Автор Тема: Интересные новости и комментарии  (Прочитано 477046 раз)

0 Пользователей и 2 Гостей просматривают эту тему.

Оффлайн АrefievPV

  • Участник форума
  • Сообщений: 468
Re: Интересные новости и комментарии
« Ответ #2235 : Апрель 16, 2021, 15:45:54 »
Планеты земного типа могут обладать встроенным ликвидатором сложной жизни
https://naked-science.ru/article/sci/planety-zemnogo-tipa-mogut-obladat-vstroennym-likvidatorom-slozhnoj-zhizni
Цитировать
Исследователь из Гарварда проанализировал вероятность полного оледенения всей поверхности — включая экватор — для планет земного типа. Оказалось, это частый сценарий. И он может быть причиной уничтожения всей сложной жизни. Работа показывает неожиданную уязвимость нашей планеты для такого хода событий. По расчетам, в последние 20 тысяч лет Земля прошла буквально в нескольких градусах от полного и постоянного оледенения, исключающего выживание крупных наземных многоклеточных.

Традиционно в научном мире считалось, что климат планет земного типа — включая нашу — обладает «встроенным термостатом» или, как его еще называют, «углеродным кондиционером». Когда на планете холодно, углекислый газ слабо связывается горными породами (скорость химических реакций связывания СО2 базальтами падает). За счет этого главный парниковый газ накапливается в атмосфере, и температура вновь растет. Когда на Земле жарко, скорость связывания углекислого газа резко ускоряется, его концентрация в воздухе снижается, отчего парниковый эффект падает — и снижает температуру на планете.

Робин Уордсворт (Robin Wordsworth), автор новой работы, направленной на публикацию в The Astrophysical Journal Letters, решил проверить, совместима ли гипотеза углеродного кондиционера, якобы автоматически стабилизирующего климат Земли, с последними данными о климате нашей планеты в прошлом. Для этого он рассчитал, насколько часто естественные периодические колебания уровня СО2 в земном воздухе способны привести к возникновению состояния «Земля-снежок». Так называют фазу полного и постоянного оледенения планеты, включая экваториальную зону. Для Земли оно наступает при +7 °C. Сегодня средняя температура на планете +15, а в последний пик оледенения, 20 тысяч лет назад, опускалась до +9-10 °C.

Автор ведет детальные расчеты того, как будет меняться температура на моделируемой Земле при колебаниях уровня СО2, выявленных из анализа древних пород. Вышло, что при серьезном похолодании океаны планеты начинают активно поглощать углекислый газ, снижая парниковый эффект и усиливая похолодания. Получается, при постоянном уровне солнечного излучения планета должна впадать в состояние полного оледенения уже через 300 миллионов лет.

Когда исследователь ввел в расчеты тот факт, что излучение Солнца со временем увеличивается, то скорость наступления полного оледенения неожиданно не уменьшилась. Оказалось, по мере роста светимости Солнца склонность планет земного типа к оледенениям не снижается. Все дело в следующем: лед так хорошо отражает солнечное излучение, что наблюдаемое повышение светимости звезды не может заметно снизить шансы ее планеты на глобальное оледенение.


Идея об углеродном термостате, стабилизирующем климат Земли, может оказаться оптимистичным заблуждением / ©Wikimedia Commons

Исследователь приходит к выводу, что его моделирование предсказывает: «исторически наблюдавшихся уровней колебаний СО2 <…> в ближайшие сотни миллионов лет хватит для перехода планеты в состояние “Земли-снежка”».

Автор отмечает, что это самое общее описание процесса. В действительности такой сценарий — при отсутствии антропогенного влияния на климат — может реализоваться и быстрее. Уордсворт напоминает, что последнему пику оледенения (20 тысяч лет назад) не хватило буквально считаных градусов, чтобы начать неостановимое движение ледников к экватору. Моделирование показывает, что практически все экзопланеты земного типа, вращающиеся вокруг звезд класса Солнца, должны часто впадать в состояние «Земли-снежка».

Исходя из имеющихся на сегодня данных, такое состояние ведет к гибели всех наземных видов многоклеточных. Если расчеты ученого верны, получается, планеты земного типа обладают не «встроенным термостатом», а встроенным механизмом периодического уничтожения всей сложной наземной жизни. Это может прояснять причины парадокса Циолковского-Ферми — того, что при очень большом количестве звезд и планет во Вселенной нет никаких признаков внеземных цивилизаций. Вероятность возникновения цивилизации будет значительно снижена, если биологическая эволюция сложных видов периодически «обнуляется», стирая все разумные виды до того, как они смогут повлиять на климат и спасти себя от его колебаний.
P.S. Ссылка в дополнение:

Геологи объяснили, где сохранялась жизнь, пока Земля была почти целиком покрыта льдом
https://naked-science.ru/article/paleontology/geologi-obyasnili-gde-sohranyalas-zhizn-poka-zemlya-byla-pochti-tselikom-pokryta-ldom?utm_source=inarticle&utm_medium=inarticle&utm_campaign=inarticle

Оффлайн АrefievPV

  • Участник форума
  • Сообщений: 468
Re: Интересные новости и комментарии
« Ответ #2236 : Апрель 17, 2021, 15:02:41 »
Устройство мозга древнейших людей оказалось ближе к обезьяньему
https://nplus1.ru/news/2021/04/17/anyway-out-of-africa
Цитировать
Международная группа ученых обнаружила, что устройство мозга, характерное для современного человека, с наибольшей вероятностью появилось в период с 1,7 по 1,5 миллиона лет назад в Африке, что значительно позже, чем считалось ранее. Помимо прочего это свидетельствует о том, что миграция наиболее древних представителей рода Homo за пределы континента-прародины происходила в несколько этапов, причем первыми колонистами были еще обладатели мозга «обезьяньего» типа. Отчет об исследовании опубликован в журнале Science.

Мозг человека и его ближайших родственников — больших человекообразных обезьян значительно отличается по размеру, форме и организации коры больших полушарий, особенно в области лобных долей, отвечающих за сложные когнитивные функции, такие как социальное сознание, использование инструментов и речь. Когда в ходе эволюции возникли такие изменения, остается предметом дебатов. Задача осложняется тем, что мозг не подвержен фоссилизации (окаменению). Поэтому изучать его особенности приходится по эндокранам — физическим или виртуальным слепкам внутренней поверхности фрагментов окаменевших черепных коробок. Их отпечатки соответствуют извилинам, бороздам и крупным сосудам мозга.

