Как микробиом контролирует активность нейтрофилов

Рыба-попугай представляет собой одно из самых удивительных семейств морских рыб, чья жизнедеятельность оказывает колоссальное влияние на формирование тропических экосистем. Семейство скаровых, к которому относятся эти рыбы, насчитывает около 90 видов, распространенных в теплых водах Тихого, Индийского и Атлантического океанов.

Характерной особенностью рыб-попугаев является их необычное строение ротового аппарата. Многочисленные мелкие зубы этих рыб срастаются в прочные пластины, образуя структуру, внешне напоминающую клюв попугая. Именно эта анатомическая особенность и дала название всему семейству.

Размеры представителей варьируются от относительно небольших видов длиной 30-40 сантиметров до настоящих гигантов, достигающих полутора метров и веса в несколько десятков килограммов.

Образ жизни рыбы-попугая тесно связан с коралловыми рифами, которые служат для них и домом, и источником пищи. Основу рациона составляют микроскопические водоросли, растущие на поверхности кораллов. Чтобы добраться до этой пищи, рыба использует свой мощный клюв для соскабливания и откусывания фрагментов коралловой породы. Этот процесс сопровождается характерным хрустящим звуком, который становится неотъемлемой частью акустического ландшафта рифа.

Переваривание пищи у рыб-попугаев происходит весьма необычным образом. После того как откушенные кусочки коралла попадают в пищеварительную систему, специальные глоточные зубы измельчают твердый карбонат кальция до состояния мелкого порошка. Питательные вещества из водорослей усваиваются организмом, а неперевариваемые частицы коралла выводятся наружу в виде чистого белого песка.

Масштабы этого процесса поражают воображение. Одна крупная особь способна производить сотни килограммов песка ежегодно. Некоторые исследования показывают, что до тонны. Именно деятельность рыб-попугаев является основным источником формирования песчаных пляжей и целых атоллов в тропических регионах. По различным оценкам, от 70 до 85 процентов песка на пляжах таких мест, как Мальдивы, Багамы или Гавайские острова, прошло через пищеварительную систему этих рыб.

Биология размножения рыб-попугаев демонстрирует еще одну удивительную адаптацию. Большинство видов являются последовательными гермафродитами, то есть способны изменять свой пол в течение жизни. Практически все особи рождаются самками и имеют довольно скромную окраску, обычно в серовато-коричневых тонах, что помогает им маскироваться среди кораллов. По мере взросления и в зависимости от социальной структуры группы, наиболее доминантная самка может трансформироваться в самца.

Этот процесс сопровождается кардинальными изменениями внешнего вида. Превратившись в самца, рыба приобретает яркую окраску с преобладанием синих, зеленых, оранжевых и розовых цветов. Различия между самками и самцами настолько разительны, что долгое время ученые описывали их как отдельные виды, не подозревая об их родственной связи.

Поведение рыб-попугаев в ночное время демонстрирует еще одну поразительную адаптацию. С наступлением темноты многие виды начинают выделять специальную слизь, постепенно окутывая себя прозрачным коконом. На формирование такого защитного укрытия требуется от тридцати минут до часа. Исследователи считают, что этот слизистый кокон выполняет несколько защитных функций: маскирует запах спящей рыбы от ночных хищников и служит барьером против мелких паразитов.

Экологическая роль рыб-попугаев в коралловых экосистемах трудно переоценить. Поедая водоросли с поверхности кораллов, они предотвращают зарастание рифов и способствуют здоровому росту коралловых полипов, что поддерживает баланс всей рифовой экосистемы и способствует ее устойчивости к различным стрессовым факторам.

Однако в настоящее время популяции рыб-попугаев сталкиваются с серьезными угрозами. Чрезмерный промысел, особенно направленный на крупных ярко окрашенных самцов, нарушает естественную структуру популяций и снижает их репродуктивный потенциал. Деградация коралловых рифов вследствие изменения климата, загрязнения и других антропогенных факторов лишает этих рыб основного источника пищи и среды обитания.

Понимание важности рыб-попугаев для морских экосистем привело к введению охранных мер во многих регионах. Например, в некоторых странах Карибского бассейна действуют ограничения или полные запреты на вылов этих рыб. Такие меры направлены не только на сохранение самих популяций, но и на поддержание здоровья коралловых рифов, от которых зависит благополучие целых островных государств и прибрежных сообществ.

С выходом на сцену эукариотов эволюция пошла гораздо веселей, — эти сложные клетки научились соединяться в многоклеточные организмы, появились грибы, животные и растения, жизнь приобрела знакомые нам формы. А до этого миллиарды лет Земля была планетой прокариотов, — то есть, бактерий, а также похожих на них внешне архей, — тоже крошечных одноклеточных с маленькой кольцевой ДНК, но с другим метаболизмом. Если общая длина двух цепочек нашей ДНК — пара метров, то у прокариотов — всего пара миллиметров.

Так как же мы, эукариоты, появились? Еще в 1960-х биолог Линн Маргулис (которая и назвала нас «эукариотами») показала, что это произошло благодаря симбиозу, взаимовыгодному сотрудничеству разных микроорганизмов. Симбиоз — это вообще универсальный метод эволюции для создания нового уровня сложности, эволюционных прорывов («ароморфозов», — скажут те, кто любил в школе биологию). Один прокариот стал жить внутри другого (этот вид симбиозов называется эндосимбиозом), постепенно теряя самостоятельность и становясь чем-то вроде органа в большем организме.

А сейчас новое исследование генетиков, перенастроивших «молекулярные часы» с учетом  разной скорости накопления мутаций в разных группах живых существ, показало, когда и как именно этот симбиоз происходил.

Оказалось, все началось на миллиард лет раньше, чем считалось до сих пор, — почти три миллиарда лет назад, когда внутри протеобактерии удачно поселилась асгардархея, — это недавно открытая группа особо продвинутых архей, проживающих на дне океана. В отличие от прочих архей и бактерий, они обладают даже цитоскелетом (клеточный скелет — это такие распорки внутри клекти из белка актина, похожего на прочную арматуру — он помогает  огромные клеткам эукариотов удерживать форму). Асгардархея стала клеточным  ядром; кроме того, от нее  эукариотам достался цитоскелет и некоторые другие особенности. А от протеобактерии нам  достались мембраны. Гены ядра появляются примерно 2,9 миллиарда лет назад, — но это только начало процесса «эукариотизации» — полноценные эукариоты формировались постепенно, на это ушло около миллиарда лет.

Гены, связанные с митохондриями появились гораздо позже, примерно 2,2 миллиарда лет назад. Митохондрии дали эукариотам способность использовать кислород для метаболизма и выйти на новый энергетический уровень. Это стало результатом второго великого симбиоза, когда внутри нашего «уже-почти-эукариота» удачно поселился еще один микроб — альфа-протеобактерия, ставшая матерью всех митохондрий. Митохондрии даже сохранили собственную кольцевую микро-ДНК,  хотя часть своих генов отдали ядру. А будущим растениям предстоял еще третий эндосимбиоз, с предком хлоропластов, — но он в этой работе не исследуется.

Познакомьтесь с новой органеллой!

Интересно, что в другом недавнем исследовании обнаружили еще один тип  микробов-эндосимбионтов, «решивших» окончательно стать частью другой клетки и превратиться в органеллы. В клетках одноклеточной морской водоросли Braarudosphaera bigelowii нашли новый вид органелл. Это нитропласты, похожие на хлоропласты и митохондрии тем, что когда-то они были бактериями. Нитропласты фиксируют азот из атмосферы, превращая его в аммиак, который растения могут использовать для производства белков и других важных молекул.

Водорослям нитропласты нужны для того, чтобы водоросли могли усваивать из воздуха азот. Азот — важная часть нуклеиновых кислот, поэтому нужен всем живым организмам. Но несмотря на то, что в воздухе азота сколько угодно, использовать его не получается, — молекула газообразного азота N2 очень прочная, вовлечь ее в биохимические реакции крайне трудно. Это умеют делать лишь некоторые микроорганизмы,  одним из которых и была цианобактерия, которую приручила одноклеточная морская водоросль Braarudosphaera bigelowii.

Остальным многоклеточным существам приходится потреблять уже готовые органические соединения с азотом, синтезированные азотфиксирующими микроорганизмами. Некоторые растения, особенно бобовые, наладили симбиоз с азотфиксирующими бактериями, поселив их в корневых клубеньках. Но наша водоросль и ее маленькие друзья-нитроплаты продвинулись гораздо дальше по пути симбиогенеза (это слово, знакомое после трудов Линн Маргулис всем биологам мира, придумал еще в 1905 году ботаник Константин Мережковский, брат писателя Дмитрия Мережковского, — идея зрела давно).

Освоившись внутри водоросли, цианобактерия превратилась в ее эндосимбионта, полезного жильца. А потом, постепенно, стала уже не отдельным микроорганизмом, а органеллой. В отличие от хлоропластов и митохондрий, ставших органеллами пару миллиардов лет назад, нитропласты появились совсем недавно, — сто миллионов лет назад, в результате партнерства морских водорослей и азотфиксирующих цианобактерий. С помощью симбиоза с такими бактериями азот обычно добывают растения. Известна и еще одна водоросль, в которой живет цианобактерия-эндосимбионт.

Но клетки Braarudosphaera bigelowii не просто впустили в себя пожить азотфиксирующие бактерии — в результате совместной эволюции бактерии уже не могут жить вне водоросли, они потеряли ряд генов и биохимических способностей, используют белки клетки-хозяина и размножаются по ее графику. Но как и у хлоропластов с митохондриями, кое-какой собственный геном остался и у нитропласта. В то же время, ни один ген бывшей цианобактерии не встроился в геном хозяина — исследователи считают, что просто не успел, мало времени прошло. То есть бывшая цианобактерия еще не до конца превратилась в полноценную органеллу, а только превращается.

