Plastik Di Laut Menciptakan Banyak Masalah

Jika Anda bisa menimbang semua plastik yang mengambang di lautan di dunia, itu akan sama dengan massa sekitar 38.000 gajah Afrika.

Perkiraan itu berasal dari studi global baru tentang plastik yang mengambang di lautan. Setelah enam tahun penelitian, para ilmuwan memperkirakan lautan mengandung sekitar 5,25 triliun keping sampah ini. Berat gabungannya: diperkirakan 269.000 metrik ton.

“Kami menemukan plastik tersebar luas di semua lautan,” kata Marcus Eriksen. Ilmuwan lingkungan ini adalah bagian dari tim peneliti yang menerbitkan makalah 10 Desember di PLOS ONE. Eriksen bekerja dengan 5 Gyres Institute di Los Angeles, California. Kelompok ini mencari solusi untuk masalah yang disebabkan oleh sampah plastik.

Para ilmuwan menemukan bahwa masalah sampah plastik lautan mengkhawatirkan. Ikan dan organisme laut lainnya dapat menelan serpihan plastik kecil. Sampah ini kemudian dapat naik ke rantai makanan seperti burung laut, anjing laut dan pemangsa laut lainnya memakan ikan itu.

Plastik juga berbahaya karena alasan lain. Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa plastik dapat bekerja seperti spons, menyerap dan menyimpan bahan kimia beracun. Ini termasuk PCB, pestisida dan penghambat api. Ketika tertelan, plastik tersebut dapat melepaskan polutan, yang memicu masalah kesehatan. Sebuah studi tahun 2013 menunjukkan bahwa plastik laut seperti itu juga menyediakan rumah bagi kuman, yang beberapa di antaranya dapat menyebabkan penyakit.

Eriksen dan timnya melakukan perjalanan lebih dari 50.000 mil laut sambil melakukan pengukuran. Mereka mensurvei lima gyre subtropis. Ini adalah area besar dari arus yang berputar. Plastik mengambang terakumulasi dalam loop melingkar besar ini. Tim juga mengukur konsentrasi plastik di lepas pantai Australia, di Teluk Benggala dan di Laut Mediterania.

Para ahli menggunakan jaring halus untuk menangkap partikel plastik yang lebih kecil dari 4,75 milimeter (0,18 inci). Kemudian, mereka menimbang semua potongan kecil.

Para peneliti menemukan bahwa lebih dari setengah dari berat semua plastik laut terdiri dari potongan-potongan kecil. Penemuan ini mengkhawatirkan tim karena partikel yang lebih kecil memiliki luas permukaan yang lebih besar. Ini memungkinkan mereka untuk menyerap lebih banyak polusi per unit berat daripada potongan yang lebih besar.

Tetapi potongan yang lebih besar juga merupakan masalah. Kantong plastik, cincin enam bungkus untuk minuman kaleng dan jaring ikan, semuanya bisa melibatkan burung laut, kura-kura dan bahkan paus.

Potongan plastik mengambang yang lebih besar cenderung sebagian besar berasal dari jaring dan pelampung yang hilang, penelitian menemukan. Para peneliti tidak menimbang potongan-potongan ini. Sebaliknya mereka menghitungnya (dari kenyamanan perahu mereka), dan mencatat ukurannya. Kemudian, para peneliti mencocokkan potongan-potongan besar ini dengan yang berukuran sama yang sudah mereka timbang.

Rekor Panas Membakar Arktik Dan Mencairkan Es Greenland

Kebakaran hutan mengamuk di Kutub Utara musim panas ini. Rekor suhu tinggi dan angin kencang memicu kebakaran itu. Dan kebakaran itu terjadi dalam jumlah yang lebih besar daripada yang pernah dicatat.

Di Siberia saja, ratusan kebakaran hutan membentang sekitar 3 juta hektar (7,5 juta hektar) tanah. Satelit menangkap gambar kebakaran itu pada 28 Juli. Di Alaska, sebanyak 400 kebakaran hutan terjadi pada pertengahan Juli. Panas Arktik juga mencairkan es Greenland pada tingkat yang mengkhawatirkan.