Ключевым признаком реорганизации лобных долей служит выпуклость (Broca’s cap, «колпак Брока») на латеральной лобно-глазничной поверхности эндокрана, которая у современных людей соответствует полям Бродмана 45 и 47, нижняя граница которых проходит по латеральной глазничной борозде. У человекообразных обезьян она представлена в основном полем Бродмана 44, ограниченной снизу лобно-глазничной бороздой. Мозг наиболее раннего (2,4–1,4 миллиона лет назад) представителя людей человека умелого (H. habilis) антрополог Филлип Тобиас (Phillip Tobias) в 1960-х годах счел человекоподобным, и эта гипотеза превалирует до сих пор. У непосредственных предков человека австралопитеков (Australopithecus) его обычно считают обезьяноподобным, однако такую точку зрения оспаривают многие исследователи. Таким образом, вопрос о времени эволюционного перехода к мозгу современного типа остается открытым.


Топографическая взаимосвязь структур на эндокранах большихчеловекообразных обезьян и людей

Старший научный сотрудник Цюрихского университета Марсия Понсе де Леон (Marcia Ponce de León) с коллегами из Грузии, Израиля, Индонезии, США, Франции и Швейцарии провели компьютерную томографию, создали цифровые эндокраны и 3D-реконструкции более 300 черепов древних представителей рода Homo, современных людей и больших человекообразных обезьян. Окаменелости включали наиболее древнего человека, чьи останки были обнаружены вне Африки (в районе Дманиси в Грузии), возрастом 1,85–1,77 миллиона лет; различные черепа человека прямоходящего (H. erectus) из Юго-Восточной Азии, датированные 1,5 миллиона лет назад и позже, а также образцы из Африки, охватывающие весь указанный период.

Выяснилось, что по расположению «колпака Брока» и ряду других особенностей эндокраны черепов из Дманиси, а также современные им и более ранние африканские по структуре напоминают таковые человекообразных обезьян. Образцы из Африки возрастом 1,7–1,5 миллиона лет, относимые к человеку умелому (H. ergaster) и H. erectus, были как обезьяноподобными, так и человекоподобными. Черепа из Юго-Восточной Азии и африканские того же времени уже обладали четкими признаками современных человеческих.


Разница формы внутричерепного пространства у больших обезьян, древних и современных людей

Таким образом, эволюционный переход от обезьяноподобного к человекоподобному устройству мозга с наибольшей вероятностью произошел в период с 1,7 по 1,5 миллиона лет назад. То есть по этому признаку древнейшие люди были ближе к своим предкам австралопитекам, что, однако, не помешало им стать первыми выходцами из Африки.

Также датировка переходного периода позволяет предположить, когда у людей начали появляться зачатки речи, к которым предрасполагает строение лобных долей современного типа. Кроме того, оно может пролить свет на усложнение орудий труда, произошедшее примерно в тот же промежуток времени.


Эволюция внутричерепной морфологии у древних людей

По мнению авторов работы, ее результаты могут стать поводом для корректировки существующей таксономической классификации представителей рода Homo с учетом полученных данных.

В 2016 году австралийские и южноафриканские ученые показали, что для эволюции мозга важнее не рост его размера, а интенсивность обмена веществ. Понять это помог размер сонных каналов черепа, через которые проходят одноименные артерии, питающие мозг. У современного человека их ширина оказалась значительно больше, чем у менее успешных ближайших родственников.
P.S. Пришлось везде менять слово "миллиард" на слово "миллион" (в оригинале систематические опечатки). ::)

Ссылка на информацию, о которой упоминается в заметке:

Обмен веществ в мозге оказался важнее его размера для эволюции разума
https://nplus1.ru/news/2016/08/31/need-more-blood

Оффлайн АrefievPV

  • Участник форума
  • Сообщений: 468
Re: Интересные новости и комментарии
« Ответ #2237 : Апрель 18, 2021, 14:48:19 »
Евразийские неандертальцы были двух сортов
https://www.nkj.ru/news/41252/
Цитировать
Неандертальцы на территории Евразии до поры до времени были разные, но очередное похолодание оставило от них только одну разновидность.

На земле живёт много разных людей и речь не только о цвете кожи или о том, что некоторые не переносят молоко. Среди коренных жителей Европы, которые все светлокожие и нормально пьют молоко, можно найти много разных популяций, отличающихся друг от друга генетическими особенностями. И далеко не всегда границы между такими популяциями совпадает с государственными границами.

Похожим образом обстояли дела и тысячи лет назад, когда никаких народов и стран не было и в помине. Например, мы недавно писали о популяциях человека разумного, которые жили на территории Европы более 45 тыс. лет назад – генетически они отличались друг от друга, и некоторые из них впоследствии исчезли, не оставив никакого следа в генах нынешних людей. Причём разнообразным был не только вид Homo sapiens, но и братский вид неандертальцев.

Исследователи из Института эволюционной антропологии Общества Макса Планка вместе с коллегами из Испании, Австралии, Израиля, а также из Института археологии и этнографии Российской академии наук сумели расшифровать неандертальскую ДНК, которая сохранилась прямо в земле в одной из пещер на севере Испании. До недавнего времени можно было читать только ту человеческую ДНК, которую извлекли из костей или зубов. Естественно, очень много ДНК попадает во внешнюю среду вместе с отшелушенной кожей, волосами и экскрементами, кровью и потом. Но та ДНК, которая оседает на землю, во-первых, заметно разрушается, а во-вторых, перемешивается с ДНК от множества других живых организмов.

Четыре года назад мы писали, как та же исследовательская группа из Института эволюционной антропологии сумела отделить «земляную» человеческую ДНК, которая принадлежала митохондриям. (На всякий случай напомним, что митохондрии – это клеточные органеллы, которые обеспечивают клетку энергией и у которых есть собственный маленький геном.) Митохондриальная ДНК в каждой клетке присутствует во множестве копий – потому что самих митохондрий много – и достать её из доисторической грязи поэтому намного проще.

