Интересные новости и комментарии

Автор Дж. Тайсаев, января 15, 2009, 02:31:37

« назад - далее »

ArefievPV

В мозге рептилий нашли звериную часть
https://www.nkj.ru/news/38150/
У бородатых агам и красноухих черепах в мозге есть структура, похожая на ограду мозга млекопитающих, которая играет роль всеобщего информационного хаба.

В центре человеческого мозга сразу под корой есть небольшая тонкая пластинка серого вещества, которая называется оградой мозга, или клауструмом. Предполагается, что ограда есть не только у человека, но вообще у всех зверей. Её особенность в том, что она связана с множеством зон коры и мозга; собственно, в мозге нет другой структуры, у которой было бы столько связей с другими его отделами. Поэтому ограда считается очень важным эволюционным приобретением с очень важными функциями, хотя до сих пор не вполне понятно, в чём эти функции заключаются.

Часто говорят, что она интегрирует самые разные нейронные сигналы, тем самым поддерживая сознание. Есть косвенные свидетельства того, что ограда действительно представляет собой «центр сознания», но для таких сильных заявлений нужны дополнительные исследования. По крайней мере, повторим ещё раз, про ограду мозга понятно, что она занимается какой-то чрезвычайно важной работой.

Сотрудники Института мозга Общества Макса Планка пишут в Nature, что нечто похожее на ограду есть не только у зверей, но и у рептилий. Несколько лет назад Жиль Лоран (Gilles Laurent) и его коллеги, экспериментируя с бородатыми агамами Pogona vitticeps, обнаружили у этих ящериц двухфазный сон – то есть в сне бородатых агам есть медленная фаза и быстрая фаза. Раньше считалось, что двухфазный сон есть только у зверей и птиц, а рептилии и прочие животные спят как-то иначе, так что фазы сна у агам стали в некотором роде сенсацией.

Исследователи продолжили изучать агам, записывая активность их мозга во время сна. В какой-то момент удалось заметить, что электрические волны, свойственные медленной фазе, рождаются в одной из зон в задней части мозга, про которую мало что было известно. У нейронов этой зоны проанализировали молекулы РНК, по которым можно определить, какие гены работают в клетках (напомним, что генетическая информация с ДНК сначала копируется в РНК, а на РНК уже синтезируются белки; так что чем больше у нас РНК-копий какого-то гена, тем этот ген активней).

По активности генов участок мозга агам оказался похож на ограду мозга млекопитающих. (Состав РНК нейронов агам сравнивали с составом РНК мозга мышей.) У предположительной ограды рептилий проверили, насколько она связана с другими областями мозга, и оказалось, что от неё также идут связи в самые разные области мозга. При этом от ограды зависели только волны медленной фазы сна, но не волны, характерные для сна в целом.

Исследователи не ограничились бородатыми агамами, но также проверили, нет ли похожей зоны мозга у красноухой черепахи – и у красноухой черепахи тоже нашли ограду. Скорее всего, ограда рептилий не во всём похожа на ограду зверей, однако то, что у рептилий она всё-таки есть, только подчёркивает её важность и указывает на её древность – ведь в таком случае ограда присутствовала в плане мозга уже у общих предков пресмыкающихся и млекопитающих.

ArefievPV

В клетках кожи человека обнаружили странные связи, похожие на нейроны
https://www.popmech.ru/science/news-550284-v-kletkah-kozhi-cheloveka-obnaruzhili-strannye-svyazi-pohozhie-na-neyrony/
Долгое время считалось, что нервные клетки связаны между собой уникальным, неповторимым способом. Но теперь выяснилось, что и клетки кожи «общаются» друг с другом почти как нейроны!

Сигнатура мозговой активности — сложный, но довольно неплохо изученный процесс. Мы знаем, что клетки мозга передают друг другу информацию посредством выброса специальных химических соединений — нейротрансмиттеров — которые активируют ветвящиеся «сети» дендритов соседних клеток. Однако ученые обнаружили, что этот уникальный (как считалось ранее) паттерн свойственен не одним лишь нервным клеткам.

Ученые выяснили, что очень похожий процесс при определенных обстоятельствах наблюдается в клетках... кожи. Команда из Университета Рокфеллера обратила на это внимание, изучая взаимодействие между двумя различными типами клеток кожи: меланоцитами, которые производят поглощающий ультрафиолет пигмент меланин; и кератиноцитами, которые составляют подавляющее большинство эпидермиса, защищая организм от воздействия окружающей среды, частично через меланин.

По словам биофизика Сэнфорда М. Саймона, «кератиноциты обвиваются вокруг меланоцитов, образуя тесные связи, которые напоминают нейроны». И в самом деле, визуальное сходство определенно присутствует. Оказалось, что химические сигналы от кератиноцитов запускают сигналы, называемые переходными процессами кальция в дендритах меланоцитов. Ученые поясняют, что сама по себе дендритная морфология внутренних процессов — явление не такое уж редкое. Однако обычно они всегда связаны с нейронами, в то время как в нашем случае клетки действуют независимо от нервной ткани.

