10 Mysterier av naturen som slutligen löses

Som vi har diskuterat tidigare är jordens naturlandskap fullt av förvirrande vetenskapliga mysterier. Uppdraget att veta kommer med sin rättvisa del av nya frågor, men ibland lyckas vetenskapen att svara på några av dessa mysterier.

10 Hur fåglar navigerar

Fåglarna åtar sig några av de mest skrämmande resor i form av skala och verkar aldrig förlora sin väg medan de gör det. Exakt hur de gör det är en av de mest förbryllande gåtarna för både forskare och fågelskådare, särskilt de fysiska processerna som är inblandade i fenomenet.

Men ett team vetenskapsmän från Peking University i Kina verkar ha räknat ut det. Svaret ligger i fåglarna.

Vi har alltid trott att fåglar reser via magnetfältet. Så de kinesiska forskarna byggde på den tanken genom att testa fåglarnas proteiner för ledtrådar. Visst nog, fann de att proteinkomplexet i duvor och monarkfjärilar stämmer överens med jordens magnetfält, förskjutning av anpassningen när de vände eller på annat sätt ledde i fel riktning.

För första gången i historien avslöjade denna forskning de anatomiska strukturerna som gör det möjligt för en fågel att hitta sin väg hem. Detta är ett stort steg mot att förstå navigering i fåglar och andra djur.

9 där penis kommer ifrån

Även om många arter reproducerar sexuellt och det verkar vara mänsklighetens favoritaktivitet, har utvecklingen av den manliga penisen varit ett mysterium för vetenskapen under lång tid.

Utvecklingsvägen är annorlunda i alla djur, härrörande från olika ben och vävnader beroende på arten. Emellertid studerade ett team biologer de tidiga embryonala stadierna hos olika djur med penis och slutligen kom med några svar.

I alla djur blir en speciell kavitet som kallas cloaca senare och huser penis. Placeringen av cloaca bestämmer självklart placeringen av penis, som ligger i bäckenområdet för människor. För att bekräfta denna upptäckt fästade forskarna kaviteten till icke-penis områden på ett kycklingembryo och fann att peniser skulle växa där också.

Även om denna upptäckt löser en långvarig fråga bland evolutionära biologer, uppstår det en ännu mer förvirrande fråga: Var kommer kvinnoklitoris från? Samma muskel som bildar penis divergerar i kvinnoklitoren i ett senare skede, så det kan vara dags innan vi räknar ut det.

8 Hur fåglar förlorade sina tänder

Fåglar, dinosaurs direkta ättlingar, gick igenom flera utvecklingsvägar för att nå deras nuvarande tillstånd. Det finns dock mycket som vi inte förstår om våra luftburna kamrater, särskilt deras brist på tänder.

Även om fåglarna en gång hade tänder, gav de dem på en gång till förmån för näbben. Vi hade ingen aning hur eller när tills forskare började studera fågels genom.

Forskare studerade tandproducerande gener av 48 olika fågelarter, vilket ledde till en gemensam förfader omkring 116 miljoner år sedan. Del dinosaur och delfågel, denna förfader åt med en partiell näbb och tänder eftersom den halvformade näven inte var tillräcklig för överlevnad. Så småningom utvecklades denna förfader till nästan alla fåglar som vi ser idag.

7 Vad håller våra havs fri från skadlig ammoniak

Havet är en vacker del av vår planet, full av olika växter och djur som kallar det hemma. Men de levande sakerna dör också. Med tanke på den stora storleken på jordens hav är det många döda kroppar som hämtar sig. Om man antar att dödligheten för vattenlevande liv liknar vårt, bör jordens hav se ut som stora pooler av ruttande fiskkroppar.

Under lång tid var forskare inte säkra på vad som hänt. De postulerade att någon slags organism äter upp den skadliga ammoniak från de döda kropparna och förvandlar den till kväveoxid, vilket är rikligt i våra hav.