Но потом авторы метода придумали, как с его помощью анализировать не только митохондриальную ДНК, но и хромосомную – если мы хотим изучать именно ДНК людей, то для этого нужно искать в массе «земляной» ДНК такие участки, которые могут принадлежать только людям и никаким другим животным. А потом уже в таких фрагментах можно искать отличия одних людей от других.

В статье в Science описаны результаты исследований ДНК более чем из 150 образцов, взятых из испанской пещеры и двух пещер в Сибири. Возраст образцов составлял от 200 000 до 50 000 лет. Оказалось, что неандертальцев на территории Евразии было как минимум два сорта, более ранние и более древние. ДНК более древних нашли в испанских образцах возрастом 113 тыс. лет. Эти же неандертальцы обитали в Денисовской пещере, а также на территории Бельгии и Германии около 120 тыс. лет назад. Авторы работы полагают, что более древние неандертальцы сформировались около 135 тыс. лет назад.

Неандертальцы помоложе возникли примерно 105 тыс. лет назад. Их следы также можно найти по всей Евразии, от пещеры Виндия в Хорватии до Чагырской пещеры на Алтае. В испанской пещере жили и те, и другие, и, судя по всему, неандертальцы помоложе постепенно сменили тех, кто постарше. У более молодой разновидности неандертальцев увеличился мозг (в том числе за счёт тех зон, которые анализируют зрительную информацию), на черепе сзади появился округлый выступ – по-видимому, для крепления усилившихся жевательных мышц, и в целом эти неандертальцы были больше похожи на классических неандертальцев, как мы сейчас их себе представляем. Притом с генетической точки зрения «новые» неандертальцы были менее разнообразны, чем старые.

Около 110 тысяч лет назад температура на территории Европы начала резко падать – начиналась очередная ледниковая эпоха. Скорее всего, пока было тепло, среди неандертальцев появлялись всякие разновидности, и, возможно, их было не две, а больше. Но с похолоданием многие из них вымерли. Те, что остались, заново заселили освободившиеся территории.

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

Человеческую ДНК достали из-под земли
https://www.nkj.ru/news/31192/
ДНК неандертальцев и денисовцев сумели достать прямо из плейстоценовых осадочных пород.

Европейские встречи неандертальцев и людей
https://www.nkj.ru/news/41199/
Древнейшая ДНК европейских Homo sapiens добавила близости между двумя видами человека.

Оффлайн АrefievPV

  • Участник форума
  • Сообщений: 468
Re: Интересные новости и комментарии
« Ответ #2238 : Апрель 23, 2021, 12:05:36 »
У мшанок обнаружили уникальный тип строения плаценты
https://nplus1.ru/news/2021/04/23/bryozoan-placenta
Цитировать
Ученые описали у мшанок — колониальных беспозвоночных — плаценту, состоящую из ценоцитов — крупных многоядерных клеток. Такие структуры больше характерны для растений и грибов, у животных встречаются редко. А ценоциты в плаценте вообще до сих пор не находили. Исследование опубликовано в журнале BMC Ecology and Evolution.

Питание за счет материнского организма называется матротрофией. Несколько лет назад биологи выяснили, что такой способ питания зародышей в процессе эволюции неоднократно возникал в большинстве типов животных.

Плацентотрофия — один из видов матротрофии, при котором обмен веществ между эмбрионом и матерью происходит при помощи особого органа — плаценты. Эта структура встречается не только у плацентарных млекопитающих, но и у других позвоночных (например, у некоторых акул), а также у беспозвоночных. К примеру, плаценты широко распространены среди водных колониальных животных мшанок (Bryozoa) — и возникли независимо в разных группах.

Колонии мшанок имеют разнообразную форму: есть и древовидные, и похожие на мох или даже на червей. Каждая колония состоит из большого числа особей — зооидов, которые могут выполнять различные функции. Для всех мшанок характерно наличие зооидов, добывающих пищу, — автозооидов. У представителей отряда Cyclostomatida есть гоноозооиды, специализирующиеся на вынашивании потомства.

Биологи из Санкт-Петербургского государственного университета и Венского университета под руководством Андрея Островского (Andrew N. Ostrovsky) изучили гонозооиды двух видов живородящих циклостомовых мшанок — Crisia eburnea и Crisiella producta. Ученые ожидали увидеть синцитиальное строение плаценты (как у многих других организмов), при котором отдельные клетки сливаются в единую многоядерную структуру, но вместо этого обнаружили ценоциты. Они отличаются от синцития тем, что многоядерность достигается за счет деления ядер в одной клетке. Ценоциты формируют сложную структуру, в которой плотно сидят развивающиеся эмбрионы. Другая необычная особенность плаценты этих мшанок заключается в том, что в ее формировании участвует мембранный мешок — орган, ответственный за выдвижение щупалец из «домика» зооида.


Схема строения гонозооида с эмбрионами: nt — плацента, la — молодая личинка.

Циклостомовым мшанкам свойственна полиэмбриония — развитие нескольких зародышей из одной зиготы. Исследователи предположили, что именно благодаря сложной плаценте, которая может обеспечивать питание многочисленных эмбрионов, и возникло это явление. Полиэмбриония — редкость среди животных, в основном она встречается у паразитов. Однако циклостоматиды живут с полиэмбрионией уже многие миллионы лет. Ученые привели в статье следующее возможное объяснение — мшанки выпускают во внешнюю среду генетически идентичных личинок на протяжении длительного времени (более двух месяцев). Получается, что «тестируется» один и тот же генотип в различных условиях окружающей среды, а не наоборот, как у большинства других животных.

Авторы отмечают, что кроме исследованных мшанок сочетание трех признаков — живорождения, плацентотрофии и облигатной полиэмбрионии — известно только у девятипоясных броненосцев (род Dasypus). В их случае полиэмбриония — единственный способ произвести большое потомство, учитывая строение матки этих зверей — в ней место для имплантации зародышей ограничено.

Не так давно ученые обнаружили матротрофию у родственников мшанок — форонид (Phoronida). Доктор биологических наук Елена Темерева подробно рассказала об этом открытии в материале «Внутренний мир морских червей».