Ukuran dan intensitas kebakaran hutan Juni 2019 lebih besar daripada yang terlihat dalam 16 tahun terakhir. Sudah berapa lama Layanan Pemantauan Atmosfer Copernicus, atau CAMS, Uni Eropa, telah melacak data kebakaran global. Angka Juli ini ”memiliki proporsi yang serupa,” kata Mark Parrington. Dia adalah ilmuwan senior di CAMS di Reading, Inggris. “Saya kaget pada durasi kebakaran di Lingkaran Arktik, khususnya,” katanya.

Kebakaran hutan paling sering berkembang di Kutub Utara pada bulan Juli dan Agustus. Mereka biasanya dipicu oleh kilat. Tapi tahun ini, kondisi panas dan kering yang tidak biasa di belahan bumi utara pada Juni membuat masalah semakin buruk. Itu membawa musim kebakaran ke awal yang lebih awal dari biasanya. Organisasi Meteorologi Dunia (WMO) melaporkan ini pada 12 Juli.

Suhu tinggi dan sedikit curah hujan Kutub Utara hampir pasti memainkan peran dalam kebakaran hutan Juli juga, kata Parrington.

Di Alaska, suhu mencapai setinggi 32,2 ° Celcius (90 ° Fahrenheit) pada 6 Juli. Itu memecahkan rekor panas negara bagian sebelumnya.

Temperatur bulan Juni juga lebih tinggi dari biasanya di beberapa bagian Siberia. Itu di Rusia utara. Suhu rata-rata di sana hampir 10 derajat Celcius lebih tinggi daripada rata-rata dari 1981 hingga 2010. Juga di bulan Juni, lebih dari 100 kebakaran hebat mengamuk di dalam Lingkaran Arktik.

Greenland jelas sangat panas. Pulau itu kehilangan hampir 200 miliar ton es pada bulan Juli. Itu menurut Institut Meteorologi Denmark. Pada 31 Juli, 56,5 persen lapisan es Greenland menunjukkan tanda-tanda mencair, lapor Ruth Mottram. Dia seorang ahli glasiologi (Glay-see-OL-oh-gizt). Dia belajar gletser di Institut Meteorologi Denmark di Kopenhagen.

1 Agustus gambar dari satelit Copernicus menunjukkan beberapa kolam lelehan di Greenland. Mereka juga menunjukkan bekas luka bakar di pulau itu dari kebakaran baru-baru ini dan asap dari api aktif.

Api Arktik tidak hanya menghanguskan wilayah Bumi yang luas. Api itu juga melepaskan sejumlah besar karbon dioksida (CO2). Kebakaran bulan Juni saja melepaskan lebih dari 50 metrik megaton CO2, kata WMO. Itu lebih dari jumlah yang dirilis, atau dipancarkan, oleh semua kebakaran Juni yang digabungkan dari 2010 hingga 2018.

Bersiaplah Untuk Makan Secara Berbeda Di Dunia Yang Lebih Hangat

Pada akhir musim panas 2016, petani gandum di Prancis menyadari ada sesuatu yang salah. Hasil panen mereka lebih kecil dari biasanya – jauh lebih kecil. Para petani terbiasa dengan hasil panen mereka – jumlah tanaman yang diproduksi di ladang mereka – sangat konsisten. Hasil gandum biasanya berubah tidak lebih dari 5 persen dari satu tahun ke tahun berikutnya. Tetapi tahun ini berbeda.

Namun, itu tidak segera terlihat apa masalahnya.

Ada mantra musim dingin yang luar biasa hangat. Belakangan di tahun itu, beberapa hujan lebat turun. Peristiwa ini menyebabkan masalah yang tidak terduga. Hujan deras, misalnya, melepaskan nutrisi dari tanah. Panas dan lembab meningkatkan penyebaran penyakit. Tak satu pun dari masalah ini yang tampak terlalu buruk saat terjadi. Tetapi ketika tiba saatnya untuk memanen gandum, hasil panen di Prancis seperempat (25 persen) lebih rendah dari biasanya. Di beberapa daerah, mereka hanya setengah (50 persen) dari sebelumnya.