Это открытие, хоть и фундаментальное, создает новые возможности для биоинженерии, — представьте, например, гигантские и суперплодородные растения с нитропластами в клетках.

А в целом понимание важности симбиозов, пронизывающих всю биосферу, и их роли в прогрессивной эволюции — это одно из самых главных дополнений, внесенных в теорию эволюции после Дарвина. Вступайте в симбиозы!

Отсюда

Думаю прежде чем начать рассказ об этих прекрасных существах стоит пояснить кем являемся мы и как вообще устроена вселенная организмов на планете Земля с точки зрения современных учёных. Ведь вы же в курсе, что гибель всех растений и животных на нашей планете, не уничтожит жизнь?)

Стоит отметить я не знаю преподают уже в школе такую структуру на уроках биологии, это всё достаточно свежие научные изыскания(последние 50 лет). Я заканчивал школу в 2009м, мне про бактерии рассказывали как про Растения, ещё по очень старой системе классификации.

Начнём с прекрасного ученного Карла Вёзе предложившего  в 1990м году Трёхдоменную систему классифицирующую клеточные системы:

Эукариоты

Бактерии

Археи

Вирусы(?) - насколько мне известно самая неизученные существа на земле

Они все произошли из протобактерий изначально появившихся 2-4 млрд. лет назад.

Домен Эукариоты

Начнём с самого понятного Эукариоты, делятся на несколько царств

Животные

Растения

Грибы

Протисты(одноклеточные эукариоты)

Особенностью эукариотических организмов видно на уровне клеточной структуры. У нашей с вами клетки есть ядро, содержащее ДНК и митохондрии (у человека наследуется по женской линии).

Домен бактерии

Я думаю многие из вас помнят что антибиотики это противобактериальное средство. Да, мы боремся с существами с другой клеточной структурой.

В организме человека 30 трлн. клеток, а бактерий прямо сейчас внутри вас 39 трлн. Они гораздо меньше обычных Эукариотических клеток. С большинством из них у нас симбиоз. По факту мы не сможем переварить и усвоить пищу из них. Любые кишечные проблемы зачастую связаны с тем что бактерии размножаются в кишечнике. А после приёма антибиотиков нужно обязательно пить Линекс или Омез, чтобы заселить кишечную микрофлору с нуля.

Поэтому бактерии не плохие и не хорошие, они просто есть, иногда мы болеем и умираем из-за них(пневмония), но при этом в принципе существовать без них не сможем.

Домен Археи(названы в 1977м)

А теперь к самому интересному. Почему это интересно? В первую очередь потому что толком в лабораторных условиях археи не размножали. Всё изучение сводится к поиску образцов и классификации. На схеме ниже видно что Археи более родственная нам клеточная система, чем бактерии. И именно поэтому это интересно, т.к. приоткрывает дверь механизма появления эукариотических клеток.

Почему они такие особенные?

до 20% биомассы планеты Земля и до 40% биомассы всех микробов.  

В каких условиях они могут выжить?

Гейзер? - без проблем!

Чёрные курильщики? - уже там!

100 градусов тепла? - комфортней некуда!

PH=0? -идеальное место для размножения!(абсолютная кислота)

Фактически современные учёные уже знают что Археи могут выжить и на Марсе. А с учетом того что их основной продукт питания и продукт жизнедеятельности это азот, сера и углерод, они вполне могут адаптировать жизнь на необитаемых планетах и астероидах под нас. Пусть и за очень много млн. лет.

Фактически на сегодня это настолько неизученная клеточная структура, что делится по условиям обитания, а не по каким либо признакам.

Так что для биотехнологии и фармакологии ближайшие 50-100 лет это будет эра открытий возможно даже открытие пенициллина получится переплюнуть.

Предполагается, что в мире более 100 млн. видов Архей. На сегодняшний день описано около 7000 видов.

Вирусы(?)

Некоторые учёные отдельной веткой развития жизни выделяют вирусы. Фактически это внеклеточный паразит который размножается только внутри клеток Эукариот, Бактерий или Архей.

Есть много гипотез появления вирусов, но фактически о них известно безумно много и безумно мало. Утвержденной теории появления вирусов до сих пор не существует. 

Например лекарство от ВИЧ подразумевает исследование именно вирусов и блокирование их размножение. И фактически любое лекарство от вирусов предполагает просто блокирование размножение.

Эпидемия COVID-2019 также дело рук этих внеклеточных паразитов.(А вы я думаю помните сколько штаммов было выявлено за очень короткое время?) Единственное что радует, это отсутствие желания вируса убивать носителя, так как основная задача размножиться и передаться дальше. А значит с каждым следующим поколением смертность от вирусов уменьшается.

Добрый день, капибара, Настал час отдавать долги за ранний доступ к сайту. Собственно, попробую создать серию постов о происхождении жизни.

Все материалы будут основаны на работах Михаила Никитина, но будут являться вольным пересказом его материалов.

Итак:

Перед вами фотография земли с геостационарной орбиты примерно 4,5 миллиарда лет тому назад. Фотографировал лично с луны, которая только что образовалась, в результате столкновения протоЗемли с телом, размером с Марс. И да. Луна тогда была в 10 раз ближе, чем сейчас, и вызывала приливы примерно в 10 раз больше.

Давление в это время было около 100 атмосфер и температура - далеко за 300 градусов. Естественно, о какой либо жизни в это период разговаривать смысле нет.

Земля остывала и первые горные породы, которые мы сейчас можем обнаружить на поверхности в метоморфизированном состоянии относятся примерно к возрасту 4,2 миллиарда лет.

«Эти данные дают ученым новые возможности для исследования процесса отделения земной коры от мантии. Помимо этого, некоторые детали указывают на возможное присутствие воды при формировании этих пород. Значит, океаны уже существовали тогда, 4,28млрд лет назад. Условия втом океане, конечно, отличались от теперешних, но не катастрофическим образом. И впринципе, условия были таковы, что там могла быть жизнь. Пока никаких следов ее не нашли. Однако висследованных породах очень высокое содержание железа, аобогащение пород железом может происходить при участии бактерий. Тогда (но это только предположение!)— перед нами первое свидетельство жизни».https://elementy.ru/novosti_nauki/430858/Vozrast_samykh_drevnikh_porod_zemnoy_kory_4_28_mlrd_let

Михаил Никитин не отрицает гипотезы того, что на Марсе, указанные геологичесике процессы могли пройти на 50 -100 мл лет до этого, и условия для зарождения жизни там, возникли сильно раньше. Возможно, мы с вами - марсиане.

Однако, для самого факта происхождения жизни, это значения не имеет, и на Земле и на Марсе ситуация была примерно одинакова.

Итак, Земля остывала, вся ее богатая атмосфера при температуре около 200 градусов была поглащена литосферой, образовав огромные запасы мрамора и других карбонатов. На Земле начали складываться условия для выпадения осадков в виде воды. Образовывался первичный океан.

Океан содержал огромное количество железа и его солей, имел температуру свыше 100 градусов, но уже был океаном и участвовал в формировании биомолекул.

Однако, солевой состав океана говорит о том, что жизнь образовалась не в нем (привет Опарину и Холдейну, а так же - школьному учебнику биологии). В первичном океане, как и в океане сейчас много натрия и мало калия. В нем практически нет растворенных солей фосфора и азота. А именно эти соединения в клетках являются основными.

Подобным солевым составом обладают грязевые котлы в районе действующих вулканов. Они богаты солями калия, растворимыми соединениями фосфора и азота. Сейчас для зарождения жизни они не пригодны, поскольку сера и ее соединения, так же входящие в состав газов, вырывающихся из недр, окисляются кислородом воздуха до серноватистой и серной кислоты, что не способствует какой либо биохимии. Однако тогда, 4 с лишним миллиарда лет назад, никакого кислорода в свободном виде на земле не было.

Идея о зарождении жизни в черных курильщиках на дне океана, разбивается о высокую температуру воды, выходящую из них, а так же о солевой состав клетки.

Грязевые котлы обладают еще одним немало важным приемуществом - они заполнены глинами по типу бентонита, которые содержат огромное количество микропор и, по сути - формируют клеточную мембрану "протожизни", разбивая пространства на мелкие независимые участки и прикрывая от интенсивного солненчного света. Напоминаю, озонового слоя тогда еще не было.

Так что же представляла собой эта самая протожизнь и как она могла собраться из ничего?

Из "ничего" на протоземле были простейшие органические соединения:
Полисахара а в частности - рибоза. В подобных температурных условиях образуются в результате автокаталитической реакции Бутлерова.
Аминокислоты, в частности простейшие из них - тимин и урацил. Эти вещества есть даже в космосе. Вероятно, возможно было формирование и более сложных веществ, аденина и гуанина, и другой сложной органики, опять таки - привет Опарину и Холдейну, в их эксперементе такие соединения образовывались.

Так почему же я выделил именно эти соединения? А все просто - это элементы РНК - рибонуклеиновой кислоты. Она и сейчас используется многими вирусами и бактериями как основной хранитель генетической информации, и более сложными живыми существами - как промежуточный ее переносчик.

Но не только этим хороша РНК, она способна создавать рибозимы - некоторые аналоги белков, а значит - способна катализировать сложные биохмические реакции, участвовать в отборе и самореплицироваться.

Ха, скажете вы, даже если бы у тебя был полный океан, сотоящий из рибозы и указанных тобой аминокислот, вероятность "самозарождения" чего то "самореплицируемого", а именно репликазы длинной всего в 500 нуклеотидов, из этого составила бы 10 в -1081 степени. (А. Марков) (https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/434611/Veroyatnost_zarozhdeniya_zhizni) это не "невероятно" это просто невозможно!!! А вы мне тут рассказываете про 100 миллионов лет и бах - жизнь в почти современном виде.