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

Внутренний мир морских червей
https://nplus1.ru/blog/2017/11/30/worms

Оффлайн АrefievPV

  • Участник форума
  • Сообщений: 468
Re: Интересные новости и комментарии
« Ответ #2239 : Апрель 23, 2021, 17:22:33 »
Мыши мыслят категориями
https://www.nkj.ru/news/41273/
Цитировать
Для абстрактных размышлений мышиный мозг формирует у себя специальные группы категориальных нейронов.

Без категорий нам пришлось бы трудно. Мы говорим не о категориях в строгом философском смысле, но о способности видеть общее в объектах окружающего мира. Например, мы всегда узнаем стул, пусть он будет деревянный, или металлический, или пластиковый, зелёный или синий, старый или новый. Вне зависимости от того, как он выглядит, мы поймём, что он относится к роду стульев – мы легко определим его категорию. Конечно, есть стул-табуретка, а кто-то и компьютерное кресло называет стулом, но и с этими подкатегориями у нас не возникнет проблем.

Не умей наш мозг категоризовать предметы, мы вряд ли бы достигли таких культурных высот. Не будь категорий, нам пришлось бы при встрече с каждым новым стулом заново изучать, что это такое, для чего оно, чего от него можно ждать. Притом мы обычно не задумываемся, что создание и манипулирование категориями – довольно нетривиальная когнитивная задача. Для этого нужно вычленять отдельные признаки объектов, думать о них абстрактно, то есть в отрыве от реального предмета, переносить с одного на другое и т. д. Естественно, в таких случаях кажется, что мы имеем дело с сугубо человеческой чертой и никто, кроме нас, категориальным мышлением не владеет. С другой стороны, хотелось бы выяснить, как именно наш мозг работает с категориями именно на уровне нейронов и отдельных зон мозга. А с людьми такие нейробиологические эксперименты далеко не всегда можно поставить. И было бы намного удобнее, если бы категоризовать могли, например, лабораторные мыши.

Сотрудники Института нейробиологии Общества Макса Планка пишут в Nature, что на самом деле мыши вполне способны мыслить категориями. Им показывали картинки с чередующимися полосами, и мышам надо было классифицировать полосатые узоры в соответствии с определённым правилом. Например, одна группы мышей должна была оценить полосы по их толщине, а другая группа мышей оценивала полосы по их ориентации. Сначала мышей учили вычленять общий признак, как обычно – с помощью угощения за правильный ответ. Но потом им показывали полосатые картинки, которые они ещё не видели – и мыши успешно применили усвоенные категории к этим незнакомым картинкам.

Более того, когда мышам меняли правила, то они легко переобучались: те, кто прежде сортировали картинки по толщине линий, откладывали старое правило в сторону и начинали сортировать линии по ориентации на рисунке. В общем, мозг мышей оказался вполне способен к абстрактным операциям, иначе они не смогли бы применить признак толщины или ориентации к разным узорам.

Исследователям удалось также узнать, что за категориальное мышление у мышей отвечают нейроны префронтальной коры. Что неудивительно: префронтальная кора считается одним из главнейших центров высших когнитивных функций у всех зверей, от мышей до человека. Определённые группы нейронов в мышиной префронтальной коре активировались именно в тот момент, когда нужно было сортировать полосатые узоры по категориям. Однако на разные категории отвечали разные нейроны. То есть когда мыши сортировали рисунки по толщине линий, в коре работали одни нервные клетки, а когда рисунки нужно было отсортировать по ориентации полос, то тут работали уже другие клетки. По словам исследователей, группы категориальных нейронов формировались постепенно, по мере того, как мыши учились видеть общее в разных рисунках.

Очевидно, что формирование категорий неразрывно связано с работой памяти, когда информация переходит из кратковременной памяти в долговременную – ведь сортировать по видам, родам и классам можно только то, что уже прочно усвоено. С другой стороны, категорий существует огромное множество, их число, особенности, взаимосвязи зависят во многом от нашего сознания – потому что мы часто классифицируем объекты так, как нам удобно, а потом меняем прежнюю классификацию на какую-нибудь другую. Как при этом работают нейроны – огромная тема для исследований.

Вообще говоря, категориальное мышление среди животных – не такая уж исключительная штука. Например, мы как-то уже рассказывали, что среди птиц умение манипулировать признаками, оторванными от конкретного предмета, есть не только у ворон, которые и так известны своим интеллектом, но и у утят. И раз среди зверей категории доступны мышиному мозгу, то можно с определённой уверенностью заключить, что мыслить категориями могут и другие группы млекопитающих, которые считаются эволюционно более развитыми.

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

Вороны мыслят аналогиями
https://www.nkj.ru/news/25447/
Вороны умеют видеть аналогичные свойства даже у непохожих друг на друга объектов. Причём птицы умеют делать это даже без предварительной тренировки.

Утята способны к абстрактному мышлению
https://www.nkj.ru/news/29163/
Утята могут сравнивать группы объектов по абстрактным признакам сходства и различия.

На самом деле, способность к абстрагированию присуща даже весьма примитивным видам животных. Ведь функция абстрагирования - это весьма древняя функция. И без этой функции даже узнать что-либо не получится.

Например, изображение от одного и того же объекта на сетчатке глаза всё время разное (разный ракурс наблюдения, разное освещение, разное расстояние до объекта, движение самого объекта и т.д.), но мозг последовательно выделяет общие признаки (условно говоря, соотношения сигналов/параметров), присущие всем изображениям на сетчатке, и по этим общим признакам учится узнавать данный объект, независимо от ракурса наблюдения, освещённости, расстояния, движения и т.д.

Совокупность таких характерных признаков, общих для некоего множества объектов (изображений, образов и т.д.) - это и есть абстракт.

По сути, при обучении искусственных нейронных сетей происходит аналогичные процессы - нейросети настраиваются на выделение абстракта (из определённых обучающих выборок) и, тем самым, могут распознавать категории.

Несколько ссылок в дополнение:

Абстракция:
Цитировать
Некоторые типы абстракции:
примитивная чувственная абстракция — отвлекается от одних свойств предмета или явления, выделяя другие его свойства или качества (выделение формы предмета, отвлёкшись от его цвета или наоборот). В силу бесконечного многообразия действительности никакое восприятие не в состоянии охватить все её стороны, поэтому примитивная чувственная абстракция совершается в каждом процессе восприятия и неизбежно связана с ним.

