چرا سگ‌های بزرگ زودتر پیر می‌شوند؟

هر ماه کلی خبر علمی جذاب از دستمان در می‌رود، چون وقتش نیست به همه‌شان برسیم. این بار سراغ پنج روایت رفتیم که هر کدامشان چیزی برای شگفت‌زده‌کردن دارند: از معمای پیری زودهنگام سگ‌های بزرگ و پوزیترونی که ماه‌ها در قفس ماند، تا خالکوبی‌های نامرئی و ردی از یک راهب قرن یازدهمی در کلیسای وست‌مینستر.

معمای پیری سگ‌های بزرگ؛ تقصیر ژن‌های جهنده است

در بیشتر پستانداران، جثه بزرگ‌تر یعنی عمر طولانی‌تر. موش‌ها به‌طور میانگین دو سال زندگی می‌کنند و بعضی نهنگ‌ها تا ۲۰۰ سال. اما سگ‌ها یک استثنای عجیب‌اند: هرچه بزرگ‌تر، سریع‌تر پیر می‌شوند و زودتر می‌میرند. همین استثنا سگ‌ها را به مدل محبوب زیست‌شناسان برای مطالعه فرایند پیری تبدیل کرده است.

پژوهشگران دانشگاه ایالتی آریزونا در مقاله‌ای که در نشریه Science منتشر شد، سراغ داده‌های ۸۶۴ سگ از پروژه «پیری سگ» رفتند و الگوی متیلاسیون DNA را در کل ژنومشان نقشه‌برداری کردند. متیلاسیون DNA بخشی از اپی‌ژنوم است؛ یعنی همان لایه‌ای که تعیین می‌کند کدام ژن روشن باشد و کدام خاموش، و برخلاف توالی ژنتیکی که تقریباً ثابت است، با استرس و شرایط محیطی تغییر می‌کند. به همین دلیل نشانگر خوبی برای سنجش سرعت پیری است.

نتیجه این بود: پیری سگ‌ها با افت نظارت متیلاسیون DNA گره خورده است، خصوصاً در نواحی‌ای که «ژن‌های جهنده» یا ترانسپوزون‌ها در آن‌ها پرسه می‌زنند. این ژن‌ها می‌توانند از یک کروموزوم به کروموزوم دیگر بپرند، به DNA آسیب بزنند و زمینه سرطان و بیماری‌های وابسته به سن را فراهم کنند. وقتی نشانگرهای تنظیمی کم می‌شوند، فعالیت این ژن‌ها بالا می‌گیرد.

تیم پژوهشی یک خانواده مشخص از این ژن‌ها به نام LINE1 را عامل تفاوت سرعت پیری در نژادهای مختلف معرفی کرد؛ نژادهای غول‌پیکر سالانه حدود ۳۵ درصد بیشتر متیلاسیون LINE1 خود را از دست می‌دهند تا نژادهای کوچک. بلیز مرینر، یکی از نویسندگان مقاله، می‌گوید این یکی از شفاف‌ترین امضاهای مولکولی است که تا امروز با رابطه معروف «هرچه بزرگ‌تر، کوتاه‌عمرتر» در سگ‌ها هم‌راستا شده و نشان می‌دهد از دست رفتن کنترل بر این ژن‌های جهنده، دست‌کم بخشی از پیری سریع‌تر سگ‌های بزرگ را توضیح می‌دهد.

چرا این کشف مهم است؟

• سگ‌ها به‌خاطر تنوع نژادی و طول عمر کوتاهشان، آزمایشگاهی طبیعی برای مطالعه پیری‌اند.
• متیلاسیون DNA را می‌توان مثل یک ساعت مولکولی خواند و سرعت پیری را سنجید.
• فعال‌شدن ترانسپوزون‌ها رشته‌ای مشترک بین پیری و بیماری‌هایی مثل سرطان است.

یک پوزیترون، ماه‌ها اسیر در قفس مغناطیسی

یکی از بزرگ‌ترین پرسش‌های بی‌پاسخ کیهان‌شناسی این است که چرا جهان آغازین میان ماده و پادماده عدم تقارن داشت. وقتی این دو به هم می‌رسند، در هم نابود می‌شوند و به انرژی تبدیل می‌شوند؛ پس همان عدم تقارن باعث شد ماده بر جهان ما چیره شود. ساختن و جداکردن پادماده اما به‌شدت دشوار است و تله‌های ویژه می‌خواهد.

