk memanfaatkan efek kuantum dalam sejumlah besar partikel di bidang komputasi, komunikasi, atau ultraprecise measurements. Sebuah makalah pada edisi 14 Mei di Science melaporakan kemajuan pencarian tersebut dalam bentuk setup eksperimental yang melibatkan lima photon. Para peneliti dari Weizmann Institute of Science di Rehovot, Israel, membujuk photon ke dalam apa yang disebut NOON state di mana partikel-partikel memiliki dua path yang mungkin akan dipilihnya, tetapi secara kolektif hanya mengikuti salah satu darinya.

NOON adalah istilah untuk keadaan dari dua kemungkinan "No" dan "On" yang menandakan bahwa N photon mengikuti salah satu jalan, sementara photon nol mengikuti lainnya. Hingga saat pengukuran dilakukan, photon dikatakan berada dalam superposisi dari kedua states. Untuk nilai N yang besar, bagian state yang genit dijuluki "high-NOON" states, dan lima photon adalah NOON tertinggi sebelumnya.

Itai Afek, fisikawan eksperimental lulusan Weizmann dan asisten studi peneliti, menjelaskan bahwa tim mencampur cahaya dari dua sumber splitter untuk melibatkan photon dan memisahkan dua paths. Sebuah splitter pada dasarnya adalah cermin yang merefleksikan separuh insiden photon, sehingga setengah lainnya melewatinya tanpa cedera. Dengan melibatkan photon benar, perilaku tersebut sangat kuat berkorelasi di mana path photon memilih untuk ke mana mengikuti, mereka melakukannya secara masal. "Lima photon mencapai splitter dan semuanya tercermin atau semua dari mereka dikirim sehingga berperilaku kolektif," kata Afek.

Aksi berkorelasi bisa memiliki manfaat di luar tipuan cerdas kuantum. "Photon ini bertindak secara kolektif seperti sebuah photon lemak dan memiliki panjang gelombang N kali lebih kecil dari panjang gelombang cahaya yang kita gunakan," kata Afek. Dengan kata lain, lima photon NOON state memiliki panjang gelombang hanya seperlima ukuran photon yang terlibat, merupakan anugerah bagi pengukuran presisi menggunakan optik.

"Secara umum, gelombang pendek menyiratkan resolusi tinggi," kata Afek. Salah satu pendekatan pengukuran yang terikat gelombang adalah interferometri di mana interferensi di antara dua sinar cahaya dapat mengungkapkan perbedaan-perbedaan yang halus dalam kedipan panjang path yang dilakukan. Eksperimen berlangsung menggunakan lengan interferometrik dengan panjang beberapa kilometer untuk mencoba mendeteksi riak ruang-waktu yang dikenal sebagai gelombang gravitasi.

Keterlibatan cahaya dengan panjang gelombang berkurang bahkan dapat digunakan untuk mendapat rincian sketsa yang lebih kecil ke sirkuit listrik dengan menggunakan optical lithography, tapi mungkin tidak akan menemukan jalan ke dalam komputer desktop dalam waktu dekat. "Saya harus jujur di mana telah banyak dibahas, tetapi ada banyak masalah untuk benar-benar dapat menerapkan ini," kata Afek. Resolusi tinggi mikroskop kemungkinan akan menjadi aplikasi yang lebih layak dalam waktu dekat ini.

Meskipun tim fisikawan Weizmann telah menghasilkan NOON state paling besar tetapi keterlibatan lima photon tidak mencatat per detik. Pada tahun 2007, tim fisikawan lain melaporkan keterlibatan enam photon dalam states yang berbeda. Tetapi catatan Afek menunjukkan bahwa "jumlah mode spasial adalah identik dengan jumlah photon yang anda ukur" dengan kata lain, tidak ada dua path photon dapat mengikuti, tetapi enam. "Kami menjejalkan semua photon menjadi salah satu dari dua kemungkinan situasi. Hal ini jauh lebih relevan untuk interferometri, karena anda memiliki dua lengan sehingga nyaman untuk memiliki semua photon di kedua tangan anda," kata Afek.

