Помните фильм Venom? Там инопланетная хрень использовала тела людей (и не только) для того что бы использовать их в качестве носителя. Вроде как это паразитизм, но главный герой так понравился Веному, что они стали сотрудничать, т.е. паразитизм превратился в симбиоз.
А когда, по нашим, научным данным, появился первый симбиот?
Ещё со школы Вы наверняка помните, как на уроке биологии (ну 8(9) классов-то надеюсь все закончили, не остановились на начальной, 4 класса, школе) отколупывали тонкий слой кожицы от лука, ложили на предметное стекло микроскопа, чуточку подкрашивали йодной тинктурой и рассматривали (да-да, я помню - предметные стёкла это "расходник", сколько мы их там расплющили - не счесть). Потом зарисовывали в тетрадке и получали нечто вроде этого:
С просторов тырнета
Так вот. Каждая такая клетка, по факту симбионт. А всё почему?
В далёкой древности, по расплывчатым оценкам учёных мужей, появились эукариоты, где-то 1,6—2,1 млрд лет назад. Это одноклеточные (далеко не всегда). В отличие от прокариотов (бактерии и архей) имеют ядро и другие ярковыраженные отдельные мембранные органоиды.
Схематичное сравнение обоих типов клеток. Ссылку на вики, откуда спёрто изображение уже приводил в тексте.
А вот тут разные источники по разному начинают глаголить.
Одни утверждают, что эукариоты появились по причине захвата прокариотами бактерии(которая сама является прокариотом) внутрь себя и та, в последствии стала органеллой под названием митохондрия. Другие говорят, что уже готовые "ядрёные" клетки эукариоты захватили бактерию и та стала выполнять функции митохондрии.
Основная задача митохондрии - усваивать кислород, это фактически "теплоэлектро станция" внутри клетки. Что бы симбиоз был эффективным пришлось совместить/срастить ДНК обоих, потому и необходимые для работы митохондрии белки и пр. уже готовились в ядерной ДНК клетки, хотя сама митохондрия сохранила и свою ДНК.
.
Схема клеточной электро-тепло станции - как видим это, по факту, полноценная клетка внутри другой клетки. Изображение с вики - ссылка выше по тексту.
Именно так. Растения умеют защищаться от вредителей.
К примеру, коровий горох
(Vīgna unguiculata) имеет специальный ген который кодирует интересный рецептор. Дело в том, что гусеницы когда жрут лист и в процессе переваривания его образуются инцептины - небольшие пептиды (фрагменты растительного белка), они выделяются со слюной, на который реагирует этот самый рецептор, после чего растение выделяет толпу различных ароматических веществ.
Eric A. Schmelz et al. / Proceedings of the National Academy of Sciences, 2020
Хищные осы буквально дуреют с этой прикормки прилетают к растениям и начинают мочить гусениц. Популяция гусениц быстро сходит на нет, после чего раздражитель этих рецепторов исчезает и "крик о помощи" осам замолкает. Это позволяет растению защищаться от поедания, но если гусениц будет слишком много то осы просто не успеют спасти горох.
Но это ещё цветочки. Томаты вообще оказывается звери. Есть у них враг - гусеница малой совки (она же совка помидорная, она же Spodoptera exigua).
Механизм примерно такой же как у гороха, но выделяющиеся вещества делают листья несъедобными для гусениц, а жрать личинышам хочется постоянно. От безысходности они нападают на своих сородичей и начинают заниматься каннибализмом - тут уже кто сильнее тот и сыт.
Вопрос на засыпку, с какой высоты водяного столба, если его пробить, полетит дыльше?
Вроде задачка простая, всего-то надо составить дифф. уравнение и найти максимум.
Сначала я так и думал, и уже предполагал, что ответ будет где-то на уровне (h1+h2)*(sin(30°) или cos(30°))....
Ага, как бы не так. Я забыл, что сила притяжения одинаково и пропорционально влияет как на давление воды на требуемой высоте, так и на разгон струи вниз за счёт силы притяжения... Я честно уже начал вспоминать формулы и пытаться составить диффур, но любопытство сыграло и...
Честно стырено с трубы https://www.youtube.com/watch?v=PHLOCMlWGtE
Вот так вот... Некоторые задачки решаются на уровне школьника, а я с вышкой уже диффуры собрался решать.... Эх... Закостенели мои извилины.
