Перспективную в диагностике злокачественных опухолей биомолекулу выделили и описали ученые Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) совместно с Национальным научным центром морской биологии имени А.В. Жирмунского Дальневосточного отделения РАН. Об исследовании, опубликованном в журнале Marine Drugs, «Газете.Ru» сообщили в Минобрнауки.



Молекула выделена из гемолимфы морского моллюска Modiolus kurilensis. Она способна различать некоторые типы опухолевых клеток и воздействовать на них. По словам ученых, молекула перспективна не только с точки зрения диагностики, но и применения лекарств локально к злокачественным клеткам. Это может сделать лечение более эффективным и снизить побочный вред от химиотерапии, поскольку уменьшит токсичность лекарств для здоровых клеток.

«Первые результаты изучения нового белка показали его избирательное взаимодействие и эффективное подавление роста отдельных типов опухолевых клеток. Для правильного лечения необходимо под каждый тип опухоли и ее клеточный состав подобрать комбинацию препаратов и индивидуальную стратегию лечения. Наша молекула может быть использована для создания новых диагностических панелей, распознавая «портреты» опухолевых клеток, отличающиеся от других характерным углеводным профилем клеточной поверхности», — рассказал научный сотрудник Института наук о жизни и биомедицины ДВФУ Андрей Гринченко.

Новая молекула — углевод-распознающий белок с выраженными иммунными функциями в организме моллюска. Разработанная схема его эффективного выделения и очистки имеет всего два этапа, включая аффинную хроматографию со специфичными для белка углеводами. Анализ структуры и свойств молекулы проводился с использованием самых современных средств и методик, включающих масс-спектрометрию со структурным анализом, лазерную микроскопию и непрерывную in vivo визуализацию клеток с функцией машинного зрения.

Источник: Газета. ру

Цифровые финансовые сервисы иногда преподносят как инструмент сокращения материального неравенства. Однако недавнее исследование привело к обратным выводам.



Целью ученых было изучение здоровья женщин в развивающихся странах Азии и Африки, но были получены и данные о материальном положении. В частности, речь идет о наличии банковского счета и доступа к онлайн-платежам.

Выяснилось, что в Танзании стоимость самого дешевого смартфона — это примерно 5% годового дохода бедной части населения.

Всего один гигабайт мобильного интернета для малообеспеченного жителя Сенегала — это 1/10 часть его ежемесячного заработка. Примерно такая же картина наблюдается в Непале и Танзании. На Филиппинах средняя стоимость гигабайта ниже, но для бедняка это почти 4% его дохода.

Таким образом, новые платежные средства не решают проблему неравенства. Онлайн-банки остаются только удобным инструментом для платежей, но не спасут, если денег нет.

— Сами по себе новые технологии не решат проблему неравенства, если мы не обеспечим людям доступ к ним, — считает автор исследования Лаура Кэрон.

Источник: Вокруг Света

Бегемоты - те ещё сирены; их крики разносятся на большие расстояния через озёра и реки. Но до сих пор точная функция их громких сигналов оставалась загадкой.



Учёные, изучающие гиппопотамов в Заповеднике Мапуту в Мозамбике, говорят, что крики позволяют крупным млекопитающим отличать друзей от врагов - или хотя бы знакомых сородичей от незнакомых.

Руководитель исследования профессор Николя Матевон из французского Университета Сент-Этьен изучал звуки, издаваемые самыми разными млекопитающими - от морских леопардов до гиен.

По его словам, бегемоты имеют широкий вокальный репертуар, включая хрюканье, мычание, визг и “хрипящее гудение”, но раньше их социализацию и общение с помощью голоса почти не изучали.

Французские исследователи записали звуки гиппопотамов из соседних водоёмов и фиксировали, как на них реагируют разные группы животных.

Выяснилось, что бегемоты могут различать друг друга по голосу.

Согласно экспериментам, “хрипящий гудок” - самый распространенный и самый громкий крик, который распространяется на расстояние до километра.

Изученные индивиды более агрессивно реагировали на незнакомых бегемотов быстрыми, громкими и частыми криками, демонстративно распыляя при этом навоз.

Профессор Матевон считает, что важно узнать как можно больше об их поведении, чтобы избежать конфликтов между ними и людьми.

По его словам, эти знания могут также помочь зоозащитникам, которые порой перемешивают популяции бегемотов в разных регионах Африки ради генетического разнообразия, а значит, запись голоса новичков может помочь местным гиппопотамам привыкнуть к ним.

Источник: BBC

Межпланетная станция НАСА “Юнона” прислала с орбиты Юпитера новые данные о турбулентностях атмосферы ближайшего к Земле газового гиганта.



Космический аппарат проник под облака планеты, чтобы наблюдать за его многочисленными вихрями, включая легендарное Большое Красное Пятно скоростью в 500 км/ч.