Да, действительно, собрать случайно нужную последовательность у нас врядли бы получилось, но есть одна вещь, которая позволяет это делать не совсем случайно.

Недавняя история с глобальной пандемией познакомила нас с полимеразно-цепной реакцией. Для ее проведения используют амплификатор - по сути термостат, который по заданной программе нагревает и остужает раствор и аминокислотами и праймером, многократно увеличивая количество ДНК или РНК в растворе. А работает это так:

В раствор помещают требуемый участок ДНК или РНК, который собственно и нужно размножить а затем обнаружить. Два праймера, комплиментарные противоположным концам цепей требуемой ДНК. Фермент ДНК(РНК)-полимераза, дезоксирибонуклиофосфаты и соли магния.

Далее раствор многократно нагревается и остужается, а ДНК полимераза позволяет дособрать комплиментраные участки требуемого ДНК, потом опять их разъеденить при нагревании и собрать повторно при последующем остывании.

Таким образом, если вы правильно подобрали праймеры и в вашем растовре содержится нужная последовательность ДНК, она будет многократно размножена.

Соли магния, фосфора и процесс периодического остывания и нагрева - это как раз про грязевые котлы. Таким образом, в миллиардах микрополостей бентонитовой глины миллионы лет происходило размножение РНК и ДНК (привет Р. Докинзу).

Для такого размножения не нужны сложные цепочки РНК, в то же время - процесс копирования не являлся на 100 процентов точным, и допускал ошибки. И, естественным образом стартовал отбор получившихся цепочек на соответствие праймерам, на соответствие иным праймерам, на увеличение длины цепочек и в конце концов - на саморепликацию. Бентонитовая глина давала будущей жизни кров и изоляцию, различные зоны с разными температурами давали разнообразие экосистем, и так далее - по Дарвину.

Так зародилась генетическая информация. И согласно Докинзу, в результате дальнейшей эволюции она придумала себе клетку, многоклеточность, интеллект и космические корабли, чтобы покинуть бренную землю и заселить галактику. Но это другая история, которую можно прочитать в книге "Эгоистичный ген" Ричарда Докинза.

А в следующий раз я рассмотрю переход от мира РНК к современной жизни, посмотрим на товарища LUCA, и узнаем, чем же бактерии отличаются от архей и о чем вам еще наврал учебник биологии!

Физики и биологи из США изучили способность рыб семейства прилипаловые прикрепляться к мягким поверхностям и воссоздали миниатюрный механический аналог их присоски. Приспособление позволило ученым неинвазивно фиксировать микроэлектронику на живых тканях свиней и рыб в условиях жидкой среды и экстремальных pH. Исследование, опубликованное в журнале Nature, открывает новые возможности для подводных исследований, контролируемого дозирования медикаментов и непрерывного мониторинга здоровья.

Прилипаловые — это семейство лучеперых рыб, у которых в результате эволюции передний плавник сместился на голову и превратился в присоску. Такая особенность позволяет им прикрепляться к особям более крупных видов, таких как акулы, китообразные, скаты, черепахи, а также к днищам кораблей (зафиксированы и даже случаи прилипания к дайверам). Некоторые рыбы-прилипалы присасываются к хозяину, чтобы питаться его паразитами (например, акулья ремора), но есть и виды, которые способны жить самостоятельно и используют хозяев только для миграции на большое расстояние (к примеру, обыкновенный прилипало).

Способность прилипаловых крепко присасываться к подводным жителям издавна используется народами Индийского океана для добычи морских черепах, а теперь ею заинтересовались и физики. В 2017 году мы писали о том, как ученые воссоздали механический аналог присоски рыбы-прилипало, однако крепиться такая присоска может лишь к плоским твердыми поверхностями, а не к мягким подвижным тканям. Существующие жидкие адгезивы хорошо справляются с такой задачей и даже могут залечивать раны, однако для надежного прикрепления требуют внешнего давления и pH от нейтрального до щелочного. Все вышеперечисленное мотивировало группу ученых из Массачусетского технологического института под руководством Джованни Траверсо (Giovanni Traverso) продолжить изучение прилипал для создания механического адгезивного устройства, способного удерживаться на мягких поверхностях в условиях экстремальных pH.

Ученые подробно исследовали процесс прилипания особи обыкновенного прилипалы (E. naucrates) к твердым и мягким поверхностям, а также анатомию и принцип действия его присоски под микроскопом. Оказалось, что в отличие от поведения на твердых материалах, где рыба буквально присасывается к поверхности каймой присоски, на мягких материалах рыба крепится, сначала выпячивая, а затем поджимая ламеллы — кластеры гребенчатых шипиков, расположенные рядами на внутренней части присоски (этот процесс хорошо видно на видео). Важной оказалась и взаимная ориентация ламелл: так, для фиксации на быстро передвигающихся хозяевах, к примеру китообразных, некоторые прилипаловые обзавелись присосками с преимущественно параллельными ламеллами (например, короткоперая рыба-прилипало), тогда как прилипаловые, предпочитающие питаться паразитами со слизистых оболочек скатов, имеют ламеллы, расположенные под различными углами (белая рыба-прилипало).

  Далее ученые провели серию компьютерных моделирований для разработки присоски, имеющей наилучшую адгезию к мягким поверхностям, и создали ее механический аналог. Конструкция представляет собой овальную силиконовую присоску, внутри которой расположены ряды ламелл из нитинола — сплава с эффектом памяти формы. При нагреве от контакта с тканями нитиноловые ламеллы разгибается и цепляются за поверхность, фиксируя присоску. Разработку назвали MUSAS, что дословно расшифровывается как «механическая подводная мягкая адгезивная система», а размеры присоски позволяют поместить ее в пищевую капсулу размера 000.  

Помимо этого присоска MUSAS может быть запрограммирована как на закрепление в конкретном отделе ЖКТ выбором материала капсулы, так и на открепление в заданное время при помощи биоразлагаемых ламелл. Благодаря этому ученым удалось доставить MUSAS в различные отделы ЖКТ свиньи, где присоска могла фиксироваться на слизистой вплоть до трех с половиной недель, а затем безопасно покидала организм. Сила адгезии такой присоски в лабораторных испытаниях превзошла жидкие биоадгезивы в 300 раз. Примечательно, что на месте прикрепления MUSAS остаются отверстия шириной 100 и глубиной 300–800 нанометров, что делает разработку еще и потенциальной неинвазивной платформой, способной преодолевать слизистый барьер. Это позволяет доставлять в ткани ЖКТ крупномолекулярные препараты для лечения таких заболеваний, как болезнь Крона. Более того, MUSAS способна удержать на себе сенсор контроля pH для динамического исследования гастроэзафагального рефлюкса (и это тоже было протестировано на пищеводе живой свиньи), который прежде для закрепления в пищеводе требовал повреждения тканей. Также присоска MUSAS может быть использована для пролонгированного высвобождения лекарственных препаратов.

Разработку можно использовать и для фиксации датчиков на теле подводных жителей — это полезно как для изучения среды обитания живых существ, так и их социального поведения. С помощью MUSAS авторам исследования удалось закрепить датчик температуры на различных частях тела тилапии (Oreochromis niloticus) вплоть до 110 часов, что никак не отразилось на поведении и жизнедеятельности рыбы.

Суммарно ученые провели испытания на 58 свиньях и 8 рыбах, в которых присоска MUSAS продемонстрировала стабильные показатели адгезивной эффективности и безопасности, а это значит, что разработка уже может быть использована для изучения подводного мира. А для непрерывного мониторинга здоровья и постепенной доставки лекарств устройство можно будет использовать после успешных клинических испытаний.

Другой удивительный способ прикрепляться к поверхностям эволюция подарила гекконам — расположенные на их лапках микроскопические ворсинки позволяют рептилиям удерживаться на поверхностях за счет сил межатомного взаимодействия (силы Ван-дер-Ваальса). Ученые и здесь попытались повторить за природой и создали манипулятор, способный удерживать предметы, в несколько раз больше устройства, а так же систему захвата космического мусора, работающую по принципу лапки геккона.

Источник: nplus1.ru

Профессор молекулярной инженерии Притцкеровского колледжа Кэтрин Наглер изучает микробиом человека как ключевой фактор в лечении аллергии и других заболеваний.

«Микробиом — это удивительный мир внутри мира», — говорит Наглер, профессор кафедры молекулярной инженерии имени Баннинга в Чикагской школе молекулярной инженерии (PME) Чикагского университета. «Это новая область исследований, и мы только начинаем изучать её».

Понимание взаимосвязи между бактериями и иммунной системой.

Ее успех, возможно, объясняется тем, что она почти совсем избежала карьеры в науке. На самом деле, Наглер чуть было не стала художницей. В подростковом возрасте ее приняли в престижную Высшую школу искусства и дизайна в Нью-Йорке. В последний момент она решила отказаться. Вместо этого она поступила в среднюю школу имени Джона Дьюи и записалась на курс биологии.

«И с тех пор я увлеклась биологией, — сказала она. — Я всегда считала себя творческой личностью, но обнаружила, что открытия в биологии так же творческие, как и живопись. И с тех пор мой подход к науке именно такой: быть креативным и не бояться открывать новые горизонты. Это всегда делает науку интересной для меня».

В 1990-х годах, будучи молодым исследователем в Гарвардской медицинской школе, она изучала механизмы, регулирующие толерантность к пищевым антигенам — почему определенные продукты могут вызывать определенные реакции в организме. Затем она перешла к изучению воспалительных заболеваний кишечника (ВЗК), которые первоначально считались аутоиммунным расстройством. Но вскоре исследователи начали обнаруживать, что ВЗК — это иммунный ответ, направленный против резидентных бактерий.