Судя по всему, между клетками кожи существует куда более сложная, глубокая система коммуникации, о которой исследователи и не подозревали. Как знать, не удастся ли им в скором времени обнаружить сходные паттерны и в других тканях нашего организма?

P.S. Природа свои "изобретения" всегда использует максимально широко...

ArefievPV

Предки неандертальцев и денисовцев скрещивались с потомками древних евразийских эректусов
https://elementy.ru/novosti_nauki/433612/Predki_neandertaltsev_i_denisovtsev_skreshchivalis_s_potomkami_drevnikh_evraziyskikh_erektusov
Новый метод анализа геномных данных позволил американским ученым обосновать идею о том, что общие предки неандертальцев и денисовцев («неандерсовцы»), выйдя из Африки, скрещивались с некой «сверхархаичной» человеческой популяцией, обособившейся около 2 млн лет назад. Скорее всего, это были потомки самых первых выходцев из Африки — ранних эректусов, древнейшие следы присутствия которых в Евразии имеют возраст около 1,8 млн лет (люди из Дманиси). Позднее денисовцы, по-видимому, снова скрещивались с представителями этой архаичной популяции, но другой ее ветви. Наряду с новыми данными о присутствии в геномах современных африканских народов различных архаичных примесей, открытие показало, что отдаленная гибридизация периодически происходила на протяжении чуть ли не всей истории человеческого рода.
Цитировать
Рис. 1. Реконструированная генеалогия пяти человеческих популяций: X — современные африканцы, Y — современные европейцы, N — неандертальцы, D — денисовцы, S — неизвестная сверхархаичная популяция (Superarchaics). Схема также иллюстрирует идею о том, что частота встречаемости разных комбинаций примитивных и продвинутых аллелей (nucleotide site patterns) несет информацию об истории изучаемых популяций. Нулями обозначены примитивные аллели, единицами — производные. Стрелки с греческими буквами — эпизоды привноса чужих генов в результате гибридизации. Синими, красными и пунктирными линиями показана генеалогия одного конкретного нуклеотидного сайта. При такой генеалогии мутация, произошедшая на красной ветви, порождает комбинацию примитивных и производных аллелей d (0001), а мутация, произошедшая на красной ветви — комбинацию xyn (1110). Прочие пояснения в тексте. Рисунок из обсуждаемой статьи в Science Advances
ЦитироватьЕсли выводы авторов верны, то складывается довольно красивая картинка. Для объяснения имеющихся генетических данных достаточно всего трёх волн выхода людей из Африки. Первыми вышли ранние эректусы (возможно, близкие к людям из Дманиси) с олдувайскими орудиями. Произошло это примерно 1,9–1,8 млн лет назад. Эректусы постепенно расселились по Евразии, возможно, разделившись на две большие ветви.

Тем временем в Африке неандерсовцы отделились от предков сапиенсов и вышли из Африки с ашельскими орудиями, может быть, около 0,8–0,6 млн лет назад. Они прошли через бутылочное горлышко численности, поскрещивались с местными эректусами (около 0,75 млн лет назад, если верить применяемой в работе замедленной версии молекулярных часов), а потом расселились по Евразии, разделившись на две ветви: западную и восточную, неандертальцев и денисовцев. В ходе своей экспансии они, по-видимому, сильно потеснили местных аборигенов — эректусов. Но всё же не довели их до полного вымирания, а оставили немного на развод: ведь денисовцы позднее опять скрещивались с эректусами.

История повторилась 60–50 тысяч лет назад, когда популяция сапиенсов вышла из Африки, прошла бутылочное горлышко численности, поскрещивалась с местными аборигенами — ближневосточными неандертальцами, а потом расселилась по Евразии, разделившись на две ветви (восточную и западную) и быстро вытеснив своих предшествеников, неандертальцев и денисовцев. При этом восточная ветвь успела поскрещиваться с денисовцами. 

Alexeyy

Рад статье ...
Только там ...
Цитата: ArefievPV от февраля 25, 2020, 06:29:55Тем временем в Африке неандерсовцы отделились от предков сапиенсов и вышли из Африки с ашельскими орудиями, может быть, около 0,8–0,6 млн лет назад. Они прошли через бутылочное горлышко численности
Это – не «бутылочное горлышко». Которое, строго говоря, означает сильное сокращение численности популяции (на грани выживания). То, что там называется бутылочным горлышком – это сокращение биоразнообразия непосредственных предков неандертальцев и денисовцев и всего лишь. Это совсем не одно и то же, что сокращение всей предковой популяции вышедшей из Африки и давшей узкую линию, приведшую к неандертальцам и денисовцам. Скорее всего, просто лишь небольшая часть вышедших из Африки дали линию, ведущую к неандертальцам и денисовцам, а остальные – вымерли: не потому, что было бутылочное горлышко как сильное сокращение совокупной популяции вышедшей из Африки, а потому, что небольшая часть этой популяции вытеснила всех остальных своих сопутствующих представителей (как подобное регулярно и происходило в истории).
Цитата: ArefievPV от февраля 25, 2020, 06:29:55поскрещивались с местными эректусами (около 0,75 млн лет назад, если верить применяемой в работе замедленной версии молекулярных часов)
Странно: в непосредственно в самой работе вообще не вижу, чтобы вычислялось время скрещивания предков неандертальцев и денисовцев со встретившимися им на пути архаичными людьми. Единственная фраза статьи в которой используется цифра 750 – это такая: «Чтобы понять, чего еще не хватает, рассмотрим, что мы знаем о раннем среднем плейстоцене, около 600 тыс. Лет. В это время гоминины с большим мозгом появляются в Европе вместе с ашельскими каменными орудиями [4, 5]. Они были, вероятно, африканскими иммигрантами, потому что подобные окаменелости и инструменты встречаются раньше в Африке. Согласно одной из гипотез, эти ранние европейцы были предками неандертальцев [6, 7]. Несколько раньше - возможно, 750 тыс. Лет [8, таблица S12.2] - «неандерованые» предки неандертальцев и денисовцев отделились от линии, ведущей к современным людям.»

