Американские ученые, применив математические методы байесовского моделирования, восстановили динамику эволюции первых четвероногих, которые произошли от рыб 400–360 миллионов лет назад и дали начало всем позвоночным обитателям суши. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Ecology and Evolution.

Одно из важнейших эволюционных событий в истории жизни на Земле — переход от рыб к четвероногим — позвоночным животным с конечностями. Это произошло где-то между средним и поздним девоном, но когда точно, неизвестно.

Исследователи из Гарвардского университета для точной оценки времени происхождения четвероногих применили недавно разработанный статистический метод байесовского эволюционного анализа, который используется в эпидемиологии для изучения эволюции вирусов, таких как коронавирус COVID-19, и лишь недавно стал инструментом палеонтологов.

С помощью этого метода авторы смогли очень точно установить точный возраст происхождения четвероногих — 390 миллионов лет назад, что на 15 миллионов лет раньше, чем самые древние известные ископаемые окаменелости четвероногих.

"Обычно следы появляется после тел их создателей, — приводятся в пресс-релизе университета слова руководителя исследования профессора Стефани Пирс (Stephanie Pierce) с факультета органической и эволюционной биологии. — В этом случае у нас есть следы четвероногих, которые старше первых окаменелостей на несколько миллионов лет, что крайне необычно".

Художественная реконструкция ранних млекопитающих палеогена. Слева направо: Conacodon hettingeri, Miniconus jeanninae, Beornus honeyi

Исследователи также установили, что предки четвероногих, имели исключительно низкие темпы анатомической эволюции. Рыбы были хорошо адаптированы к водной среде и им не нужно было меняться. А вот первые четвероногие, вышедшие на сушу, эволюционировали очень быстро.

"Мы обнаружили, что эволюционные линии, приведшие к появлению первых четвероногих, приобрели основные новые адаптивные черты невероятно быстрыми темпами, которые сохранялись на протяжении примерно 30 миллионов лет", — говорит второй автор статьи доктор Тиаго Симоэс (Tiago R. Simões).

Авторы с помощью молекулярных методов изучили, насколько быстро эволюционировали различные части тела ранних четвероногих, такие как череп, челюсти и конечности, а также силу естественного отбора, действующего на каждую из них, и выяснили, что череп и челюсти развивались быстрее, чем остальные части тела, включая конечности.

"Это говорит о том, что изменения черепа играли более важную роль на начальных этапах перехода от рыб к четвероногим, чем изменения остальной части скелета. Эволюция конечностей для жизни на суше была важна, но в основном на более поздних стадиях эволюции четвероногих, когда они стали полностью наземными", — объясняет Пирс.

"Мы видим несколько анатомических нововведений в их черепе, связанных с кормлением и добычей пищи, которые позволили перейти от рыбоподобного захвата добычи, основанного на присасывании, к укусу, а также увеличение размера и местоположение орбиты глаз. Эти изменения подготовили четвероногих к поискам пищи на суше и исследованию новых пищевых ресурсов, недоступных их родственникам-рыбам", — дополняет Симоэс.

Классической гипотезе о том, что новые группы животных возникали при высоких темпах анатомических изменений и разнообразия видов, авторы противопоставляют новый взгляд. По их мнению, в такие переломные моменты сначала быстро развивались анатомические изменения, а расширение видового разнообразия происходит только несколько миллионов лет спустя.


Источник: РИА Новости

Значительные запасы ртути обнаружили в глубинах Тихого океана. Открытие сделала международная группа ученых у океанского побережья Чили.

Показатели токсичного металла оказались в самых глубоких впадинах оказались выше, нежели во многих промышленных и сильно загрязненных районах мира.

Образцы для анализа брались на глубине от восьми до десяти километров, в частности, в системе траншей Атакама. По данным исследования, аномальное содержание ртути свидетельствует о возросшем влиянии человека на природу. Доказано, что океанские траншеи давно уже действуют как «постоянная свалка». Ртуть способна храниться в них миллионы лет.

Ученые отмечают, что сейчас ртуть удаляется из биосферы, но в глубоководных впадинах ее все равно остается много. Указанное открытие поможет восполнить ключевой пробел в знаниях о цикле токсичного металла. В частности, находка показала, что темпы накопления во много раз выше, чем считалось ранее. Теперь планируется провести анализ отложений из других глубоководных траншей, чтобы получить более полную картину.