فیزیک‌دانان دانشگاه نورث‌وسترن در مقاله‌ای در Physical Review Letters اعلام کردند که موفق شده‌اند یک پوزیترون تک را ماه‌ها در تله نگه دارند. جرالد گابریلز و همکارانش پیش‌تر همین کار را با یک الکترون تک انجام داده و از آن برای دقیق‌ترین اندازه‌گیری گشتاور مغناطیسی‌اش استفاده کرده بودند. این بار پوزیترون را از هسته سدیم-۲۲ استخراج کردند، آن‌قدر کُندش کردند تا هدایتش به یک محفظه خلأ تقریباً کامل با میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی ممکن شود و سپس دمایش را تا ۳۰۰ میلی‌کلوین بالاتر از صفر مطلق پایین آوردند تا در حالت پایه کوانتومی بماند.

نتیجه این شد که توانستند ماه‌ها آن حالت را حفظ کنند و با مایکروویو تنظیم‌شده، حالت انرژی کوانتومی ذره را دستکاری و آشکارسازی کنند؛ اولین قدم برای اندازه‌گیری خواص مغناطیسی پوزیترون با همان دقتی که پیش‌تر برای الکترون به دست آمده بود. مدل استاندارد فیزیک ذرات می‌گوید این دو اندازه‌گیری نباید تفاوتی داشته باشند. اگر داشته باشند، به گفته گابریلز، «بزرگ‌ترین کشف فیزیک قرن گذشته» رقم خورده است.

خالکوبی‌هایی که فقط زیر نور فرابنفش دیده می‌شوند

خیلی‌ها خالکوبی دوست دارند، اما جاهایی هست که ترجیح می‌دهند دیده نشود. گروهی از محققان جوهرهای خالکوبی رنگی ساخته‌اند که با چشم غیرمسلح نامرئی‌اند و تنها زیر نور فرابنفش رنگ می‌گیرند؛ نتیجه در نشریه Matter & Light منتشر شد. کارسون برانز از دانشگاه کلرادو بولدر که خودش خالکوبی شیری سبز روی بازویش دارد، می‌گوید این تلاشی است برای شکستن تابوی بدن‌آرایی در علم و فرهنگ‌های مختلف.

این جوهرها با نام تجاری PhotoTat از رنگ‌های تغییررنگ‌دهنده ساخته شده‌اند که درون کره‌های ریز پلی‌متیل‌متاکریلات (PMMA) قرار گرفته‌اند؛ همان ماده‌ای که در فیلرهای پوستی هم استفاده می‌شود. با ترکیب رنگ‌های اصلی می‌توان تصویر تمام‌رنگی ساخت. خالکوبی تا وقتی زیر نور فرابنفش نرود دیده نمی‌شود و آن‌وقت به آبی، سرخابی یا زرد درمی‌آید. رنگ بعد از چند ساعت محو می‌شود و زیر نور LED روشن، سریع‌تر.

هنوز در مرحله اثبات مفهوم است، اما برانز خودش آن را آزموده و طرحی از فلس‌های ماهی را روی پوستش کشیده که زیر نور فرابنفش قرمز، نارنجی یا آبی می‌شوند. کاربرد امیدبخش‌ترش برای بیماران تحت پرتودرمانی است: خالکوبی‌های کوچکی که پزشک با آن‌ها مسیر پرتو را تنظیم می‌کند، با این جوهر فقط هنگام درمان ظاهر می‌شوند.

استخوان‌های یک راهب، نه یک نجیب‌زاده رومی

بیش از ۱۵۰ سال پیش باستان‌شناسان در محوطه کلیسای وست‌مینستر، اسکلتی را در تابوتی رومی پیدا کردند با کتیبه‌ای مربوط به یک بریتانیایی ثروتمند به نام والریوس آماندینوس از حدود سال‌های ۳۰۰ تا ۴۰۰ میلادی. اما روی درِ تابوت یک صلیب لاتین هم حجاری شده بود که به قرن دهم یا یازدهم برمی‌گشت؛ یعنی دوره متأخر ساکسون. آیا این استخوان‌ها واقعاً به همان مرد رومی تعلق داشت؟

پژوهشی در Journal of the British Archaeological Association می‌گوید نه؛ این‌ها استخوان‌های یک راهب بلندپایه قرون وسطی است. قرارگرفتن جسد در تابوت سنگی و نشانه‌های اسکلتی از مردی میان ۳۵ تا ۴۹ سال و قدی حدود ۱۷۵ سانتی‌متر خبر می‌دهد. محتمل‌ترین گزینه، راهبی بندیکتی به نام آلف‌ویگ است که حدود سال ۱۰۲۰ درگذشت و به‌عنوان راهب وست‌مینستر در همان‌جا دفن شد؛ هرچند جانشین او وولبوت هم که در سال ۱۰۴۹ فوت کرد، گزینه دیگر است. شواهد نشان می‌دهد جسد ابتدا در تابوتی چوبی بوده که در طول هفت قرن بعد پوسیده است.