По поводу качества обучения в школе в СССР и сейчас. Годы развитого социализма. Итак, урок русского языка, 6...8 классы. Еженедельный минидиктант. Объём - 20 слов. Слова простые, вроде - объектив, циркуляция, мармелад, типография и т.п. Критерии оценки: 5 - ни одной ошибки, 4 - исправленная ошибка, 3 - одна ошибка. Всё. Больше одной ошибки - 2 очка. Блиц-проверка. Оценки идут в журнал.
Ну, и какой процент блогеров/тиктокеров/коучей и прочей нечисти сегодня имел хотя бы трояк в четверти?
В качестве ностальгического бонуса вставлю миниатюру М.Жванецкого "Учитель"
В государственном парке Асиломар в Пасифик-Гроув, штат Калифорния, был обнаружен полный скелет морской выдры, но кости её отливали фиолетовым цветом. Народ озадачился, но биологи быстро их успокоили.
Интересный оттенок.
Оказывается эти выдры жрали в основном фиолетовых морских ежей. Со временем фиолетовый пигмент морских ежей, называемый эхинохромом, накапливается в их зубах и костях и окрашивает их. Что самое интересное, морские ежи весьма богаты различными пигментами, и в этом нет ничего удивительного. Практически все ежи цветастые.
Что самое интересное, не только выдры умеют запасаться краской в костях или коже. Например, фламинго становятся розовыми из‑за креветок в рационе, у древесных лягушек кости могут зеленеть, а у людей при избытке моркови в еде кожа может приобретать желтоватый оттенок — это называют каротинемией.
В Израиле нашествие медуз. Обычно они активизируются с мая по август, когда вода хорошо прогревается. Но даже не в этом странность. А в их размерах.
Нынешние достигают метра в диаметре, а самая прожорливая весит 34 кг.
Такой гигантизм учёные объясняют частой сменой обильных дождей и солнечных дней. Водоросли цветут, медузки хорошо кушают.
Рои медуз-кочевников обычно приплывают к нам к нам из теплой мелководной лагуны в устье Нила. Именно там, у египетского побережья Средиземного моря находится их огромная материнская колония, считают ученые.
У медуз — сложный жизненный цикл. Он начинается с полового акта в толще воды и формирования яйца. Из яйца развивается плавающая личинка – планула –размером в 1,5-2 миллиметра. Потом она прикрепляется ко дну и превращается в полип. Дно устья Нила густо населено такими крошечными полипами.
Яйцеклетки медузы
Планула. Уже больше похоже на медузу
Устроившись на морском дне, планула прикрепляется к твердой поверхности и развивается в полип (также известный как сцифистома), имеющий цилиндрическую, стебле-подобную структуру
Во время следующего этапа развития медузы, на ротовом диске полипа формируется дискообразная почка медузы, которая отделяется перетяжкой (этот процесс известный, как стробиляция). Почки продолжают углубляться, пока полип не начинает напоминать стопку тарелок. Верхняя почка созревает быстрее и в конечном счете превращается в маленькую медузу, известную как эфира.
Один из интересных фактов о медузах – то, как питание влияет на их размер. Их размеры на самом деле, не имеют ничего общего с возрастом. Медузы могут уменьшаться, когда они плохо питаются, и увеличиваться в размерах, когда они едят хорошо.
Эти медузы, ежегодно усложняющие работу ашкелонской электростанции, питаются хорошо
А теперь ужастики. Вот такой поцелуй медузы получила в прошлом году женщина из моего города. Поэтому мы предпочитаем больше загорать, чем купаться.
Да, про такое нам в школе не рассказывали. Понятно, вомбаты - сумчатые, и при этом обладают всеми их фишками. А именно - общими чертами репродуктивных органов.
А теперь для многих будет шок: У самок вомбатов (как и у всех сумчатых) два влагалища и две матки. А у самцов — пенис, похожий на двузубую вилку (две головки члена). Вот уж воистину метод получить двойной оргазм (шутка).
Период беременности около 20 дней (это очень быстро), после чего дитятко (обычно один вомбатёнок, но может быть и двойня) рождаются в сумку, где имеется аж два соска. Присасывается к нему и далее идёт уже доразвитие эмбриона в сумке. Но дитя не глупое - живёт в сумке 5 - 8 месяцев (ага, кто в здравом уме покинет такой домик), а потом ещё почти год тусуется рядом с мамой, пока не станут играть гормоны, половозрелым подросток становится в 2-3 года.