Благодаря “Юноне” выяснилось, что некоторые атмосферные шторма случаются на глубине в 100 километров, а полярные циклоны Юпитера практически не меняют своё положение с течением времени.

Станция стартовала в 2011 году и добралась до крупнейшей планеты Солнечной системы пятью годами позже.

Теперь аппарат совершает регулярные облёты её орбиты, пытаясь обнаружить, что скрывается под гигантскими облаками.

Кроме того, в ближайшие месяцы “Юнона” должна облететь три крупнейших спутника - Европу, Ганимед и Ио.

Коллаж показывает фотографии Юпитера в инфракрасном (слева) и видимом свете (справа).

Снимки сделаны телескопами “Джемини север” и “Хаббл”.

Источник: BBC

Птицы населяют абсолютно все континенты на планете Земля.
Они одни из не многих совершают дальние полеты во время миграции. Скорость и маршруты у каждого вида птиц существенно отличаются. Эксперты установили, что осенью миграция происходит гораздо медленнее, чем осенью.



Как правило, максимальная скорость зафиксирована у более мелких птиц. Для ласточек и стрижей этот показатель составляет 500 километров в сутки. Стрижи способны проводить до 10 месяцев в полете.

Биологи из Лундского университета применили данные отслеживания стрижей, которые гнездятся в северной провинции Лапландии.

«Это особенные птицы. Благодаря их небольшому размеру, а также стратегии кормиться мухами в полете, они могут со временем генерировать высокие скорости миграции. Обычным птицам, таким как кулики, утки и певчие, нужно провести некоторое время, сидя на земле в поисках пищи, прежде чем они полетят, но стрижи могут кормиться понемногу каждый день и питаться в полете», — отмечают авторы исследования.

Стрижи способны преодолеть огромные расстояния, например, в среднем они пролетают более 9900 километров осенью и 7900 километров весной. За сутки они пролетают около 570 километров, а самые быстрые по 832 километра.

Источник: ***

Норвежские ученые построили прогнозную климатическую модель, в которой рассмотрели различные сценарии сокращения антропогенных выбросов парниковых газов. Результаты показали, что даже если выбросы сократить до нуля, рост температур будет продолжаться еще минимум сто лет. Работа опубликована в журнале Scientific Reports.



Исследователи из Норвежской бизнес-школы в Осло Йорген Рандерс (Jorgen Randers) и Ульрих Голуке (Ulrich Goluke) разработали собственную модель климатических изменений, охватывающую период с 1850 года до наших дней, и на основе результатов моделирования сделали прогноз изменения глобальных температур и повышения уровня моря до 2500 года.

Результаты моделирования показывают, что если антропогенные выбросы парниковых газов достигнут пика в 2030-х годах и упадут до нуля к 2100 году — а это самый благоприятный сценарий, — глобальные температуры к 2500 году все равно будут на три градуса больше, а уровень моря на два с половиной метра выше, чем в 1850 году.

Если же выбросы парниковых газов сократить до нуля прямо сейчас, глобальные температуры будут продолжать расти еще примерно в течение ста лет из-за инерционности глобальной климатической системы и самоподдерживающегося таяния арктических льдов и вечной мерзлоты.

По мнению авторов, существуют три важных природных причины, которые не позволят быстро переломить тенденцию глобального потепления: 1) снижение земного альбедо из-за сокращения площади льдов; 2) увеличение содержания водяного пара в атмосфере, связанное с ростом температур; 3) рост содержания парниковых газов в атмосфере в связи с эмиссией углерода при деградации вечной мерзлоты.

Все три процесса обладают петлей положительной обратной связи, а это значит, что их легче запустить, чем остановить. Исследователи считают, что старт этим процессам был дан в 1950-х годах, когда начался индустриальный этап развития человечества, а в 1960-1970-х годах уже была пройдена "точка невозврата".

Чтобы предотвратить повышения температуры и уровня моря сейчас, нужно не просто полностью прекратить все выбросы, но и еще ежегодно улавливать из атмосферы не менее 33 гигатонн углекислого газа и каким-то образом его утилизировать или хранить, считают ученые.

Авторы признают, что их построения значительно проще тех климатических моделей, на результаты которых ориентируется в своих прогнозах Межправительственная группа экспертов по изменению климата — международная организация, созданная для оценки риска глобального изменения климата, вызванного техногенными факторами. Но в ней учтены все основные факторы, влияющие на климат и, что самое главное, механизмы обратной связи между ними. Поэтому, исследователи призывают изучить результаты более внимательно и при необходимости проверить их на альтернативных моделях.