Dessa mikrober kallas arkea och skiljer sig från alla andra organismer som är kända för oss. Vi förstår dem inte väl för att de inte kan odlas i laboratoriet för vetenskaplig studie.

Då sätter en forskare av misstag fyra flaskor havsvatten i kylskåp i 1,5 år. De kalla förhållandena hade avlivat alla organismer i vattnet utom archaea.

När forskaren jämförde kompositionen av kväveoxiden som kommer från arkean i vattenflaskorna till havet, var det i stort sett lika. Det var faktiskt första gången som archaea hade studerats i en observerbar miljö.

6 Hur vattenlevande däggdjur lagrar syre under vatten

För en tid sedan bestämde sig vissa vattenbaserade djur på jorden för att flytta till torrt land. När de utvecklade lemmer och andra medel för att överleva utvecklades de till de däggdjur som vi ser idag.

Några däggdjur återvände dock till vattnet och blev undervattensdäggdjur som valar och delfiner. Som vi tidigare diskuterat är det inte klart varför de återvände till vattnet.

Men ett ännu större mysterium är hur de andas. Till exempel kan valar stanna kvar i vattnet under en längre tid, men de måste yta för att andas syre från luften för att överleva.

Forskare vid University of Liverpool studerade beteendet hos myoglobin, ett protein i dykdäggdjur som ansvarar för syre i sina muskler. Forskarna upptäckte att myoglobin hade en speciell egenskap som hjälpte dessa däggdjur att stanna under vattnet under längre perioder.

Myoglobin är positivt laddad. Detta avstöter de andra proteinerna, hindrar dem från att klumpa ihop och tillåter myoglobinet att lagra en betydande mängd syre. Den syreaffären gör att dykdäggdjur kan stanna under vattnet i intervaller så länge som en timme, vilket land däggdjur inte kan göra.

5 The Purple Sock Deep Sea Creature

På 1950-talet snubblade forskare på ett mystiskt djuphavsdjur utanför Sveriges kust som förvirrade dem fram till början av 2016.Varelsen var bokstavligen formad som en purpurfärgad socka. Forskare hade ingen aning om vad det var eller var det tillhörde i den evolutionära cykeln. Den purpurfärgade socken var till skillnad från vad de någonsin sett.

Däremot upptäckte forskare från Scripps Institution of Oceanography nyligen nya arter som tillhör lila socken varelsens genus av paradoxmaskar. Från sina studier har forskare bestämt att detta släkt spelade en nyckelroll i utvecklingen av alla djur.

Forskarna placerade detta släkt vid basen av djurens evolutionära framsteg. Dessa arter har inga hjärnor eller andra organ som finns i andra djur. Det finns bara ett hål som fungerar som en mun och en rektum.

Trots att det fortfarande finns mycket att lära av den lila strumpeskonningen, kan det hjälpa oss att svara på den ultimata frågan: Hur kom människor till?

4 där jordens vatten kom ifrån

Vatten är nyckeln till livet på jorden, men ursprunget på vår planet hade varit ett mysterium. Fram till nyligen hade vi ingen aning om vattnet kom hit på en meteorit eller om det utvecklades självständigt på jorden. Slutligen har vissa nyare studier avgjort debatten. Vatten var här hela tiden och underlättade de första organismernas födelse.

I en studie granskade forskare vissa meteoriter och fann att jordens vatten härrörde när solsystemet var i tidiga planetskapande skeden. Detta är mycket tidigare än tidigare trodde och föreslår att vatten bildades med planeten.

En annan studie om lava i Kanada gav samma resultat. Dessa forskare drog slutsatsen att vatten på jorden hade mer uråldriga ursprung än solen. Även om forskare fortfarande diskuterar dessa nya slutsatser, verkar det som om vi har ett fungerande svar för nu.