Вот такой любопытный факт я Вам преподнёс. Что же про "сумку" задом-наперёд, так тут уже вроде все знают - это что бы при копании земли не закидывать туда землю.
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!
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.
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.
Схема того как это работает.
Чтобы проверить способ на практике, ученые нанесли раствор тартразина на выбритую кожу головы живой мыши и использовали лазерную спекл-контрастную визуализацию (ЛСКВ) ( хм. долго искал что это такое - простыми словами в кровь или лимфу добавляют безвредный контрастный краситель, что-то вроде рентгеноскопии, но только в видимом диапазоне), 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.
А вот так выглядит бритое пузико живой мышки сначала в обычном белом свете, затем после введения контрастного красителя для ЛСКВ, и последнее, уже после нанесения расствора пищевой добавки Е102.
Вот, что получается, когда сотрудничают абсолютно разные научные дисциплины.
1. Сейчас число Пи вычесленно с точностью почти в 4 миллиарда знаков после запятой (продолжается уточняться)
2. В конце XIX века в США, штат Индиана, едва не был принят абсурдный закон, согласно которому значение числа пи на территории штата устанавливалось равным 3,2. Внёс его местный доктор Эдвард Гудвин и протолкнул закон потому как сенаторы практически все были его павциентами. И только математик Кларенс Уолдо, инспектировавший Академию наук Индианы заметил это и тормознул принятие закона. Он и сейчас стоит в статусе "рассмотрения" (США в плане законодательства вообще кладезь юмора).
3. Иррациональность этого числа уже строго доказана математически, хотя доказательство ломало головы математикам очень и очень долго. Число Пи невозможно выразить конечным числом знаков/символов в любой системе исчисления
4. Это число долшое время не имело своего собственного имени. Только в XVIII веке стараниями европейских ученых Уильяма Джонса и Леонарда Эйлера. Причем греческая буква π была выбрана не случайно – с нее начинаются греческие слова “окружность” и “периметр”. А число пи, как известно, равно отношению длины окружности (периметра) к ее диаметру.
5. Самым древним летописным упоминаниям о числе пи уже около 4500–5000 лет. Некоторые ученые даже полагают, что библейская история про Вавилонскую башню вполне реальна, и это число использовалось при ее возведении, но из-за ошибок в расчетах башня обрушилась.
6. В 1988 году одна американская газета выпустила заметку о том, что
правительство штата Алабама решило сократить число пи до трех. Это
известие шокировало все научное сообщество, но вскоре выяснилось, что
это был розыгрыш на 1 апреля.
Собрано с просторов тырнета, выбрано самое смешное или интересное.
Австрийский физик Христиан Доплер в 1842 году выдвинул и теоретически обосновал предположение о том, что частота световых и звуковых колебаний должна меняться для наблюдателя в зависимости от того, движется ли источник света либо звука от наблюдателя или к нему.
Все слылаши звук двигателя пролетающего мимо вас авто на трассе - это оно и есть. Только вот в 19м веке небыло таких чудо-скоростей, что бы органолептически или инструментально его наблюдать. Да и сам Доплер вывел его только на бумаге, как это частво в физике бывает.
Через три года метеоролог Христофор Бейс-Баллот решил проверить гипотезу Доплера. Но в то время и подходящих инструментов небыло. Это сейчас можно поставить высокоточный генератор звуковых частот с динамиком и микрофон с частотомером. А тогда пришлось задействовать тех, кто сам использует различные инструменты - музыкантов.
Человек он был не бедный, потому нанял паровоз с платформой и маленький музыкальный оркестр.
Так сейчас выглядит та самая станция
Посадил на платформу двух трубачей (двух - для того что бы один дудел, а второй воздух глотал, потом наоборот) и заставил их (не забесплатно естественно) держать ноту "соль" постоянно. Остальной оркестр разоружил и сказал им слушать эту самую "соль". Так он гонял паровоз один день с разными скоростями мимо них и после каждого проезда делал опрос. Как известно музыканты имеют почти абсолютный слух, а их количество позволяло усреднить результат.
На следующий день он поменял их местами и повторил эксперимент.
За два дня этот эксперимент полностью подтвердил гипотезу Доплера, да и повторить его было несложно, а повторяемость эксперимента независимыми (и зачастую оппонентами (ну так в науке врагов называют)) экспериментаторами достаточно легка, разве что спецом музыкантов подговорить, но такой подлог быстро вскроется.
Если хорошо подумать, то замена "микрофонов" и "динамиков" местами ещё и принцип относительности доказывает, но до Эйнштейна было ещё далеко.