Добавим: не так давно большое количество ртути нашли в гренландских ледниках. Вообще же известно, что почти половина водоемов Европы заражена ртутью.

Источник: Ufa

Искусственный интеллект научили оценивать пять ключевых факторов риска, повышающих вероятность смерти от COVID-19, рассказали РИА Новости в пресс-службе Платформы Национальной технологической инициативы (НТИ).



"Выяснилось, что наибольший вклад в летальность внесли пять факторов риска. Это артериальная гипертензия (50%), ишемическая болезнь сердца (36%), ожирение (30%), сахарный диабет (18%), возраст старше 60 лет (54%). 58% жертв COVID-19 - мужчины, средний возраст умерших - 61,3 года", - рассказали в НТИ.

Сейчас системы поддержки принятия врачебных решений (СППВР), созданные на основе больших данных и технологий искусственного интеллекта, включая машинное обучение, постепенно внедряются в реальную клиническую практику. В системе Webiomed, которая в прошлом году была зарегистрирована Росздравнадзором как первое в стране программное медицинское изделие на основе искусственного интеллекта, был разработан специальный блок медицинских функций, помогающий врачу принимать решения по тактике ведения пациента.

В частности, поиск подозрений на COVID-19 программа ведет по 14 симптомам, а для оценки риска потенциально тяжелого течения заболевания анализируется наличие в электронных документах пациента клинических состояний, которые продемонстрировали свое негативное влияние. Это возраст, индекс массы тела, артериальная гипертензия, сахарный диабет, ишемическая болезнь сердца, инсульт, фибрилляция предсердий, хронические заболевания легких, злокачественные новообразования.

Источник: РИА Новости

Наша жизнь давно управляется алгоритмами ― различные системы подсказывают, какой маршрут выбрать, какой билет заказать и что посмотреть вечером. Но насколько мы действительно склонны доверять компьютеру? Ученые из Университета Джорджии доказали, что по мере усложнения задачи и роста неуверенности в своем ответе люди с большей вероятностью выберут ответ, который получен алгоритмом, а не доверятся решению других людей.

В исследовании приняли участие 1,5 тыс. человек. Авторы провели несколько экспериментов. Сначала участников попросили посмотреть на серию изображений и определить, сколько людей было на каждом снимке. Постепенно задача усложнялась: испытуемым показывали снимки со всё бОльшим количеством людей.

По мере того как количество людей на изображениях росло, испытуемые отвечали всё менее уверенно. Исследователи предложили им сверить свои варианты с ответами, которые давали другие участники эксперимента, и с ответами, которые, как им сказали, получил компьютерный алгоритм.

В результате исследователи обнаружили, что по мере усложнения задачи и роста собственной неуверенности люди с большей вероятностью доверяли алгоритмам, согласовывая свои ответы с данными компьютера, а не мнением других людей.

- По итогам трех зарегистрированных онлайн-экспериментов мы обнаружили, что по мере усложнения задачи люди больше полагаются на алгоритмические советы, чем на социальное влияние, ― отмечают авторы работы.

Этот эффект сохранялся даже с учетом разных способностей испытуемых к счету, уверенности других людей в собственных ответах, а также в зависимости от того, получали испытуемые только один источник подсказок или видели сразу оба ответа.

Как отмечает издание, исследование еще раз подчеркнуло проблему, которая все чаще обсуждается по мере развития систем искусственного интеллекта. Дело в том, что алгоритмы, давно зарекомендовавшие себя в решении логических задач, пока хороши далеко не везде, отмечает издание.

Одним из таких примеров как раз является задача анализа снимков. Компьютер с трудом идентифицирует объекты на изображениях, особенно когда снимки зашумлены и нет четких разделительных линий между предметами.

Таким образом, данные, полученные учеными из Университета Джорджии, отчетливо показывают, что люди склонны довольно часто полагаться на решения алгоритмов, не всегда критически оценив их истинные возможности, добавляет издание.

Источник: Inc.

Исследователи из Университета Райса (США) разработали камеру под названием FlatCam, в которой для создания изображения не используется линза.

FlatCam в качестве альтернативы обычной линзе использует матрицу, на которую наложена маска с большим количеством отверстий. Таким образом, получается аналог нескольких пинхол-камер, объединенных в одну. Далее полученное изображение обрабатывается специальной программой с возможностью изменения фокуса изображения уже после съемки.