Ученые предостерегают от неправильного толкования выводов, подчеркивая, что они не призывают к бездействию, а наоборот, указывают на то, что ситуация, по-видимому, намного серьезнее, чем считалось до сих пор. Климатические изменения уже дают о себе знать в виде засух, ураганов и пожаров, охватывающих большинство районов мира. И если ничего не предпринимать, ситуация будет с каждым годом только ухудшаться.

Источник: РИА Новости

Согласно результатам нового исследования, регулярное недосыпание в среднем возрасте связано с повышенным риском развития деменции в старости. Статья опубликована в журнале Nature Communications.



Ученые из Франции, Великобритании и Финляндии под руководством Северин Сабиа (Séverine Sabia) из французского Национального института здоровья и медицинских исследований проанализировали данные второго когортного исследования Уайтхолла (Whitehall II), проводимого в 1985-1988 годах в Великобритании.

Основной задачей исследования было определение условий жизни и других социальных факторов, влияющих на здоровье, прежде всего на развитие сердечно-сосудистых заболеваний, и уровень смертности. Всего в рамках проекта Whitehall II, общую координацию которого осуществлял Королевский колледж Лондона, обследовали более десяти тысяч государственных служащих в возрасте от 35 до 55 лет, из которых две трети составляли мужчины и одна треть женщины. Наблюдения за участниками обследования продолжаются до сих пор.

Одним из параметров анализа была средняя продолжительность сна. Участники оценивали ее самостоятельно, а для точной оценки некоторые из них использовали специальные приборы акселерометры, которые надевали на ночь.

Авторы статьи проанализировали, как связана продолжительность сна с риском развития деменции в трех возрастных группах: 50-, 60- и 70-летних. Общий объем выборки составил 7959 человек, за которыми наблюдали не менее 25 лет. Среди них 521 на сегодняшний день имеют диагноз деменция.

Ученые обнаружили "горячие точки" в мозге, указывающие на признаки рака

"Хотя известно, что зарождающаяся деменция влияет на циклы сна и бодрствования, вопрос о том, влияют ли параметры сна в среднем возрасте на позднюю деменцию, оставался до сих пор предметом дискуссий, поскольку большинство исследований не учитывали возраст при оценке продолжительности сна", — пишут авторы статьи.

Теперь этот параметр учли. Результаты показали, что во всех трех возрастных группах риск развития старческого слабоумия, независимо от социально-демографических, поведенческих и прочих провоцирующих факторов, таких как кардиометаболические нарушения или проблемы с психическим здоровьем, был на 30 процентов выше у тех, кто постоянно недосыпает, то есть спит шесть или меньше часов в сутки. Нормальная продолжительность сна была принята исследователями как семь часов в сутки или более.

При этом, если в группе 70-летних установить причину и следствие проблематично, так как бессонница часто сопровождает деменцию, то у людей среднего возраста недосыпание, связанное с образом жизни, по мнению авторов, провоцирует развитие деменции в старости.

Ежегодно во всем мире регистрируется около десяти миллионов новых случаев деменции. Для большинства из них нарушение сна — обычный симптом. Теперь же ученые доказали, что режим сна в более молодом возрасте, до начала проявления старческих нейродегенеративных проявлений, может способствовать развитию этого заболевания, а правильный режим сна иметь важное значение для здоровья мозга в любом возрасте.

Авторы планируют в будущем провести исследования, которые помогут установить, может ли улучшение режима сна в среднем возрасте предотвратить деменцию.

Источник: РИА Новости

Спящий мозг воспринимает внешние сигналы по-разному на разных стадиях сна.



Сон блокирует все внешние сигналы – они не могут пройти дальше особой области мозга, называемой таламусом, через который идёт информация почти от всех органов чувств (кроме обонятельной).

В то же время с 60-х годов прошлого века известно, что некоторые сигналы всё же проходят сквозь «сонный блок», например, человек может услышать своё имя. Что именно при этом происходит в мозге, точно пока неясно, однако нейробиологам удалось выяснить ряд любопытных деталей.

Так, два года назад исследователи из парижской Высшей нормальной школы выяснили, что во время дневного сна человек слышит слова, которые кто-то произносит рядом с ним, и, если его попросить нажимать на кнопку на каких-то словах – например, на названиях животных – он будет нажимать её, не просыпаясь. Причём по электроэнцефалограмме можно было заметить, что моторная кора, которая отвечает за движения, готовится к тому, что условленное слово «поступит» в мозг.

В новой статье, опубликованной в The Journal of Neuroscience, Томас Андриллон (Thomas Andrillon) и его коллеги описывают еще один эксперимент, который ставили уже ночью. Как известно, сон делится на две поочерёдно сменяющие друг друга фазы, медленную (которая сама ещё делится на несколько стадий) и быструю (или REM-сон). Пока добровольцы спали, у них оценивали активность мозга во время быстрого сна, неглубокого медленного сна и глубокого медленного сна.