Фактически, они обнаружили, что определенный вид бактерий, называемых комменсальными бактериями, взаимодействует с иммунной системой организма, защищая его и предотвращая колонизацию патогенами. «Мы начали понимать, что в нашем кишечнике существует огромный мир комменсальных бактерий», — сказала Наглер.

Она задалась вопросом, не являются ли пищевые аллергии также следствием реакции иммунной системы на комменсальные бактерии, и в 2004 году она и ее коллеги опубликовали одну из первых статей, показавших, что иммунная система регулируется микробиотой в кишечнике.

Она идентифицировала класс бактерий, называемых клостридиями , которые продуцируют бутират — короткоцепочечную жирную кислоту, важную для создания здорового микробного сообщества в кишечнике. 

«Их называют миротворцами кишечника», — сказала Наглер. Она обнаружила, что один из видов этих бактерий, Anaerostipes caccae , по-видимому, защищает от аллергических реакций, когда присутствует в кишечнике.

Однако для того, чтобы эти бактерии попали в кишечник, недостаточно просто проглотить таблетку: пероральный прием не приводит к их колонизации там, где они необходимы — в тонком и толстом кишечнике.

Внедрение новых методов лечения для пациентов

Вооружившись этими знаниями, Наглер объединился с профессором Джефри Хабеллом для разработки полимерной системы, которая самоорганизуется в мицеллы, способные защищать и стабилизировать бутират и медленно высвобождать его в нижние отделы желудочно-кишечного тракта, где бактерии вырабатывают бутират у здоровых людей. Эта терапия, по сути, закрывает доступ аллергенов в кровообращение организма.

Компания ClostraBio, основанная ими для коммерциализации этой технологии, недавно завершила раунд финансирования серии А, что позволит им провести необходимую работу для перехода к клиническим испытаниям этой терапии.

В конечном итоге компания планирует использовать полимерную систему в качестве платформы, к которой можно будет присоединять другие метаболиты для стабилизации микробиома новыми способами.

«Образ жизни XXI века истощил запасы защитных бактерий в кишечнике», — сказала она. «Это приводит не только к пищевой аллергии, но и ко многим другим хроническим неинфекционным заболеваниям, включая воспалительные заболевания кишечника и даже такие состояния, как аутизм и рассеянный склероз. Я хочу увидеть этот препарат в лечении пациентов. Это может стать способом лечения аллергии и, наконец, принести облегчение миллионам людей».

 Наглер поступила в Чикагский университет в 2009 году из-за его сильных сторон в области исследований микробиома, и считает подход Притцкеровской школы молекулярной инженерии особенно плодотворным для своей работы.

«Здесь все хотят представить результаты своей работы миру и решать проблемы, — сказала она. — Я готова продолжать учиться новому и заниматься научными открытиями. Я так же полна энтузиазма сейчас, как и во время учебы в аспирантуре».

UPD:

Есть замечание по формулировке о первых следах жизни на Земле. Конечно, в тексте подразумевается не биогенное происхождение изотопов углерода. В таймлайн будут внесены изменения, но пост редактировать уже не могу.

Переработанный и доработанный. Есть вопросы к дезигну, но я и не дезигнер. На все цифры в конце будут даны ссылки

Вот такая штука получилась. Конечно же, такие древние события, как первый фотосинтез, датируют очень примерно. Или первая ядерная клетка. Уже завтра мой таймлайн может оказаться совсем неактуален. Но суть тут в другом. Мы имеем доказательства, что жизнь зародилась миллиарды лет назад. Будь то 2 миллиарда, или 4 — это не важно. Посмотрите, где на этой линии находится... нет, не человек, а вообще животное. Примитивнейшая губка. Или что касается тетраподов. 350 млн лет назад или 390 млн лет назад они появились? Посмотрите, насколько это маленькое число для нашей планеты. А уж человек со всей своей цивилизации лишь мимолётное явление даже в масштабах одной планеты.

Я планирую делать такие масштабные таймлайны и дальше. Для животных, для млекопитающих, для приматов, для цивилизации. Если вам интересно, обязательно ставьте плюсик. Можете ещё поблагодарить меня донатом или оставить комментарий. Авторам это очень важно, помните про это.

Также приглашаю вас в свой телеграм-канал "Естественно знаем", где я делюсь всяким клёвым из окружающего нас мира и провожу викторины каждый день. Там же вы можете следить за тем, как я работаю над таймлайнами.

Возраст Земли:
- American Museum of Natural History
- Англоязычная Википедия. Возраст подтверждают первые 4 ссылки

Возраст жизни на Земле:
- Самое раннее гипотетическое число 4 300 млн лет. Самая ранняя окаменелость 3 700 млн лет. 4 100 млн лет — углеродные следы биогенного происхождения

Первый синтез кислорода:
- Возраст синтеза кислорода цианобактериями. Число гипотетическое

Кислородная катастрофа:
- Ссылка на подробную статью на англоязычной Вики

Гуронское оледенение:
- Ссылка на подробную статью на англоязычной Вики

Первый эукариот:
- Grypania spiralis — претендент на самое древнее известное эукариотическое... что-то

Скучный миллиард:
- Ссылка на подробную статью на англоязычной Вики

Первая многоклетка:
- Многоклеточную жизнь датируют от 600 млн до 2,1 млрд лет. Я опирался на эту статью

Криогений:
- Ссылка на подробную статью на англоязычной Вики

Первое животное:
- В этих окаменелостях найдена следы, напоминающие примитивных губок. Однако, различные находки и анализ размывают границы появление животного от 570 млн лет до 1 000 млн лет. 630-670 млн лет выглядит самым правдоподобным числом

Первое позвоночное:
- По этой ссылке говорится о позвоночной рыбе нижнего Кембрия

Перове растение на суше:
- Первые растения на суше датируются средним ордовиком

Первый тетрапод:
- Тут я немножко поскромничал. Самое древнее окаменелое тело датируется поздним девоном. Однако, есть свидетельства чуть старее. Самые старые свидетельства, но сильно критикуемые, 390 млн лет

Первое млекопитающее:
- В этой статье говорится, что 225 млн лет уже существовали маленькие "землеройки"

Первые приматы:
- В летописи окаменелости приматы появляются 55 млн лет назад, но, что вероятнее, появились раньше

Хомо хабилис:
- Самый древний Хомо. Вообще его датируют 2,8 млн лет, но на сайте Антры взято число 2,3 млн лет. В масштабе данного таймлайна это не имеет значение.

Спасибо за внимание!

Некоторые рыбы способны узнавать себя в зеркале – и делают это намного быстрее, чем предполагали ученые. Новое исследование показало, что рыбы-чистильщики могут использовать отражение, чтобы изучать собственное тело и даже экспериментировать с предметами.

В океане существует необычная профессия. Некоторые рыбы питаются паразитами, живущими на теле других рыб. Эти «чистильщики» избавляют своих клиентов от болезненных паразитов и получают за это пищу.

Одними из самых известных представителей такой экологической роли считаются рыбы-губаны вида Labroides dimidiatus. На коралловых рифах они создают так называемые «станции чистки», куда крупные рыбы буквально выстраиваются в очередь за избавлением от паразитов.

Такая работа требует сложного поведения: чистильщики часто намного меньше своих клиентов и должны вести себя так, чтобы не стать добычей.

Эксперимент с зеркалом

В новом исследовании, опубликованном в журнале Scientific Reports, ученые из Университета Осаки решили проверить, способны ли эти рыбы узнавать себя. Для этого они использовали модифицированную версию известного «зеркального теста», который применяют для изучения самосознания у животных.

На горло рыбам нанесли цветную метку, напоминающую паразита. Обычно такую «проблему» быстро удаляют другие чистильщики, но в эксперименте рыбы оставались одни – рядом помещали только зеркало.

Результат оказался неожиданным: даже те рыбы, которые никогда раньше не видели отражения, иногда уже через 30 минут начинали рассматривать себя и пытались избавиться от «паразита», трясь телом о поверхность.

Игра и эксперименты

Но на этом удивительные наблюдения не закончились. Некоторые рыбы начали использовать зеркало почти как инструмент для экспериментов.

Они поднимали кусочки креветки со дна, отпускали их и наблюдали за падением – одновременно следя за отражением в зеркале. Затем рыбы даже касались поверхности зеркала ртом, будто проверяя, как работает отражение.

Подобное поведение напоминает игры или простые эксперименты с предметами. Похожую активность ранее наблюдали у дельфинов и скатов-манта, которые следят за отражением пузырей.

Что это говорит о разуме рыб

Результаты исследования показывают, что способность к самоузнаванию может быть гораздо шире распространена в животном мире, чем считалось раньше. Ранее зеркальный тест успешно проходили лишь некоторые млекопитающие и птицы.

Ссылка

Ремейк моего исторически первого поста на Капибаре. Первого после "Тест - Тест" и прочих несодержательных. К сожалению, многие из нас потеряли свои первые посты в багах альфа-теста, однако жертвы должны были быть принесены.

Таксономия - увлекательная наука, изучающая родственные связи между различными живыми существами. Именно благодаря ей мы можем с полным основанием утверждать, что птицы являются динозаврами, несмотря на продолжающиеся дискуссии в некоторых онлайн-сообществах. Давайте же разберемся, почему птицы - это действительно динозавры, и как мы сами, по сути, являемся всего лишь глорифицированными двоякодышащими рыбами.

Термин "таксономия" обычно используется в качестве сокращения для линнеевской систематики, названной в честь великого шведского естествоиспытателя Карла Линнея и его эпохального труда "Systema Naturae", вышедшего в 1735 году. Основная идея Линнея заключалась в разделении всего многообразия природы на небольшие группы. Примечательно, что изначально он включал в свою систему даже минералы, но современные биологи постепенно отошли от этой практики, сосредоточившись на живых организмах. Тем не менее, многие элементы линнеевской таксономии, такие как бинарная номенклатура с родовыми и видовыми названиями (например, Velociraptor mongolensis, где Velociraptor - род, а mongolensis - видовой эпитет), используются и по сей день, создавая основу для работы современных систематиков.