Конрад Лоренц. Оборотная сторона зеркала. Главы 1-7:
Цитировать
Мы не могли бы узнавать реальные предметы окружающего нас мира, если бы для этого нужно было всегда воспринимать совершенно одинаковые стимулы в совершенно одинаковых конфигурациях, – если бы, например, образ предмета на сетчатке должен был всегда возникать в одном и том же месте и иметь одну и ту же форму, один и тот же цвет и одни и те же размеры. Удивительное достижение нашего воспринимающего аппарата состоит именно в том, что с помощью механизмов обработки он позволяет нам узнавать предметы, обходясь без этого невыполнимого условия.
Цитировать
Способность воспринимать постоянные соотношения между стимулами независимо от их количественных и качественных изменений была открыта гештальтпсихологом Кристианом фон Эренфельсом; он указал также, что эта транспонируемость восприятия образов является одним из его важнейших критериев. Его классический пример – восприятие мелодии, которая узнается как одна и та же, на какой бы высоте и на каком бы инструменте она ни была сыграна. Но способностью к транспонированию обладают отнюдь не только те высокоинтегрированные процессы восприятия, которые называются восприятием образов. Как видно из немногих упоминавшихся фактов, относящихся к постоянству цветов и к функциям ретины лягушки, транспозиция, равносильная отвлечению от случайного и абстрагированию существенного, есть основная функция восприятия вообще и тем самым основа объективирования в том смысле, как мы его определили в начале книги.

То, что при этом абстрагируется, – это всегда свойства, инвариантно присущие предмету. Лучше всего это можно продемонстрировать на простейших функциях восприятия, обычно называемых явлениями постоянства.
Рекомендую к прочтению книгу целиком. ::)

Нейронная сеть. Можно глянуть для ознакомления (например, раздел "Распознавание образов и классификация").​

Оффлайн АrefievPV

  • Участник форума
  • Сообщений: 468
Re: Интересные новости и комментарии
« Ответ #2240 : Апрель 27, 2021, 15:26:54 »
Тайминг репликации оказался необходим для поддержания эпигенома
https://nplus1.ru/news/2021/04/27/timing-epigenome
Цитировать
Порядок, в котором разные части ДНК удваиваются перед делением, оказался важен для поддержания их эпигенетического состояния — говорится в исследовании, опубликованном в журнале Science. Биологи придумали способ сбить тайминг репликации и заставить сегменты ДНК удваиваться в случайном порядке при помощи нарушения работы гена RIF1. Из-за сбитого тайминга репликации нарушились эпигенетические параметры: метилирование белков-упаковщиков ДНК и трехмерная структура генома.

Самым важным открытием в биологии последнего столетия стало выяснение роли ДНК в формировании признаков организмов и расшифровка генетического кода. Однако, в последнее время исследователи все больше внимания обращают не только на нуклеотидную последовательность генома, но и на эпигенетические факторы — они не затрагивают последовательность нуклеотидов, но наравне с ней влияют на активность генов и наследуются. К таким факторам относится метильные и ацетильные метки, которые навешиваются на нуклеотиды и белки-упаковщики ДНК. Это мечение влияет на работу ферментативной машины транскрипции: например, считается, что ее сродство к метилированным генам снижается и те хуже работают.

Один из самых интересных вопросов эпигенетики — сохранение меток ДНК и белков при размножении клеток. Если скопировать последовательность ДНК в дочернюю клетку относительно просто — в процессе репликации весь геном удваивается и делится между двумя новыми клетками — то с эпигеномом все не так просто. Известно, что на новосинтезированную ДНК метки навешиваются заново после репликации, но точный механизм этого процесса пока не понятен.

Исследователи из университета Флориды под руководством Кайла Кляйна (Kyle N. Klein) изучили связь возникновения эпигенома и тайминга репликации — «расписания», по которому удваиваются разные сегменты ДНК перед делением. Они удалили из разных клеточных типов белок RIF1, который участвует в репликации, и показали, что это полностью сбивает тайминг: участки ДНК начинают синтезироваться в случайном порядке. Такие клетки биологи использовали, чтобы изучить, как тайминг влияет на другие процессы в клетке.

Ученые проверили, как тайминг связан с метильными метками на белках-упаковщиках ДНК. В норме они нужны в том числе для разметки и выключения ненужных генов. Оказалось, что без тайминга репликации метилирование изменилось во всех районах генома.

Считается, что позже всего перед делением удваиваются плотно упакованные районы — такие клубки из нитей ДНК, в которых гены не работают. Организацию и разделение генома на открытые и упакованные части изучают при помощи Hi-C карт, на которых показывают частоту взаимодействия между районами генома — то есть, его трехмерную структуру. Например, там, где ДНК упакована плотно, контактов между участками будет больше.

Такие карты ученые построили и для клеток, в которых нарушен тайминг репликации. Оказалось, что трехмерная структура генома этих клеток отличается от нормальной. Интересно, что она коррелировала с измененным метилированием гистонов: плотно упакованные районы разделились на два типа — метилированные и неметилированные.

Так ученым удалось показать, что тайминг репликации необходим как для правильного распределения эпигенетических меток, так и для трехмерной организации генома. Согласно их результатам, первичным для клетки все же является тайминг, а не трехмерная структура. Теперь биологам предстоит выяснить, механизмы влияния тайминга на эпигеном.

Эпигенетические изменения — сейчас одна из самых исследуемых областей. Прежде всего, эпигенетику изучают в связи с механизмами старения. Недавно эпигенетическое старение даже удалось обратить вспять при помощи коктейля из гормонов и антидиабетических средств. А о трудностях, которые испытывает современная наука в попытках найти определение старению, читайте в нашем тексте «Дело не в морщинах».

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

Эпигенетическое старение человека впервые удалось обратить вспять
https://nplus1.ru/news/2019/09/09/epigenetic-reversal

Дело не в морщинах
https://nplus1.ru/material/2020/02/17/geroscience
Почему наука не знает, существует ли старость

Оффлайн АrefievPV

  • Участник форума
  • Сообщений: 468
Re: Интересные новости и комментарии
« Ответ #2241 : Апрель 29, 2021, 05:39:22 »
Человеческие клетки вернули мышам зрение
https://www.nkj.ru/news/41292/
Цитировать
Мыши с больной сетчаткой начали видеть свет, когда им пересадили колбочки, выращенные из человеческих стволовых клеток.