Para peneliti mengklaim bahwa skala NOON state mereka lebih mudah untuk mengakomodasi photon. "Sebagai skema teoritis, bekerja dengan baik untuk 100 photon selama lima photon. Semakin gemuk, mereka menjadi semakin sensitif. Semakin besar mereka, setup anda lebih sempurna dalam mengamati mereka," kata Afek.

Afek mengakui bahwa aplikasi untuk photon yang dilibatkan dalam NOON states nampak agak jauh di masa mendatang, tapi pada saat ini tim telah mengisi salah satu sifat fisika. "Apa yang kami lakukan adalah meningkatkan perilaku tersebut dan melihat apa kesulitan yang dihadapi ketika sistem berkembang. Bila anda ingin mendapatkan lebih besar states, anda harus benar-benar memenuhi standar tinggi set mekanika kuantum," kata Afek.

Tembakan Neuron Otak Meningkat Ketika Eureka

(KeSimpulan) Studi tikus mengungkap pergeseran pola tembak saraf pada saat aha. Kadang-kadang ketika seorang penulis mengatasi kebuntuan, dia akan mendapatkan aha (aha moment) dan kata-kata cerdas pun diketik. Sebuah studi baru menawarkan beberapa wawasan terhadap apa yang terjadi ketika saat yang sulit dapat terpecahkan oleh adanya inspirasi. Pada saat aha datang dibarengi dengan saraf di otak secara bersamaan mengubah aktivitas, demikian laporan para ilmuwan pada 13 Mei di Neuron.

Penelitian ini menjadi bukti bahwa sel-sel otak aktif selama munculnya pemahaman baru, kata Daniel Durstewitz, neurolog sains komputasi di Universitas Heidelberg, Jerman. Temuan ini menjadi bukti model standar pembelajaran (di mana beberapa penguatan koneksi otak dengan penggunaan ulang dan melemah karena kurang olahraga) tidak selalu berlaku, kata Randy Gallistel, direktur bersama di Rutgers University Center for Cognitive Science, New Brunswick, NJ, yang tidak terlibat dalam studi baru ini.

Untuk mencari aha di otak, Durstewitz dan rekannya Jeremy Seamans dari University of British Columbia, Kanada, melacak aktivitas di prefrontal cortexes pada saat tikus mempelajari tugas-tugas baru. Prefrontal cortex diketahui terlibat dalam pengambilan keputusan eksekutif, perencanaan ke depan dan menyesuaikan diri dengan situasi baru.
Para peneliti merancang eksperimen yang dibutuhkan tikus untuk belajar dimana aturan-aturan pada suatu tugas selalu berubah, jenis tantangan yang diharapkan menyebabkan munculnya sebuah aha.

"Jadi anda tidak belajar sesuatu yang baru maka anda harus melepaskan sesuatu yang lain dan menyulitkan diri anda sendiri," kata Durstewitz.

Pertama, para peneliti melatih 13 tikus pada tugas visual sederhana. Mereka mempresentasikan tikus dengan dua tuas, masing-masing dengan lampu di atasnya. Ketika lampu menyala, tikus harus menekan tuas untuk mendapatkan makanan. Setelah tikus menguasai tugas tersebut, para ilmuwan merubah segalanya. Tugas baru tidak peduli lampu menyala atau mati dihadapan hanya satu tuas (ke kiri atau kanan) tergantung pada bagaimana tikus itu melakukan untuk mendapat hadiah makanan.

Ketika masing-masing hewan pengerat memahami sistem baru maka aha terlihat sebagai perubahan dalam aktivitas otak. Elektroda yang tertanam dalam prefrontal cortexes tiba-tiba mencatat keseluruhan perubahan pola tembakan neuron meningkat, sedangkan pola saraf sebelumnya tenang.

Sekitar setengah tikus-tikus punya aturan baru dengan segera. Tikus yang lain tampaknya menyadari bahwa aturan lama tidak bekerja, tetapi tidak cukup memahami aturan baru tersebut. Di dalam otak, beberapa neuron mulai berubah intensitas tembakan, terus, dan kemudian, bam, tikus memahami aturan baru dan pola tembakan baru terpapar.