Собсвтенно говоря, начиная с первого класса и заканчивая шестым курсом института, мне казалось, что я неплохо понимаю в математике, все таки меньше пятерки у меня за все эти годы не было ни разу.
Я бы даже больше сказал: школу я закончил в 1975 году, а в институт поступил только в 1981 - просто не хотелось до этого, да и тогда не то что слишком уж захотелось - скорее, стало скучно...
И к экзаменам не готовился, и на математике мне попалась теорема не то синусов, не то косинусов, которую я не помнил совсем - помню, что что-то в треугольнике со сторонами и углами.
В результате пришлось ее сначала вывести по воспоминаниям, а потом - доказать. Экзаменатор, он же тогда - замдекана кафедры вышки, кажется, долго рассматривал мое доказательство, но придраться было не к чему.
Так я получил первую пятерку по математике в институте...
Но это я немного отвлекся.
Читаю всякую хрень, к математике отношения не имеющую, и вдруг там ГГ попадает на школьную олимпиаду по математике.
Стоит заметить, что я в олимпиадах не участвовал, их у нас в принципе не было, и я о них даже не слышал.
И были там приведены две задачки, для школьников, блин, и тут я понял, что не все у меня хорошо было с математикой...
Нет, вторая задачка была простая: имеется циферблат, как положено - стрелок две: часовая и минутная, но вот беда - они одинаковые.
Только ходят по "часовым" правилам.
И вопрос: сколько существует положений стрелок на обычном, двенадцатичасовом циферблате, что нельзя однозначно определить время.
Ну, тут достаточно все просто, и, хоть там ответа не было, найти его - дело трех минут. Ну, старый уже, мозги плесневелые, в школьные времена быстрее бы нашел.
А вот первая задачка - я даже не уверен, что и в школьные времена решил бы, но хорошо, что там и решение было, хоть и намеками.
Короче: имеем сферу, 12% поверхности сферы закрашено черным цветом, требуется доказать, что существует такой, вписанный в данную сферу, прямоугольный параллелепипед, все вершины которого попадают на незакрашенную часть поверхности.
И вот эту задачку, если бы не подсказка - хрен бы я решил, мозги не те.
Да и в школьные годы, скорее всего, не решил бы - уж слишком непривычный метод, хотя и не выходящий за пределы знаний средней школы...
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.
Velociraptor mongolensis
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.
Змий-танкист
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.
Путеводитель по славкам от Princeton University press
Путеводитель по славкам от Princeton University press
Путеводитель по славкам от Princeton University press
Путеводитель по славкам от Princeton University press
Путеводитель по славкам от Princeton University press
Путеводитель по славкам от Princeton University press
Путеводитель по славкам от Princeton University press
Путеводитель по славкам от Princeton University press
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.
Реконструкция общего вида скелета Stenonychosaurus
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.
Сразу же найдутся люди, которые скажут что это "+∞",т.е. "плюс бесконечность".
А вот нифига подобного. Бесконечность в математике это понятие, концепция, а не какое-то конкретное число. С ней можно работать с точки зрения математического формализма, но невозможно определить точное значение (помните, назови целое число и прибавь к нему единичку - повторяй пока жив/существует_вселенная - так и познаешь что такое бесконечность).
Ну что же, будем разбираться с конкретными значениями больших чисел. Для начала возмём общепризнанную шкалу названий десятичных множителей (ну привыкли мы к десяти пальцам на руках, потому и система счисления десятичная):
Честно спёрто с википедИи
Ну и естественно тоже самое, но только 1 делённая на какое-то "квекто"
Эти приставки стандартизированы по СИ, но мы-то понимаем, что числа могут быть намного боельше.
Естественно эти приставки не в полной мере удовлетворяют наши потребности. Та же физика (наука наблюдательная) запросто оперирует величинами, вроде 6,626 070 15⋅10^-34 кг·м2·с−1 (Дж·с) (постоянная Планка).
Конечно народ напридумывал другие величины, вроде:
100*10^78 - сто квинвигинтиллионов (не в системе СИ) — предполагаемое количество атомов в наблюдаемой Вселенной.