Одна из самых распространенных причин слепоты у пожилых людей – это возрастная макулярная дегенерация сетчатки. Макулой, или жёлтым пятном, называют зону наибольшей остроты зрения. Именно благодаря зрительным рецепторам жёлтого пятна мы можем читать, водить машину и вообще выполнять любую работу, где требуется замечать даже самые мелкие детали. Как можно понять из названия, при возрастной макулярной дегенерации гибнут как раз фоторецепторы макулы, и чаще всего колбочки, благодаря которым мы различаем цвета. Но что, если попробовать заменить погибшие фоторецепторы новыми, выращенными из стволовых клеток?
 

Сетчатка глаза сформирована несколькими десятками типов клеток, которые уложены в ней в несколько слоев, зеленый клеточный слой – фоторецепторы палочки и колбочки.

Эксперименты исследователей из Лондонского королевского колледжа демонстрируют, что пересаженные здоровые колбочки вполне могут вернуть зрение глазам с больной сетчаткой. Опыты ставили на мышах, предрасположенных к дегенерации сетчатки, но рецепторы для пересадки выращивали из человеческих клеток. В одном случае это были эмбриональные стволовые клетки, из которых получались нормальные, здоровые колбочки. В другом случае стволовые клетки получали из зрелых, дифференцированных клеток, взятых у человека с врождённой ахроматопсией – так называют полную неспособность различать цвета. Ахроматопсия возникает из-за неработающих колбочек: в сетчатке они есть, но на свет  не реагируют.

Зрелые человеческие клетки с помощью специального коктейля сигнальных белков перепрограммировали в стволовое состояние – получались индуцированные стволовые клетки. Их, как и обычные эмбриональные стволовые клетки, можно было превратить в любой другой тип клеток – например, в колбочки. Генетический дефект, который стал причиной ахроматопсии у донора, был у него во всех клетках тела, поэтому колбочки, которые после всех манипуляций получились из индуцированных стволовых клеток, тоже не чувствовали свет.

Человеческие колбочки пересаживали мышам, у которых специально подавляли иммунитет, чтобы их организм не отторгал чужеродные клетки. Некоторым мышам пересаживали нормальные колбочки, некоторым – дефектные, некоторые получали колбочки только в один глаз, некоторые – в оба. В статье в Cell Reports говорится, что человеческие рецепторы нормально встраивались в сетчатку и формировали все необходимые межклеточные связи, чтобы передавать информацию об увиденном. Однако дефектные колбочки ничего передавать не могли, а вот нормальные колбочки работали. Это было видно как с помощью специальных тестов, которые позволяли увидеть активность нейронов в сетчатке, так и по поведению мышей. Те из них, кому пересаживали нормальные рецепторы, начинали различать разницу в освещённости и старались спрятаться в менее освещённое место – как и полагается мышам.

Попытки лечить дегенерирующую сетчатку новейшими биотехнологическими методами предпринимаются давно. Три года назад мы писали о том, как удалось отчасти вернуть зрение двум пожилым людям – им пересадили здоровые клетки сетчатки. Однако в той работе пересаживали не фоторецепторы, а вспомогательные питающие клетки, которые помогают палочкам и колбочкам жить и работать. Дистрофия сетчатки часто начинается с гибели питающих клеток, а следом за ними гибнут и рецепторы. Но если пересаживать не только их, но и сами рецепторы, это поможет в большей степени вернуть зрение, или хотя бы замедлить прогрессирующую слепоту.

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

Клеточно-стволовое зрение
https://www.nkj.ru/facts/33425/
Стволовые клетки помогают больной сетчатке видеть

Оффлайн АrefievPV

  • Участник форума
  • Сообщений: 468
Re: Интересные новости и комментарии
« Ответ #2242 : Май 04, 2021, 12:50:42 »
Вирусная «буква»
https://www.nkj.ru/news/41326/
 
Цитировать
Многие бактериальные вирусы используют альтернативный генетический алфавит, тем самым обманывая защитные противовирусные системы бактерий.

Генетический алфавит состоит из пяти букв: А, Т, G, C и U. Буквы обозначают азотистые основания: аденин, тимин, гуанин, цитозин и урацил. Азотистые основания соединяются с сахаром (рибозой или дезоксирибозой) и остатком фосфорной кислоты, и в таком виде встраиваются в цепь нуклеиновой кислоты – ДНК или РНК. Последовательность ДНК – это чередующиеся А, Т, G и C, в РНК вместо тимина (Т) стоит урацил (U). ДНК представляет собой двойную спираль, и последовательности букв двух цепей соединены друг с другом водородными связями. А всегда стоит напротив Т – между ними образуется две водородные связи. G стоит напротив С – между ними образуется три водородные связи.

У генетических букв могут быть разнообразные химические модификации, но в любом случае число связей в паре остаётся одно и то же. Но в 1977 году исследователи из Московского государственного университета опубликовали в Nature статью, в которой описывали странную ДНК бактериофага S-2L, поражающего цианобактерий. У этого бактериофага в паре с тимином (Т) стоят не аденин (А), а другое азотистое основание под названием 2-аминоаденин, которое для краткости назвали Z. Между Z и Т было не две водородные связи, а три. Не все тимины в ДНК фага стояли в паре Z, но большинство. И учитывая тройную связь между ними, всё выглядело так, как будто вирус использовал альтернативную версию генетического кода.

До поры до времени бактериофаг S-2L считался просто странной аномалией, уникальной в своём роде. Стоит ли обращать на него особое внимание, если все остальные организмы – вирусы, бактерии, грибы, растения, животные – используют обычный набор А, Т (U), G и C? Но на самом деле альтернативный алфавит оказался гораздо более распространён, чем это могло показаться на первый взгляд.