Картина оказалась достаточно сложной. Если во время медленной неглубокой стадии моторная кора готовилась шевельнуть пальцем в ответ на нужное слово, то с наступлением глубокой стадии всякая подобная активность в мозге прекращалась. Когда же приходил черёд быстрого сна, то моторная кора снова была готова совершить движение, но только в том случае, если требуемое слово возникало не в первый раз, то есть если спящий мозг уже имел возможность подумать над ним.

Очевидно, во время неглубокой стадии медленного сна информация не просто как-то просачивается сквозь сонный барьер, но и подвергается какому-то анализу. При «углублении» сна активность нейронов уже сильно синхронизируется, они все засыпают и ничего анализировать не могут. При быстром же сне обработка внешней информации возможна, но тут возникает собственная бурная активность мозга, которая не даёт спящему с первой попытки услышать и понять, что он услышал.

То, что спящий мозг воспринимает внешнюю информацию во время неглубокой стадии медленного сна, нейробиологи подозревали уже давно, но особенности REM-фазы и глубокого медленного сна до сих пор в таком виде никто не наблюдал.

Говоря о том, что спящий мозг воспринимает, что происходит «снаружи», нельзя не вспомнить совсем недавнюю статью про «однополушарный сон» у людей: как оказалось, на новом месте мы спим плохо оттого, что одно наше полушарие остаётся в бодрствующем состоянии и слышит, что происходит вокруг.

Предположительно, это старое эволюционное наследие, доставшееся нам с тех времён, когда человека, уснувшего на новом месте, подстерегали разные неведомые опасности.

Источник: :Журнал Наука и жизнь

Группа исследователей из Института химической биологии и фундаментальной медицины (г. Новосибирск) совместно с коллегами из Института биофизики (г. Красноярск) впервые разработали биосенсор, способный выявлять вирус клещевого энцефалита.



Светящийся зонд представляет собой особую белковую конструкцию, состоящую из двух отделов, один из которых соединяется с вирусом клещевого энцефалита, другой – сигнализирует о его наличии. По словам старшего научного сотрудника ИХБФМ кандидата биологических наук Веры Витальевны Морозовой, первым фрагментом биосенсора является вариабельный домен специфичных моноклональных антител, взаимодействующий непосредственно с белком вируса, второй - люминесцентный белок (люцифераза), представляющий собой созданную из мягкого коралла Renilla muelleri сигнальную молекулу.

Оба компонента при помощи генной инженерии объединяются в одну структуру - плазмиду, которую затем «помещают» в бактериальные клетки для синтеза гибридного, достаточно стабильного белка.

Вся методика проведения теста технически представляет собой определенную последовательность. Как объясняет младший научный сотрудник ИХБФМ кандидат химических наук Иван Константинович Байков, сначала клеща захватывают пинцетом, затем из него извлекают водную часть, в составе которой может иметься вирус, после этого взвесь вносят в ячейки, содержащие антитела. Если вирус клещевого энцефалита присутствует, то произойдет его накопление в антителах, что соответственно выявится при добавлении биосенсора. Если же вируса нет, то антитела будут «пустыми», и сигнальный белок не будет активным. Для выявления химической реакции люминесценции необходим специальный прибор - люминометр.

Диагностировать неклеточный инфекционный агент в крови намного сложнее, чем в водной суспензии. Поэтому разработанный российскими ученым метод в основном найдет свое применение в виде экспресс-проверки клещей-переносчиков, от которых, по данным Роспотребнадзора, в прошлом году пострадали полмиллиона человек.

Как заявляют авторы, по принципу работы биолюминесцентного зонда можно создать аналогичные биосенсоры, специализирующиеся на других не менее важных агентах: патогенных грибах и бактериях. Специалисты уже проводят новые исследования тест-системы, являющейся в настоящее время одной из самых интересных направлений диагностики.

Ученые из США и Японии предложили новую концепцию филогенетического дерева (дерева жизни), учитывающую данные последних геномных исследований. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Microbiology.



Как пишут исследователи, описание эволюционного родства организмов значительно продвинулось, когда для него стали использовать не физические и метаболические характеристики, а генетические исследования, в частности, РНК малой субъединицы рибосом. По состоянию на сентябрь 2015 года Обобщенная база данных микробных геномов Объединенного геномного института содержит наследственную информацию 30 437 видов организмов из всех трех доменов (надцарств): бактерий, архей и эукариот. Эти данные получены как секвенированием ДНК отдельных клеток, так и метагеномными исследованиями, при которых генетическая информация извлекается непосредственно из образцов в окружающей среде, и из полученных фрагментов ДНК реконструируются целые геномы.