Hukum kausalitas, apakah perubahan dalam aktivitas otak menyebabkan wawasan baru atau sebaliknya? Tidak jelas, kata peneliti. Para peneliti mencatat kadang-kadang tikus mendapat aturan tugas baru beberapa saat sebelum perubahan aktivitas neuron. Durstewitz berspekulasi mungkin tikus yang mulai mempelajari aturan-aturan baru menumpuk informasi secara bertahap di salah satu bagian otak kemudian secara tiba-tiba diteruskan ke saraf yang terkait dengan aha. Para peneliti melihat data di layar komputer bentuk poin plot yang terlihat sepertinya tikus mendapat wahyu secara tiba-tiba tentang aturan tugas baru.

Populasi Kadal Menuju Kepunahan oleh Pemanasan Global

(KeSimpulan) Perubahan iklim melempar populasi reptil di seluruh dunia ke jurang kepunahan. Pada tahun 2080, pemanasan global mengakibatkan seperlima spesies kadal di dunia menjadi punah, demikian hasil sebuah studi global. Bahkan dalam skenario yang paling optimis untuk membatasi emisi karbon dioksida, analisis oleh tim internasional menunjukkan bahwa seperlima dari populasi kadal di dunia, sekitar 6% dari semua spesies kadal akan punah pada tahun 2050.

"Kami sudah berkomitmen untuk itu," kata Barry Sinervo, biolog evolusioner di University of California, Santa Cruz, yang memimpin penelitian. Dia dan rekan-rekannya menemukan bahwa perubahan iklim telah mendorong 12% dari populasi kadal berwarna-warni Meksiko, Sceloporus, punah sejak 1975. Jika emisi terus berlangsung pada level saat ini, Sinervo memprediksi pada tahun 2080 sekitar 39% dari populasi kadal di dunia akan lenyap seiring dengan kerusakan 20% spesies. Studi ini dipublikasikan di Science minggu ini.

Temuan yang mengejutkan. "Kadal adalah hewan yang harus toleran terhadap pemanasan iklim," kata Raymond Kwik, fisiolog evolusioner di University of Washington, Seattle, yang bukan bagian dari tim peneliti.

Sinervo tidak berniat untuk mempelajari kepunahan. Sebaliknya, ia merencanakan menggunakan Eurasian lizard, Lacerta vivipara, untuk meneliti peran warna dalam evolusi kadal. Tetapi ketika pergi ke situs di Perancis, Italia, Solovenia dan Hongaria di mana Lacerta sebelumnya dipelajari, para kadal tersebut tidak selalu ada. Beberapa tahun kemudian, ia menemukan bahwa kadal Sceloporus Meksiko juga menghilang.

Karena khawatir, Sinervo mengumpulkan tim untuk mengetahui masalah secara global. Mempelajari laporan kepunahan di lima benua dan para ilmuwan menyimpulkan bahwa masalah ini menggejala. "Ini terjadi sangat, sangat cepat. Kami melihat gelombang besar kepunahan menyapu planet," kata Sinervo.

Kwik mengingatkan bahwa tidak melihat kadal tidak berarti bahwa mereka tidak ada. Mereka mungkin hanya diabaikan. "Populasi naik dan turun," kata Kwik. Namun, ia mencatat, Sceloporus sangat penting. "Sulit untuk dilewatkan."

"Ini jenis studi yang mengambil banyak pekerjaan dan orang baru-baru ini mulai melakukan," kata Anthony Barnosky, palaeoekolog di University of California, Berkeley, dan penulis Heatstroke: Nature in an Age of Global Warming (Island Press, 2009).

Dari beberapa analisis serupa, sebuah studi pada tahun 2008 menemukan kerusakan populasi amfibi hidup di Yellowstone National Park, Wyoming. Lainnya ditemukan bahwa mamalia kecil di Yosemite National Park, California, telah dihinggapi suhu pemanasan pada abad lalu dengan pergeseran range mereka.