“Itu luar biasa bagi saya,” kata Senthold Asseng. Dia bekerja di Universitas Florida di Gainesville, tempat dia menggunakan komputer untuk menganalisis data dan memprediksi panen panen. “Itu adalah peringatan nyata bahwa Anda tidak perlu menunggu kejutan besar seperti gelombang panas atau kekeringan. Guncangan terhadap produksi juga dapat terjadi dengan memiliki tiga atau empat perubahan kecil yang semuanya bersatu dalam satu musim. ”

Perancis adalah negara kaya. Jadi ada sumber gandum dan makanan lain. Selain petani gandum, hanya sedikit orang Prancis yang terpengaruh. Tetapi di negara miskin, penurunan hasil panen yang begitu besar dapat memperburuk kemiskinan – atau bahkan menyebabkan kelaparan.

Ketika orang berpikir tentang bagaimana kehidupan mereka akan dipengaruhi oleh perubahan iklim, mereka mungkin membayangkan hidup di dunia dengan musim dingin yang lebih pendek dan musim panas yang lebih lama. Mereka mungkin membayangkan kota-kota pesisir kehilangan kenaikan permukaan tanah ke laut. Mereka bahkan mungkin mengharapkan cuaca yang lebih ekstrem, seperti angin topan atau kebakaran hutan.

Semua efek itu telah melanda berbagai belahan dunia. Tetapi perubahan iklim juga mempengaruhi apa yang kita makan. Dengan suhu yang lebih hangat dan lebih banyak hama, pertanian akan menghasilkan lebih sedikit makanan. Dan para petani harus bekerja lebih keras untuk menanam makanan apa yang mereka bawa untuk panen. Beberapa tanaman bahkan mungkin kurang bergizi. Kita mungkin makan lebih sedikit makanan yang rentan terhadap perubahan iklim – seperti gandum dan jagung – dan lebih banyak dari tanaman-tanaman itu yang bisa lebih tahan terhadap kekeringan. Pikirkan sorgum.

Para ilmuwan sedang mempelajari masalah-masalah ini dan belajar lebih banyak tentang bagaimana perubahan iklim akan mempengaruhi persediaan makanan. Mereka juga mengembangkan tanaman baru dan teknik penanaman baru untuk membantu petani beradaptasi dengan perubahan yang akan datang.

Pilihan Makanan Anda Mempengaruhi Iklim Bumi

Setiap tindakan memiliki biaya. Itu sama berlaku untuk mengendarai mobil seperti halnya untuk menanam makanan dan mengirimkannya ke piring makan Anda. Sebuah tim peneliti baru saja menghitung biaya produksi daging dibandingkan jenis makanan lain untuk pengunjung manusia. Mereka menemukan bahwa produksi daging – dari pertanian hingga garpu – melepaskan lebih banyak polusi pemanasan iklim yang menghasilkan buah, sayuran, kacang-kacangan dan biji-bijian. Lebih banyak lagi.

Perhitungan mereka menunjukkan bahwa orang dapat melakukan banyak hal untuk memperlambat pemanasan global jika mereka membatasi berapa banyak daging yang mereka makan.

Ada banyak “biaya” untuk memproduksi barang apa pun, termasuk makanan. Tentu, orang membayar uang untuk makanan serta bahan bakar yang dibutuhkan untuk mendapatkan bahan makanan ke toko atau restoran. Tapi itu hanya biaya yang paling terlihat. Memproduksi barang juga membutuhkan sumber daya. Untuk makanan, ini termasuk air yang digunakan untuk mengairi ladang tanaman. Ini juga termasuk pupuk dan bahan kimia yang meningkatkan pertumbuhan tanaman dan melawan hama. Dan jangan lupa bensin dan diesel yang menjadi bahan bakar bajak dan juga truk yang membawa hasil panen ke pasar.

Bersama dengan sumber daya tersebut adalah limbah: polusi. Kotoran sapi adalah salah satu polutan yang jelas terkait dengan produksi daging. Tetapi ada yang lain, termasuk polutan udara yang dimuntahkan oleh traktor yang membajak ladang dan truk yang memindahkan makanan ke hewan dan hewan ke rumah jagal. Peter Scarborough di Universitas Oxford di Inggris, dan rekan-rekannya memutuskan untuk menghitung beberapa polusi yang kurang terlihat yang diciptakan oleh produksi makanan.