ArefievPV

Тут ещё такие моменты.

Вот этот:
ЦитироватьПредположение выглядело правдоподобным, и авторы начали экспериментировать с моделями, предполагающими еще один эпизод гибридизации — δ (рис. 1). Они сравнивали восемь моделей, включающих эпизоды β, γ и δ в разных комбинациях (эпизод α, в реальности которого нет сомнений, был включен во все модели). Сравнение проводили при помощи изощренных статистических методов, специально адаптированных для данной задачи, с учетом того, что чем больше в модели параметров, тем проще ее подогнать к наблюдаемым фактам, но только такая подгонка может оказаться неадекватной (так называемая проблема «переподгонки», см. также overfitting).
Проблема «переподгонки»... Поэтому модель вызывает лёгкую настороженность (или я просто предвзят  ::)).

И этот:
ЦитироватьПравда, нужно иметь в виду, что эта оценка (как и другие датировки, показанные на среднем графике на рис. 3) зависит от калибровки молекулярных часов, которая, в свою очередь, определяется темпом мутагенеза у наших предков, а на этот счет у специалистов пока нет консенсуса. Скорость мутагенеза (в расчете на нуклеотид в год) сильно зависит, например, от возраста мужского полового созревания, который не так-то просто определить для древних Homo. Авторы использовали относительно низкую оценку темпа мутагенеза (0,38·10−9 на нуклеотид в год), и это отчасти объясняет, почему некоторые датировки у них получились подозрительно древними. Если же взять более высокую (и не менее правдоподобную) оценку 0,45·10−9, то сверхархаики отделились от наших предков значительно позже — 1,9 млн лет назад.
Калибровка часов, скорость мутагенеза... Трудно достоверное значение выявить...

ArefievPV

В Китае нашли зеленую водоросль возрастом в миллиард лет
https://nplus1.ru/news/2020/02/24/one-billion-year-algae
В северном Китае обнаружили самую старую зеленую водоросль. Окаменелости примерно миллиард лет, что соответствует ориентировочному времени появления зеленых водорослей. Тем не менее, эта находка обладает рядом продвинутых черт вроде многоклеточности и дифференцированных клеток, так что, по-видимому, оценка времени появления этого таксона оказалась занижена. Работа опубликована в журнале Nature Ecology & Evolution.
ЦитироватьДля решения вопросов связанных с датировкой появления новых таксонов есть два основных подхода. Первый — молекулярные часы, когда по разнице в ДНК современных видов определяют степень их родства. Этот метод позволяет прикинуть очередность расхождения разных групп организмов, но в то же время не дает никаких абсолютных оценок. Поэтому для калибровки молекулярных часов используют палеонтологические данные, и чем они лучше, тем аккуратнее получится общая оценка. Но если исследуемое событие произошло давно, для него находится мало ископаемых или они вызывают сомнение, то точность датировки получаетcя довольно низкой.

Эта проблема возникла и при датировке появления зеленых водорослей. Их появление это важное событие: они ближайшие родственники высших растений и доноры пластид для других водорослевых таксонов. Кроме того, зеленые водоросли предположительно были ключевыми продуцентами в морских экосистемах пока их не потеснили отдельные группы хромальвеолятных водорослей. По результатам недавних молекулярных работ они появились примерно миллиард лет назад в позднем мезопротерозое или раннем неопротерозое. Тем не менее, точность этой оценки невелика (сохраняется вероятность ошибки на несколько сотен миллионов лет), и вдобавок она не очень сходится с данными других работ. Самая старая до последнего времени находка зеленых водорослей датируется 0,8 миллиарда лет назад и не очень хорошо сохранилась, так что ее определение на основании внешнего вида затруднено.

Решению этого вопроса помогла находка новых ископаемых зеленых водорослей. Цин Тан (Qing Tang) из Политехнического Университета Вирджинии и его коллабораторы обнаружили их в районе Наньфень на севере Китая в породе возрастом в миллиард лет. В отличие от предыдущей, новая находка — водоросли дали имя Proterocladus antiquus — сохранилась гораздо лучше, и исследователи имели возможность в деталях рассмотреть ее под микроскопом.