Авторы работы использовали как базы данных генетической информации, так и 1011 новых геномов, обнаруженных ими в различных природных образцах. Они выстроили и объединили наборы из 16 рибосомальных белковых последовательностей каждого организма, что позволило повысить разрешение итогового дерева жизни и дополнительно защитить его от ошибок. В дерево включили по одному представителю всех биологических родов, для которых секвенированы высококачественные геномы (всего 3083 организма).

Исследователи отмечают, что положение эукариот по отношению к бактериям и археям спорно, поскольку они считаются эволюционными химерами, которые появились благодаря эндосимбиотическому слиянию с возможным вовлечением и бактерий, и архей. Поэтому было решено расположить их в дереве на основании только наследования информационных систем, а не клеточных структур.

Итоговое филогенетическое дерево содержит 92 типа бактерий, 26 типов архей и пять супергрупп эукариот. Его особенностью стало наличие многих крупных ветвей, представители которых не выделены и известны только по генетической информации. Многие из них, обладающие относительно малыми геномами и «урезанным» метаболизмом, вошли в так называемое Расхождение типов-кандидатов (Candidate Phyla Radiation). Скорее всего, многие его представители ведут симбиотический образ жизни, поскольку некоторые из них не могут синтезировать аминокислоты и нуклеотиды.

Олег Лищук


Источник:
https://nplus1.ru/rubric/science

Ученые из Университета Флориды (University of Florida) разработали специальные пробиотические таблетки для профилактики развития кариеса в ротовой полости.



Известно, что у здоровых людей среда ротовой полости нейтральная. Если среда изменяется в кислую сторону, то это способствует развитию кариеса, сложного, медленно текущего патологического процесса в твёрдых тканях зуба, приводящего к деструкции твёрдых тканей зуба с образованием полости в дентине. В настоящее время кариес является самым распространённым заболеванием человека (свыше 93% людей).

Изучая у людей бляшки зубного камня, ученые открыли новый штамм стрептококка. Ранее неидентифицированный стрептококк А12 препятствует размножению вредных микроорганизмов, для которых характерно анаэробное брожение. Они, вырабатывая молочную кислоту и изменяя pH, провоцируют развитие кариеса и других заболеваний ротовой полости.

Исследователи обнаружили, что А12 не только помогает нейтрализовать кислотность, метаболизируя аргинин, но и уничтожает Streptococcus mutans (кислотообразующий стрептококк), играющий важную роль в возникновении кариеса.

По утверждению специалистов, их открытие привело к созданию пробиотической добавки, которая, поддерживая pH в норме, предотвратит возникновение кариозных полостей. Однако перед внедрением пробиотического средства в медицинскую практику еще необходимо провести клинические испытания.

По словам руководителя исследования Марселя Насименту (Marcelle Nascimento), если с последующими экспериментами на людях удастся подтвердить, что увеличение количества полезных бактерий А12 приводит к уменьшению возникновения риска заболеваний ротовой полости, то это может существенно упростить диагностику, лечение и методы профилактики.

Источник: Hi-News

Исследовательский коллектив из России, Австралии и Нидерландов смог повысить разрешающую способность магнитно-резонансного томографа при помощи подложки из погруженного в воду метаматериала.

Сотрудники Университета ИТМО, Австралийского национального университета, Физико-технического института имени Иоффе, университетского медицинского центра Утрехта в Нидерландах и Института экспериментальной медицины РАМН предложили дополнить конструкцию томографа подложкой из ультратонких металлических резонаторов, имеющих регулярную структуру.

Резонансное взаимодействие сигнала томографа с электромагнитными режимами метаматериала позволяет контролируемо перераспределять радиочастотное электромагнитное поле томографа на субволновом уровне, что приводит к повышению качества сигнала без увеличения индукции поля. При этом соотношение сигнал/шум увеличилось более чем вдвое.

В практическом отношении это повышает разрешающую способность МРТ и сокращает время исследования. Кроме того, использование метаматериала позволило добиться высокого качества изображения на низкопольном сканере (1,5 Тесла) и избежать нагревания тканей пациента электромагнитным полем. Такое нагревание ограничивает применение современных высокопольных (3 Тесла) и ультравысокопольных (до 7 Тесла) томографов, в которых увеличение разрешения достигается повышением интенсивности поля.

Исследователи подчеркивают, что предложенная ими модификация не требует вмешательства в аппаратную часть прибора, а является, по сути, функциональной приставкой, совместимой с любым существующим томографом. Ее применение может улучшить характеристики низкопольных сканеров, приблизив их возможности к высокопольным устройствам. Метаматериал можно использовать не только в виде подложки, но и изготавливая из него специальную одежду для пациента.

«Наш метод получения изображений тканей пациента с лучшей детализацией при МРТ-сканировании позволит более четко локализовать и изучить, к примеру, опухолевые заболевания. По снимкам, полученным при помощи томографии, хирург определяет "рисунок опухоли", который впоследствии послужит "трафаретом" для его скальпеля во время операции», — пишет один из исследователей Юрий Кившарь в пришедшем в редакцию N+1 пресс-релизе.