На данный момент исследователям удалось создать прототип, способный за несколько минут создавать изображение разрешением 512х512. Впоследствии они планируют увеличить и скорость съемки, и качество изображения. Использовать FlatCam планируется, например, в носимых устройствах.

Ранее канадская компания представила головную камеру-обруч.

Источник: Gazeta.ru

Специалисты сходятся во мнении, что степень влияния магнитных бурь на инфраструктуру варьируется в разных районах Земли.

Группа специалистов из японского университета Нагоя займется разработкой карты, с помощью которой можно будет спрогнозировать последствия мощной магнитной бури.



По мнению ученых, главной целью проекта станет возможность подготовиться или даже предотвратить возможные отключения электроэнергии и перебои в мобильной и спутниковой связи, которые могут быть вызваны этим природным явлением. "Мы хотим создать систему, которая будет способна прогнозировать возникновение магнитных бурь, а также их силу. Это поможет в значительной степени минимизировать негативные последствия для инфраструктуры", - рассказал один из участников проекта.

Ученые: магнитная буря, вызвавшая северное сияние, стала самой мощной за последние 10 лет

Японские специалисты сходятся во мнении, что степень влияния магнитных бурь на инфраструктуру варьируется в разных районах Земли. Так, например, в случае их возникновения, наибольшему риску становятся подвержены сети электропередач в прибрежных районах. Новая карта, как ожидается, будет готова к концу 2019 года.

Магнитная буря - это природное явление, характеризующееся повышенной активностью геомагнитного поля Земли. Главным образом это происходит из-за вспышек на Солнце. Магнитные бури зачастую становятся причиной отключения электричества, а также нарушения в работе средств связи и систем глобального позиционирования, таких как GPS. Так, в 1989 году мощная вспышка на Солнце привела к тому, что многие районы канадского города Квебек в течение 9 часов оставались без света.

Последняя сильная магнитная буря произошла на Земле в июне этого года. Она, в частности, привела к тому, что феномен северного сияния смогли наблюдать жители многих мест планеты, где это красочное природное явление случается редко. Среди счастливчиков оказались и японцы, которым до этого доводилось видеть северное сияние в 2004 году.

Источник

Одной из причин того, почему на Земле существует жизнь, а на Венере ее нет, может быть то, что в начале своего существования наша планета подверглась массированной бомбардировке астероидами, которые унесли в космос горячую первичную кору и помогли Земле охладиться.

Земля не превратилась в Венеру, бежизненную и раскаленную пустыню, благодаря тому, что горячая первичная кора нашей планеты была раздроблена и унесена в космос в результате бомбардировки ее поверхности астероидами в далекой древности, заявляют планетологи, опубликовавшие статью в журнале Nature Geoscience.

Венера, несмотря на схожие с Землей условия формирования, разительно отличается по своему внешнему облику от нашей планеты. Так, атмосфера "утренней звезды" раскалена до 462 градусов Цельсия, на ней практически нет воды, ее поверхность покрыта вулканами, а атмосфера состоит из углекислого газа и серной кислоты. Пока среди ученых нет единого мнения о том, как Венера могла лишиться своих водных запасов и превратиться в гигантский парник.

Сегодня ученые, как объясняет Марк Йеллинек (Mark Jellinek) из университета Британской Колумбии в Ванкувере (Канада), пытаются выяснить, почему наша планета стала Землей, а Венера – Венерой. Подобное знание крайне важно для поисков внеземной жизни на экзопланетах, так как Земля и Венера очень похожи друг на друга и различить их из космоса крайне сложно.

Йеллинек и его коллега Мэттью Джексон из университета Калифорнии в Санта-Барбаре (США) нашли возможное объяснение тому, как Земля не стала гигантским парником, обратив внимание на некоторые необычные детали в изотопном составе мантии нашей планеты.

Геологи заметили, что доли изотопов некоторых редкоземельных металлов в мантии заметно отличаются от того, сколько их содержится в хондритах – древнейших астероидах Солнечной системы, которые сегодня считаются останками «стройматериалов» всех ее планет.

Обнаружены новые доказательства вулканической активности на Венере

Это натолкнуло их на мысль, что значительная часть первичной материи Земли, насыщенная радиоактивными элементами, благодаря которым возникли эти изотопы, могла быть выброшена в космос в то время, когда наша планета или столкнулась с прародителем Луны, или подвергалась массированной «бомбардировке» астероидами на последних этапах формирования Солнечной системы.