Mereka fokus pada gas rumah kaca. Di atmosfer, gas-gas ini memerangkap panas dari sinar matahari. Akhir-akhir ini mereka terlalu banyak terperangkap, menyebabkan semacam demam global ringan. Secara keseluruhan, produksi makanan menyumbang seperlima dari jenis polusi ini.

Satu gas rumah kaca yang dipancarkan melalui produksi makanan kita adalah karbon dioksida, atau CO2. Ini dilepaskan oleh pembakaran bahan bakar fosil, seperti bensin dan gas alam. Mereka digunakan untuk menyalakan mesin pertanian, untuk membawa makanan ke pasar (dan rumah), untuk menyimpan makanan yang menunggu pemrosesan dan untuk memasak makanan. Para peneliti juga menghitung metana. Fermentasi dalam nyali ternak ruminansia – kebanyakan sapi – melepaskan gas ini. Dan para ilmuwan menghitung nitro oksida yang dilepaskan selama pembajakan dan pemupukan ladang tanaman.

Ketiga gas itu penting. CO2 adalah gas rumah kaca yang dilepaskan dalam volume tertinggi. Tetapi metana dan dinitrogen oksida tinggal di atmosfer jauh lebih lama daripada CO2. Dengan demikian, mereka lebih kuat, molekul untuk molekul, dalam menghangatkan atmosfer Bumi.

Laser Membuat Tikus Berhalusinasi

Mengarahkan sinar laser ke otak tikus dapat membuat mereka “melihat” garis-garis yang tidak ada di sana. Ini adalah pertama kalinya para ilmuwan menciptakan persepsi visual spesifik dengan tipu daya lab.

Percobaan menggunakan optogenetika. Teknik ini menggunakan sinar laser untuk mengaktifkan sel-sel saraf di otak yang disebut neuron. Para ilmuwan men-tweak neuron untuk memiliki protein peka cahaya. Protein ini meminta sel untuk mengirim sinyal sebagai respons terhadap cahaya.

Optogenetika memulai debutnya sekitar 15 tahun yang lalu. Semua orang berharap itu akan memberi para ilmuwan kontrol yang tepat atas persepsi dan perilaku yang mengikuti, kata ilmuwan saraf Karl Deisseroth. Ia membantu merintis teknik itu. Kemampuan itu dapat membantu mengungkap pertanyaan besar, seperti bagaimana kelompok sel otak tertentu menciptakan pengalaman.

“Sangat menyenangkan untuk sampai ke titik ini,” kata Deisseroth, seorang penyelidik Howard Hughes Medical Institute di Stanford University di California.

Tim Deisseroth mengidentifikasi sekelompok sekitar 20 neuron yang aktif ketika tikus melihat garis horizontal atau vertikal pada layar. Setiap tikus telah dilatih untuk menjilat air dari semburan ketika melihat garis-garis tempat ia dilatih.

Para peneliti kemudian berangkat untuk membuat tikus berhalusinasi garis menggunakan sinar laser. Ketika otak berhalusinasi, ia melihat sesuatu yang tidak benar-benar ada.

Tikus pertama kali ditampilkan garis nyata yang sangat samar. Lama-kelamaan, garis-garis itu menjadi sangat samar sehingga tikus tidak bisa melihatnya. Mereka gagal menjilat semburan air. Memukul kelompok neuron dengan sinar laser, bagaimanapun, meningkatkan kinerja tikus. Mereka lebih sering menjilat semburan air.

Kemudian para peneliti menguji tikus dalam kegelapan total. Hewan pengerat itu tidak bisa melihat garis apa pun. Cahaya laser yang bersinar pada kelompok yang sama dari 20 atau lebih neuron menyebabkan tikus untuk “melihat” garis dan menjilat spouts mereka.

Neuron yang terstimulasi cahaya juga mendorong neuron lain untuk melepaskan sinyal. Ini menunjukkan bahwa sel-sel penglihatan lain bertindak seolah-olah tikus telah melihat pemandangan nyata. Tim melaporkan temuan online pada 18 Juli di Science.

Neuroscientist Conor Liston menyebut pekerjaan itu secara teknis luar biasa. “Saya pikir setiap ilmuwan saraf di bidang ini akan melihat ini dengan penuh minat,” kata Liston, yang bekerja di Weill Cornell Medicine di New York City.