Метаматериалами называются композиты, свойства которых обусловлены не только химическим составом составляющих элементов, но и их регулярной структурой. За счет этого они по-особому взаимодействуют с электромагнитными волнами, проявляя свойства, труднодостижимые другими способами.

Источник: N+1

Биологи из Института Крейга Вентера и компании Synthetic Genomics создали синтетическую бактерию с самым коротким геномом, содержащим 473 гена. С результатами работы можно ознакомиться в последнем выпуске журнала Science, а кратко о них сообщает RNS.

Авторы работы использовали бактерию Mycoplasma mycoides (JCV-syn1.0), чей геном состоит из 901 гена. Ученые разделили генетический код на восемь частей, после чего составляли различные комбинации с целью проверить, насколько можно сократить геном, сохранив при этом возможность организма к самостоятельной жизни. Новый микроорганизм получил название JCV-syn3.0. При этом в геном входят 149 генов, роль которых остается неизвестной.

Ученые отмечают, что минимальный геном должен соответствовать нескольким критериям. Во-первых, организм должен сохранить способность к самостоятельному размножению. Во-вторых, он должен делать это со скоростью, достаточной для роста колонии и проведения эксперимента.

Источник: Gazeta.ru

Последний общий предок современных птиц жил в Южной Америке около 95 млн лет назад.

Хотя происхождение птиц изучено довольно подробно, до сих пор было не вполне ясно, когда началась эволюция именно современных видов и откуда они стали расселяться по всей планете. Речь в данном случае идёт о последнем общем предке нынешних пернатых. Хотя мы более-менее представляем, как динозавры «превращались» в птиц, однако после всех пернатых ящеров, после археоптерикса и подобных ему существ, занимающих промежуточное положение между динозаврами и птицами, наконец, после настоящих древних птиц начинается эпоха современных пернатых: орлов, гусей, колибри, кур и т. д. и т. п. Кто-то из них возник раньше, кто-то позже, но, так или иначе, всех их можно свести к общему предку.



Археоптерикс стал одной из важнейших палеонтологических находок, помогающих прояснить эволюцию птиц, но он определённо не был последним общим предком современных пернатых.
(Фото Louie Psihoyos / CORBIS.)

Жил он, по разным оценкам, от 72 млн до 170 млн лет назад. Временной диапазон, как видим, весьма велик. Конечно, если бы у нас на руках были сами останки общего предка или хотя бы каких-то форм, близких к нему, то можно было бы легко определить, когда он жил. Проблема в том, что имеющихся ископаемых останков определённо недостаточно. И вот сотрудники Американского музея естественной истории решили поступить иначе: они попытались определить время жизни единого общего предка птиц с помощью их филогенетического дерева (то есть эволюционно-родственных связей), подкреплённого анализом ДНК.

Сантьяго Клеремант (Santiago Claramunt) и Джоэл Кракрефт (Joel Cracraft) «использовали» только тех пернатых, которые уже избавились от древних динозавровых черт, вроде зубов в клюве, отдельных пальцев с когтями в крыле и относительного длинного хвоста с собственным скелетом. (Напомним, что у современных птиц хвост – это только перья, а от «настоящего» хвоста осталось только несколько позвонков, которые у большинства пернатых срослись в копчиковую кость.) Анализ ДНК провели для 230 видов, которые вместе представляли собой почти все семейства современных пернатых. По различиям в ДНК разных видов можно было сказать, как давно они разошлись, то есть когда жил их последний общий предок. Полученные результаты сравнивали с ископаемыми останками, относящимися к 130 вымершим видам. В итоге удалось получить довольно точный результат: в статье в Science Advances авторы пишут, что последний общий предок современных птиц жил в Южной Америке около 95 млн лет назад, то есть появился он перед мел-палеогеновым вымиранием, когда с лица Земли исчезли множество рептилий, моллюсков, водорослей (птицы и млекопитающие, как легко догадаться, были среди тех, кто выжил).

Следующей задачей было восстановить пути расселения птиц и оценить влияние климата на их видообразование. Вид материков в те времена был иным, например, Южная Америка была соединена с Антарктидой, Австралией, Новой Зеландией, и лишь где-то между 50 и 37 млн лет назад связь между Южной Америкой и Антарктидой распалась. Ископаемые останки, в свою очередь, говорят о том, что птицы активно пользовались возможностью перейти по суше до Австралии. Другой путь, как можно догадаться, шёл из Южной Америки в Северную, откуда можно было направиться в Европу, Азию и Африку. Что же до климата, то здесь обнаружилось явное совпадение с периодами потепления и похолодания: когда климат делался холоднее, новых видов появлялось больше, чем в тёплое время. Объяснить это можно тем, что при похолоданиях происходила фрагментация территорий тропических лесов, так что птичьи популяции, обитавшие в них, оказывались оторваны друг от друга. Многие вымерли, но многие и выжили, и, развиваясь отдельно от других популяций, накопили достаточно изменений, чтобы превратиться в новые виды. В дальнейшем, если палеонтологам повезёт найти птичьи останки времён последнего общего предка, пути птичьей эволюции проясняться окончательно.