Как показали их расчеты, реализация подобного сценария могла привести к двум очень важным и ключевым эффектам. Во-первых, «катапультирование» первичной коры в космос должно было охладить планету на первых этапах ее жизни. Во-вторых, этот катаклизм должен был запустить тектонику — круговорот пород в недрах Земли.

Тектонические процессы, по словам геологов, помогают мантии охлаждаться, теряя энергию на движение плит и «сбрасывая пар» в виде извержений вулканов и излияний магмы, что поддерживает температурный баланс планеты на определенном уровне.

На Венере подобных процессов не существует, и поэтому тепло в ее недрах накапливалось до тех пор, пока на ней не начались массированные извержения вулканов, выбросившие огромное количество серы и углекислоты в атмосферу и превратившие ее в гигантский парник.

По всей видимости, данный фактор был одной из главных причин того, почему Земля не стала Венерой и не превратилась в безжизненную пустыню черрез несколько миллиардов лет после ее формирования, заключают ученые.



Источник

Канадский физик Стивен Моррис (Stephen Morris) десять лет занимался исследованием сосулек, выращивая эти объекты на специальной машине в лаборатории. В начале марта 2015 года ученый представил общественности свой «Атлас сосулек» с картинками, видео и данными экспериментов, сообщает New York Times.

Моррис и его аспирант занимались морфологией сосулек, пытаясь понять, что определяет их форму и размер. Ученые меняли температуру, скорость течения воды, чистоту жидкости и интенсивность работы вентиляторов.

Физик первым в мире выяснил, что неровную (ребристую) поверхность сосулек создают примеси инородных веществ. Например, сосульки из водопроводной воды Торонто оказались ребристыми, а из дистиллированной - совершенно ровными.

Также ученые обнаружили, что быстрее всего сосульки растут при минимальной температуре, медленном притоке воды и включенных вентиляторах. Безветрие же способствовало разветвлению сосулек (образованию нескольких кончиков). Рост каждого объекта был задокументирован примерно тысячью изображений (снимки делались с восьми точек обзора).

Моррис задумал свой атлас как подспорье для других исследователей, а также в помощь художникам и дизайнерам. Ученый надеется, что его изыскания позволят решить инженерные проблемы, связанные с ростом сосулек на крышах, самолетах и линиях электропередачи.

Ученые разработали технологию, которая позволит электронным приборам сохранять заряд аккумулятора даже в агрессивной среде, например, в условиях повышенного радиационного излучения, когда обычные аккумуляторы теряют заряд. Отчет о работе специалистов был опубликован в журнале Applied Physics Letters.

Функционирование обычного аккумулятора основано на циркулировании электронов из одного полюса к другому. Исследователи заявляют, что использование спинтроники - электроники, основанной на взаимодействии спинов электронов - позволит создать аккумулятор, который будет сохранять свой заряд даже в условиях повышенной радиоактивности. Спиновой аккумулятор работает за счет проводника или полупроводника, который служит источником спин-поляризованных электронов. В намагниченном состоянии спины электронов приходят в упорядоченное состояние, в результате чего аккумулятор приобретает заряд.

Ученые предлагают использовать в качестве проводящего материала арсенид галлия - химическое соединение галлия и мышьяка. Эксперименты доказали, что этот полупроводник сохраняет спиновые свойства даже в условиях жесткой радиации.

Ученые провели интегративный анализ 111 эпигеномов человека и доказали, что именно эпигенетическая информация и ее наследование являются одними из ключевых факторов для понимания процессов экспрессии генов, дифференцировки клеток и возникновения различных заболеваний. Статья, посвященная работе специалистов, была опубликована в журнале Nature.

Эпигенетическое наследование - это наследуемое изменение фенотипа или экспрессии генов, при котором не затрагивается последовательность молекул ДНК, а активность генов регулируется другими факторами. Эпигенетические изменения живого организма, в отличие от генетических, заметны уже в следующем поколении и остаются видимыми в течение нескольких последующих поколений. До сих пор роли эпигенетических факторов в организме человека уделялось меньше внимания, чем изучению ДНК.

Ученые из Национальных институтов здоровья США в рамках специального проекта Roadmap Epigenomics Project провели интегративный анализ 111 эпигеномов человека и установили их роль в разнообразных процессах, затрагивающих экспрессию генов. Исследователи заявляют, что их дальнейшая работа по изучению эпигеномов поможет установить, какое влияние они оказывают на формирование различных заболеваний. Не исключено, что оно окажется не менее важным, чем генетическое наследование информации.