Начнем с самого масштабного уровня - доменов, которые можно считать своего рода "супер-царствами". Бактерии и археи представляют собой отдельные домены одноклеточных организмов, в то время как все остальные знакомые нам живые существа, включая животных, растения и грибы, относятся к домену эукариот. Эти крупнейшие группы выделяются на основании фундаментальных различий в строении клеток. К примеру, отличительной чертой эукариот является наличие митохондрий - клеточных органелл, которые, согласно теории симбиогенеза, произошли от некогда независимых бактерий, поселившихся внутри других клеток в далеком прошлом.

Спускаясь на следующий уровень иерархии, мы приходим к царствам - скажем, царству животных, которое объединяет всех представителей животного мира, но исключает растения и грибы. При этом важно понимать, что, несмотря на все их разнообразие, животные остаются эукариотами и принадлежат к родительскому домену Eukaryota.

Продолжая двигаться вглубь систематики, мы можем обратить внимание на тип хордовых (Chordata) - группу, включающую в себя не только привычных нам позвоночных животных, но и их ближайших родственников, таких как оболочники и ланцетники. Хотя внешне эти существа могут показаться весьма далекими от позвоночных, их объединяет наличие четырех ключевых признаков, по крайней мере, на определенных стадиях жизненного цикла. Во-первых, это жаберные щели - отверстия в глотке, хорошо заметные у рыб и некоторых примитивных позвоночных вроде миног. Во-вторых, хорда - упругий стержень, обеспечивающий опору для тела и расположенный над кишечной трубкой. В-третьих, полая нервная трубка, представляющая собой зачаток центральной нервной системы. И наконец, в-четвертых - постанальный хвост, то есть хвостовой отдел тела, расположенный позади анального отверстия. Именно поэтому, кстати, рыбы испражняются не самым кончиком хвоста, в отличие от многих насекомых и других беспозвоночных. 

Важно отметить, что хордовые не обязательно сохраняют все эти признаки во взрослом состоянии. Так, у оболочников они проявляются только на личиночной стадии, после чего во многом утрачиваются, когда взрослые особи переходят к сидячему образу жизни и питанию путем фильтрации. Даже у высших позвоночных, таких как четвероногие (наземные позвоночные), хвост может редуцироваться в ходе эволюции. Мы, люди, и лягушки - хорошие тому примеры. Однако у эмбрионов и зародышей этих животных по-прежнему закладываются все ключевые хордовые структуры, указывая на их эволюционное происхождение.

Дальнейшее подразделение хордовых приводит нас к классам - скажем, к рептилиям, которых объединяет присутствие рогового покрова, сбрасываемого при линьке. У змей и ящериц этот процесс может быть довольно заметным, когда сразу отторгаются крупные фрагменты или даже целиком вся "рубашка" из ороговевшей кожи. А вот крокодилы и черепахи теряют роговые чешуи более равномерно и постепенно, по одной. Другой общей чертой рептилий является выделение в качестве конечного продукта азотистого обмена мочевой кислоты, а не мочевины. Связано это с необходимостью экономить воду в наземных условиях - не зря белые составляющие помета рептилий и птиц представляют собой как раз кристаллы мочевой кислоты.

И вот тут мы подходим к главной теме нашего разговора - птицам. Да-да, птицы определенно относятся к рептилиям, поскольку полностью соответствуют ключевым признакам данного класса. Их перья, состоящие из того же белка бета-кератина, что и чешуи рептилий, регулярно сменяются в процессе линьки. Продуктом азотистого обмена у птиц также служит мочевая кислота. Единственное существенное эволюционное новшество птиц по сравнению с другими рептилиями - это некоторые особенности строения черепа, но они носят скорее количественный, нежели качественный характер.

Итак, птицы - это рептилии. Но какие именно рептилии? Конечно же, динозавры! В пользу этого говорит множество признаков: от перфорированного вертлужного отверстия в тазовом поясе (уникальная особенность, свойственная как птицам, так и динозаврам) до таких деталей скелета, как вилочка (сросшиеся ключицы) и полые кости. При построении филогенетических схем родства между организмами ученые как раз и опираются на такие общие признаки, указывающие на происхождение от единого предка.

Возьмем, к примеру, ящериц. Для них характерен целый ряд уникальных особенностей: сбрасывание кожи крупными фрагментами или цельной "рубашкой", черепицеобразное наползание роговых чешуй (в отличие от обычного расположения у крокодилов), наличие небольшого отверстия в плечевой кости. Каждый из этих признаков по отдельности может встречаться и у других групп рептилий или даже у более далеких родственников. Но их уникальное сочетание однозначно указывает на то, что все ящерицы унаследовали данные черты от общего предкового вида и потому состоят в близком родстве.

Аналогичным образом на основании набора признаков можно выстраивать филогенетические деревья для самых неожиданных групп объектов. В качестве забавного примера давайте рассмотрим различные виды лепешек! Для 25 разновидностей этой выпечки, от мексиканских тортилий до индийских чапати, был составлен список ключевых параметров, учитывающий особенности ингредиентов, способа приготовления и конечных свойств продукта. Загрузив эти данные в специальную компьютерную программу для филогенетического анализа, можно получить наглядные эволюционные древа, отражающие родственные связи между лепешками. Конечно, в отличие от живых организмов, лепешки не эволюционируют и не наследуют свои признаки, но данный мысленный эксперимент прекрасно иллюстрирует саму суть работы современных систематиков.

Важно понимать, что реальные филогенетические деревья, построенные для живых существ, всегда содержат некоторую долю неопределенности. Любое из них представляет собой не конечную истину в последней инстанции, а научную гипотезу, основанную на анализе доступных признаков. Добавление новых данных или изменение акцентов при выборе ключевых особенностей организмов способно привести к перестройке дерева. Более того, зачастую ученым приходится работать не с самими организмами, а лишь с их окаменелыми фрагментами, что вносит дополнительные сложности в анализ. К счастью, постепенно развиваются методы тонкого статистического анализа, позволяющие находить наиболее обоснованные и устойчивые варианты филогенетических гипотез.

Отдельного упоминания заслуживает проблема биологической концепции вида. На первый взгляд может показаться, что палеонтологам в этом отношении живется намного проще, чем специалистам по современной флоре и фауне. В самом деле, если между двумя ископаемыми популяциями пролегают миллионы лет, то решение об их видовой самостоятельности напрашивается само собой. Однако в случае с рецентными организмами граница между видами зачастую оказывается весьма размытой, особенно когда мы имеем дело с близкородственными формами, способными давать плодовитое гибридное потомство. Великолепный пример таких генетически близких, но фенотипически контрастных групп - это славки, небольшие певчие птицы. Выраженные вариации окраски оперения в пределах данного комплекса видов определяются буквально несколькими генами. И хотя внешне эти птицы выглядят по-разному, они свободно скрещиваются между собой, производя потомков с промежуточными признаками. Так кого же из них считать самостоятельными видами? Однозначного ответа современная биология дать не может.

Таким образом, организмы не делятся на виды раз и навсегда данным от природы способом. Это люди проводят между ними границы, руководствуясь теми или иными соображениями. Поэтому любая классификация живого носит во многом условный характер и меняется со временем по мере развития науки. Яркий пример - судьба таксона Troodon, знаменитого динозавра, воспетого в популярных книгах и мультфильмах. Увы, на поверку оказалось, что род этот изначально описан исключительно по зубам, которые сами по себе мало что говорят о своих обладателях. И теперь палеонтологи предпочитают использовать название Stenonychosaurus для ящеротазовых динозавров данной группы, поскольку этот таксон, в отличие от проблематичного Troodon, основан на диагностичном костном материале.

Или вот еще один любопытный пример - знаменитый ужасный волк (Canis dirus), истребленный людьми в конце последнего ледникового периода. Традиционно этого гигантского хищника принято считать близким родственником серого волка из-за сходства в строении черепа и зубов. 

Однако недавний генетический анализ показал, что ужасные волки представляют собой глубоко обособленную линию псовых, довольно рано отделившуюся от общего ствола данного семейства. Получается, перед нами яркий случай конвергентной эволюции, при которой неродственные организмы независимо приобретают сходные приспособительные черты.

Подобные открытия наглядно демонстрируют, сколь непростым и захватывающим делом является реконструкция филогенетических связей между организмами. Это постоянный вызов для ума, требующий кропотливой работы и готовности пересматривать, казалось бы, незыблемые представления. Но именно так и развивается наука - через поиск истины, через проверку смелых гипотез и их постепенное уточнение.

И давайте никогда не забывать: какими бы разными ни казались нам живые существа, населяющие Землю, все мы произошли от единого корня и потому связаны незримыми, но неразрывными узами родства. Царственные секвойи и причудливые орхидеи, грозные львы и трудолюбивые муравьи, стремительные стрижи и мудрые дельфины - все мы одна большая семья, плоды многовекового эволюционного древа, корни которого уходят в глубины древнейших океанов. И осознание этого всеобщего родства способно, как мне кажется, сделать наш мир немного добрее и человечнее.

По материалам:

Сегодня сельское хозяйство не обходится без специальных химических веществ, которые помогают фермерам бороться с вредителями, болезнями и сорняками. Однако у этого есть и негативное последствие: под удар попадают также полезные и безобидные организмы, что влияет их на поведение.

Ученые из Центра экологических исследований имени Гельмгольца изучили обитателей разных сред, чтобы изучить, как пестициды влияют на поведение животных . Исследование было опубликовано в журнале Environment International.

