Misterele ştiinţeiAl patrulea articol din seria "Ce nu ştim încă" oferă o scurtă introducere în alte patru probleme pentru care ştiinţa nu are un răspuns încă. Vorbim despre ADN şi funcţiunile nelămurite ale acestuia, despre incredibila capacitate a creierului de a coordona mişcările corpului, despre inversarea polilor Pământului şi despre ipoteza Riemann.

 


 

CUPRINS:
13. La ce foloseşte cea mai mare parte a ADN-ului?
14. Cum coordonează creierul mişcarea?
15. De ce se inversează polii Pământului?
16. Vor confirma matematicienii ipoteza Riemann?

 


13. LA CE FOLOSEŞTE CEA MAI MARE PARTE A ADN-ULUI?

O singură celulă umană conţine aproximativ 2 metri de ADN. Dar numai 2 centimetri din cei 2 metri reprezintă gene - setul de instrucţiuni necesar pentru crearea proteinelor. Restul ADN-ului a fost denumit "junk ADN", ADN inutil, pentru că s-a considerat - la descoperirea acestuia - că genele sunt suficiente pentru a explica totul în materie de mecanisme celulare.

Când s-a constatat că numărul de gene din celula umană este de aproximativ 25-30 de mii, cu puţin mai multe decât numărul de gene ale viermelui C. Elegans, s-au născut întrebări legate de sursa complexităţii omului: dacă nu numărul de gene, atunci cine este responsabil pentru superioritatea omului între vieţuitoare?

Pe de o parte, faptul că ADN-ul fără gene s-a păstrat fără mutaţii de-a lungul evoluţiei este un indiciu al importanţei acestuia. Pe de altă parte, studii recente (2006) arată că mare parte din ADN-ul care nu conţine gene, deşi foarte bine conservat la mamifere, la om a suferit modificări. Aceste observaţii duc la ipoteza că aceste modificări pot avea un rol determinant în producerea complexităţii umane şi că, în fapt, sunt responsabile pentru acel "ceva" care ne face oameni.

Cu toate progresele din genetică realizate în ultimii ani, rolul celei mai mari părţi a ADN-ului - deşi sunt avansate câteva ipoteze credibile - nu a fost încă determinat.

 

14. CUM COORDONEAZĂ CREIERUL MIŞCAREA?

Dacă puneţi mâna pe o plită încinsă, creierul dumneavoastră va "simţi" faptul că pielea se arde în câteva milisecunde bune. În materie de rapiditate de procesare a unei informaţii primite de la creier, precum şi de conştientizare a semnificaţiei informaţiei primite, creierul uman este mai degrabă lent.

Pe de altă parte, creierul pare a fi în măsură să realizeze o coordonare aproape miraculoasă a muşchilor corpului în situaţii foarte complicate. Un exemplu este acela în care o şopârlă prinde cu limba o muscă aflată în zbor. Şopârla foloseşte aproape instantaneu informaţii vizuale despre o muscă, face o predicţie a traiectoriei imediate a muştei şi coordonează mişcarea limbii în aşa fel încât prada să nu-i scape.

Extrem de complicat este şi gestul uman de a prinde un pahar aflat în cădere. Cum reuşeşte creierul să gestioneze situaţii atât de complexe în timp foarte scurt? Este un mister. Sunt oameni de ştiinţă care afirmă că în creier, pe baza experienţei, se formează un fel de model intern al lumii exterioare. Existenţa acestui model permite reacţii rapide şi precise, care nu mai sunt "gândite" de creier, ci sunt cumva un soi de acte reflexe. Numai că acest model interior este doar o speculaţie, iar nu un fapt ştiinţific.

Subiectul coordonării mişcării corpului de către creier este de interes pentru mai multe domenii ale ştiinţei, ca robotica, neuro-fiziologia, medicina ori fizica. Probabil că o abordare din mai multe unghiuri ale aceleiaşi probleme va grăbi furnizarea primelor rezultate solide.

 

15. DE CE SE INVERSEAZĂ POLII PĂMÂNTULUI?

Acum aproximativ 800.000 de ani acul compasului care astăzi arată nordul (magnetic), arăta către polul sud. De ce? Pentru că acul urmează liniile de câmp magnetic ale Pământului, iar polaritatea acestui câmp magnetic nu ţine cont de ceea ce noi, oamenii, numim Polul Nord şi Polul Sud. Pentru a determina polaritatea magnetică din datele existente de-a lungul evoluţiei Pământului, cercetătorii folosesc datele păstrate peste timp în scurgerile de lavă şi în gropile abisale de pe fundul oceanelor.

Din cauza mişcării de rotaţie în jurul propriei axe, interiorul fluid al Pământului (metal topit) este într-o continuă mişcare. Această mişcare generează câmpul magnetic al Pământului. Modificări ale mişcării interiorului fluid duc la schimbarea polilor. Calculele privind rapiditatea cu care are loc schimbarea polilor diferă de la expert la expert; o cifră acceptată ca fiind rezonabilă este de aproximativ 7000 de ani.

Schimbarea polarităţii magnetice a Pământului are loc de 2-3 ori la un milion de ani. Cauza care declanşează procesul de inversare a polilor este încă un mister; iar din pricina dificultăţilor de sondare a interiorului Pământului, probabil că va rămâne un mister pentru încă mult timp, dacă nu pentru totdeauna. O ipoteză avansată de cercetători afirmă că este nevoie de un impact cu un meteorit, impact care să genereze un şoc ce ar iniţia procesul de schimbare a polilor. Alţi cercetători spun că nu este necesară o asemenea ciocnire; cauze care ţin de mecanismul de funcţionare al interiorului Pământului ar fi suficiente. Care sunt acestea, nu se ştie încă...

 

16. VOR CONFIRMA MATEMATICIENII IPOTEZA RIEMANN?

Ipoteza Riemann, formulată de Bernhard Riemann în 1859, este una dintre cele mai importante probleme nerezolvate din matematică. Despre ce este vorba? Greu de explicat de către şi pentru cei fără cunoştinţe solide de matematică... Oficial, ipoteza Riemann este o supoziţie privind distribuţia zerourilor funcţiei zeta Riemann, ζ(s).

Majoritatea matematicienilor cred că ipoteza Riemann este adevărată. Dacă lucrurile stau aşa, multe alte probleme matematice ce depind de ipoteza Riemann vor putea fi rezolvate. De asemenea, domenii ale ştiinţei, cum este mecanica cuantică, vor putea face progrese pe baza aceleiaşi ipoteze, odată confirmată. Deocamdată ipoteza Riemann nu poate fi folosită.

Funcţia zeta Riemann oferă şi răspunsuri legate de intervalele dintre numerele prime. Numerele prime sunt considerate cărămizile fundamentale ale matematicii, pentru că toate numerele pot fi generate prin înmulţirea numerelor prime. Distribuţia acestor numere prime reprezintă un mare mister: uneori ele sunt vecine (342,047 şi 342,049), alteori sunt la mari distanţe unele de altele (396,733 şi 396,833).

Pentru demonstraţia corectă a ipotezei Riemann, Institutul Matematic Clay, Massachusetts , SUA, oferă un premiu de un milion de dolari.

 

 



Această serie de articole a fost inspirată de articole pe aceeaşi temă apărute în revistele Science şi Wired.
wired.com/wired/archive/15.02/bigquestions.html
sciencemag.org/sciext/125th/


Dacă găsiţi scientia.ro util, sprijiniţi-ne cu o donaţie.


PayPal ()
CoinGate Payment ButtonCriptomonedă
Susţine-ne pe Patreon!