На основании ее внешнего вида авторы статьи заключили что имеют дело с достаточно сложной водорослью, обладающей рядом продвинутых эволюционных признаков. Предположительно, самые ранние зеленые водоросли были одноклеточными, тогда как у P. antiquus сформировался ветвящийся многоклеточный таллом (тело водоросли) размером до трех миллиметров в высоту. Более того, клетки таллома оказались дифференцированы: помимо обычных вытянутых клеток в него оказались встроены округлые с утолщенной клеточной стенкой. Исследователи предположили, что это покоящиеся клетки для выживания в неблагоприятных условиях. Внешний вид таллома, способ ветвления и строение перегородок между клетками позволили отнести новый вид к сифонокладовым водорослям.

Новая находка означает, что средняя оценка времени, когда возникли зеленые водоросли, занижена. Если уже один миллиард лет назад на Земле среди них появились сложные многоклеточные формы, то самые примитивные таксоны вроде празинофитовых водорослей должны были сформироваться гораздо раньше. Авторы статьи считают что открытие P. antiquus поможет точнее откалибровать молекулярные часы и уточнить датировки.

В свою очередь, это поможет узнать какие группы водорослей доминировали в древнем океане и вкладывались в связывание и накопление углерода. Количество углерода, запасаемого в океане и сейчас очень велико, и водоросли по-прежнему играют в этом процессе важную роль. Так, недавно выяснилось что крупные (суб)литоральные водоросли активно участвуют в создании так называемого голубого углерода, который фиксируется в прибрежных районах и потом аккумулируется в глубине моря.

ArefievPV

Впервые найдено животное, неспособное дышать и живущее без кислорода
https://www.vesti.ru/doc.html?id=3242936
Вдыхание кислорода — фундаментальная характеристика многоклеточных организмов. Но существует по крайней мере одно животное, которое не обладает такой способностью и обходится без кислорода.

Об этом удивительном открытии сообщает международная команда биологов и генетиков в статье, опубликованной в журнале PNAS.

Организм, о котором идёт речь, называется Henneguya salminicola. Это дальний родственник медуз, представитель класса Myxozoa — паразитических беспозвоночных, относящихся к стрекающим. Хозяевами H. salminicola могут выступать рыбы или черви, обитающие под водой.

До сих пор считалось, что все растения и животные используют кислород для выработки аденозинтрифосфата (АТФ). Это универсальный источник энергии для всех биохимических процессов, протекающих в живых системах. Генерация АТФ из кислорода происходит в структурах, называемых митохондриями.

Каждая митохондрия имеет свой крошечный геном в дополнение к основному — в ядре клетки. Но, когда исследователи провели геномный анализ H. salminicola, они не обнаружили митохондриальной ДНК.

Поначалу учёные решили, что допустили какую-то ошибку. Однако дальнейшие тесты с использованием флуоресцентного красителя, который избирательно связывается с ДНК, подтвердили полученные данные.

Авторы работы поясняют: хотя представители H. salminicola имеют органеллы, похожие на митохондрии, в них отсутствуют гены, ответственные за дыхание. В организме паразита не вырабатываются ферменты, необходимые для производства АТФ из кислорода.

Таким образом, H. salminicola является первым известным многоклеточным, которое может обходиться без кислорода на протяжении всего жизненного цикла.

Остаётся неизвестным, почему паразиты утратили способность дышать кислородом, а их ближайшие родственники — нет. Вероятно, сократив свой геном, H. salminicola получили важное преимущество: они процветают, размножаясь так быстро и так часто, как это возможно, рассуждают авторы работы.

Кроме того, неясно, как это многоклеточное получает необходимую энергию. Скорее всего, H. salminicola крадет её у хозяина, предполагают исследователи. У других подобных паразитов есть белки, которые помогают импортировать АТФ непосредственно от заражённых животных. В дальнейшем учёные намерены выяснить, использует ли H. salminicola такую же стратегию.

Добавим, что H. salminicola безвреден для человека, но является серьёзной проблемой для рыбоводства, поскольку паразитирует в том числе на промысловых рыбах, к примеру, лососёвых. Возможно, новые данные помогут специалистам понять, как защитить рыб от этих странных паразитов.

ArefievPV

Нервы помогают раковой опухоли расти
https://www.nkj.ru/news/38171/
Злокачественные клетки действуют на расположенные рядом нервные волокна, меняя их к своей выгоде.

Раковая опухоль существует не сама по себе, а в окружении других клеток, с которыми она постоянно взаимодействует и которые пытается заставить работать на себя. В частности, соединительнотканные клетки фибробласты, которые дают коллаген и заживляют раны, оказавшись рядом с опухолью, начинают помогать ей расти и захватывать новые территории. Опухоли удаётся обмануть и иммунитет, чья задача, вообще говоря, истреблять злокачественные клетки – опухоль делает так, что иммунная система её не видит. Более того, некоторые иммунные клетки даже начинают работать на опухоль – в прошлом году мы рассказывали, как эскорт из иммунных клеток помогает раку метастазировать.