Специалисты изучили медоносную пчелу и данио рерио — маленькую рыбку, которая служит модельным организмом для изучения водной среды. Выбор пал именно на этих животных, поскольку пчелы постоянно сталкиваются с пестицидами, когда собирают пыльцу и нектар с обработанных полей. Рыбы же страдают от того, что дожди смывают химикаты в ручьи и озера.

Ученые сосредоточились на том, что происходит с поведением животных при воздействии реальных, экологически значимых концентраций — то есть доз, которые действительно можно встретиться в природе.

Что обнаружилось у пчел

Инсектициды — одно из химических веществ, которым уничтожают вредителей — привели к тому, что пчелы стали менее активно искать пищу и у них изменилось поведение при обработке нектара. Это было катастрофично для улья. А фунгициды и гербициды заставили пчел менее активно ухаживать за расплодом — личинками.

«Такие поведенческие изменения, вызванные экологически значимыми концентрациями средств защиты растений, могут ухудшить производительность и поддержание колоний, а в конечном итоге и их услуги по опылению»--Кассандра Утхофф, докторант UFZ

Что обнаружилось у рыб

С рыбами ученые работали на стадии икринок, используя специальные методы скрининга, позволяющие отслеживать мельчайшие изменения в поведении и работе нервной системы.

Ученые отмечают, в природе редко встречается лишь один вид пестицидов, обычно это коктейль. А потому они воссоздали смесь, основанную на пробах из немецких ручьев.

Оказалось, что при низкой концентрации химических веществ эмбрионы рыб начинали вести себя так, как если бы на них воздействовал только гербицид. А вот при высоких — будто бы на них подействовал фунгицид.

Это означает, что предсказать эффект от смеси химикатов, просто сложив известные свойства, просто невозможно. Пестициды способны вступать в непонятное для исследователей взаимодействие, создавая новые угрозы.

Источник

Эволюционный скачок имел серьезные побочные эффекты: он привел к потере способности восстанавливать потерянные части тела рептилиями, птицами и млекопитающими. Биологи рассмотрели генетические и эволюционные аспекты освоения суши и выяснили, что резкое ослабление регенерации стало своеобразной «расплатой» за адаптации животных к другой среде.

Рыбы и амфибии с легкостью и довольно быстро отращивают крупные части своего тела в случае потери. Например, аксолотль может восстановить после ампутации конечности, сердце и даже головной мозг.

Учёные из Института медицинских исследований имени Стоуэрса в Канзасе выяснили, какие гены помогают рыбам заново отращивать утраченные части тела. Для этого они рассмотрели рыб данио-рерио и нотобранха Фурцера. Оба вида способны вырастить новые спинные плавники взамен утраченных.

Важнейшим из генов, ответственных за регенерацию, оказался ген INHBA, кодирующий регуляторный белок ингибин бета А. Активность этого гена оказалась связана с соседними участками ДНК, которые учёные назвали «усилителями регенеративного ответа» (RRE). Если удалять RRE у рыб или заменять их человеческими участками ДНК, те теряли возможность самовосстанавливаться.

Совсем другое дело — рептилии и птицы с млекопитающими. Есть лишь отдельные исключения вроде ящериц, способных к регенерации хвоста после утраты, в том числе намеренного отбрасывания. Остальные же наземные позвоночные (амниоты) не могут вернуть себе даже потерянный палец. Их возможности к самовосстановлению ограничены заживлением ран и «отращиванием» отдельных органов, например печени.

Научитесь видеть мир по-новому, благодаря удивительным открытиям в науке, космосе и технологиях, которые мы делимся с вами каждый день! Наука Космос Технологии! 🐼

Физики и биологи из США сделали кожу живых мышей прозрачной при помощи раствора красителя тартразина в воде. Его сильно поглощающие свет молекулы изменяли показатель преломления раствора, что приводило к уменьшению контраста в показателях преломления между водой и липидами, обратимо делая биологические живые ткани прозрачными. Среди прочего, ученым удалось сделать прозрачным живот живой мыши, что позволило напрямую наблюдать за внутренними органами, говорится в статье опубликованной в журнале Science.

Одна из важнейших задач в биологии и медицине — заглянуть внутрь биологических тканей для исследования фундаментальных процессов, происходящих в живом организме. Однако в оптическом диапазоне глубина проникновения изображения крайне ограничена из-за сложности биологических структур, вызывающих нежелательное рассеяние света. Ученые пытались решить эту проблему различными методами, например, при помощи двухфотонной микроскопии, флуоресцентной визуализации в ближнем инфракрасном диапазоне или оптического просветления тканей. Однако эти методы либо не обладают достаточной глубиной проникновения и разрешением, либо не подходят для живых животных.

Группа ученых под руководством Хуна Госуна (Guosong Hong) из Стэнфордского университета смогла сделать биологические ткани живых мышей прозрачными. Исследователи обнаружили, что с этой задачей справляются растворы молекул с высоким коэффициентом поглощения света, например, водный раствор пищевого красителя тартразина.

Чтобы объяснить контринтуитивное открытие, ученые применили модель Лоренца диэлектрических свойств вещества, представляя молекулы тартразина и других молекул с высоким поглощением света в виде осцилляторов Лоренца. Такой подход показал, что эти осцилляторы с острыми резонансами поглощения видимого света — в диапазоне длин волн от 400 до 700 нанометров — эффективно увеличивают действительную часть показателя преломления в красном и инфракрасном диапазоне, когда они растворены в воде. Это оказалось в полном соответствии с соотношениями Крамерса — Кронига, описывающими интегральную связь между действительной и мнимой частями комплексной функции отклика физической системы. В результате водорастворимые красители в видимом спектре могут эффективно снижать контрастность показателей преломления между водой и липидами, что приводит к оптической прозрачности живых биологических тканей.

Чтобы проверить способ на практике, ученые нанесли раствор тартразина на выбритую кожу головы живой мыши и использовали лазерную спекл-контрастную визуализацию, чтобы рассмотреть кровеносные сосуды в головном мозге. Такая процедура обычно требует удаления кожи головы из-за ее непрозрачности, а обычная визуализация выбритой головы мыши не выявила никаких интересных особенностей, зато после нанесения раствора сосуды стали видны. Аналогично ученые показали возможность применения раствора для визуализации органов в брюшной полости мыши. Прозрачный живот мыши позволил им напрямую наблюдать за внутренними органами, включая печень, тонкую кишку, слепую кишку и мочевой пузырь, при этом не потребовалось никакое дополнительное оборудование. Кроме того, авторы отмечают, что эффект полностью обратим — достаточно смыть водой нанесенный раствор.

По словам ученых, несмотря на видимую эффективность нового метода, при его применении могут возникать некоторые сложности. В частности, для разных биологических тканей приходится тщательно подбирать нужную концентрацию тартразина. Впрочем, при помощи разработанной физической модели ученые надеются подобрать и более эффективные молекулы, чем тартразин.

Есть животные, которые умеют становиться прозрачными и без посторонней помощи. Например, так делают стеклянные лягушки.

Источник: nplus1.ru

Текст из исследования Hierarchical structures of cactus spines that aid in the directional movement of dew droplets опубликованного в 2016 году.
DOI:10.1098/rsta.2016.0110

Три вида кактусов, шипы которых действуют как сборщики росы, были выбраны для этого исследования: Copiapoa cinerea var. haseltoniana, Mammillaria columbiana subsp. yucatanensis и Parodia mammulosa и сравнивались с Ferocactus wislizenii, шипы которого не выполняют функции сборщиков росы.

Были выбраны шесть четко видимых и легко измеряемых шипов с незакрытым видом на капли росы. Движение капель росы анализировалось путем измерения приблизительного расстояния, пройденного каплей за время, затраченное на это. Поскольку средняя длина шипа была известна для этого вида растения (т.е. 8,6 мм), серия кадров была введена в специализированный пакет программного обеспечения для анализа изображений. Шип был выбран, и от него было измерено расстояние капли росы от основания шипа (в ареоле) до их местоположения выше по шипу. Затем движение определялось путем повторения этого для серии изображений для того же шипа.
Анализируя временные изображения капель росы, капли показывают четкое движение вдоль шипов C. cinerea, к их основаниям, даже против силы тяжести. Можно увидеть, что скорость капель росы вдоль этих шести шипов не зависела от ориентации шипов.

Изображение C. cinerea, на котором показано, какие шипы были проанализированы и соответствующее расстояние, пройденное каплями росы в миллиметрах в час для различных ориентаций шипов

Шипы, исходящие из одной из ареол C. cinerea, были погружены в воду, содержащую флуоресцентные наночастицы, и эта конкретная ареола с ее шипами и небольшой областью стебля была удалена и проанализирована. Эти изображения четко показали, что флуоресцентная вода переместилась в стебель растения. Линии сосудистых пучков, радиирующие внутрь от поверхностных ареол (откуда исходят шипы) к сердцевине стебля, были обнаружены с помощью магнитно-резонансной томографии, за исключением F. wislizenii, который не собирает росу на своих шипах.

МРТ-снимки четырех видов кактусов. МРТ-изображения
(a) продольного сечения P. mammulosa, показывающие изменения в плотности от ареол до цилиндрической сердцевины сосудистой ткани и центральной сердцевины, (b) поперечное изображение сверху вниз P. mammulosa, показывающее изменения в плотности от ареол до цилиндрической сердцевины сосудистой ткани и центральной сердцевины,

(c) поперечное изображение сверху вниз C. cinerea, показывающее изменения в плотности от ареол до цилиндрической сердцевины сосудистой ткани и центральной сердцевины,

(d) продольное сечение M. columbiana, показывающее изменения в плотности от ареол до цилиндрической сердцевины сосудистой ткани и центральной сердцевины,

(e) продольное сечение F. wislizenii, показывающее отсутствие изменений в плотности от ареол до цилиндрической сердцевины сосудистой ткани и центральной сердцевины и (f) поперечное изображение сверху вниз F. wislizenii, показывающее отсутствие изменений.