Американские инженеры разработали контактные линзы со способностью вывода визуальной информации непосредственно на глаза. Финансирует проект ВВС США, которые надеются получить на выходе новое устройство для пилотов. О технологии сообщается в журнале Nano Letters, а коротко о ней написал New Scientist.

Майкл Макэлпайн (Michael McAlpine) из Принстона и его коллеги разработали 3D-принтер, печатающий контактные линзы из пяти слоев, один из которых излучает свет на поверхность глаза. Сами линзы изготавливаются из прозрачного полимера, внутри которого встроено несколько компонентов: светодиоды из наноразмерных квантовых точек, проводка из серебряных наночастиц и органические полимеры (они выступают в роли материала для микросхем).

Сложнее всего, по словам Макэлпайна, было выбрать химические вещества, способные обеспечить прочный контакт слоев друг с другом. Другой трудностью была уникальная форма глазных яблок у людей: инженерам пришлось следить за изготовлением контактной линзы с помощью двух видеокамер (чтобы обеспечить ее совместимость с глазом пациента).

Ожидается, что новая разработка окажется полезной прежде всего для пилотов: контактные линзы будут передавать непосредственно на глаз информацию о ходе полета. Кроме того, в линзы можно будет поставить датчики, выявляющие химические биомаркеры усталости глаз.

Другие ученые сомневаются в практической ценности разработки: необходимое для включения дисплея на светодиодах напряжение слишком высоко, считает физик Рэймонд Мюррей (Raymond Murray) из Имперского колледжа Лондона. Кроме того, необходимо обеспечить безопасность материалов. Известно, например, что селенид кадмия, из которого изготавливают квантовые точки, очень вреден для здоровья.


http://lenta.ru/news/2014/11/20/contact/

Интересный эксперимент, результаты которого опубликованы в журнале Cell Reports, провели ученые Института иммунологии и эпигенетики Общества Макса Планка. Они активировали в геноме мыши древний ген, который не работает у современных млекопитающих, а работал у их предков рыб примерно 500 млн лет назад.

Ген FOXN1, работающий у млекопитающих, отвечает за развитие иммунных Т-клеток в тимусе (вилочковой железе). Ученые активировали работу его предшественника — гена FOXN4 в эпителиальных клетках мышиного тимуса. Этот ген присутствует в геноме всех позвоночных, но активен только у рыб.

Когда ученые «разбудили» ген FOXN4 у мышй, их тимус приобрел черты тимуса рыб. Это доказательство того, что изменение тимуса в эволюции шло под влиянием изменившегося гена: он сначала удвоился, а затем изменился и стал геном FOXN1 млекопитающих.

Под влиянием древнего гена изменилось устройство иммунной системы рыб. В тимусе стали рождаться не только Т-клетки, но и В-клетки, продуцирующие антитела. У млекопитающих это происходит в костном мозге.

Так ученые смоделировали эволюцию иммунной системы позвоночных, происходившую в течение 500 млн лет.

Южный китайский сельскохозяйственный университет сообщил об успешном выведении десяти поросят, которые могут фосфориться в темноте. Используя методику, открытую медицинским факультетом Гавайского университета в Маноа, исследователи выделили флуоресцентный протеин из ДНК медузы и внедрили его в ДНК-цепочку зародыша свиньи. Сообщается, что родившиеся трансгенные поросята вполне здоровы и проведённая процедура, как ожидается, не отразится не продолжительности их жизни.



По словам доктора Стефана Мойcиади (Stefan Moisyadi) из Института биогенетических исследований при Гавайском университете, этот способ перемещения генов разрабатывался с целью способствовать удешевлению созданию лекарств и методов лечения. В конечном счёте, генетически модифицированные животные могут использоваться для выработки необходимых человеку ферментов вместо создания их производственным способом стоимостью в миллионы долларов.

Это не первый раз, когда учёные экспериментируют с флуоресцентным геном. Национальным университетом Тайваня такой же практический опыт был успешно проведён ещё в 2006 году. По той же методике в 2012 году турецкие исследователи наделили кроликов способностью фосфориться. А Одюбоновский центр исследования исчезающих видов в Новом Орлеане клонировал светящихся диких кошек в поисках возможного средства для сохранения исчезающих видов. В свою очередь, генетики Кембриджского университета создали светящееся дерево с помощью наследственного кода светлячков, и морских бактерий.