И ещё есть нейроны. Опять же в прошлом году мы писали о том, как рак подключаются к нейронам мозга – злокачественные клетки перехватывают у нервных их нейромедиаторы, чтобы самим расти и распространяться дальше по мозгу. Но от нейронов получают пользу не только мозговые опухоли. Известно, что если в окружении рака предстательной железы много нервных волокон, то такой рак окажется более агрессивным, он будет быстрее увеличиваться в размере и активнее распространять метастазы. Очевидно, нервные клетки вообще склонны помогать злокачественным опухолям. Но что за механизм тут работает?

Исследователи из Онкологического центра М. Д. Андерсона изучали поведение опухоли головы и шеи, которая развивается в тканях гортани, глотки, носа или его пазух, полости рта или из тканей, которые их окружают. Во многих случаях у опухолей есть мутации в гене TP53, который кодирует белок р53. Это один из самых известных противоопухолевых белков: р53 следит за целостностью ДНК, и когда в ней накапливается слишком много повреждений – что угрожает клетке превращением в раковую – он запускает программу клеточного самоуничтожения. Понятно, почему у многих опухолей (не только у опухолей головы и шеи) ген белка р53 оказывается испорчен.

С другой стороны, у некоторых больных тот же тип опухоли появляется, несмотря на работающий р53. Сравнивая опухоли головы и шеи у экспериментальных мышей и сопоставляя данные медицинской статистики, исследователи выяснили, что вокруг опухолей с мутантным р53 появляется больше нервных волокон, и чем больше нервных волокон сопутствует опухоли, тем хуже клинический прогноз.

Раковые, да и не только раковые клетки общаются друг с другом с помощью микроскопических пузырьков-вакуолей, содержащих разные молекулы. Раковые клетки в таких пузырьках рассылают молекулярные инструкции, которые могут вполне здоровую клетку превратить в злокачественную. В статье в Nature говорится, что в микропузырьках от опухолевых клеток с мутантным р53 не было молекулы под названием miR-34a. Это одна из микрорегуляторных РНК – небольших молекул РНК, которые не кодируют никаких белков, но зато подавляют белковый синтез на других, больших матричных РНК. Про miR-34a известно, что у неё есть противоопухолевые свойства: она контролирует деление клеток. Но как она связана с нейронами, окружающими опухоль?

Нервные клетки, которые окружают опухоль с мутантным р53, отличаются от нервных клеток, которые окружают опухоль с нормальным р53. В первом случае это преимущественно адренергические нейроны, которые используют норадреналин для передачи сигнала. Когда мышам с опухолью, в которой не работал р53, давали лекарство карведилол, блокирующее адренорецепторы, рост опухоли замедлялся. В итоге получалась следующая картина: опухоль с неработающим р53 рассылала вокруг себя молекулярные посылки, заставляя нервные клетки перейти на норадреналиновые сигналы. (А молекулярные посылки оказывались такими вредными оттого, что в них не было противоопухолевой молекулы miR-34a.) Почему именно такие нейроны стимулируют рост опухоли, пока неясно, однако уже сейчас можно подумать о том, как подавить рост опухоли, действуя на окружающие её нервные клетки.

Тот же карведилол обычно прописывают для снижения артериального давления, однако есть данные, что он попутно уменьшает вероятность рака. Возможно, он сам или похожие на него препараты могли бы стать дополнением к обычным противоопухолевым средствам. Мутации в гене TP53 есть в 60% случаев рака толстого кишечнике, 50–80% рака лёгких и 95% рака яичников. Не исключено, что все эти опухоли тоже получают бонусы от адренергических нейронов, а значит, такое средство, которое подавляло бы рост опухолей, отключая их от нейронов, пришлось бы очень и очень кстати в повседневной клинической практике.

P.S. Ссылки на информацию, о которой упоминается в заметке:

Раковые клетки могут заражать здоровые
https://www.nkj.ru/news/25091/
Злокачественная опухоль рассылает окружающим её здоровым клеткам особые мембранные пузырьки с молекулярными инструкциями, превращающие нормальную клетку в раковую.

Иммунный эскорт помогает раку метастазировать
https://www.nkj.ru/news/35559/
Путешествуя в компании с иммунными клетками, раковые клетки готовятся активно размножаться на новом месте.

Раковые клетки подключаются к нейронам мозга
https://www.nkj.ru/news/36944/
Злокачественные клетки перехватывают у нервных клеток нейромедиаторы, чтобы самим расти и распространяться дальше по мозгу.

ArefievPV

В СПбГУ выяснили, как паразиты раков делают их феминистами
https://www.popmech.ru/science/news-552534-v-spbgu-vyyasnili-kak-parazity-rakov-delayut-ih-feministami/
Наиболее изощренные стратегии выживания в мире природы формируются у паразитов и лишнее подтверждение этому факту получили ученые Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ), изучив один из таких механизмов. Они установили, каким образом ракообразные паразиты превращают своих хозяев, тоже ракообразных, в зомби, распределяющих семейные обязанности поровну.