Средние части всех шипов, за исключением небольших радиальных шипов M. columbiana , имеют микроструктуры, которые выступают из их поверхностей. Эти микровыступы не так плотно упакованы, как у F. wislizenii , при этом P. mammulosa является единственным из них, имеющим микроструктуры в виде плиток с выступающими плиточными концами. Эти маленькие, разбросанные микроструктуры могут способствовать образованию росы на поверхностях шипов, действуя как точки конденсации.

Микроструктуры шипов были исследованы с использованием изображений СЭМ и измерений шероховатости поверхности (R a и R z), полученных от шипов C. cinerea. Было установлено, что существует градиент шероховатости, созданный сужающимися микрорезьбами, который потенциально может направлять поверхностную воду от кончика шипа к его основанию.

В свою очередь скажу, что мои кактусы, которые теряли корни, но жили на улице, где осенью часто были покрыты росой. Не показывали каких либо изменений в увеличения тургора. Так же я пробовал окунать колючки кактусов в воду на двое суток, тоже не заметил каких либо изменения. Такой способ получения влаги если и есть, то не у всех видов, как видим из эксперимента и скорее всего малоэффективен, в любом случае корни это основной источник получения влаги для кактусов!

Кто хочет сам разобраться в исследовании, найти неточности в измерениях или обсудить могут зайти в тг. там выложу файл пдф.

  Многие научно-популярные книги посвящены пользе медитаций и вреду от поверхностного отношения к этой практике. Авторы нового исследования нашли доказательства того, что особый тип медитаций улучшает процесс циркуляции спинномозговой жидкости.  

Ученые из Университета Вандербильта (США) хотели понять, могут ли практики осознанности влиять на движение спинномозговой и тканевой жидкостей. По их словам, взаимодействие последних поддерживает стабильную среду для клеток мозга и позволяет ему вовремя очищаться от «отходов». Научная статья исследователей  опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Команда набрали группу из 23 человек с богатым опытом в области духовных практик. В течение своей жизни каждый участник уделил медитациям сосредоточенного внимания — концентрации на одном объекте или ощущении — более 3,7 тыс. часов. Также ученые сформировали две контрольные группы из добровольцев без аналогичного опыта.

Сперва мозг опытных участников просканировали при помощи МРТ. Далее их попросили сосредоточиться на собственном дыхании и какое-то время находиться в этом состоянии. Тем временем исследователи проанализировали особенности циркуляции жидкостей в мозге испытуемых.

Результаты показали изменения в движении спинномозговой и тканевой жидкостей во время сеансов медитации. Когда опытные медитирующие переключались с мыслительного потока на сосредоточенное внимание, циркуляция становилась более упорядоченной.

Чтобы убедиться, что эффект был вызван медитацией, а не изменением ритма дыхания, ученые провели эксперимент над неопытными добровольцами. Первая часть испытуемых отдыхала во время МРТ, а вторая — дышала по правилам, предусмотренным медитацией.

Как выяснилось, у добровольцев, контролировавших дыхание, не выявили явных улучшений в циркуляции жидкости. Судя по всему, результата можно достичь лишь за счет медитации.

Авторы надеются, что их наработки будут полезны при разработке новых методов лечения и профилактики многих заболеваний.

Источник

Более 10 лет назад на автомобильной парковке в Лестере, на месте которой ранее была церковь Грейфраерс, ученые нашли скелет, принадлежавший королю Ричарду III. Его зубы сохранились настолько хорошо, что исследователи сумели восстановить древний микромир ротовой полости монарха — и обнаружили следы заболевания, способного разрушить челюсть.

Ричард III правил Англией всего два года — с 1483-го по 1485-й, во время войн Алой и Белой розы. История запомнила его как одного из самых противоречивых монархов: ходили слухи, что Ричард приказал убить собственных племянников, заключенных в Тауэр, а Уильям Шекспир увековечил его как безжалостного злодея в одноименной пьесе. Король погиб в Битве при Босворте.

Исторические документы указывали, что Ричард III был погребен на территории францисканской церкви Грейфраерс в Лестере, но во время Реформации в Англии, при роспуске монастырей, в XVI веке место захоронения оказалось утеряно и столетиями никто точно не знал, где его останки.

В 2012 году, после многолетних исследований, историк Филиппа Лэнгли смогла найти захоронения Ричарда III. Лэнгли и ее коллеги раскопали участок бывшей церкви и обнаружили под городской парковкой скелет мужчины со следами ранения на черепе и искривленным позвоночником. Последующие радиоуглеродные, остеологические и генетические исследования подтвердили, что останки принадлежат Ричарду III.

Хотя в источниках подробно описаны политические интриги и гибель монарха, о его повседневной жизни известно немного. Чтобы восполнить этот пробел, международная группа исследователей под руководством Тури Кинг (Turi King) из Университета Бата в Великобритании обратилась к необычному источнику информации — зубному камню. Это отвердевший зубной налет, образующийся на поверхности зубов, когда остатки пищи и бактерии скапливаются и со временем минерализуются.

Такой отвердевший налет, как «капсула времени». В нем остаются фрагменты ДНК бактерий, вирусов и даже частички пищи. Значит, ученые могут извлечь из него микроскопические следы того, что окружало человека: какие микробы жили у него во рту, чем он питался и даже какие болезни мог перенести.

Когда исследователи сняли образцы зубного камня с трех зубов короля, они выделили из них огромное количество ДНК — больше, чем обычно удается найти в подобных археологических образцах. В лаборатории они расшифровали более 400 миллионов последовательностей ДНК — это отдельные участки генетического кода микроорганизмов.

Для науки это поразительный результат: обычно древняя ДНК сохраняется плохо, поскольку за столетия она разрушается. А у Ричарда III — благодаря хорошей сохранности зубов и зубного налета — материал оказался необычайно «богатым» на информацию.

Проанализировав этот огромный массив генетических данных, команда Кинг сделала несколько открытий. Первое: ученые выявили почти 400 видов микроорганизмов. Этот набор оказался удивительно похож на микробиом, найденный в образцах зубного камня людей, живших на территории Англии, Ирландии, Германии и Нидерландов в течение последних 7000 лет.

«Интересно, что микробиом полости рта представителей знати не сильно отличался от микробиома полости рта обычных людей. Несмотря на роскошную жизнь, путешествия и войны, богатые носили практически те же штаммы бактерий, что и бедные», — пояснила Кинг.

Хотя из зубного камня не удалось извлечь достаточно ДНК растений или животных для реконструкции диеты, предыдущий анализ костей короля показал, что в последние два года жизни тот употреблял импортное вино, много дичи и рыбы, а также птиц — лебедей и цапель.

Второе открытие: среди наиболее многочисленных микроорганизмов в королевском микробиоме оказалась бактерия Tannerella forsythia. Современная наука четко связывает этот патоген с пародонтитом — тяжелой формой заболевания десен, при котором может разрушаться костная ткань. При пародонтите разрушается альвеолярная кость — та часть челюсти, которая держит корни зубов.

В XV веке гигиена полости рта была крайне примитивной: люди почти не ухаживали за зубами — не чистили их регулярно и не знали, как бороться с микробами во рту. Поэтому у многих были кариес и другие заболевания зубов. У Ричарда III тоже нашли несколько зубов с кариозными полостями, но это еще не значит, что у него был пародонтит.

Ученый Пьер Штальфорт (Pierre Stallforth) из Лейбницевского института исследований натуральных продуктов и биологии инфекций в Германии объяснил, что присутствие опасных бактерий во рту само по себе не доказывает наличие заболевания. У одного человека микробы могут жить и никак не вредить, а у другого — вызывать воспаление и разрушение тканей.

Чтобы точно понять, страдал ли Ричард III пародонтитом, нужно исследовать его челюсть: если на ней присутствуют следы потери костной ткани, значит, болезнь действительно была. В своей работе Кинг и ее коллеги такой анализ не применяли. Однако ученые не исключают, что проведут его в будущем.

Источник: naked-science.ru

Активными называют галактики, у которых центр светит непропорционально ярко и доминирует над излучением звезд.

Главный источник энергии, как правило, один: сверхмассивная черная дыра, вокруг которой идет аккреция. Газ и пыль, падая к черной дыре, разогреваются в аккреционном диске и начинают излучать колоссальную энергию в широком диапазоне. У части активных ядер дополнительно возникают узкие релятивистские струи (джеты), направленные в противоположные стороны вдоль оси вращения.

По современным представлениям, сверхмассивные черные дыры есть в большинстве галактик, но активность включается не всегда: чтобы ядро стало "активным", ему нужен достаточно высокий приток вещества. Активные галактики и активные ядра делят на несколько наблюдательных классов: сейфертовские галактики, радиогалактики, квазары и блазары. Их различия во многом определяются двумя параметрами: реальной мощностью аккреции и под каким углом мы наблюдаем систему. Квазары выделяются экстремальной светимостью: в таких объектах ядро настолько яркое, что может "перебивать" свет всей галактики-хозяина.

29 апреля 1897 года в Лондоне, в здании Королевского общества — одного из старейших и авторитетнейших научных учреждений мира — состоялось заседание, на котором Джозеф Джон Томсон, возглавлявший Кавендишскую лабораторию в Кембридже, объявил о революционном открытии. Ученый, известный своей скрупулёзностью и осторожностью в выводах, на этот раз выступил с заявлением, которое навсегда изменило представления о строении материи.