3 Hur Giraffen utvecklade en lång hals

Med sin ovanliga nacke har giraffen alltid varit ett favoriterat ämne för diskussion bland evolutionära biologer. Charles Darwin hade verkligen mycket att säga om giraffer. Men som vi diskuterade tidigare såg den långvariga teorin om att girafferna var positivt utvalda, eftersom de kunde nå högre löv, inte tycka att de var korrekta.

Giraffens nacke är ett unikt drag i naturen, men vi hade ingen aning om hur det utvecklats under den längsta tiden. Det har förändrats sedan forskarna tittade närmare på girafffossiler.

De hittade något som ingen förväntade sig: Giraffens nacke utvecklades inte på en gång, som vi tidigare hade trott. I stället hände det i etapp och var faktiskt på gång innan giraffer ens existerade.

Olika delar av ryggkotorna utvecklades vid olika tider, vilket resulterade i de långa nacken som vi ser idag. Medan vi fortfarande inte vet varför giraffer utvecklade längre halsar vet vi nu hur de gjorde det.

2 Hur flyglösa fåglar utvecklats

Virala djurvideor har lärt oss att flyglösa fåglar är alla jerks. Ur en evolutionär synpunkt är de också en av naturens största gåtor.

Även om vi ignorerar frågan om varför de släppte flygningen, har mysteriet om hur de korsade kontinenterna utan flyghantering förvirrat oss i 150 år. Separationen av kontinenter hade redan börjat när de utvecklades, så det var omöjligt att komma över oceanerna utan att flyga.

En ny rapport har dock visat att alla flyglösa fåglar (aka ratites) utvecklats från en fågel som flyger för 60 miljoner år sedan. Man trodde tidigare att fåglarna hade utvecklats separat efter att kontinenterna började springa från varandra men innan stora däggdjur utvecklades.

Därefter visade forskare att det fanns ett nära samband mellan två till synes distinkta ratitarter - kiwi och elefantfågel, en utdöd art från Madagaskar.

Det här är inte första gången forskare har upptäckt genetiskt släktskap bland olika strupeter. På 1990-talet visade studier att emus också var nära kusiner av kiwierna.

1 Hur livet kom från jorden

Hur de första organismerna utvecklats på jorden har alltid varit ett stort frågetecken. Charles Darwin antydde att en "primordis" - en blandning av olika ingredienser för livet i en bokstavlig pöl eller damm - troligen tjänade som ett inkubationscentrum för de första levande molekylerna.

Men det har alltid problem med den teorin. Till exempel är RNA molekylen som allmänt antas ha varit den första livsformen på jorden. Men RNA kan bara replikeras med de komplexa proteinmolekylerna som det bildas senare. Så hur kom det till att börja med?

Efter att ha studerat förutsättningarna på jorden runt den tid som livet kom från, visade brittiska forskare att allt som krävdes för att göra RNA var närvarande i miljön vid den tiden.

Forskarna skapade konstant 50 nukleinsyror-byggstenarna av RNA-från vätesulfid, ultraviolett ljus och väte. Alla tre var närvarande på jorden när livet kom från. Även om forskare tidigare har teoretiserat att RNA utvecklats före proteiner, var det första gången som någon visade att RNA kunde existera utan proteiner.

+ Hur Owls Fly With No Sound

Ugglor är inte särskilt speciella varelser. Bortsett från deras konstiga sovplan och obehagliga ögon, ger inte många människor dem ett andra utseende. Vetenskapsmännen har dock alltid fascinerats av owls förmåga att flyga utan att göra ljud.

För att bestämma hur detta inträffade använde forskare nyligen högupplösande mikroskop för att undersöka uglafjädrar. Fågelns fjädrar har minst tre olika egenskaper som kombinerar för att skapa ljudlöst flyg: en stel kam av borstar på framkanten, en flexibel frans på baksidan och ett mjukt material som är jämnt fördelat på fjäderns övre del.

Ingen annan fågel har befunnits ha sådana sofistikerade vingar.Denna upptäckt har redan inspirerat ett material som en dag kunde hjälpa till med produktion av ljudlösa flygplan.