Гуголплекс (от англ.googolplex) — число, равное 10^googol (десяти в степени googol), то есть 10^10^100
Ну да ладно. Пока я был в стадии сперматозоида (и то не факт) во всю работал выдающийся математик и программист Дональд Эрвин Кнут. (как же я гонялся за его трёхтомником "Исскуство программирования", но даже первый том был мне, студенту, не по карману). Он подумал, а действительно, как записывать о-о-о-чень большие числа. Числа, у которых показатель степени той же десятки не влезает в тетрадь. И придумал "стрелку Кнута":
"Возведение в степень. Если мы пишем 3^4, то имеем в виду, что число 3 мы умножаем на себя 4 раза. Получаем 81.Здесь в дело вступают стрелки Кнута. В этой нотации 3↑4 — это то же самое, что и 3^4. Самое интересное начинается, когда мы добавляем несколько стрелок подряд."
И далее
"Тетрация. Если мы пишем 3↑↑4, то имеем в виду, что число 3 мы возводим в степень себя же 4 − 1 раза. Для этого мы сначала возводим 3 в степень 3, получаем 27. Затем возводим 3 в степень 27, получаем 7 625 597 484 987. И наконец возводим 3 в степень 7 625 597 484 987 — получаем настолько большое число, что записать его привычным способом просто невозможно. Представьте, что мы заполнили всю наблюдаемую Вселенную песком и каждую секунду заменяем все эти песчинки новыми. Если мы будем заниматься этим в течение 10 миллионов лет, то общее количество песчинок, побывавших в нашей Вселенной-песочнице, и на одну миллионную не приблизится к числу 3↑↑4. Но и это не всё."
Т.е. мы можем описать таким образом реально гигантские числа в короткой записи.
В 1977 году американский математик-любитель Мартин Гарднер выпустил статью, в которой описал число Грэма. Что самое интересное, это число возникло не с потолка, а в результате решений в области теории Рамсея (жуть жуткая и мне непостижимая). Что самое интересное, это самое большое число, которое использовалось в к-либо научных работах вообще. Через стрелочки Кнута оно выражается так:
Охренеть, не правда ли?
Не буду упоминать число Райо, т.к. суть этой формулировки я понять не в состоянии и тем более не смогу описать доступным языком, но определение формально чистое.
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.
Моллюск тридакна и одноклеточные водоросли-симбионты
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.
Лишайник — симбиоз гриба и водоросли
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.
Микориза — союз дерева и гриба
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).
Рыба-клоун и актиния
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!
У человека, как и большинства позвоночных, кровь имеет красный, ярко алый цвет. Это всё благодаря белку гемоглобину в эритроцитах, которого примерно 98% от всех белков в цитоплазме эритроцита. Каждая молекула такого белка имеет в своём составе до 4х атомов железа, которые и отвечают за связывание кислорода и CO2, а так же железо виновно в красном цвете эритроцитов.
Но природа намного хитрее, и имеются животные с голубой, зелёной и даже прозрачной кровью. Начать можно с зеленокровных сцинков:
Prasinohaema flavipes - Желтоголовая празиногема.
Как понятно из названия этих ящерюк кровь у них зелёного цвета, причём не только кровь, но и мышцы. Естественно учёные заинтересовались этой кровью, оказалось, что там обычные красные эритроциты, а цвет придаёт, даже перебивает красный, очень большая концентрация биливердина, который является промежуточным результатом распада гемоглобина. Концетрация ентого пигмента настолько высокая, что для обычных позвоночных будет смертельной.
Кровь у неё прозрачная, т.к. не имеет вообще никаких переносчиков кислорода, вроде эритроцитов. Просто кровь насыщается кислородом через жабры и кожу, для чего эволюция лишила её чешуи. Казалось бы при таком методе доставки кислорода она должна быть малюсеньких размеров, но нет, самки вырастают до 4х килограмм.
Про осьминогов вообще научные книги писать можно - настолько эти существа удивительны.
Кровь у них голубого цвета. В данном случае цвет крови, так же как и у позвоночных, определяется переносчиком кислорода. Только вместо гемоглобина они используют гемоцианины, у которых вместо железа используется медь, эти белки работают лучше гемоглобина под высоким давлением воды (можно вспомнить о кессонке). Этими же белками в крови пользуются и многие членистоногие, например мечехвосты:
Красавец, не правда ли?
Только вот мечехвостам и другими подковообразным крупно не повезло.
Конвейер по сливу гемолимфы.