В конце 90-х годов сотрудники Института Пастера прочитали геном фага S-2L, чтобы узнать, откуда у него вообще берётся такая необычная генетическая буква. Им удалось найти некий ген purA – он кодировал фермент, который участвовал в синтезе аденина и который создавал фагу букву Z (ещё раз скажем, что основание Z – производное обычного аденина (А)). Спустя несколько лет похожий ген обнаружили у бактериофага, поражающего бактерий рода Vibrio. В ДНК этого вируса тоже была нестандартная генетическая буква. Бактерий рода Vibrio и их фагов выращивать проще, чем цианобактерий и фаг S-2L, так что теперь удалось больше узнать о механизме синтеза альтернативной буквы. В вышедшей на днях статье в Science исследователи из Института Пастера описывают структуру и функции фермента PurZ, который во многом похож на фермент PurA у фага S-2L и который помогает второму фагу получить азотистое основание Z. Более того, гены purZ обнаружились и у других бактериофагов.

Синтез новых молекул ДНК выполняет белок ДНК-полимераза, которая по мере надобности выхватывает из окружающего раствора молекулы-буквы А, Т, G и С. Но если вместо обычного А вокруг плавает Z? Фермент должен уметь обращаться с нестандартной буквой. В другой статье, тоже опубликованной в Science сотрудники Института Пастера вместе с коллегами из Германии, Бельгии и США описывают вирусные гены, которые кодируют альтернативные ДНК-полимеразы – эти версии фермента как раз способны манипулировать буквой Z. Специальная ДНК-полимераза есть не у всех фагов, которые используют Z, и, возможно, у тех, у кого её нет, обычный фермент каким-то образом справляется с нестандартной буквой.

Но насколько вообще распространён альтернативный алфавит? Уже понятно, что фаг S-2L, с которого всё начиналось, не такое уж исключение. Но сколько таких фагов есть на свете – два, три, десяток? На этот вопрос попытались ответить исследователи из Тяньцзиньского университета и других научных центров США, Китая и Сингапура, при участии Ивана Худякова из Всероссийского научно-исследовательского института сельскохозяйственной микробиологии (который был одним из соавторов статьи в Nature о необычном геноме фага S-2L).

Они проанализировали геномы множества фагов, и обнаружили, что белки, которые нужны для работы с азотистым основанием Z, есть как минимум у нескольких десятков бактериофагов. Более того, некоторые вирусы перенастраивают бактериальные ферменты, чтобы они помогали синтезировать Z, а специальные вирусные белки понижают уровень «стандартной» буквы А в бактериальной клетке, чтобы она не попала в их геном. Эти результаты описаны в третьей статье, тоже опубликованной в Science.

Зачем вирусам понадобился изменённый генетический алфавит? Дело в том, что у бактерий есть особые ферменты, которые защищают их от вирусного вторжения. Когда в бактериальной клетке появляется фаговая ДНК, эти ферменты её узнают и разрушают. Но если в фаговой ДНК вместо буквы А стоит буква Z, то бактериальные защитные ферменты оказываются бессильны, и вирус может спокойно размножаться дальше.

P.S. В качестве комментария и дополнения:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9509.msg224423.html#msg224423
https://paleoforum.ru/index.php/topic,2220.msg235732.html#msg235732

Оффлайн АrefievPV

  • Участник форума
  • Сообщений: 468
Re: Интересные новости и комментарии
« Ответ #2243 : Май 04, 2021, 13:52:25 »
Миллиард лет: обнаружено древнейшее многоклеточное животное?
https://www.vesti.ru/nauka/article/2558524

Цитировать
Учёные обнаружили останки существа, которое может оказаться древнейшим многоклеточным животным или, по крайней мере, переходной формой от одноклеточных к многоклеточным. Это создание обитало миллиард лет назад в пресном водоёме на территории современной Шотландии.

Давно известно, что растения, грибы и животные "изобрели" многоклеточность независимо друг от друга. Так, многоклеточные водоросли населяли океаны ещё 1,4 миллиарда лет назад. А вот многоклеточные животные, похоже, появились значительно позже.

Первое известное сообщество макроскопических и, следовательно, заведомо многоклеточных животных – хайнаньская биота, существовавшая 850–700 миллионов лет назад. А 635 миллионов лет назад появилась досконально исследованная эдиакарская биота. Большинство экспертов считает, что ни те ни другие существа не являются предками современных животных. Следовательно, последние обрели многоклеточность независимо от "хайнаньцев" и "эдиакарцев".

Почти наверняка эволюция экспериментировала с многоклеточностью гораздо чаще, чем можно предположить, исходя из палеонтологических находок. Ведь существа, не имеющие твёрдых тканей, крайне редко оставляют после себя окаменелости.

На сей раз учёным невероятно повезло. На месте древнейшего озера на Шотландском нагорье они обнаружили уникальные окаменелости возрастом миллиард лет. Ископаемые сферы диаметром всего 30 микрометров сохранились настолько хорошо, что биологи определили форму и строение составляющих их клеток.

Палеонтологи назвали новый вид Bicellum brasieri. Судя по структуре клеток, эти существа относятся к Holozoa – группе, включающей животных (в том числе многоклеточных) и их ближайших одноклеточных родственников.

Важно, что найденные организмы состояли из клеток двух различных типов: сферических и продолговатых.

"Мы обнаружили примитивный сферический организм, состоящий из клеток двух различных типов, что стало первым шагом к сложной многоклеточной структуре, который никогда не описывался ранее в летописи окаменелостей, – рассказывает глава исследовательской группы Чарлз Велман (Charles Wellman) из Шеффилдского университета. – Открытие этой новой окаменелости позволяет нам предположить, что эволюция многоклеточных животных началась по крайней мере один миллиард лет назад и что ранние события, предшествовавшие эволюции животных, могли происходить в пресных водоёмах, таких как озёра, а не в океане".

Отметим, что скопление клеток может оказаться не многоклеточным организмом, а колонией одноклеточных. Наличие двух типов клеток – это аргумент в пользу того, что перед нами действительно многоклеточный организм, но не слишком сильный. Колонии одноклеточных тоже порой включают клетки различных типов, тесно взаимодействующие между собой, и такие сообщества эволюция "изобрела" гораздо раньше, чем собственно многоклеточность. Собственно, многоклеточные и произошли от таких сообществ.

Однако есть ещё одна важная деталь. Чрезвычайно интересно, что найденные экземпляры B. brasieri отличаются друг от друга количеством и расположением продолговатых клеток. У большинства экземпляров последние образуют оболочку толщиной в одну клетку, покрывающую шар из плотно упакованных сферических клеток. Однако у некоторых экземпляров нет такой оболочки, а продолговатые клетки перемешаны со сферическими.