Многие читатели вспомнят новость про древнейшую настоящую птицу, которую недавно нашли в Китае и про которую мы писали весной. Она жила 130 млн лет назад, но о том, что это общий предок современных (подчёркиваем – современных) птиц никто не говорил: то, что нашли китайские исследователи, пока что есть лишь древнейшая настоящая, или веерохвостая, птица, и между ней и общим предком современных пернатых, очевидно, есть ещё какое-то количество таких же настоящих, но уже не таких древних форм.

Источник: :Журнал Наука и жизнь

Бактерии, склонные пользоваться плодами чужого труда, ничего не предлагая взамен, оказываются на периферии кооперативных колоний.

Бактериальные сообщества основаны на взаимопомощи: разные виды бактерий выделяют разные вещества, необходимые для нормального роста (например, кто-то синтезирует и выделяет во внешнюю среду витамины, а кто-то аминокислоты), и между клетками постоянно происходит своеобразный обмен. Хотя траты ресурсов на синтез вещества «на экспорт» могут быть весьма велики, они с лихвой восполняются импортом других веществ, насинтезированных другими членами сообщества.



Бактериальная биоплёнка, образованная бактериями рода Bacillus. (Фото Dennis Kunkel Microscopy, Inc. / Visuals Unlimited / Corbis.)


Более того, такое разделение метаболического труда более выгодно: «специалисты» больше энергии тратят на синтез чего-то конкретного, вместо того, чтобы распыляться по многим позициям. Специализация позволяет высвободить часть энергии и ресурсов, которые можно направить, например, на размножение. Эксперименты подтвердили, что разделение труда в бактериальных кооперативах позволяет колонии расти быстрее.

Однако среди бактерий есть «обманщики» – те, кто хотят пользоваться всеми общественными благами, ничего не давая взамен. И, разумеется, честные члены колонии стараются ограничить их в правах, не давая им возможности пользоваться чужим трудом. Как это происходит, рассказывают в статье в The ISME Journal исследователи из Института химической экологии Общества Макса Планка. Они выращивали вместе кооперативных бактерий и тех, которые не были склонны к сотрудничеству. Бактерии-кооператоры выделяли в среду синтезированные ими аминокислоты, и, если все микробы жили все вместе в хорошо перемешиваемой среде, то бактерии-«единоличники» росли лучше, потому что имели неограниченный доступ к насинтезированным другими аминокислотам.

Однако картина менялась, когда бактерий переселяли на твёрдую среду, на которой они могли образовывать плоские колонии. Здесь бактерии, не склонные к сотрудничеству, выживали только на краях колонии «кооператоров» – вглубь сообщества они проникнуть не могли. Как «кооператорам» удаётся не пускать «эгоистов», удалось выяснить только с помощью целого набора генетических, химических и математических методов: в геном бактерий вводили мутации и потом наблюдали, как ведут себя мутантные сообщества, одновременно анализировали химические сигналы, которые они выделяют, и всё это сверяли с математической моделью, описывающей экологические механизмы формирования колонии.

В принципе, нельзя сказать, что бактерии, склонные делиться с другими плодами своего труда, как-то специально не пускают в свой круг «читеров», «эгоистов». Фокус в том, что кооперативные микробы могут успешно развиваться только в тех местах, где концентрация некооперативных мала. Что понятно – очень трудно выжить там, где все только и делают, что съедают насинтезированное тобой, ничем за съеденное не расплачиваясь.

С другой стороны, когда кооперативные бактерии встречаются друг с другом, то у них сильно повышаются шансы на то, чтобы перерасти другие, некооперативные виды. А поскольку растут они в данном случае не в перемешиваемой жидкой среде, а на твёрдой поверхности, то получается, что все питательные вещества остаются в пределах сформировавшегося сообщества-кластера, и пользуются ими только свои. Попав внутрь такой колонии, некооперативный вид не выдержит конкуренции с местными, и будет оттеснён на периферию.

Источник: :Журнал Наука и жизнь

Даже старые птицы носят перья того же цвета, что и в «молодости». Перья не становятся серыми от времени или тусклыми из-за солнца. Ученые раскрыли секрет птичьего наряда.