Beberapa kemajuan kunci mengarah pada keberhasilan percobaan, kata Deisseroth. Diantaranya: Laser yang dikendalikan oleh kristal cair, dan ditemukannya protein yang disebut ChRmine. Protein ini merespons cahaya – bahkan cahaya redup. Itu sifat yang membantu karena terlalu banyak cahaya dapat merusak otak.

Pendekatan serupa dapat membuat para ilmuwan menciptakan rasa, sentuhan, dan aroma, kata Deisseroth. Dan metode baru ini memungkinkan peneliti mengontrol kelompok neuron yang terlibat dalam tugas otak yang lebih kompleks. “Anda dapat dengan mudah membayangkan menggunakan alat serupa untuk mempelajari memori,” kata Liston.

Cahaya Baru Pada Ilmu Otak

Balikkan sakelar dan Anda dapat menghidupkan atau mematikan lampu, kipas, dan segala hal lainnya. Sel-sel saraf individu di otak sekarang adalah tambahan terbaru untuk daftar ini. Selama dekade terakhir, para ilmuwan telah menemukan cara untuk menggunakan cahaya untuk mengendalikan sel-sel saraf otak, atau neuron.

Bidang baru ini disebut optogenetika (OP-toh-jeh-NEH-tix). Opto- adalah awalan yang mengacu pada cahaya. Genetika berkaitan dengan instruksi biologis yang dikodekan dalam gen kita. Seperti namanya, teknologi baru ini menggunakan cahaya untuk menghidupkan atau mematikan aksi yang diprogram secara genetis dalam sel-sel otak.

Keith Bonin menyebut teknologi ini “revolusioner.” Dia mengatakan itu “akan memungkinkan kita untuk lebih memahami bagaimana otak bekerja.” Seorang fisikawan, Bonin bekerja di Wake Forest University di Winston-Salem, N.C.

Otak bertindak sebagai pusat perintah untuk semua yang kita lakukan. Ini adalah sarang neuron – diperkirakan 86 miliar di antaranya. Otak juga mengandung berbagai jenis neuron. Sebanyak 100.000 dari yang paling kecil akan muat di kepala pin.

Untuk memahami bagaimana hewan bergerak, belajar atau berperilaku, para ilmuwan biasanya harus menunggu dan menonton, berharap mereka akan ada di sana ketika peristiwa atau perilaku yang diantisipasi mungkin terjadi. Tidak lagi. Dengan optogenetika, para ilmuwan sekarang dapat menghidupkan tugas atau perilaku ini dengan membalik saklar. Sakelar lampu.

Teknologi baru ini membuka jalur baru untuk penelitian. Sebagai contoh, para ilmuwan belajar lebih banyak tentang apa yang benar dalam otak yang sehat – dan salah ketika otak dipengaruhi oleh berbagai gangguan.

Dalam banyak hal, otak adalah komputer yang hidup. Ini menerima data, mengolahnya menjadi informasi dan kemudian menghasilkan respons. Dan otak melakukan hal-hal ini dengan listrik, seperti halnya komputer.

Namun, dengan komputer, Anda dapat dengan mudah memasukkan data dan kemudian menjalankan program untuk melihat apa yang terjadi. Para peneliti telah lama ingin melakukan itu dengan otak. Tapi itu tidak mudah.

“Tidak ada keyboard untuk otak,” kata Ed Boyden. Dia adalah seorang ahli saraf di Massachusetts Institute of Technology (MIT) di Cambridge. Dia berada di tim peneliti pada tahun 2004 yang pertama kali menggunakan optogenetika untuk bekerja.

Protein adalah molekul yang membentuk dasar sel hidup dan jaringan lain. Banyak juga berfungsi sebagai molekul yang melakukan aksi di dalam dan di sekitar sel. Kelompok Boyden mengidentifikasi protein yang sensitif terhadap cahaya. Mereka menjadi kunci untuk optogenetika.

Mata Anda mengandung opsin (OP-sin), salah satu protein ini. Ketika cahaya mencapai sel-sel retina di bagian belakang mata, opsin memicu sinyal listrik. Segera, sinyal-sinyal itu menembak ke otak. Otak kemudian menerjemahkan sinyal-sinyal itu menjadi penglihatan.