Если бы у эволюции был разум и она была феминисткой, а также, согласно идеалам этой философии, ратовала за справедливое распределение семейных обязанностей, то корнеголовые ракообразные действовали бы более изящно. Но в реальном мире эти паразиты крабов и раков-отшельников представляют из себя самых настоящих «мозговых слизней», словно сошедших со страниц фантастического ужастика. Они проникают в нервную систему своих хозяев, замещают до половины ее объема и начинают контролировать тело.

В период размножения происходит самое интересное. Носитель начинает заботиться о потомстве паразита, как о собственной икре: ведет себя словно беременная самка, не проявляет агрессию и старается хорошо питаться, а также не спаривается ни с кем. Причем это происходит вне зависимости от пола хозяина — если приютить паразита довелось самцу, его тело претерпевает еще более радикальные изменения и становится похоже на женское.

Сотрудники СПбГУ исследовали два вида корнеголовых ракообразных — Peltogaster paguri и Peltogasterella gracilis, обитающих в Белом море и на Дальнем востоке, соответственно. Они являются «родственниками» морских уточек и желудей, поэтому сильно отличаются от того, что принято называть раками: выглядят как практически бесформенные слизняки или губки. Эти существа паразитируют на высших ракообразных, частично проникая внутрь их тел.

Результаты работы опубликованы в журнале Scientific Reports. Согласно публикации, между манипулятором и его жертвой устанавливается своеобразный нейроинтерфейс. Внутри мозга хозяина появляется «бокаловидный орган», который, по предположению ученых, выделяет в нервную систему химические вещества, позволяющие паразиту управлять захваченной особью. Как именно это происходит исследователям еще предстоит уточнить, но наиболее вероятно, что корнеголовые ракообразные вводят в нервную систему носителя нейромедиаторы, в частности, серотонин.

P.S. Любопытная информация, но про феминизм они напрасно ввернули...

ArefievPV

Премоторная кора поучаствовала в принятии решений
https://nplus1.ru/news/2020/02/28/ALM-decision
Ученые показали в эксперименте на мышах, что в принятии решений с учетом контекста, то есть по нелинейному алгоритму, ключевую роль играет премоторная кора. Причем для этого ей не требуется информация от вышестоящих отделов мозга. Исследователи также обнаружили в премоторной зоне отдельный тип нейронов, которые чувствительны к контексту и, по всей видимости, лежат в основе механизма принятия решений в данной парадигме. Статья опубликована в журнале Neuron.
ЦитироватьПринятие решений мозгом не сводится к простым алгоритмам, когда определенный стимул приводит к конкретному действию. В ответ на внешние сигналы организм может менять стратегию поведения, переключаться между задачами или же строить целые цепочки решений. Во всех случаях очень важен контекст происходящего, в разных условиях эффективными оказываются разные реакции. Простой пример: переходя улицы Москвы, мы смотрим сначала налево, потом направо. Но если руководствоваться той же логикой в Великобритании или, скажем, Индии, можно попасть под машину.

Для того, чтобы исследовать принятие решений, которое строится на анализе контекста в простой задаче, группа ученых под руководством Чжена Ву (Zheng Wu) из Колумбийского университета разработала новую экспериментальную модель. Мышам давали понюхать один из двух запахов и, после небольшой задержки, еще один. Если первый и второй запахи оказывались одинаковым, то животные могли пить воду из левой поилки, в обратном случае — из правой. В таком случае первый сигнал становится не подсказкой, какую поилку выбрать, а контекстом, в зависимости от которого мозг интерпретировал второй стимул и принимал решение.

Ученые исследовали роль трех зон коры. Первая — это пириформная кора, которая отвечает за первичный анализ запахов. Еще одна зона — это орбитофронтальная кора, ассоциативная область, которая предположительно принимает участие в механизмах подкрепления, принятия решений и ожиданий. Третий фокус исследования — антериолатеральная моторная кора, часть премоторного отдела. Ранее было показано, что эта зона играет ключевую роль в создании и реализации плана движений языка и мускулатуры лица мышей. Как раз эти мышцы и работают, когда животное слизывает воду с поилки.

В каждой из упомянутых областей исследователи регистрировали активность отдельных нейронов во время выполнения задачи. Это было нужно, чтобы понять, на какие именно экспериментальные стимулы реагируют клетки каждой из зон: распознают ли они определенный запах или возбуждаются после принятия решения в пользу одной из кормушек.

Далее ученые проверяли, участвует ли премоторная кора в проверке соответствия первого и второго запахов. Для этого эту часть коры отключали с помощью активации тормозных нейронов во время предъявления первого запаха и задержки после него. Если область задействована только в создании двигательной программы на основе решения, принятого другими отделами коры, то ее работа нужна только при появлении второго запаха — до этого решение еще не принято.

Кроме того, исследователи проводили контрольные эксперименты. В них первый запах всегда был одинаковым, а правильная поилка определялась только вторым стимулом. Таким образом, решение о выборе поилки строилось на основе простой логики. Целью этих экспериментов было проверить, приведет ли инактивация премоторной коры к потере способности к прямой ассоциации.