Окрас пернатых сохраняется всю жизнь, потому что формируется без помощи красителей и пигментов, тускнеющих со временем. Цвет перьев птицы определяется наноструктурой опахала, обнаружили ученые из Университета Шеффилда (Великобритания).

Команда физиков, химиков и биологов изучала перья сойки с помощью синхротронного излучения высокой мощности (электромагнитное излучение, испускаемое заряженными частицами, движущимися с особой скоростью), создаваемого исследовательским комплексом European Synchrotron Radiation Facility, расположенным в Гренобле. На полученных изображениях видно, что опахало пера имеет губчатую структуру, содержащую полости различного размера. Именно величина полостей определяет, волны света какой длины отражаются от поверхности опахала, - от этого и зависит видимый цвет оперения.

Интересно, что размер полостей контролируется генами. То есть птицы могут передавать этот признак по наследству или изменять его.

Тот же принцип работает и в случае с окрасом зеленых лягушек. Он же объясняет, почему эти земноводные становятся голубыми после смерти, замечает один из авторов исследования Адам Вашингтон. Природа наделила кожу лягушек полостями такого размера, что цвет этих существ воспринимается как голубой. Однако в процессе эволюции земноводные научились выживать благодаря маскировке: зелеными лягушки стали за счет вырабатывающегося у них желтого пигмента. Когда земноводное погибает, пигмент перестает выделяться и исходная структура кожи дает голубой цвет.

Ученые надеются, что их открытие поможет в будущем создавать ткани, обладающие цветом, устойчивым к различным внешним воздействиям.

Ранее ученые в ходе исследований обнаружили ряд уникальных способностей птиц. Так, специалисты из Германии пришли к выводу, что перелетные птицы могут «видеть» магнитное поле Земли, которое они используют в качестве компаса для своих перемещений. Американские же медики научили голубей почти так же точно, как это делают люди, диагностировать рак на изображениях, полученных с помощью микроскопа.

Источник: Вокруг света

Всего 30 минут нахождения под яркой лампой в день помогут справиться с сезонной депрессией, выяснили ученые Вермонтского университета.

Из-за нехватки света поздней осенью и зимой многие чувствуют усталость и разбитость. Справиться с хандрой можно с помощью светотерапии, выяснили в ходе эксперимента с участием 177 пациентов реабилитационной клиники исследователи Вермонтского университета (США). Также эффективной оказалась когнитивно-поведенческая терапия.



Ежедневно в течение шести недель часть испытуемых утром сразу после пробуждения в течение 30 минут грелась под ярким светом специальных ламп. Параллельно другие пациенты два раза в неделю проходили 50-минутную когнитивно-поведенческую терапию, которая включала в себя приемы позитивного мышления и противостояния социальной изоляции.

И первый, и второй способы помогли пациентам облегчить симптомы депрессии, увидели ученые. На следующий год хандра повторилась у 46% участников световой терапии и у 27% представителей группы когнитивно-поведенческой терапии.

«Когда темнеет рано и вокруг такая грустная картина, легко впасть в уныние. Немного «солнца», пусть и искусственного, станет неплохим лекарством от сезонной хандры. Этот простой прием помог нашим пациентам побороть грусть», — сказала руководитель исследования профессор Келли Рохан.

Чтобы не впасть в депрессию, ученые также рекомендуют женщинам реже взвешиваться.

Источник: Вокруг света

Ученые выяснили, что повышение температуры воды в мировом океане мешает акулам охотиться: вода становится более насыщенной углекислым газом, в результате чего животному требуется больше энергии для поддержания активности, а обмен веществ организма ухудшается. С полным текстом исследования можно ознакомиться в журнале Scientific Reports.



Биологи провели эксперименты и выяснили, что потепление воды может представлять реальную опасность для существования акул. «В более теплой воде акулы чаще испытывают чувство голода, но повышенная концентрация СО2 мешает им поймать добычу, - сообщил ведущий автор исследования. - Если акулы не смогут эффективно охотиться, они потеряют свое положение на вершине пищевой цепи в океане, а она очень важна, чтобы поддерживать морскую экосистему в норме».

Авторы исследования утверждают, что негативные последствия потепления могут затронуть треть мировой популяции акул.


Источник: Gazeta.ru

Когда человек садится на диету, часто вместо сахара он начинает класть в напитки сахарозаменитель. Ученые задались вопросом, не лучше ли пить воду.

Как оказалось, искусственные подсластители, добавляемые в напитки, способствуют сокращению количества потребляемых калорий и снижению веса лучше, чем простая вода. Такой вывод сделали специалисты из Бристольского университета (Великобритания).
Далее...

Вода была на Земле изначально - она содержалась во вращающейся вокруг Солнца межзвездной пыли, из которой в том числе сформировалась наша планета. Такие данные были получены учеными из Гавайского университета (США) и Университета Глазго (Шотландия).



Далее...