Banyak bakteri, jamur, alga, dan tanaman juga mengandung opsins. Banyak opsins bekerja seperti penjaga gerbang. Pikirkan gerbang sebagai pintu putar satu arah, kata Bonin. Ketika cahaya mengenai pintu putar, opsin memungkinkan ion (atom atau molekul dengan muatan listrik) melewatinya. Bergantung pada gerbang, opsin dapat mengaktifkan atau menonaktifkan aksi neuron.

Mengapa Binatang Sering ‘Berdiri’ Untuk Orang

Anda mungkin tidak berpikir bahwa kita memiliki banyak kesamaan dengan tikus yang melarikan diri atau ikan melayang. Namun, di balik bulu atau sisiknya, makhluk-makhluk ini memiliki kemiripan yang mencolok dengan manusia. Di bawah mikroskop, sel-sel dan molekul mereka sangat mirip dengan kita sehingga banyak peneliti menggunakan ini dan hewan lain untuk memahami bagaimana tubuh manusia bekerja – dan untuk memprediksi kemungkinan tanggapan kita terhadap kemungkinan obat atau racun.

Ketika tikus, ikan, dan hewan lain digunakan dalam penelitian medis, mereka disebut model. Sama seperti mobil model yang menyerupai mobil sungguhan, model hewan cukup seperti orang yang dapat digunakan para peneliti dalam eksperimen. Karena berbagai alasan, peneliti sering tidak dapat melakukan tes seperti itu pada orang.

Model-model hewan dapat membantu para peneliti menjawab berbagai pertanyaan. Apakah obat kanker ini aman untuk Nenek? Adakah yang bisa mencegah gagal jantung misterius yang menyebabkan kematian mendadak pada ribuan atlet muda setiap tahun? Mungkinkah bahan sabun itu membahayakan kita – atau ikan dan serangga – setelah dicuci? Akankah semprotan kutu itu menyakiti Fido – atau bayi yang merangkak di atas karpet yang dirawat?

“Ketika mencoba menangani masalah kesehatan potensial bahan kimia, penting untuk memahami cara kerjanya,” kata Isaac Pessah. Dia ahli toksikologi di University of California, Davis. Beberapa tahun yang lalu, labnya melaporkan bahwa agen pembunuh kuman yang umum mengganggu pergerakan kalsium dalam sel otot. Pessah dan rekan-rekannya tidak mempelajari ini dengan melakukan percobaan pada orang-orang. Sebaliknya, para ahli menggunakan model hewan untuk menunjukkan bagaimana bahan kimia – yang disebut triclosan – berbahaya. Pada tikus, itu melemahkan otot kaki dan jantung, memperlambat sirkulasi darah. Pada ikan, itu memperlambat kecepatan berenang.

Triclosan ditemukan di banyak produk rumah tangga. Produk-produk ini berkisar dari pasta gigi, sampo dan mencuci tangan hingga kain, spons dapur, dan mainan.

Sebelum penelitian oleh tim Pessah, penelitian lain telah mengajukan pertanyaan tentang apakah bahan kimia yang banyak digunakan ini dapat membahayakan orang. Namun, para peneliti tidak dapat mengukur bahaya bahan kimia dengan memaparkan sukarelawan sehat pada berbagai dosis dan kemudian menghitung berapa banyak yang sakit atau mati. Itu tidak etis, aman atau bahkan legal. Itulah alasan utama para ilmuwan beralih ke model hewan.

Tetapi ada alasan lain juga. Dengan mengubah DNA hewan atau menggunakan cara lain untuk menimbulkan perubahan pada sel dan jaringannya, beberapa organisme dapat memodelkan penyakit manusia secara dekat. Dengan cara ini, para peneliti dapat memeriksa seberapa baik terapi potensial bekerja – atau bagaimana hal itu terbukti berbahaya – sebelum melanjutkan untuk mengujinya pada orang. Hewan juga dapat membantu para ilmuwan menyaring sejumlah besar bahan kimia dengan cepat untuk mengidentifikasi beberapa bahan yang mungkin bermanfaat. Banyak obat yang Anda temukan di rak apotek pertama kali diuji pada hewan.