Эксперименты показали, что большая часть нейронов пириформной и орбитофронтальной коры чувствительна к определенному типу запахов (одни нейроны были активны только в ответ на запах одного типа, другие — второго), тогда как в премоторной коре сравнительно большая пропорция клеток избирательно реагировала на принятое решение (лизать левую или правую поилку). На основе этого можно предположить, что первые две области коры собирают и сравнивают информацию о двух запахах, а премоторная зона лишь формирует план движений на основе принятого в них решения.

Выключение премоторной коры до предъявления второго запаха нарушило способность животных делать правильный выбор (процент правильных решений снизился с 86 до 68), тогда как инактивация орбитофронтальной области не привела к такому эффекту (процент удачных попыток был равен 82 и 84). Авторы пришли к выводу, что премоторная кора самостоятельно проверяет второй запах на соответствие первому, и для этого ей не необходима информация, поступающая из высших отделов коры. В контрольном эксперименте торможение премоторной коры не помешало мышам справляться с задачей, что говорит о том, что после временного выключения эта область не теряет способность принимать сигналы от вышестоящих зон мозга.

Полученные результаты не согласовывались с наблюдениями за активностью отдельных нейронов, поэтому ученые приняли решение изучить клеточные популяции премоторной коры внимательнее. Исследователи обнаружили особые клетки во втором слое коры, который находится близко к ее поверхности. Эти нейроны, в отличие от большинства других клеток премоторной коры, избирательно реагировали на виды первого запаха эксперимента. Таким образом, эта зона коры могла сохранять информацию о первом запахе и затем сравнивать его со вторым.

Результаты этой работы приводят к контринтуитивному выводу о том, что премоторная, а не ассоциативная кора, играет ключевую роль в сравнении двух сенсорных стимулов. Однако авторы статьи подчеркивают что конечная цель как моторной, так и сенсорной систем состоит не в том, чтобы выделить характеристики стимулов, а в том, чтобы определить, как на него реагировать.

Эта работа позволяет проследить за механизмом принятия решений на уровне как отдельных клеток, так и нейронных сетей и структур мозга. Понимание закономерностей, лежащих в основе решения простых задач, в будущем поможет нам лучше понимать высшие когнитивные функции человеческого мозга.

Чаще механизм принятия решений изучают на животных с более развиты мозгом: людях и приматах. Например, в 2019 году в журнале Science вышла статья об исследовании, в котором макакам было необходимо решать многоступенчатые задачи, где каждый следующий шаг зависел от предыдущих. Выяснилось, что приматы справляются с таким сложным анализом, и участие в этом принимают фронтальная и передняя поясная кора.

P.S. Контринуитивный вывод? Вовсе нет - просто, как обычно, люди предвзяты (частенько над ними довлеет какая-то научная парадигма).

Большинство подуровней (подсистем) вполне могут принимать "самостоятельное" решение. Будет ли такое "самостоятельное" решение окончательным (организма как целого) или так и останется внутренним решением только данного подуровня (подсистемы) - зависит от множества факторов. Среди этих факторов можно выделить основные: эволюционный (грубо говоря, как и в какой последовательности, формировалась структура системы или подсистемы у данного вида организмов в процессе эволюции), онтогенетический (как и в какой последовательности, формировалась структура системы или подсистемы у данного вида организмов в процессе роста и развития особи), обучение (разумеется, если нейропластичность данного вида организмов позволяет это делать и во взрослом (а не только в детском) состоянии особи).

ArefievPV

Для обмена веществ нашли геохимического предка
https://www.nkj.ru/news/38280/
Органические молекулы, необходимые для энергетического метаболизма, можно получить в ходе неорганических реакций.

Молекулы, из которых состоят живые организмы – нуклеиновые кислоты, белки, липиды – это очень, очень большие молекулы. И даже если мы разберём их на запчасти – а в нуклеиновых кислотах, белках и липидах можно выделить отдельные строительные блоки – то и «запчасти» всё равно окажутся довольно крупными и сложными молекулами. И если мы говорим о происхождении жизни на Земле, то должны объяснить, как они возникли. Сейчас, когда биомолекулы синтезируются в клетках, их делают ферменты, то есть те же белки. Но в очень давние времена никаких ферментов ещё не было.

И всё же сложные молекулы могли возникнуть из очень простых: не так давно химикам удалось показать, что «кирпичи» для рибонуклеиновых кислот вполне можно получить из очень простых исходных веществ: цианистого водорода (HCN) и сероводорода (H2S); и что для того, чтобы необходимые реакции произошли, нужны ультрафиолетовое излучение и определенные катализаторы, которые вполне могли быть на тогдашней Земле. Более того, исследователям удалось показать, что из того же цианистого водорода и сероводорода можно получить молекулы-предшественники для синтеза аминокислот (а значит, и белков) и липидов. (В некоторых рецептах вместо сероводорода предлагают оксид серы.)

Но жизнь – это не просто молекулы, это ещё и процессы, в которых они участвуют. Молекулы взаимодействуют друг с другом, вступают в реакции, синтезируют новые молекулы, расщепляют старые, и не просто так, а имея в виду воспроизвестись в следующем поколении. Без наследственности, без передачи информации из поколения в поколение никакой жизни не будет. Чтобы всё это происходило, нужна энергия и строительный материал. Возможно, то и другое молекулы-предки брали от самих себя. А возможно, они воспользовались, как сейчас говорят, готовыми решениями – в смысле, уже имеющимися геохимическими реакциями.