Их гемолимфа широко используется нами в медицине за способность сворачиваться при контакте с эндотоксинами и используют для безошибочного выявления опасных для человека бактерий в лекарственных средствах, на медицинской технике и имплантах. Фарм. конторы вылавливают их по полмиллиона в год, сливают до 30% ихней крови и отпускают обратно, но примерно 30% погибают. К тому же у самок сильно снижается фертильность. Учёные уже начали бить тревогу из-за этого, но толку мало - бизнес своё дело знает...
А вот ещё удивительные животины есть. Брахиоподы называются.
Букетик Hercosestria cribrosa.
Эти моллюски вообще меняют цвет крови с прозрачного, на розовый и даже фиолетовый. Опять дело в носителях кислорода, теперь это уже пигментированый белок гемэритрин. Связывающим кислород веществом является снова железо. При этом этот белок может находится как в лимфе, так и внутри клеток крови. Ненасыщенная кислородом кровь может быть прозрачной, слегка желтоватой или розоватой. По мере насыщения кислородом свет крови доходит до насыщенного розового или даже фиолетового цвета.
Рассмотрим механизм хранения и передачи генетической информации в живых организмах.
Генетическая информация хранится в виде длинной полимерной молекулы РНК или ДНК. В случае с ДНК - для синтеза белков в любом случае используется РНК.
GIF
РНК (рибонуклеиновая кислота) - это молекула, состоящая из нуклеотидов, которая играет важную роль в биологических процессах. РНК является одним из трех типов нуклеиновых кислот, вместе с ДНК и РНА-полимеразами. Она участвует в синтезе белков, передаче генетической информации и регуляции генной экспрессии.
ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) - это молекула, состоящая из нуклеотидов, которая хранит генетическую информацию организма. Она находится в ядре клетки и состоит из двух спиралей, связанных между собой лестничной структурой. ДНК кодирует информацию, необходимую для синтеза белков и регуляции генной экспрессии.
Ну и что же такое ген?
Ген - это участок ДНК (РНК), который содержит информацию о наследственных свойствах организма. Гены определяют структуру и функцию белков, которые являются основными строительными блоками клеток и участвуют во многих биологических процессах. Каждый ген кодирует определенный белок или РНК молекулу, которые выполняют свои функции в организме. Гены передаются от родителей к потомкам и определяют наследственные признаки, такие как цвет глаз, форма лица, группа крови и т.д.
У человека известно около 27 тыс генов, что не яаляется рекордом среди живых организмов. Именно в этих генах мужчина отличается от женщины больше, чтем от самца шимпанзе!
В прошлый раз мы остановились на том, что запустили химическую эволюцию в порах бентонитовой глины грязевого котла у действующего вулкана. Рассмотрели способы репликации генетического материала. Сегодня мы рассмотрим направление отбора.
Итак, первые наборы РНК, сформированные случайным образом начали самореплицироваться в природном амплификаторе. Первые короткие цепочки случайным образом сворачивались в рибозимы, имеющие различные свойства.
Единственным положительным направлением в отборе РНК в таком случае будет улучшение саморепликации. Таким образом, развивается первая рибонуклеаза, фермент, ускоряющий репликацию РНК. Синтезированные материалы покидают ячейки в бентоните, попадают в другие ячейки, таким образом, захватывая ареалы обитания.
Так же, естественным путем организуется горизонтальный перенос генов. Фермент, попавший в соседние ячейки, помогает реплицировать все РНК, которые присутствуют в новой ячейке. Лучшие гены, способствующие увеличению качества и количества своих копий, захватывают новые ячейки. Котел начинает заканчиваться, приходится выходить во внешние - более холодные, более облучаемые зоны котла. В то же время, в центре котла начинают заканчиваться органические вещества. Появляется отбор, направленный на два направления:
Синтез органических соединений из неорганических, путем хемо и фотосинтеза;
Поиск и добыча синтезированных органических соединений, синтезированных другими организмами.
Появляются два мира питания, авто и гетероторфы.
Организмы, занимающие внешние части котла, начинают строить вокруг себя защитные мембраны. У них появилась возможность занимать новые экологические ниши, а в частности - мировой океан.
С одной стороны, мировой океан переполнен органическими и неорганическими соединениями, необходимыми для питания и для хемосинтеза, с другой стороны, минеральная среда сильно отличается от среды.в клетках. В ответ, клетки вырабатывают натрий-калиевый насос., постоянно выкачивающий из клетки натрий и закачивающий калий. Современные клетки тратят на эту процедуру до 20% всей своей энергии.
В следующий раз мы подробнее рассмотрим биохимию клетки, способы питания и различия в царствах простейших.
Комментарии