مدل ونوس و راز یک تومور باستانی

پائولو پوتزیلی از دانشگاه کوئین مری لندن و همکارانش پیش‌تر سراغ علت مرگ یکی از مدل‌های ساندرو بوتیچلی رفته بودند؛ سیمونتا وسپوچی که گفته می‌شود الگوی ونوس در تابلوی تولد ونوس بوده و در اوایل دهه سوم زندگی درگذشت. سال‌ها تصور می‌شد او به سل مبتلا شده، اما فرضیه جدیدتر از تومور هیپوفیز (آدنوم) می‌گوید که با ترشح پرولاکتین و هورمون رشد بزرگ‌تر می‌شده است.

شواهد از نامه‌های پدرشوهر سیمونتا، پیرو وسپوچی، با لورنتزو دِ مدیچی می‌آید؛ نامه‌هایی که توصیف می‌کنند او چند روز پیش از مرگ در یک مهمانی رقص از حال رفته بود. سردرد، توهم، استفراغ و تب بالا همه با یک تومور هیپوفیزِ به‌سرعت بزرگ‌شونده سازگارند. در مقاله تازه‌ای در Medical Humanities، تیم پوتزیلی شواهد تازه‌ای افزوده: همان تومور می‌تواند کج‌بودن و لوچی چشم مدل را هم توضیح دهد. آن‌ها با بررسی دقیق چشم‌ها در تولد ونوس و چند پرتره دیگر، تورم آشکار اطراف چشم چپ و شُل‌بودن بخشی از بافت سفیدی چشم را نشانه‌ای دیگر بر این فرضیه دانستند.

شب پرستاره ون‌گوگ؛ آسمانی در سحرگاه ۲۲ ژوئیه ۱۸۸۹

شاهکار وینسنت ون‌گوگ، شب پرستاره، سال‌هاست هنردوستان و دانشمندان را مسحور خود کرده است. بعضی فیزیک‌دانان گفته‌اند نقاشی تصویری استادانه از آشفتگی جوّی است و مقاله‌ای در سال ۲۰۲۴ نشان داد حس حرکت آسمان آبی به مقیاس ضربه‌های قلم‌مو هم مربوط می‌شود؛ نوعی آشفتگی پنهان در مقیاس میکرو. حالا گروهی از اخترشناسان کره جنوبی با «اخترشناسی جنایی» ماه دقیق خلق اثر را مشخص کرده‌اند.

پیش‌تر برخی پژوهشگران گفته بودند شب پرستاره فقط نمادین نیست و آسمان واقعی ژوئن ۱۸۸۹ را نشان می‌دهد. تحلیل تازه که شبیه‌سازی‌ها، الگوهای تاریخی هوا، موقعیت ستاره‌ها و نامه‌های ون‌گوگ را در نظر می‌گیرد، این تاریخ را به پیش از سپیده‌دم ۲۲ ژوئیه ۱۸۸۹ می‌برد. الایجا جونگ-هیون کیم، از نویسندگان مقاله در Scientific Reports، می‌گوید وقتی به پژوهش قبلی درباره صورت فلکی بره رسید کنجکاو شد، اما چراغ‌های تابلو را بیشتر شبیه خوشه ستاره‌ای هادس در صورت فلکی ثور دید؛ همان چیزی که تاریخ ژوئیه را تقویت می‌کند. خود ون‌گوگ گفته بود زاویه دید را اغراق کرده، اما به باور نویسندگان، اغراق هم به یک شیء واقعی نیاز دارد تا بزرگ‌نمایی شود.

این روش تازه نیست؛ دانلد اولسون، «کارآگاه آسمانی» معروف، سال‌ها پیش با همین ابزارها نشان داد نمای دلفتِ ورمیر احتمالاً صبح سوم یا چهارم سپتامبر ۱۶۵۹ را نشان می‌دهد، غروب خون‌رنگ الهام‌بخش تابلوی جیغ مونک را به فوران آتشفشان کراکاتوآ در سال ۱۸۸۳ نسبت داد و حتی ساعت دقیق عکس معروف روز پیروزی در میدان تایمز را مشخص کرد.