Авторы считают, что перед нами разные стадии жизненного цикла B. brasieri. Они полагают, что "новорождённый" организм состоял только из сферических клеток. Потом включались некие гены, и при делении сферических клеток возникали продолговатые. В дальнейшем последние мигрировали к поверхности шара и образовывали на ней плёнку.

Если продолговатые клетки действительно получались из сферических, то B. brasieri – многоклеточный организм, размножающийся как целое, а не колония многоклеточных, в которой каждый вид "сожителей" воспроизводится самостоятельно.

Впрочем, различия в строении найденных экземпляров B. brasieri наверняка можно объяснить и иначе. Ведь некоторые современные одноклеточные Holozoa тоже образуют похожие структуры на определённой стадии жизненного цикла.

В общем, пока неясно, можно ли назвать обнаруженное древнейшее животное (или родственника животных?) подлинно многоклеточным существом или же это лишь переходная форма от одноклеточных к многоклеточным. Но, так или иначе, находка очень интересна.

Открытие описано в научной статье, опубликованной в журнале Current Biology.

К слову, ранее мы рассказывали о древнейших на Земле химических следах животных.

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

Окаменевшие пузырьки рассказали о жизни древних "производителей кислорода"
https://smotrim.ru/article/1047751

Биологи выяснили, где обитали и чем питались древнейшие многоклеточные
https://smotrim.ru/article/1048123

Обнаружены древнейшие на Земле химические следы животных
https://smotrim.ru/article/1087091

Оффлайн АrefievPV

  • Участник форума
  • Сообщений: 468
Re: Интересные новости и комментарии
« Ответ #2244 : Май 06, 2021, 06:50:01 »
Австралийские дельфины-афалины включили себя в большие команды
https://nplus1.ru/news/2021/05/05/bottlenose-dolphins

Цитировать
Самцы дельфинов-афалин, обитающие в заливе Шарк на западе Австралии, образуют сложные, вложенные друг в друга группировки, чтобы совместно бороться за самок и защищать их от конкурентов. Зоологи обнаружили, что, вопреки ожиданиям, самые сильные социальные связи образуется не между участниками «команд» первого уровня — пар и троек самцов, — а между членами групп второго порядка, образованных несколькими первичными командами, говорится в статье, опубликованной в Nature Communications.

Афалины Tursiops aduncus, живущие в заливе, объединяются в пары или тройки, чтобы загонять и сопровождать самку, готовую к спариванию. Такие группы называют альянсами первого порядка. Несколько таких альянсов образуют сплоченные группы числом до 14 особей, чтобы захватывать чужих самок или защищать собственных от конкурирующих групп. Схватки за самок бывают крайне ожесточенными, поэтому афалины постоянно берут на себя риск, помогая своим союзникам по альянсу. Некоторые альянсы второго порядка объединяются в более крупные альянсы третьего порядка, чтобы иметь больше союзников поблизости. Дельфины часто меняют союзников в своих альянсах первого порядка, но состав в альянсах второго порядка они поддерживают неизменным в течение десятилетий. Эти группы считаются основной ячейкой мужской социальной иерархии дельфинов.

Чтобы отслеживать социальные отношения в многочисленных альянсах, афалины используют специальные звуковые последовательности, личные "позывные". Каждый дельфин учится у своей матери уникальному сигнатурному свисту, который он использует всю жизнь. Дельфины узнают и запоминают свистки друг друга, подобно тому, как мы узнаем имена друг друга.

Группа исследователей во главе с поведенческим биологом Стефани Кинг (Stephanie King) из Бристольского университета решила использовать записи этих индивидуальных сигналов и наблюдения с дронов, чтобы выяснить, как самцы дельфинов-афалин Tursiops aduncus классифицируют отношения внутри трех уровней альянсов. Для этого они выбрали 14 самцов-союзников из залива Шарк в возрасте от 28 до 40 лет, которые находились в своих группах всю жизнь. С 2016 года биологи отслеживали животных с помощью подводных микрофонов и определили, какой свист издает каждый дельфин.

В эксперименте исследователи проигрывали самцам афалин свист знакомых им особей и отслеживали их реакцию с помощью дрона. Поведенческая реакция дельфина измерялась как любое визуально обнаруживаемое изменение ориентации, приближение к источнику звука или ответная вокальная реакция. Афалины реагировали на звуковой стимул в среднем всего через 2,5 секунды с момента начала воспроизведения сигнатурного свиста.

Биологи ожидали, что самцы, услышавшие свист своих союзников по альянсу первого порядка, отреагируют сильнее. Однако дельфины реагировали одинаково активно и на союзников из альянса первого порядка, и на союзников из альянса второго порядка, даже если не имели с ними сильных социальных связей.

С другой стороны, на союзников третьего порядка афалины реагировали не так активно, даже если сила их социальных связей была сопоставима с силой связей с союзниками альянса второго порядка.

Всего визуальный или акустический отклик был задокументирован в 100 процентах (20/20) воспроизведений свистков особей из альянса второго порядка и в 75 процентах (15/20) воспроизведений свистков особей из альянса третьего порядка. Афалины, отвечающие на сигналы членов альянса второго порядка, демонстрировали более длительную продолжительность ответов и преодолевали большее расстояние, чтобы приблизиться к источнику звука, чем отвечающие на свистки союзников третьего порядка. Ни сила социальной связи, ни родство, ни долгосрочное знакомство между дельфинами не влияли на реакцию так сильно, как отношение к альянсу второго порядка.

Полученные результаты демонстрируют, что дельфины, как и люди, формируют социальную концепцию членства в команде, основанную на предыдущих совместных усилиях, а не на дружбе. Поведение дельфинов является еще одним доказательством, что социальная взаимность («ты — мне, я — тебе») встречается не только в человеческом социуме, но и является важным эволюционным фактором сотрудничества в природе.

Командные навыки афалин уже не в первый раз попадают во внимание ученых. Ранее исследователи выяснили, что самцы синхронизируют вокализацию при групповом привлечении самки.

P.S. Ссылка в дополнение:

Самцы афалин спели дуэтом для привлечения самок
https://nplus1.ru/news/2020/04/02/bottlenose-dolphin