Hilangnya kadal di wilayah yang dipelajari tim tidak oleh kerusakan habitat karena mereka berada dalam habitat yang telah dilindungi. Sedangkan, situs panas dekat dengan ekuator atau pada ketinggian yang rendah kemungkinan besar akan kehilangan populasi kadal. Untuk melihat bagaimana iklim panas merusak reptil, tim Sinervo menciptakan kadal dummy menggunakan terpaan matahari di lokasi semenanjung Yucatán dimana Sceloporus punah di tempat tersebut, dan dipantau temperaturnya.

Seperti semua organisme, kadal harus menghindari panas dan menjaga suhu tubuh mereka dalam jarak tertentu untuk bertahan hidup. Masalahnya, tim menemukan bahwa suhu tinggi di musim semi berarti hewan menghabiskan lebih sedikit untuk musim kawin dan lebih banyak waktu di tempat teduh.

"Ini adalah waktu tahunan perempuan membutuhkan jumlah maksimum makanan. Jika suhu semakin tinggi di musim semi, maka kadal membatasi aktivitas mereka Mungkin tidak akan memiliki cukup waktu secara aktif untuk mencari makanan," kata Kwik. Betina yang kurang makan tidak memiliki sumber daya yang dibutuhkan untuk berkembang biak, menyebabkan populasi mengalami gangguan.

Konsekuensi ekologis dari kepunahan kadal tidak diketahui. "Jika benar atau bahkan mendekati dengan kebenaran, dunia seperti yang kita tahu akan sangat berbeda. Terutama para kadal pemakan serangga. Jadi, jika populasi punah akan mempengaruhi serangga yang tinggal di habitat tersebut. Kadal juga mangsa bagi banyak ular, burung, mamalia dan beberapa kadal lainnya. Tapi bagaimana efek-efeknya sangat serius dan sulit untuk memprediksi," kata Kwik.

1. Sinervo, B. et al. Science 328, 894-899 (2010).
2. McMenamin, S. K., Hadly, E. A. & Wright, C. K. Proc. Natl Acad. Sci. USA 105, 16988-16993 (2008).
3. Moritz, C. et al. Science 322, 261-264 (2008).
4. Lovett, R. Nature. doi:10.1038/news.2010.241 (13 May 2010)

Keajaiban Kehidupan Masa Lalu Mahkluk Aneh Periode Cambrian

(KeSimpulan) Fosil di Maroko menunjukkan bahwa binatang aneh mengawali kegagalan. Beberapa binatang yang tidak biasa hidup di laut 500 juta hingga puluhan juta yang lalu berkembang pesat daripada yang dikenal sebelumnya, demikian sebuah harta karun berupa fosil di Maroko memberikan kisahnya. Fosil makhluk aneh yang terkenal dari era Cambrian (542.000.000 hingga 488.000.000 tahun lalu) tidak mati pada akhir periode tersebut yang selama ini diduga oleh para pemburu fosil karena hingga kini tidak ada bukti sehingga tetap menjadi misteri.

Batch dating lebih dari 1.500 spesimen yang dilaporkan di Nature minggu ini merujuk pada awal periode Ordovician (488.000.000 hingga 471.000.000 tahun yang lalu) yaitu awal dari ekspansi besar dalam keragaman makhluk hidup. Fosil Ordovician lainnya (hanya bagian-bagian keras hewan atau cangkang seperti kerang) saja yang terawetkan menjadi fosil. "Kami kehilangang besar potongan data," kata Derek Briggs dari Yale University di Connecticut. Fosil Maroko dari hewan bertubuh lunak akan mengisi beberapa kesenjangan tersebut.

Tim ini telah mengumpulkan katalog minimal 50 jenis binatang bertubuh lunak, termasuk campuran makhluk yang sebelumnya terlihat hanya di awal atau akhir dari sebuah batu. Pada tingkat spesies mereka semua adalah baru, kata Peter Van Roy, juga dari Yale. Tetapi satu langkah ke atas pohon keluarga yaitu sekitar dua pertiga dari mereka sama seperti yang ditemukan di awal Cambrian.

Fosil-fosil ini ditemukan pada 40 lokasi di Draa Valley, selatan padang pasir Maroko. Penyebaran lokasi temuan memberikan panorama pada periode ini menjadi penting dalam evolusi, kata Graham Young, palaentolog dari Manitoba Museum di Winnipeg, Kanada, yang juga bekerja pada fosil Ordovician. "Ini seperti mendapatkan album dan bukan hanya sebuah snapshot," kata Young.