Когда жизнь только зарождалась, органики в окружающей среде было очень и очень мало – вряд ли те реакции, которые шли с сероводородом и цианистым водородом, могли доверху заполнить древний океан органическими молекулами. И жизни, как бы она ни выглядела в то время, нужно было научиться самой делать органические вещества из неорганических. Сейчас это умеют некоторые микробы, создающие органические молекулы из углекислого газа и водорода: они забирают электроны от Н2 и с их помощью монтируют из СО2 сложные конструкции в ходе особой цепи реакций, которая называется путём Вуда – Льюнгдаля. Важно, что путь Вуда – Льюнгдаля позволяет одновременно превращать углекислый газ в органику и получать энергию. Считается, что гены, которые нужны для таких реакций, были у самого древнего общего предка, от которого в конечном счёте произошли все остальные живые организмы. Но путь Вуда – Льюнгдаля у современных микробов идёт не сам по себе – его обслуживают целых одиннадцать белков.

Однако некоторое время назад удалось показать, что некоторые молекулы, которые получаются в результате подобных процессов, можно получить с помощью металлов – железа, никеля и кобальта. Металлы в природе встречаются обычно в составе минералов, а минералы с никелем и железом в нужной химической форме в изобилии попадаются около гидротермальных источников на дне морей. Гидротермальные источники выбрасывают из земной коры много железа, серы, никеля и т. д., и водород в том числе.

Исследователи из Дюссельдорфского университета вместе с коллегами из других научных центров поставили эксперименты с минералами магнетитом и грейгитом, богатых железом, и минералом аваруитом содержащим железо и никель; и магнетит, и грейгит, и аваруит, как можно догадаться, есть у гидротермальных источников. В статье в Nature Ecology & Evolution говорится, что под давлением, примерно в 25,5 раз превышающем атмосферное, при температуре в 100 °С все три минерала катализируют реакции, в которых из водорода и углекислого газа получается смесь органических молекул, среди которых есть пируват, ацетат и формиат (то есть остатки пировиноградной кислоты, уксусной кислоты и муравьиной кислоты).

Пирвуат, ацетат и формиат – главные молекулы любого обмена веществ, они находятся в узлах разнообразных метаболических путей, с их помощью происходят превращения энергии, её добыча из окружающей среды и запасание в удобной для жизни форме. То, что эти важнейшие метаболические посредники получились в «неживых» условиях, ещё раз говорит о том, что переход от «неживой» химии к биологической эволюции, от нежизни к жизни был вполне возможен.

Гидротермальных источников в древнем океан было немного больше, чем сейчас, и они могли не только влиять на информационный отбор РНК, но и обеспечивать поначалу метаболическими полуфабрикатами зарождающуюся жизнь. Возможно, первые молекулы, которые учились размножаться и эволюционировать, пользовались продуктами геохимических реакций до тех пор, пока первые протоклетки не обустроили в себе необходимые энергетические процессы.

P.S. Напомню про свои взгляды на вопрос возникновения жизни на нашей планете.
Наиболее важные ссылки собрал в теме:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,10211.0.html
Для этой новости, в первую очередь, думаю, будут актуальными ссылки на эти сообщения из той темы:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,10211.msg226517.html#msg226517
https://paleoforum.ru/index.php/topic,10211.msg234825.html#msg234825

И ещё. Ссылки на информацию, о которой упоминается в статье:

Как длинные РНК победили короткие
https://www.nkj.ru/news/25700/
Физико-химические условия на древней Земле благоприятствовали отбору более длинных молекул РНК, в которых могло быть записано больше информации.

С чего начиналась жизнь на Земле
https://www.nkj.ru/news/26050/
Предшественники всех необходимых биомолекул могли получиться в результате похожих химических реакций и из одинакового химического сырья.

Последний общий предок жил на водороде
https://www.nkj.ru/news/29224/
Одноклеточный организм, давший начало всем доменам земной жизни, жил рядом с вулканическими горячими источниками на дне океана и питался выходящим из них водородом.

Для зарождения жизни на Земле подобрали другой рецепт
https://www.nkj.ru/news/33553/
Первые молекулы-предшественники нуклеиновых кислот получились не из сероводорода, а из диоксида серы.

Andrey_D

Команда из Гарварда и научных корпораций обнаружили внеземные молекулы белка в метеоритах Acfer 086 (Алжир 1990 г) и Альенде (1969 г Мексика).
Авторы отмечают, что соединения в изученном веществе могут катализировать распад молекул воды при поглощении фотонов. Теоретически данный белок может играть роль первичного производителя хим энергии. 
В прошлом в метеоритах и кометах было найдено много отдельных аминокислот, из которых состоят белки. Но такое сложное строение, как у «гемолитина» — встречается впервые.

Alexeyy

Потрясающе!
Где лучше всего об этом популярно написано?

Evol


Evol

Один из популярных материалов, см., пожалуйста, https://nplus1.ru/news/2020/03/02/meteorite-protein.