Предисловие

Еще в 1854 году начались эксперименты с высоким напряжением в разрежённом воздухе. И было замечено, что искры пробегают заметно большее расстояние под вакуумом, в сравнении с обычными условиями. В 1859 году немецкий физик Юлиус Плюккер открыл, что если взять стеклянный сосуд, из которого выкачан воздух и впаять в него две металлические пластины, а затем через пластины пропустить постоянный электрический ток, то с поверхности металлических пластин будут выходить особые лучи, которые будут заставлять светиться те части стенок сосуда, на которые они попадут. В дальнейшем такие лучи назовут катодными. Также Плюккер наблюдал отклонение открытых им катодных лучей под действием магнита. В 1879 году английский физик Уильям Крукс установил, что при отсутствии внешних электрических и магнитных полей катодные лучи распространяются прямолинейно, и понял, что они могут отклоняться магнитным полем. С помощью созданной им газоразрядной трубки он обнаружил, что, падая на некоторые кристаллические вещества (названные в дальнейшем катодолюминофорами), катодные лучи вызывают их свечение.

Выступление Томсона

А теперь вернемся в 29 апреля 1897 года, в здание Королевского общества, в котором и произошло историческое заседание. Атмосфера в зале была напряжённой: вопрос о природе катодовых лучей долгое время разделял научное сообщество. Немецкие физики, вслед за Герцем и Ленардом, настаивали на волновой природе лучей, тогда как британские исследователи, включая Крукса, видели в них поток заряженных частиц. Томсон, однако, не стал повторять умозрительные аргументы. Вместо этого он представил коллегам результаты своих экспериментов, проведённых с усовершенствованной катодно-лучевой трубкой. Учёный подробно описал, как, создав глубокий вакуум, он наблюдал отклонение лучей под воздействием электрических и магнитных полей. С помощью точных измерений он вычислил отношение заряда частицы к её массе, которое оказалось в тысячи раз больше, чем у ионов водорода — самого лёгкого из известных тогда элементов.

Результаты исследования

Этот результат был ошеломляющим. Томсон объяснил, что столь малая масса частиц, входящих в состав атомов, опровергает классическую теорию о неделимости атома. Он смело заявил: катодные лучи состоят из «корпускул», которые являются универсальными компонентами материи. Термин «электрон» тогда ещё не вошёл в широкий обиход — его популяризируют позже, — но суть открытия была ясна. Томсон предложил первую модель атома, где отрицательно заряженные частицы «плавали» в положительно заряженной среде, словно изюм в пудинге. Реакция аудитории была неоднозначной. Многие учёные, воспитанные на идеях непрерывности материи, встретили выводы скептически. Однако железная логика расчётов и экспериментальные доказательства постепенно развеяли сомнения. Уже через несколько лет открытие электрона признали фундаментальным прорывом, а Томсон получил Нобелевскую премию по физике в 1906 году.

29 апреля 1897 года стал точкой отсчёта для новой эры в науке. Работа Томсона не только разрушила античную догму о неделимости атома, но и открыла путь к исследованиям квантовой механики, ядерной физики и электронных технологий. Именно с его выступления начался путь к пониманию микромира, который позже привёл человечество к транзисторам, компьютерам и цифровой революции. Скромная лекция в стенах Королевского общества оказалась одним из тех редких моментов, когда наука переписала свои законы, открыв дверь в неизведанное.

Мой дзен: https://dzen.ru/tenhela

Белая акула находится на самой вершине пищевой цепи. Однако ученые обнаружили, что косатки из стаи Моктесумы охотятся на огромную рыбу. И делают это не просто так, а ради печени акулы.

Из-за охотничьего поведения косаток у них есть прозвище — киты-убийцы.

Камеры ученых проекта Conexiones Terramar and Pelagic Life зафиксировали, как специализированная стая косаток напала на молодую большую белую акулу. Исследование было опубликовано в Frontiers in Marine Science.

Специалисты стали случайными свидетелями двух отдельных охот, в результате которых погибли три молодые белые акулы. Первая произошла в августе 2020 года. Тогда пять косаток загнали акулу. Они вытолкнули ее на поверхность и начали совместными усилиями переворачивать вверх ногами. В конце концов косатки утянули ее под воду, а после всплыли со свежей печенью акулы во рту. После это повторилось с другой рыбой.

Аналогичную охоту ученые увидели в августе 2022 года. Снова пять косаток, снова молодая акула, которую перевернули на спину.

Зачем косатки переворачивают акул

Исследователи пришли к выводу, что переворачивание акулы — это не случайность, а разработанная тактика, основанная на понимании физиологии рыбы. Дело в том, что когда акулу переворачивают на спину, она впадает в состояние, которое ученые называют «тоническая неподвижность». В этот момент нервная система акулы перегружается, и она впадает во временный паралич, длящийся 15 минут.

«Это временное состояние делает акулу беззащитной, позволяя косаткам извлекать ее богатую питательными веществами печень и, вероятно, потреблять другие органы, прежде чем бросить остальную часть туши»-- Эрик Игера Ривас (морской биолог, директор проекта Conexiones Terramar and Pelagic Life)

Проанализировав раны на акулах, ученые пришли к выводу, что косатки выработали специальную технику, которая минимизирует для них риск быть укушенными. Они охотятся на молодых и неопытных рыб, которые меньше по размеру и еще не опасаются косаток.

Внимательное изучение косаток показало, что это не случайная группа. Это стая Моктесумы. Она известна ученым своими гастрономическими предпочтениями. До белых акул они специализировались на охоте на скатов, китовых и и бычьих акул.

Почему это происходит сейчас

Ученые видят причину того, что белые акулы все чаще сталкиваются с косатками, в изменении климата. Явления, такие как Эль-Ниньо — колебания температуры поверхностного слоя воды в экваториальной части Тихого океана, — влияют на место жительства морских обитателей. Теплые воды меняют пути миграции больших белых акул, загоняя их в Калифорнийский залив.

Источник

За последние 30 лет бесчисленные исследователи и как минимум дюжина научно-фантастических комедий размышляли о том, что происходит, когда клонов создают из других клонов, и так до бесконечности. В том же году, когда была клонирована овечка Долли, комедия "Множество" (1996) с Майклом Китоном сравнила этот процесс с визуальным шумом, который появляется, когда офисный ксерокс делает копию с копии с копии.

Теперь группа биологов из Японии определила то, что они считают жёстким пределом количества жизнеспособных клонов, которых можно получить из поколений предыдущих клонов.

Команда под руководством Терухико Вакаямы из Центра передовых биотехнологий Университета Яманаси опиралась на 20 лет собственных исследований серийного клонирования мышей.

Изначально учёные надеялись достичь бесконечного клонирования с помощью многообещающего реагента – трихостатина А. Это вещество, известное как противогрибковый антибиотик, способно подавлять активность определённых ферментов у млекопитающих, включая мышей и людей.

В контексте клонирования трихостатин А работает как "реагент эпигенетической модификации", подавляя нежелательные факторы транскрипции ДНК – ферментные белки, активирующие потенциально вредные мутации в генетическом коде при клонировании.

Вакаяма и коллеги отметили в новом исследовании:

Изначально мы пришли к выводу, что серийное клонирование можно продолжать бесконечно, поскольку частота успешного клонирования слегка улучшалась с каждым последующим поколением.

И действительно, всё шло гладко. Из одной исходной мыши-донора было получено более 1200 клонов, и большинство из них чувствовали себя прекрасно. Клоны поздних поколений, дожившие до рождения, оказались на удивление здоровыми, с нормальной продолжительностью жизни – несмотря на накопленные вредные мутации.

Проблемы начались между 25-м и 27-м поколениями. А к 58-му поколению мыши не выживали дольше одного дня.

Каждый новый раунд клонирования добавлял примерно 70 мелких однонуклеотидных вариантов и около 1,5 более существенных структурных вариантов в генетический код.

Сам по себе этот темп мутаций не выходил за рамки нормы, но структурные изменения накапливались с каждым новым поколением. Со временем, как выяснили исследователи, "накопление вредных вариантов перевесило адаптивные эффекты" – без хромосомной рекомбинации, свойственной половому размножению, отфильтровывать крупные и потенциально опасные генетические вариации было нечему.

Любопытно, что сами клоны поздних поколений рождались с нормальными репродуктивными органами, что открывало возможность продолжения рода естественным путём. И здесь обнаружился важный нюанс – даже минимальный возврат к половому размножению корректировал проблемы.

Например, клоны поздних поколений появлялись на свет с заметными аномалиями плаценты, но когда эти мыши спаривались естественным образом, плацента их потомства возвращалась в норму.

При этом трихостатин А оставался эффективным даже на поздних стадиях эксперимента. Частота успешной имплантации клеточного ядра донора в яйцеклетку у мышей 51-го поколения с использованием реагента составила 5,4% – втрое выше, чем без него (1,6%).

Исследование предполагает, что дальнейшие эксперименты с подобными реагентами могут ещё больше отодвинуть предел серийного клонирования.

Линк

До 1822 года люди не представляли, что происходит с птицами зимой. Мы лишь знали, что они есть летом, а зимой куда-то пропадают. Не считая нескольких "зимних" видов в северных регионах, но они, в свою очередь, пропадали летом. Поэтому народ напридумывал множество упоротых теорий, почему птицы исчезают каждую осень. Кто-то считал, что они погружались в озёра и впадали в спячку подо льдом, другие - что птицы спят в земле, третьи - что они превращаются в других животных типа зайцев и мышей.

В 1694 году гарвардский ученый Чарльз Мортон впервые высказал предположение, что птицы мигрируют... Только вот его идея заключалась в том, что мигрируют они на Луну.

В 1822 году немецкий охотник добывал себе ужин в районе городка Клюц.

Он подстрелил белого аиста, и когда нашел тушку, то обнаружил, что у того шея нанизана на копьё.

Посчитав сие обстоятельство интересным, охотник решил отвезти аиста в ближайший университет в городе Росток.

Там ученые заключили, что такие копья с железными наконечниками типичны для Центральной Африки. Так впервые было доказано, что птицы улетают на зиму в более тёплые регионы.