Kehidupan aneh dari Cambrian pertama kali terkuak di Shale Burgess, sebuah lokasi di Pegunungan Rocky, British Columbia, Kanada. Ini mengungkapkan lebih dari seratus makhluk biasa termasuk Halkieriids (yang tampak seperti siput memakai rantai), Hallucigenia (mirip kelabang berkaki panjang dengan duri landak laut), dan Opabina (memiliki lima mata dan hidung panjang dengan cakar ekor). Fosil mengungkapkan rincian tubuh lebih lunak yang ditemukan dari Cambrian awal dan tengah, terutama di China. Tapi hingga sekarang telah ditemukan beberapa dari periode waktu yang lebih muda.

Fosilisasi bagian tubuh yang lunak membutuhkan kondisi yang langka, misalnya longsor lumpur yang menutup objek dan bakteri pemakan oksigen. Sampai sekarang, satu-satunya fosil Ordovician seperti ini datang dari lokasi yang 'aneh' seperti laguna yang tidak selalu mewakili kehidupan pada saat itu. Akibatnya, tidak seorang peneliti pun tahu berapa lama hewan Cambrian hidup. Harta karun dari Maroko menjadi yang pertama untuk menunjukkan Cambrian bertubuh lunak seperti halkieriids yang hidup di laut terbuka era Ordovicia tersebut. "Menempatkan paku di peti mati adalah eksperimen besar yang tidak berlangsung lama," kata Young.

Fosil Maroko juga mendorong kembali tanda awal kepiting tapal kuda yang bertahan sampai hari ini selama 30 juta tahun. Mengandung tanda-tanda yang pertama kali mencatat cheloniellids (arthropoda punah yang sebelumnya dikenal dari periode Devonian yaitu 416.000.000 hingga 360.000.000 tahun yang lalu). Gurun Maroko penuh dengan fosil dan banyak petani dan pengembala kambing mendapat uang ekstra dari mengumpulkannya. "Anda akan menemukan fosil dari Maroko di setiap toko batu di seluruh dunia," kata Briggs.

Fosil yang baru ini ditemukan oleh seorang kolektor lokal, Mohammed Ben Said Ben Moula yang dikenal oleh Van Roy sewaktu menempuh PhD. Ketika Van Roy melihat fosil hewan tubuh lunak yang pertama ditemukan oleh Ben Moula, "Saya langsung tahu itu adalah sesuatu yang istimewa," kata Van Roy.

Ben Moula, seorang kolektor fosil profesional yang tinggal di sebuah desa kecil sekarang bermitra dengan Van Roy. Meskipun Ben Moula belum berpendidikan formal, "Dia pria yang sangat cerdas dengan mata tajam melihat fosil. Tanpa dia proyek ini tidak akan ada..," kata Van Roy.

Saat ini sudah banyak koleksi fosil diperoleh dan analisis harus dilakukan. "Karya rinci terhadap fosil individu akan menjadi bagian yang benar-benar dinantikan," kata Young. Briggs mengatakan bahwa Maroko memiliki potensi untuk analisis tentang awal Ordovician dan Cambrian. Dalam beberapa tahun ke depan di Maroko mungkin juga akan ditemukan sesuatu yang penting tentang evolusi kehidupan.

1. Van Roy, P. et al. Nature 465, 215-218 (2010).
2. Jones, N. Nature. doi:10.1038/news.2010.234 (12 May 2010)

Bagaimana Jupiter Membuat Corak Garis-Garis

(KeSimpulan) Jupiter dan planet-planet gas lain tertutup dengan garis-garis dari kutub ke kutub. Tetapi para astronom benar-benar tidak yakin bagaimana hal ini bisa muncul. Sekarang tim fisikawan melaporkan bahwa garis Jupiter dihasilkan sebagian oleh tarik-menarik gravitasi yang aneh ke dalam model laboratorium yang sangat sederhana untuk melucuti planet gas.

Jupiter dengan garis-garis yang disebut dengan zonal winds (angin zonal) yaitu broad bands berjalan sejajar dengan ekuator planet di mana pukulan angin terjadi pada kecepatan yang berbeda. Selama beberapa dekade, para ilmuwan telah bingung atas ketepatan angin ini dan asal muasal pola bergaris yang dihasilkan. "Bahkan setelah 40 tahun, tema ini masih menjadi subyek yang aktif," kata Peter Rhines, oseanografer dari University of Washington, Seattle.

Para peneliti umumnya berpikir bahwa angin zonal timbul dari konveksi yaitu kecenderungan gas panas untuk bangkit dan gas dingin turun, meskipun mereka tidak setuju apakah konveksi yang menghasilkan garis-garis sampai ke inti planet atau mengambil tempat hanya sebatas permukaan.

Tapi kemungkinan konveksi tidak memiliki hubungan dengan hal itu, komentar Tilgner Andreas, geofisikawan dari University of Göttingen, di Jerman, dan rekan-rekannya bersama dengan France’s National Center for Scientific Research (CNRS) di Aix-Marseille University.

Hipotesis tim peneliti adalah sebagai berikut: Jupiter atau planet gas lain pada dasarnya adalah sebuah lingkup putaran fluida berputar pada porosnya. Dan pasang surut menarik ulang, misalnya sebuah bulan yang mengorbit dapat menyebabkan fluida mengalir untuk mengorganisir diri dalam cara tertentu. Secara khusus membentuk cylindrical zones (zona silinder) atau satu "kolom" dengan yang lain, mengalir di sekitar poros silinder pada tingkat yang berbeda. Di mana zona silinder ini memotong permukaan bola, menghasilkan strip menyusur horisontal ke ekuator bola, seperti yang terlihat pada planet gas.

Dua tahun lalu, Tilgner menata matematika dari teori ini. Sekarang, ia dan rekan-rekannya telah menunjukkan kerja eksperimen. Untuk membuat sebuah planet gas palsu, para peneliti menggunakan bola hampa dalam silinder silikon elastis dan mengisinya dengan air yang menyerupai gas seperti membentuk gas raksasa. Mereka menggunakan air dengan serpihan plastik asimetris yang sesuai dengan aliran kemudian memantulkan cahaya laser lebih dalam dengan beberapa arah.

Tim peneliti selanjutnya mengatur putaran silinder dan gelombang pasang surut buatan akibat dari sebuah bulan yang mengorbit, pasang surut sedikit merusak planet sehingga oval dengan salah satu ujung menunjuk ke bulan dan yang lainnya menekan diri sendiri. Untuk mereproduksi efek ini lingkaran silinder diterapkan dengan kecepatan yang berbeda dengan silinder yang berputar pada porosnya.

Dan tim menemukan apa yang diharapkan. Untuk rasio tingkat tertentu di mana silinder berputar dan tingkat di mana roller berkeliling, aliran akan putus ke kolom silinder yang berbeda dan memberikan planet tampil bergaris-garis, seperti para peneliti melaporkan dalam makalah yang akan diterbitkan di Physical Review Letters.

Dalam kasus Jupiter, pasang surut kecil dalam catatan Cyprien Morize dari CNRS, Université Paris-Sud 11, Orsay, bahwa "pasang surut bukan keseluruhan cerita, mereka hanya satu bagian darinya" tetapi bisa memainkan peran yang lebih penting di bulan Jupiter, seperti Io atau Europa.

"Saya pikir ini ide keren dan secara definitif diteliti lebih terinci," kata Adam Showman, planetolog dari University of Arizona, Tucson. Namun untuk menentukan apakah berlaku untuk Jupiter, peneliti harus ekstrapolasi dengan ketepatan kondisi hidrodinamika di sana.

Rhines setuju dengan pemikiran Morize, kemungkin akan lebih bisa diterapkan untuk tubuh seperti bulan-bulan di Jupiter. Rhines memperingatkan, bagaimanapun di dalam eksperimen sederhana seperti ini hampir semua penyebab dapat menghasilkan arus silinder sehingga hasilnya tidak ada aturan tentang penjelasan garis-garis Jupiter.